Những Xung Đột Nào Tồn Tại Giữa FA và UFLS trong Hệ Thống Điện và Cách Giải Quyết Chúng

RW Energy

Trường dữ liệu: Tự động hóa phân phối

China

Tự động hóa đường dây (FA) và cắt tải do tần số thấp (UFLS) là hai cơ chế bảo vệ và điều khiển quan trọng trong hệ thống điện. Mặc dù cả hai đều nhằm đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định của hệ thống, nhưng chúng có thể gây xung đột về logic và thời gian, đòi hỏi sự phối hợp cẩn thận.

Tự động hóa đường dây (FA): Chủ yếu giải quyết các lỗi cục bộ trên đường dây (ví dụ: ngắn mạch, lỗi đất) trong mạng phân phối. Mục tiêu của nó là nhanh chóng xác định và cách ly các đoạn bị lỗi và khôi phục nguồn điện cho các khu vực không bị lỗi thông qua việc tái cấu hình mạng sử dụng các công tắc. FA nhấn mạnh vào việc khôi phục nguồn điện cục bộ nhanh chóng.

Cắt tải do tần số thấp (UFLS): Phản ứng với sự giảm tần số nghiêm trọng trong lưới điện liên kết (ví dụ: do máy phát bị ngắt, tăng tải đột ngột hoặc ngắt kết nối đường dây liên kết gây thiếu hụt công suất). Nó cắt bỏ các tải không quan trọng được chỉ định trước để ngăn chặn sụp đổ tần số, khôi phục cân bằng công suất và ổn định tần số hệ thống. UFLS ưu tiên bảo mật tần số tổng thể của hệ thống.

Cắt tải do điện áp thấp (UVLS): Giám sát điện áp hệ thống theo thời gian thực. Khi điện áp giảm xuống dưới ngưỡng đã đặt, phương án UVLS xác định xem có nên hành động dựa trên logic đã định sẵn. Nếu điều kiện được đáp ứng, nó sẽ lần lượt cắt bỏ các tải để giảm nhu cầu công suất phản kháng hoặc tăng cường hỗ trợ phản kháng, từ đó khôi phục điện áp về mức bình thường.

Ví dụ về trường hợp xung đột

Trường hợp 1: Năm 2019, ở Bắc Mỹ, việc khôi phục nguồn điện do FA đã kích hoạt một cuộc sụp đổ tần số thứ cấp.
Trường hợp 2: Năm 2020, ở Đông Trung Quốc, hoạt động FA sau khi xảy ra lỗi ngắn mạch đã gây ra sự kích hoạt sai lầm của UFLS.
Trường hợp 3: Năm 2021, việc ngắt kết nối trang trại gió đã gây ra các hành động chồng chéo giữa UFLS và FA.
Trường hợp 4: Năm 2022, trong bão ở Nam Trung Quốc, việc tái cấu hình mạng FA đã dẫn đến việc cắt bỏ tải quá mức.

Mô tả sự kiện

Năm 2022, Đường dây A 110kV và Đường dây B kết nối lưới điện của nhà máy đang hoạt động trên Bus Phần I của trạm biến áp 110kV. Một lỗi trên Đường dây A đã khiến Công tắc A nhảy. Tuy nhiên, vì công tắc của Đường dây B của nhà máy vẫn đóng, nguồn điện tiếp tục được cung cấp cho trạm biến áp. Do đó, điện áp trên Bus Phần I không giảm xuống dưới ngưỡng điện áp thấp, ngăn chặn công tắc chuyển đổi tự động 110kV (ATS) khởi động. Tương tự, nhà máy cung cấp điện qua Biến áp Số 1 đến Buses 10kV I và IV, điện áp của chúng cũng vẫn ở trên ngưỡng, nên ATS 10kV không hoạt động.

Khi nhà máy tiếp tục cung cấp tải, tần số hệ thống dần giảm. 5,3 giây sau khi Công tắc A nhảy, tần số giảm xuống 48,2 Hz. Thiết bị tách điện do điện áp thấp và tần số thấp của nhà máy, được đặt ở 47 Hz và 0,5 giây, không hoạt động. Tuy nhiên, rơle UFLS của trạm biến áp, được đặt ở 48,25 Hz và 0,3 giây, phát hiện tần số 48,12 Hz và hoạt động chính xác, cắt bỏ nhiều đường dây 10kV (Đường C, D, E, F, G). Tất cả thiết bị phụ hoạt động như mong đợi.

Kiểm tra tại hiện trường

Công tắc A của trạm biến áp 110kV đã nhảy đúng do hành động bảo vệ, và UFLS hoạt động, ngắt kết nối Đường C, D, E, F và G. Các công tắc của trạm biến áp phát tín hiệu nhảy, kích hoạt FA. Lỗi được xác định giữa công tắc trạm biến áp và công tắc đầu tiên của đường dây. FA được kích hoạt trên tất cả năm đường dây, xác định lỗi giữa điểm xuất phát của trạm biến áp và công tắc đầu tiên. Tuy nhiên, không tìm thấy lỗi nào trong kiểm tra tại hiện trường, xác nhận rằng đây là hoạt động FA giả.

Giải pháp

Nâng cao đồng bộ hóa thông tin cắt tải. Đối với các đường dây có bảo vệ UFLS/UVLS, hỗ trợ chặn chức năng chuyển tải tự động.
Thực hiện chặn chuyển tải mạnh mẽ: trong các sơ đồ FA tập trung tự động hoàn toàn, khi nhận được tín hiệu cắt tải, ngay lập tức chặn chức năng thực thi FA cho các đường dây bị ảnh hưởng.