Giải pháp Bảo vệ Dựa trên Máy Tính Nhỏ: Rơle Bảo vệ Mạch Bus

1. Tổng quan

Khả năng bảo vệ thanh cái là một thành phần quan trọng trong hệ thống bảo vệ điện, đảm nhiệm nhiệm vụ thiết yếu là cách ly nhanh chóng các sự cố trên thanh cái và ngăn chặn sự lan truyền của sự cố. Với sự phát triển của lưới điện thông minh, bảo vệ thanh cái phải đối mặt với hai thách thức kép: nhiễu do bão hòa biến dòng (CT) và độ trễ trong giao tiếp ở các kiến trúc phân tán. Cần có giải pháp công nghệ sáng tạo để đảm bảo độ tin cậy và tốc độ của hệ thống bảo vệ.

2. Phân tích Thách thức Cốt lõi

2.1 Nguy cơ Lỗi Do Bão Hoá CT

Biến dòng dễ bị bão hòa trong trường hợp xảy ra sự cố gần thanh cái, gây ra biến dạng nghiêm trọng của dòng thứ cấp. Các thuật toán bảo vệ truyền thống có thể nhầm lẫn sự cố do biến dạng mẫu. Đặc biệt, trong các kịch bản phức tạp khi sự cố bên ngoài chuyển thành sự cố nội bộ, khả năng chống bão hòa ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của hệ thống bảo vệ.

2.2 Độ Trễ Giao Tiếp Trong Kiến Trúc Phân Tán

Các trạm biến áp hiện đại sử dụng kiến trúc bảo vệ phân tán, nơi mà độ trễ truyền dữ liệu giữa các đơn vị trung tâm và đơn vị bay直接影响了保护操作的速度。在超高压系统（750kV及以上）中，毫秒级的延迟会显著影响系统的稳定性。 3. 解决方案 3.1 加权抗饱和算法 采用动态加权技术对CT二次电流进行实时质量评估： - **饱和检测**：实时监测电流波形失真率以识别饱和起始。 - **动态加权**：在故障初期阶段为非饱和段分配更高的权重，并在饱和段自动降低权重。 - **数据恢复**：基于非饱和数据使用插值法恢复准确的故障电流。 **应用结果**：在220kV变电站的实际应用表明，该算法将准确的故障区域识别率提高到99.8%。母线故障清除时间始终维持在8-12毫秒，有效防止了由于CT饱和引起的保护误动作。 3.2 分布式光纤通信系统 采用高性能点对点光纤通信架构： - **确定性延迟**：专用光纤链路确保稳定的传输延迟。 - **时钟同步**：精密定时机制实现采样值同步精度在±1μs内。 - **冗余配置**：双网冗余设计增强通信可靠性。 **验证**：来自750kV智能变电站的运行数据显示，中央单元和间隔单元之间的通信延迟小于1毫秒，正确操作率达到100%，满足超高压系统对保护速度的严格要求。 3.3 虚拟母线技术 软件定义的母线拓扑结构实现了灵活配置： - **图形建模**：可视化工具定义一次设备的连接关系。 - **模板库支持**：包括标准拓扑模板，如双母线分段、3/2断路器接线和环形母线。 - **在线重配置**：无需停电即可适应性调整保护逻辑。 **效率提升**：在换流站的实际应用中，保护配置时间从传统的48小时减少到2小时，有效避免了手动配置错误，显著提高了项目实施效率。 请注意，您提供的内容已经包含了一些HTML标签，因此我将只翻译标签内的文本内容，保持原有的格式和结构不变。 以下是翻译后的完整内容： ```html

1. Tổng quan

Bảo vệ thanh cái là một thành phần quan trọng trong hệ thống bảo vệ điện, đảm nhiệm nhiệm vụ thiết yếu là cách ly nhanh chóng các sự cố trên thanh cái và ngăn chặn sự lan truyền của sự cố. Với sự phát triển của lưới điện thông minh, bảo vệ thanh cái phải đối mặt với hai thách thức kép: nhiễu do bão hòa biến dòng (CT) và độ trễ trong giao tiếp ở các kiến trúc phân tán. Cần có giải pháp công nghệ sáng tạo để đảm bảo độ tin cậy và tốc độ của hệ thống bảo vệ.

2. Phân tích Thách thức Cốt lõi

2.1 Nguy cơ Lỗi Do Bão Hoá CT

Biến dòng dễ bị bão hòa trong trường hợp xảy ra sự cố gần thanh cái, gây ra biến dạng nghiêm trọng của dòng thứ cấp. Các thuật toán bảo vệ truyền thống có thể nhầm lẫn sự cố do biến dạng mẫu. Đặc biệt, trong các kịch bản phức tạp khi sự cố bên ngoài chuyển thành sự cố nội bộ, khả năng chống bão hòa ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của hệ thống bảo vệ.

2.2 Độ Trễ Giao Tiếp Trong Kiến Trúc Phân Tán

Các trạm biến áp hiện đại sử dụng kiến trúc bảo vệ phân tán, nơi mà độ trễ truyền dữ liệu giữa các đơn vị trung tâm và đơn vị bay trực tiếp ảnh hưởng đến tốc độ hoạt động bảo vệ. Trong hệ thống siêu cao áp (750kV trở lên), độ trễ theo miligiây có thể ảnh hưởng đáng kể đến độ ổn định của hệ thống.

3. Giải Pháp

3.1 Thuật Toán Chống Bão Hoá Có Trọng Số

Sử dụng kỹ thuật trọng số động để đánh giá chất lượng dòng thứ cấp của biến dòng theo thời gian thực:

• ​Phát Hiện Bão Hoá: Giám sát tỷ lệ biến dạng của sóng dòng theo thời gian thực để nhận biết sự bắt đầu của bão hòa.
• ​Trọng Số Động: Gán trọng số cao hơn cho các đoạn không bị bão hòa trong giai đoạn đầu của sự cố và tự động giảm trọng số trong các đoạn bị bão hòa.
• ​Khôi Phục Dữ Liệu: Sử dụng phương pháp nội suy dựa trên dữ liệu không bị bão hòa để khôi phục dòng sự cố chính xác.

​Kết Quả Ứng Dụng: Kết quả ứng dụng thực tế tại một trạm biến áp 220kV cho thấy thuật toán đã cải thiện khả năng nhận diện khu vực sự cố chính xác lên 99,8%. Thời gian loại bỏ sự cố trên thanh cái luôn được duy trì từ 8-12ms, hiệu quả ngăn ngừa lỗi bảo vệ do bão hòa biến dòng.

3.2 Hệ Thống Giao Tiếp Quang Học Phân Tán

Sử dụng kiến trúc giao tiếp quang học điểm-điểm hiệu suất cao:

• ​Độ Trễ Xác Định: Các đường kết nối quang chuyên dụng đảm bảo độ trễ truyền tải ổn định.
• ​Đồng Bộ Đồng Hồ: Cơ chế đồng bộ hóa thời gian chính xác đạt độ chính xác ±1μs.
• ​Cấu Hình Dự Phòng: Thiết kế mạng dự phòng tăng cường độ tin cậy giao tiếp.

​Xác Minh: Dữ liệu vận hành từ một trạm biến áp thông minh 750kV cho thấy độ trễ giao tiếp giữa các đơn vị trung tâm và đơn vị bay dưới 1ms, với tỷ lệ hoạt động chính xác 100%, đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt về tốc độ bảo vệ của hệ thống siêu cao áp.

3.3 Công Nghệ Thanh Cái Ảo

Công nghệ định nghĩa thanh cái bằng phần mềm cho phép cấu hình linh hoạt:

• ​Mô Hình Hóa Hình Học: Các công cụ trực quan xác định mối quan hệ kết nối của thiết bị chính.
• ​Hỗ Trợ Thư Viện Mẫu: Bao gồm các mẫu tô pô tiêu chuẩn như phân đoạn thanh cái đôi, sơ đồ đóng cắt 3/2 và thanh cái vòng.
• ​Cấu Hình Lại Trực Tuyến: Cho phép điều chỉnh logic bảo vệ mà không cần ngắt điện.

​Hiệu Quả: Ứng dụng thực tế tại một trạm chuyển đổi đã giảm thời gian cấu hình bảo vệ từ 48 giờ (phương pháp truyền thống) xuống còn 2 giờ, hiệu quả tránh lỗi cấu hình thủ công và cải thiện đáng kể hiệu quả triển khai dự án.