BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --- - TRTRẦN DUY TRINH NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BỘ KHÔI PHỤC ĐIỆN ÁP ĐỘNG (DVR) ĐỂ BÙ LÕM ĐIỆN ÁP CHO PHỤ TẢI QUAN TRỌNG TRONG XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình Tất ấn phẩm công bố chung với cán hướng dẫn khoa học đồng nghiệp đồng ý tác giả trước đưa vào luận án Cáckết luận án trung thực, chưa công bố sử dụng để bảo vệ luận án khác Tác giả luận án DuyKHIỂN Trinh LUẬN ÁN TIẾN SĨTrần ĐIỂU VÀ TỰ ĐỘNG HÓA HÀ NỘI-2014 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Ứng dụng biến đổi bán dẫn công suất lớn điều khiển hệ thống điện đưa đến khả to lớn đảm bảo vận hành hệ thống cách linh hoạt, khai thác hệ thống cách hiệu Điều trở nên vô quan trọng điều kiện chi phí để xây dựng hệ thống cải tạo hệ thống hành ngày tăng Bên cạnh việc đảm bảo chất lượng điện ngày trở nên cấp thiết điện ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sản xuất kinh doanh khách hàng ngành điện, người trả tiền cho yêu cầu lượng có quyền yêu cầu đảm bảo nguồn điện cung cấp cách liên tục với chất lượng điện áp đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn Bộ khôi phục điện áp động (Dynamic Voltage Restorer–DVR) xây dựng sở biến đổi bán dẫn thiết bị nhằm đảm bảo khôi phục điện áp phụ tải nhạy cảm có lõm điện áp ngắn hạn, có thời gian kéo dài từ khoảng nửa chu kỳ điện áp lưới 0,01s đến cỡ 60s, từ phía nguồn cấp Các nghiên cứu biến động điện áp kiểu thuộc loại cố xảy có tần xuất lớn loại cố khác nguồn điện, so với loại cố khác điện ngắn hạn, cỡ 60s đến phút, hẳn điện, từ phút trở lên, dao động điện áp với tần số thấp, 0,1Hz đến 1Hz, gọi tượng “flicker”–nhấp nháy điện Mặc dù lõm điện áp xảy thời gian ngắn, số phụ tải hệ thống điều khiển, loại biến tần điều khiển động bị dừng Trong số trường hợp thiết bị đóng vai trò chủ chốt toàn dây truyền hoạt động nhà máy, bị dừng dẫn tới phải dừng toàn dây truyền mà khởi động trở lại tốn kéo dài Nếu hệ thống điều khiển xử lý số liệu dẫn tới gián đoạn thông tin, dẫn đến hậu nghiêm trọng Hệ thống cung cấp nguồn liên tục (UPS), giải pháp thông dụng bảo vệ tải nhạy cảm khỏi bị tác động lõm điện áp, áp dụng cho phụ tải công suất nhỏ điện áp thấp, với hệ thống công suất lớn UPS thiết bị đắt tiền UPS phải đảm bảo hoàn toàn công suất tải Trong trường hợp DVR giải pháp tiết kiệm, lắp đặt để bảo vệ tải nhạy cảm quan trọng, hệ thống thiết bị có sẵn bị ảnh hưởng cố lõm điện áp ngắn hạn, kéo dài phút Lý phải dùng DVR việc khắc phục cách cải tạo hệ thống phân phối thực được, không đủ kinh phí gián đoạn sản xuất hệ thống điện nằm tầm quản lý doanh nghiệp Trong thực tế lõm điện áp dạng nhiễu loạn xuất trước tồn thời gian ngắn, bao gồm biến động biên độ điện áp góc pha, có đặc điểm phức tạp tính chất lõm thay đổi liên tục thời gian xảy biến cố Do yêu cầu đặt DVR phải có cấu trúc phù hợp, đảm bảo khả khôi phục điện áp định tải nguồn đầu vào có biến động DVR biến đổi bán dẫn dùng để tạo nguồn áp, đưa qua máy biến áp phối hợp, tạo bù điện áp nối tiếp tải nguồn Hệ thống điều khiển phải có khả phát sai lệch điện áp biên độ góc pha, từ đưa lượng đặt đến biến đổi điện tử công suất nhằm tạo điện áp có giá trị đủ để bù phần sụt áp phía nguồn, giữ cho điện áp phía tải phạm vi cho phép Hệ thống điều khiển phải đảm bảo yêu cầu tác động nhanh, độ xác cao để khôi phục điện áp tải khoảng thời gian từ nửa chu kỳ đến hai chu kỳ điện áp lưới (0.01s0.04s) kiểu lõm điện áp Mặt khác, DVR cần đảm bảo chế độ hoạt động, chế độ bù, chế độ chờ, chế độ by-pass, phạm vi giới hạn công suất thiết kế Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Nghiên cứu giải vấn đề cấu trúc phần lực điều khiển DVR nhằm đảm bảo cho phụ tải nhạy cảm hoàn toàn không bị chịu tác động loại cố kiểu lõm-dâng điện áp ngắn hạn từ nguồn Nghiên cứu điều kiện để đưa vào ứng dụng thiết bị DVR cách hiệu xí nghiệp công nghiệp thông qua áp dụng cho trường hợp thực tế điển hình Mục tiêu đối tượng phạm vi nghiên cứu: Các mục tiêu nghiên cứu sau thực luận án  Tìm hiểu đặc điểm lõm điện áp, nguyên nhân ảnh hưởng xí nghiệp công nghiệp giải pháp giảm thiểu  Nghiên cứu cấu trúc mạch lực khôi phục điện áp động (DVR) để đảm bảo khả đưa điện áp bù ứng với toàn giải thay đổi phụ tải biên độ lõm điện áp thời gian biến động  Nghiên cấu cấu trúc thiết kế tham số cho hệ thống điều khiển đảm bảo tính tác động nhanh xác DVR  Nghiên cứu áp dụng DVR lưới điện xí nghiệp công nghiệp thông qua trường hợp thực tế điển hình  Xây dựng mô hình mô mô hình thực nghiệm để kiểm tra chất lượng thuật toán điều khiển đề xuất khả khôi phục điện áp DVR Trên sở mục tiêu luận án, đối tượng nghiên cứu đề tài tập trung hướng đến giải vấn đề về: - Nhiểu loạn lõm điện áp, ảnh hưởng lõm điện áp xí nghiệp công nghiệp, phương pháp giảm thiểu lõm điện áp giải pháp DVR - Cấu hình DVR bao gồm; biến đổi bán dẫn công suất, lọc phía xoay chiều, máy biến áp nối tiếp, lưu trữ lượng DC-link, cấu trúc liên kết phần tử - Các mạch vòng thuật toán điều khiển DVR bao gồm; Xây dựng mạch vòng dòng điện, điện áp, thuật toán điều khiển điện áp tải DVR, thuật toán điều khiển phát lõm, áp dụng thuật toán điều khiển đồng lưới (PLL), thiết kế điều khiển áp dụng - Mô hình mô bao gồm; mô hình hóa lưới điện, mô hình hóa DVR, mô hình hóa đối tượng bảo vệ tải nhạy cảm quan trọng, mô hình hóa biến cố điện áp lưới, mô hình mô thực phần mềm Matlap/Simulink - Mô hình thực nghiệm DVR bảo vệ tải nhạy cảm Pđm=5kW, điện áp 380V xây dựng phòng thí nghiệm - Trường hợp áp dụng kết nối DVR với lưới điện thực tế gồm; tìm hiểu lưới điện thực tế nhà máy xi măng Hoàng Mai, biến cố điện áp lưới, phụ tải nhạy cảm quan trọng bị ảnh hưởng nhà máy, ví trí lắp đặt DVR Đề tài nghiên cứu giới hạn phạm vi tìm hiểu lõm điện áp ảnh hưởng đến xí nghiệp công nghiệp Phân tích lựa chọn cấu hình phần lực nghiên cứu phát triển thuật toán điều khiển DVR để khôi phục điện áp tải, bảo vệ tải nhạy cảm Đưa điều kiện thủ tục để áp dụng DVR xí nghiệp công nghiệp, thông qua trường hợp cụ thể thực tế Các kết nghiên cứu luận án kiểm tra đánh giá thông qua mô xây dựng mô hình thực nghiệm phòng thí nghiệm Phương pháp nghiên cứu: Các phương pháp nghiên cứu vận dụng đề tài - Khảo sát thực tế, thống kê, phân tích đánh giá thực trạng - Sử dụng mô hình mạch điện, lý thuyết điều khiển vector, lý thuyết điều khiển tuyến tính xây dựng vòng điều chỉnh thiết kế điều khiển - Mô máy tính thông qua phần mềm Matlab-Simulink, thực nghiệm kiểm tra khẳng định kết nghiên cứu lý thuyết Nội dung luận án: Nội dung luận án trình bày theo chương sau đây: Mở đầu: Nêu mục tiêu, nhiệm vụ nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu Chương 1: Giảm thiểu ảnh hưởng lõm điện áp khôi phục điện áp động Trình bày tổng quan lõm điện áp phương pháp giảm thiểu lõm điện áp, trọng tâm nghiên cứu phương pháp giảm thiểu hiệu sử dụng khôi phục điện áp động (DVR) Các phương pháp điều khiển DVR nghiên cứu đến công trình tóm tắt ngắn gọn, qua hạn chế điều khiển bù lõm cần khắc phục, đồng thời hướng nghiên cứu phát triển điều khiển DVR Chương 2: Cấu trúc khôi phục điện áp động Trình bày chức nhiệm vụ thành phần hệ thống, kiểu kết nối, phương pháp bảo vệ cho DVR cuối lựa chọn cấu trúc phần cứng điển hình DVR đủ để tiếp tục nghiên cứu phát triển thuật toán điều khiển hệ thống Chương 3: Điều khiển khôi phục điện áp động Tập trung nghiên cứu điều khiển DVR, bao gồm; điều khiển khôi phục điện áp tải, điều khiển đồng điện áp lưới, điều khiển phát lõm điện áp điều khiển điện áp DClink Trong đó, trọng tâm nghiên cứu phát triển điều khiển khôi phục điện áp tải DVR, bao gồm chiến lược điều khiển, mô hình toán học, cấu trúc thuật toán điều khiển vector hệ tọa độ quay dq hệ tọa độ tĩnh αβ, điều khiển thiết kế điều khiển trình bày Cuối nghiên cứu ổn định hệ thống Chương 4: Giải pháp áp dụng DVR cho xí nghiệp công nghiệp Trình bày điều kiện áp dụng DVR cho xí nghiệp công nghiệp, bước thực thiết kế cụ thể, thông qua trường hợp áp dụng DVR bảo vệ tải nhạy cảm quan trọng thực tế tổ hợp Biến tần-Động ID 142-FN1 ngành công nghiệp xi măng Xây dựng mô hình mô DVR kết nối hệ thống lưới điện thiết kế, thuật toán điều khiển đề xuất chương áp dụng cài đặt mô hình Chương 5: Xây dựng mô hình thực nghiệm DVR Chương trình bày cách thức xây dựng bàn thí nghiệm, cài đặt thuật toán điều khiển đề xuất, thực thí nghiệm lấy kết Kết Luận kiến nghị Cuối phần kết luận kiến nghị toàn luận án, khẳng định lại kết đạt trình nghiên cứu, tồn hướng phát triển đề tài Dự kiến kết nghiên cứu mới:  Đưa cấu trúc thuật toán điều khiển cho khôi phục điện áp động (DVR) bù lõm điện áp cân không cân Nó dựa phương pháp điều khiển vector hệ tọa độ quay dq hệ tọa độ tĩnh αβ với hai vòng điều khiển tương ứng cho thành phần thứ tự thuận thứ tự nghịch điều khiển riêng biết  Khảo sát phân tích nguyên nhân cố lõm điện áp ảnh hưởng đến phụ tải nhạy cảm quan trọng ngành công nghiệp xi măng tổ hợp Biến tần-Động quạt ID Kết khảo sát điều kiện để đưa vào ứng dụng thiết bị DVR cách hiệu thông qua trường hợp thực tế điển hình  Một mô hình mô kết hợp lưới điện, phụ tải DVR nối lưới cấp trung áp 6,3kV để bảo vệ tải nhạy cảm quan trọng tổ hợp Biến tần-Động quạt công nghệ 142-FN1 Mô hình phát triển thực phần mềm Matlap/Simulink  Thực thành công mô hình thực nghiệm (trong phòng thí nghiệm) với thuật toán điều khiển cài đặt xử lý tín hiệu dSPACE card DS11040 để đánh giá khả làm việc DVR bù lõm điện áp giảm thiểu nhiễu loạn điện áp Chương1: GIẢM THIỂU ẢNH HƯỞNG CỦA LÕM ĐIỆN ÁP BẰNG BỘ KHÔI PHỤC ĐIỆN ÁP ĐỘNG (DVR) Trong chương trình bày tổng quan lõm điện áp phương pháp giảm thiểu lõm điện áp, trọng tâm nghiên cứu phương pháp giảm thiểu hiệu sử dụng khôi phục điện áp động (DVR), dựa việc điều khiển biến đổi điện tử công suất Các phương pháp điều khiển DVR nghiên cứu đến công trình tóm tắt ngắn gọn, qua hạn chế điều khiển bù lõm cần khắc phục, đồng thời hướng nghiên cứu phát triển điều khiển DVR nhằm mục đích khôi phục điện áp tải gặp phải nhiễu loạn lõm điện áp xuất từ phía nguồn cấp Nội dung chương tham khảo tài liệu [1,3,8,9,14,15,16,17,18,19,25,29,32,39,62] 1.1 Chất lượng điện vấn đề lõm điện áp 1.1.1 Chất lượng điện Vấn đề chất lượng điện bao gồm loạt rối loạn liên quan đến điện áp, dòng điện độ lệch tần số Các nhiễu loạn  Gián đoạn ngắn  Lõm/dâng điện áp  Quá độ dòng điện điện áp  Sự méo dạng sóng dòng điện điện áp  Nháy điện  Mất cân  Thay đổi tần số nguồn Các vấn đề chất lượng điện xác định số tiêu chuẩn như; IEC 61000, IEEE 1159-1995 EN 50160, định nghĩa tài liệu [14,15] Tình trạng treo máy tính Nhấp nháy ánh sáng Sự cố thiết bị Thiết bị xử lý liệu Quá tải PFC overloading Các vấn đề đóng cắt tải nặng Quá nhiệt dây trung tính Các vấn đề với đường dây dài Các phận máy dừng hoạt động Sai lệch hệ thống đo lường 0% 5% 10% 15% 20% 25% Hình 30% 1.1 Các vấn đề thường xảy liên quan đến chất lượng điện xác định 1400 địa điểm quốc gia [14] Hình 1.2 Tỷ lệ phần trăm biến cố điện áp[14] Những tổn thất từ chất lượng điện khách hàng dùng điện, đặc biệt xí nghiệp công nghiệp, từ lâu biết đến, để giảm thiểu gặp nhiều khó khăn Một nghiên cứu thực Hội đồng châu Âu [25], bao gồm 1400 vị trí quốc gia biến cố điện áp địa điểm khác hệ thống điện Kết thu thể đồ thị hình 1.1, vấn đề gặp phải từ chất lượng điện áp địa điểm khác hệ thống điện đồ thị hình 1.2 cho biết tỷ lệ phần trăm nhiễu loạn lưới điện phân phối Hiện công ty điện lực khách hàng dùng điện ngày quan tâm đến vấn đề chất lượng điện lý do: - Công nghiệp đại phát triển, thiết bị hệ tạo trình tự động hóa cao hoạt động sản xuất như; điều khiển vi xử lý, máy vi tính, robot công nghiệp, hệ truyền động có điều khiển tốc độ, thiết bị điều khiển hệ thống thông tin công nghiệp.v.v chúng nhạy cảm với biến động chất lượng điện thiết bị sử dụng khứ - Các trọng vận hành khai thác hiệu hệ thống lượng điện dẫn đến gia tăng việc áp dụng thiết bị hiệu suất cao như; điều chỉnh tốc độ động cơ, tụ điện song song hiệu chỉnh hệ số công suất để giảm tổn thất phát triển hệ thống nguồn phân tán nối lưới như; hệ thống điện mặt trời, hệ thống điện gió Điều dẫn đến hậu tăng mức độ hài hệ thống điện, tăng biến cố dao động điện áp thay đổi tần số - Người dùng điện có nhận thức tốt vấn đề chất lượng điện Họ nhận thức tốt vấn đề gián đoạn, lõm điện áp, sóng hài, độ yêu cầu cung cấp nguồn lượng có độ tin cậy chất lượng cao từ nhà cung cấp Ngược lại nhà cung cấp lượng chịu áp lực từ đòi hỏi khách hàng tổn thất chất lượng điện gây nên truyền tải điện Trong số nhiễu loạn hệ thống điện lõm điện áp loại nhiễu loạn nghiêm trọng có tần suất xuất lớn nhất, theo kết khảo sát hình 1.2 chiếm 31% Lõm điện áp xảy thời gian ngắn, liên quan đến suy giảm điện áp nhảy góc pha Khi có biến cố lưới điện (ví dụ ngắn mạch) vị trí xa so với thiết bị đầu cuối, dẫn đến xuất lõm điện áp lan truyền đến nhiều vị trí khác lưới điện đến vị trí kết nối tải nhạy cảm để gây ảnh hưởng, tài liệu [21,22,24] Trong xí nghiệp công nghiệp tải nhạy cảm quan trọng thường có ảnh hưởng lớn đến toàn hoạt động dây chuyền sản xuất Trong tải lại nhạy cảm với tác động lõm điện áp gây dừng máy, sai lệch thông tin, dẫn đến phận khác dây chuyển bị dừng theo, khởi động trở lại tốn kéo dài Vì vậy, lõm điện áp nhiễu loạn lựa chọn số nhiễu loạn liên quan đến chất lượng điện để nghiên cứu giảm thiểu luận án Để đưa phương pháp giảm thiểu, cần thiết phải phân tích rõ nguyên nhân, đặc điểm 1.1.2 Lõm điện áp a) Định nghĩa lõm điện áp Theo IEEE Std 1159-1995, lõm điện áp tượng suy giảm điện áp tức thời đột ngột thời điểm mà giá trị điện áp hiệu dụng (RMS) 10% đến 90% so với điện áp chuẩn, điện áp phục hồi thời gian ngắn, từ nửa chu kỳ điện áp lưới (10ms) đến phút Trong dâng điện áp tăng đột ngột giá trị RMS lên giá trị ngưỡng định Thông thường giá trị ngưỡng 110% giá trị định mức điện áp nguồn[14] Ở hình 1.3 lõm điện áp định nghĩa theo tiêu chuẩn IEEE Std 1159-1995 EN 50160, khác lõm điện áp gián đoạn ngắn Tuy nhiên thuật ngữ sử dụng tiêu chuẩn lõm điện áp có khác Ví dụ: dạng nhiễu loạn EN 50.160 gọi ''voltage dips'' trong IEEE Std 1159 gọi ''voltage sag'' Thuật ngữ ''voltage sags'' hay ''voltage dips'' coi từ đồng nghĩa dùng để dạng nhiễu loạn Trong luận án thuật ngữ ''lõm điện áp'' lựa chọn sử dụng Hình 1.3 Định nghĩa biến cố điện áp dựa tiêu chuẩn [25] Tóm tắt định nghĩa lõm điện áp đưa tiêu chuẩn trình bày bảng 1.1 [14] Bảng 1.1 Định nghĩa lõm điện áp theo tiêu chuẩn IEEE std 1159-1995, tiêu chuẩn IEEE std 1250-1995 tiêu chuẩn IEC 6100-2-1 1990, tài liệu[14] Standard EN 50160 Magnitude 1% - 90% Duration 0.5 cycles to IEEE Std 1159-1995 IEEE Std 1250-1995 IEC 6100-2-1-1990 10% - 90% Reduction of voltage 0.5 cycles to 0.5 cycles to few sec 0.5 cycles to few sec Applicability LV and MV (up to 35 kV) LV, MV, HV LV, MV, HV LV, MV, HV Một số hình ảnh mô tả lõm điện áp thể hình 1.4 Hình 1.4 Lõm điện áp pha lõm điện áp ba pha [22] b) Nguồn gốc lõm điện áp Trong hệ thống lượng phân biệt nguyên nhân gây lõm điện áp sau, tài liệu [14, 15, 21,23,24]:  Các lỗi hệ thống nguồn; sét, gió, băng tuyết, nhiễm bẩn thiết bị cách điện, động vật tiếp xúc, tai nạn giao thông, xây dựng Các lỗi kể thường dẫn đến ngắn mạch Dòng ngắn mạch gây lõm điện áp suốt thời gian ngắn mạch lan truyền đến vị trí khác lưới điện Thông thường ngắn mạch kiểu pha, gây nên giảm điện áp pha có độ sâu phụ thuộc vào điểm đo so với vị trí xảy ngắn mạch  Khởi động thiết bị có công suất lớn so với công suất ngắn mạch hệ thống điểm kết nối Sự giảm gây khởi động mạch truyền động công suất lớn thông thường ba pha đối xứng có giá trị lõm điện áp tương đối lớn thời gian giảm kéo dài tương đối lâu  Giảm điện áp gây đóng mạch biến áp lượng vào hệ thống, dẫn đến lõm điện áp không đối xứng kết hợp với có mặt hài bậc hai bậc bốn  Các biến động tải; lưới ba pha giảm điện áp phân loại theo tính không đối xứng điện áp nhiễu loạn Độ không đối xứng điện áp pha riêng biệt phụ thuộc vào kiểu ngắn mạch phương pháp đấu nối cuộn biến áp lượng chỗ ngắn mạch điểm kết nối thiết bị [14, 19] Lõm điện áp thường xảy hậu ngắn mạch, lỗi chạm đất, máy biến áp lượng, kết nối động có cảm ứng công suất lớn c) Đặc điểm lõm điện áp Độ lớn khoảng thời gian hai đặc điểm quan trọng lõm điện áp, mà theo IEEE Std 1159 (1995), độ lớn lõm nằm khoảng từ 10% đến 90% điện áp danh định thời gian lõm từ nửa chu kỳ đến phút  Độ lớn lõm điện áp: điện áp hiệu dụng theo phần trăm đơn vị tương đối (p.u) lại ''biến cố'' điện áp trước có lỗi, [22] Điện áp hiệu dụng dùng để xác định mức độ lõm điện áp tính theo (1.1) Vrm s (k )  N k v i i  k  N 1 (1.1) N số lượng mẫu chu kỳ, vi điện áp tức thời lấy mẫu k thời điểm tính điện áp hiệu dụng Ở đây, điện áp hiệu dụng tính toán với N mẫu điện áp tức thời trước Ngoài ước tính giá trị điện áp hiệu dụng nửa chu kỳ giá trị tức thời, [22] Vrm s(1 / 2) (k )  N k v i i  k ( N / ) 1 (1.2) Các thuật toán nửa chu kỳ nhạy xác với thay đổi điện áp, có phản ứng nhanh để phát biến cố Tuy cho thấy dao động có thành phần hài bậc tín hiệu điện áp [23] Độ lớn lõm điện áp phụ thuộc khoảng cách điểm quan sát từ vị trí ngắn mach nguồn cung cấp Mức điện áp rơi điểm quan sát cụ thể lõm giá trị ngẫu nhiên, tùy thuộc vào vị trí mạng điện liên quan đến ngắn mạch Xét trường hợp lỗi ngắn mạch với trở kháng điểm ngắn mạch không, hệ thống đại diện mạch tương đương pha hình 1.5 Điện áp điểm xem xét O1, O2 hay O3 phụ thuộc vào trở kháng tương đương kết nối điểm đến vị trí ngắn mạch (SC) nguồn Tùy thuộc vào độ lớn tương đối trở kháng, độ sâu lõm điện áp khác phạm vi 0-100%, tài liệu [14] s z4 o3 z3 o2 z2 o1 z1 Us=1 U 03  Z1  Z  Z Z1  Z  Z  Z U 02  U 01  Z1 Us=0 Z1  Z  Z  Z Z1  Z Z1  Z  Z  Z Hình 1.5 Điện áp điểm O1,O2 O3 ngắn mạch điểm SC nguồn tương đương (thể điều kiện điện áp pu);Z, trở kháng tương đương [14] Điểm cần xem xét gần vị trí ngắn mạch điện áp lại thấp Mặt khác, gần điểm coi nguồn cung cấp (thông thường, nguồn lượng, mà bảng tụ điện, pin, máy quay, vv), điện áp sụt giảm thời gian xảy biến cố Ngắn mạch hệ thống truyền tải dẫn đến sụt giảm điện áp quan sát thấy khu vực rộng, khoảng cách lên đến vài trăm kilometer Một ngắn mạch mạch điện phân phối có ảnh hưởng phạm vi nhỏ nhiều  Khoảng thời gian lõm điện áp: khoảng thời gian giảm điện áp hiệu dụng 90% lõm điện áp danh định, tài liệu [14,22] Thời gian lõm điện áp chủ yếu xác định thời gian hoạt động thiết bị bảo vệ để loại bỏ ngắn mạch từ hệ thống, chủ yếu cầu chì, máy cắt rơle bảo vệ Các đặc tính thời gian thiết bị bảo vệ được phân chia phối hợp với nhau, đó, lỗi phát số thiết bị bảo vệ hủy bỏ điểm thích hợp hệ thống, thông thường, gần với vị trí lỗi.[14] Nhiều lỗi hủy bỏ phạm vi thời gian khác Với thời gian nhanh đạt ngắn mạch đường dây truyền tải (từ 60 đến 150 ms), lỗi hủy bỏ mạch phân phối chậm đáng kể (với cấp MV từ 0,5 đến 2s, cấp LV, tùy thuộc vào đặc điểm cầu chì) [14] Khi biến cố khác với ngắn mạch, thời gian điều chỉnh nguyên nhân gây biến cố  Nhảy góc pha Một biến cố xảy lưới điện chẳng hạn lỗi ngắn mạch tạo lõm điện áp khác vị khác lưới điện Ảnh hưởng không liên quan đến độ lớn điện áp pha mà gây tượng thay đổi góc pha Sự thay đổi góc pha gọi nhảy góc pha Nhảy góc pha xem dịch chuyển điểm qua không điện áp tức thời nguyên nhân dẫn đến cố biến đổi điện tử công suất sử dụng góc pha làm thông tin để phát xung điều khiển, [22]  Các kiểu lõm điện áp ba pha Tùy thuộc vào kiểu lỗi lưới điện kiểu kết nối máy biến áp lượng với đường dây nguồn, dẫn đến kiểu lõm điện áp khác phân biệt sau, tham khảo tài liệu [8,9,32] - Lõm điện áp cân bằng: lõm có độ lớn (Vsag), khoảng thời gian lõm nhảy góc pha ba pha - Lõm điện áp không cân bằng: lõm điện áp xảy có độ lớn (Vsag), khoảng thời gian lõm (tsag) góc nhảy pha (sag ) khác ba pha Khi lõm không cân xảy ra, thành phần thứ tự thuận xuất thành phần thứ tự nghịch thứ tự không, [14] Hình 1.6 Ngắn mạch lưới ba pha lỗi ''phase-to-phase''[32]   Xét lỗi ngắn mạch ''phase-to-phase'', hình 1.6 Trong Z F , Z F trở kháng  thành phần thứ tự thuận, nghịch phía bên lỗi ZS trở kháng thành phần thứ tự thuận phía bên nguồn, tài liệu [8,9,32] Mức độ nghiêm trọng lỗi nhìn thấy từ điểm kết nối PCC, đánh giá tham số lõm D , xác định mối quan hệ trở kháng đường dây phía bên lỗi phía bên nguồn, tức [29]  D  DD   (Z F  Z F ) 2Z S  ( Z  F  F (1.3) Z ) Điều cho thấy độ lớn điện áp bị lỗi phụ thuộc vào khoảng cách từ PCC đến điểm lỗi, cụ thể chủ yếu phụ thuộc vào độ lớn D Sự khác biệt góc pha điện áp trước lỗi điện áp bị lỗi phụ thuộc vào góc pha D Nếu tỷ lệ X/Z trở kháng hai bên PCC không đổi, tức góc pha ZS với   Z F  Z F , nhảy góc pha điện áp trước lỗi điện áp bị lỗi Hình 1.7 cho thấy bốn kiểu lõm điện áp kết từ lỗi khác lưới điện, số nhảy góc pha giả định 0, tài liệu [8,9,29] Lõm kiễu A: Lỗi ba pha lỗi ba pha chạm đất (Three-phase fault and three-phase-toground fault), hình 1.7a Lõm kiễu B: Lỗi pha chạm đất (Single-phase-to-ground fault) 10 [...]... ) Điều cho thấy ở đây là độ lớn của điện áp bị lỗi phụ thuộc vào khoảng cách từ PCC đến điểm lỗi, cụ thể là nó chủ yếu phụ thuộc vào độ lớn của D Sự khác biệt trong các góc pha giữa điện áp trước lỗi và điện áp bị lỗi phụ thuộc vào góc pha của D Nếu tỷ lệ X/Z của trở kháng tại cả hai bên của PCC vẫn không đổi, tức là nếu góc pha của ZS bằng với của   Z F  Z F , không có nhảy góc pha giữa điện áp. ..- Lõm điện áp cân bằng: là lõm có cùng độ lớn (Vsag), khoảng thời gian lõm và nhảy cùng một góc pha trên cả ba pha - Lõm điện áp không cân bằng: là các lõm điện áp khi xảy ra có độ lớn (Vsag), khoảng thời gian lõm (tsag) và góc nhảy pha (sag ) khác nhau trên cả ba pha Khi một lõm không cân bằng xảy ra, ngoài thành phần thứ tự thuận còn xuất...   Z F  Z F , không có nhảy góc pha giữa điện áp trước lỗi và điện áp bị lỗi Hình 1.7 cho thấy bốn kiểu của lõm điện áp kết quả từ các lỗi khác nhau trên lưới điện, trong đó chỉ số nhảy góc pha giả định bằng 0, tài liệu [8,9,29] Lõm kiễu A: Lỗi ba pha và lỗi ba pha chạm đất (Three-phase fault and three-phase-toground fault), hình 1.7a Lõm kiễu B: Lỗi một pha chạm đất (Single-phase-to-ground fault)... mạch trong lưới ba pha của một lỗi ''phase-to-phase''[32]   Xét một lỗi ngắn mạch ''phase-to-phase'', hình 1.6 Trong đó Z F , Z F là trở kháng của  thành phần thứ tự thuận, nghịch ở phía bên lỗi ZS là trở kháng của thành phần thứ tự thuận phía bên nguồn, tài liệu [8,9,32] Mức độ nghiêm trọng của lỗi có thể nhìn thấy từ điểm kết nối PCC, nó được đánh giá bởi tham số lõm D , trong đó xác định mối quan