Nghiên cứu cải thiện sụt áp ngắn hạn trong hệ thống điện phân phối sử dụng thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch bằng vật liệu siêu dẫn kiểu điện trở (R_SFCL)

Tóm tắt:

Bài báo đề xuất một chiến lược ứng dụng thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch bằng vật liệu siêu dẫn

kiểu điện trở (R_SFCL) vào hệ thống điện phân phối để cải thiện sụt áp ngắn hạn (độ võng điện áp)

và phân tích ảnh hưởng của R_SFCL lên các dạng mạch nhánh khác nhau, bao gồm mạch hình tia và

mạch vòng kín, ứng dụng vào phân tích cho lưới điện phân phối 69/11,4 kV. Khi có một sự cố xảy ra

tại một điểm dọc theo mạch nhánh hoặc tại Bus số ngắt, kết quả mô phỏng cho thấy khi lắp đặt

thiết bị R_SFCL vào hệ thống phân phối, R_SFCL sẽ hạn chế dòng ngắn mạch và làm giảm biên độ

dòng điện ngắn mạch xấp xỉ 53%. Bên cạnh đó R_SFCL có thể cải thiện sụt áp ngắn hạn tùy thuộc

vào vị trí sự cố. Từ đó, kết quả cải thiện sụt áp ngắn hạn sử dụng đường cong đồ thị Information of

Technology Industry Council (ITI Curve) để đánh giá.

pdf 10 trang phuongnguyen 8620
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu cải thiện sụt áp ngắn hạn trong hệ thống điện phân phối sử dụng thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch bằng vật liệu siêu dẫn kiểu điện trở (R_SFCL)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu cải thiện sụt áp ngắn hạn trong hệ thống điện phân phối sử dụng thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch bằng vật liệu siêu dẫn kiểu điện trở (R_SFCL)

Nghiên cứu cải thiện sụt áp ngắn hạn trong hệ thống điện phân phối sử dụng thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch bằng vật liệu siêu dẫn kiểu điện trở (R_SFCL)
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 17 29 
NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN SỤT ÁP NGẮN HẠN TRONG HỆ THỐNG 
ĐIỆN PHÂN PHỐI SỬ DỤNG THIẾT BỊ HẠN CHẾ DÒNG NGẮN MẠCH 
BẰNG VẬT LIỆU SIÊU DẪN KIỂU ĐIỆN TRỞ (R_SFCL) 
A STUDY ON IMPROVEMENT OF VOLTAGE SAGS ON DISTRIBUTION SYSTEM 
USING RESISTIVE_SUPPERCONDUCTING FAULT CURRENT LIMITER (R_SFCL) 
Nguyễn Chí Hùng1, Nguyễn Tùng Linh2 
1Trường Đại học Sài Gòn, 2Trường Đại học Điện lực 
Ngày nhận bài: 2/10/2018, Ngày chấp nhận đăng: 20/12/2018, Phản biện: TS. Phạm Mạnh Hải 
Tóm tắt: 
Bài báo đề xuất một chiến lược ứng dụng thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch bằng vật liệu siêu dẫn 
kiểu điện trở (R_SFCL) vào hệ thống điện phân phối để cải thiện sụt áp ngắn hạn (độ võng điện áp) 
và phân tích ảnh hưởng của R_SFCL lên các dạng mạch nhánh khác nhau, bao gồm mạch hình tia và 
mạch vòng kín, ứng dụng vào phân tích cho lưới điện phân phối 69/11,4 kV. Khi có một sự cố xảy ra 
tại một điểm dọc theo mạch nhánh hoặc tại Bus số ngắt, kết quả mô phỏng cho thấy khi lắp đặt 
thiết bị R_SFCL vào hệ thống phân phối, R_SFCL sẽ hạn chế dòng ngắn mạch và làm giảm biên độ 
dòng điện ngắn mạch xấp xỉ 53%. Bên cạnh đó R_SFCL có thể cải thiện sụt áp ngắn hạn tùy thuộc 
vào vị trí sự cố. Từ đó, kết quả cải thiện sụt áp ngắn hạn sử dụng đường cong đồ thị Information of 
Technology Industry Council (ITI Curve) để đánh giá. 
Từ khóa: 
R_SFCL, sụt áp ngắn hạn, độ võng điện áp, chất lượng điện năng, hệ thống điện phân phối. 
Abstract: 
This paper proposes the strategies of applying Resistive_Superconducting Fault Current Limiter 
(R_SFCL) to distribution system for voltage sags (voltage dips) performance improvement. And the 
effectiveness for different feeder types, radial and closed-loop structures, is analyzed for 69/11,4 kV 
distribution system. When a fault happens to a certain point along the feeder or at the tie breaker, 
the simulation results show that R_SFCL can effectively limit the fault current, and the amplitude 
decrease can be up to approximately 53%. Besides, the voltage sag severity is dependent of fault 
location. Therefore, the effectiveness of voltage sag improvement is definitely illustrated by the 
curve of Information of Technology Industry Council (ITIC Curve). 
Keywords: 
R_SFCL, Voltage sags, Voltage dips, Power quality, Distribution system. 
1. GIỚI THIỆU 
Ngày nay, cùng với sự phát triển của công 
nghiệp hóa, hiện đại hóa, nhu cầu sử dụng 
điện của các hộ tiêu thụ ngày càng gia 
tăng, vì thế kết cấu của các hệ thống điện 
sẽ trở nên đa dạng và phức tạp hơn. Như 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
30 Số 17 
vậy, khi có sự cố ngắn mạch xảy ra, dòng 
điện sự cố sẽ vượt quá tỷ lệ cho phép của 
máy cắt, CB. Trong tương lai không xa, 
dòng điện sự cố sẽ vượt quá tỷ lệ của các 
thiết bị bảo vệ tại các trạm biến áp, từ đó 
các thiết bị bảo vệ phải cần được thay thế 
hoặc bảo trì để đáp ứng nhu cầu gia tăng 
liên tục của phụ tải. Khi đó sẽ phát sinh 
nhiều vấn đề về kinh tế (do giá thiết bị 
cao), kỹ thuật mới cho việc thay thế này. 
Vì thế, để ổn định hệ thống điện và nâng 
cao chất lượng điện năng trong hệ thống 
điện là một giải pháp vô cùng khó khăn 
và phức tạp. Xuất phát từ nhu cầu đó, 
Superconducting Fault Current Limiter 
(SFCL) “Hạn chế dòng sự cố bằng vật 
liệu siêu dẫn” là một thiết bị tiên tiến mới 
đầy tiềm năng để giải quyết vấn đề này. 
SFCL là một giải pháp tối ưu để gia tăng 
tính ổn định và nâng cao chất lượng điện 
năng trong hệ thống điện, thiết bị này có 
khả năng giới hạn dòng ngắn mạch và 
nâng cao sụt áp khi có sự cố xảy ra, hiện 
nay đã có một số loại SFCL được lắp đặt 
trong hệ thống điện của một số quốc gia 
[1-3]. 
SFCL là một thiết bị tiên tiến dựa trên 
nguyên lý siêu dẫn. SFCL là thiết bị có 
khả năng giới hạn dòng điện ngắn mạch 
nhanh chóng trong một chu kỳ đầu tiên, 
và không ảnh hưởng đến hệ thống điện 
trong thời gian làm việc bình thường. 
Chính vì ưu điểm này, SFCL không chỉ 
có khả năng hạn chế dòng ngắn mạch mà 
còn cải thiện chất lượng điện áp mà cụ thể 
là cải thiện độ võng điện áp khi có sự cố 
xảy ra [4-5]. 
Ngày nay, chất lượng điện năng là một 
vấn đề quan trong trong hệ thống điện. 
Một trong những tiêu chí đánh giá chất 
lượng điện năng là độ sụt giảm điện áp 
ngắn hạn (Sag). Tiêu chí này dùng để đánh 
giá biên độ sụt giảm điện áp trong thời 
gian ngắn. Hiện nay, trên thế giới có nhiều 
tiêu chuẩn đánh giá chất lượng điện năng 
bao gồm các tiêu chuẩn IEC (International 
Electrotechnical Commission), tiêu chuẩn 
EN (Europian Norm/Standard). Trong 
nghiên cứu này chúng tôi sử dụng đồ thị 
the Imformations Technology Industry 
Council (ITIC), Computer and Bussiness 
Equipment Manufacture Association 
(CBEMA). Trong đó đồ thị ITIC được 
phát triển từ đồ thị CBEMA [6-7] được 
minh họa trong hình 1 và hình 2. 
Hình 1. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng điện 
năng theo ITIC đã được hiệu chỉnh năm 2000 
Hình 2. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng 
điện năng theo CBEMA [6] 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 17 31 
Sụt áp ngắn hạn là một trong những tiêu 
chí quan trọng để đánh giá chất lượng 
điện năng trong lưới điện phân phối khi 
có sự cố xảy ra. Các công trình nghiên 
cứu ảnh hưởng của SFCL đến chất lượng 
điện năng trong lưới điện phân phối khi 
có sự cố ngắn mạch xảy còn ít. Chính vì 
vậy trong nghiên cứu này chúng tôi 
nghiên cứu ảnh hưởng của SFCL lên sụt 
áp ngắn hạn trong lưới điện phân phối và 
sử dụng đồ thị ITIC để đánh giá chất 
lượng điện áp khi có sự cố ngắn mạch xảy 
ra. Kết quả mô phỏng cho thấy SFCL đã 
hạn chế dòng điện ngắn mạch và cải thiện 
chất lượng điện áp mà cụ thể là độ võng 
điện áp (Sag) khi có ngắn mạch xảy ra. 
2. MÔ HÌNH THIẾT BỊ HẠN CHẾ DÒNG 
NGẮN MẠCH BẰNG VẬT LIỆU SIÊU 
DẪN KIỂU ĐIỆN TRỞ R_SFCL 
Hiện nay trên thế giới có một vài công ty 
thực hiện thiết kế và chế tạo một số loại 
mô hình SFCL như: SFCL loại điện trở, 
SFCL loại điện kháng, SFCL loại dùng 
máy biến áp, SFCL loại dùng kết hợp. 
Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng 
SFCL loại điện trở của Hãng Nexan được 
trình bày như hình 3 và hình 4 để phục vụ 
cho việc mô phỏng. 
Hình 3. Cấu trúc của R_SFCL của Hãng Nexan 
Hình 4. Thí nghiệm kiểm tra R_SFCL 
của Hãng Nexan 
Trong nghiên cứu này, chúng tôi xây 
dựng mô hình R_SFCL và sử dụng phần 
mềm Matlab/Simulink để mô phỏng [7-9] 
và ứng dụng mô hình toán học để thiết kế. 
Một tổng trở của SFCL đáp ứng theo thời 
gian t được mô tả bằng công thức toán 
học từ phương trình (1) đến phương trình 
(4) [7, 10]. 
 0( ) 0 ,SCR t t t (1) 
 ,1)( 10
2
1
0
exp ttt
T
tt
RtR
f
mSC 
 (2) 
 ,)( 21111 ttttttRSC  (3) 
 .)( 2222 tttttRSC  (4) 
Trong phương trình (1)-(4), Rm là giá trị 
điện trở của R_SFCL và có giá trị là: 
Rm=1 đến 20 (Ω), Tf là thời gian chuyển 
giá trị của điện trở SFCL khi có sự cố xảy 
ra và có giá trị: Tf =0,01(s); t0 là thời gian 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
32 Số 17 
cắt; hệ số thời gian thay đổi của điện trở 
tác động α1=-80 Ω/s; điện trở phục hồi 
1=Rm Ω; t1 là thời gian phục hồi; hệ số 
thời gian phục hồi α2= 160 Ω/s; hệ số 
thời gian phục hồi lần thứ hai 2=Rm/2 Ω, 
t2 là thời gian kết thúc. Thời gian tác động 
từ trạng thái bình thường đến thời gian 
siêu dẫn là t0=1 s. Bốn tham số cơ bản 
dùng để thiết kế R_SFCL bao gồm: Thời 
gian chuyển tiếp = 2 ms, tổng trở nhỏ nhất 
= 0,01 Ω, tổng trở lớn nhất = 20 Ω, dòng 
điện ngắt = 550 A, thời gian hồi phục = 
10 ms [11-14]. 
Nếu dòng điện sự cố vượt quá dòng điện 
cho phép, trong nghiên cứu này là 550 A, 
thì giá trị điện trở SFCL sẽ đạt giá trị điện 
trở cực đại, trong nghiên cứu này là 20 Ω. 
Khi sự cố được khắc phục, dòng điện sự 
cố nhỏ hơn mức giới hạn dòng điện cho 
phép 550 A thì SFCL sẽ giảm dần điện trở 
khi sự cố được loại trừ SFCL và sẽ trở lại 
trạng thái bình thường. Dòng điện ngắt là 
dòng điện cho phép trước khi có sự cố 
xảy ra. Hình 5, hình 6 và hình 7 trình bày 
các đặc tính của SFCL và mô hình được 
mô phỏng sử dụng phần mềm. 
MATLAB/Simulink. 
Hình 5. Thuật toán và mô hình Resistive SFCL 
thiết kế trong simulink 
Hình 6. Đặc tính Resistive SFCL 
thiết kế trong simulink 
Hình 7. Dòng điện giới hạn và điện trở SFCL 
3. CẤU HÌNH VÀ SƠ ĐỒ CỦA HỆ 
THỐNG ĐIỆN PHÂN PHỐI SỬ DỤNG MÔ 
PHỎNG 
Hình 8. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điện 
Một hệ thống phân phối bao gồm một 
mạch hình tia và một mạch vòng kín trong 
hệ thống điện 69/11 kV được trình bày 
trong hình 8 được chọn để nghiên cứu ảnh 
hưởng của SFCL lên chất lượng điện áp 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 17 33 
của hệ thống này. Cấu trúc của hệ thống 
bao gồm một máy biến áp chính, đường 
dây truyền tải và các thiết bị bảo vệ như 
CB dùng để bảo vệ hệ thống điện khi có 
sự cố xảy ra. SFCL được lắp đặt để giảm 
dòng điện sự cố và cải thiện chất lượng 
điện áp trong hệ thống được trình bày 
trong hình 9, sơ đồ phụ tải và nhóm phụ 
tải được trình bày trong hình 10 và hình 
11 và hình ảnh minh họa việc kết nối 
SFCL trong hệ thống điện phân phối được 
trình bày trong hình 12. Dung lượng ngắn 
mạch tại thanh cái 69 kV ở phía thứ cấp 
máy biến áp chính là 2980 MVA. Máy 
biến áp phân phối (T1) có dung lượng là 
40MVA và tổng trở là 9,67%. Máy biến 
áp được lắp đặt vào lưới điện phân phối 
hình tia 69/11,4 kV. Có 16 nhánh phân 
phối được ký hiệu từ (B2 đến B17) cho hệ 
thống mạch vòng kín và 5 nhánh mạch 
hình tia được ký hiệu từ (B18 đến B22). 
Hình 9. Sơ đồ đơn tuyến hệ thống điện phân 
phối 69/11.4 kV kết nối với SFCL được chọn để 
nghiên cứu 
Hình 10. Đồ thị phụ tải 
Hình 11. Đồ thị phụ tải hằng ngày 
Hình 12. Hình ảnh lắp đặt SFCL 
4. CÁC TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU 
Để đánh giá ảnh hưởng của SFCL lên độ 
võng điện áp trong hệ thống điện phân 
phối nhánh, chúng tôi sử dụng công cụ 
phần mềm Matlab/Simulink để thiết kế 
mô hình và các thành phần được thể hiện 
trong hệ thống điện phân phối. Ba trường 
hợp mô phỏng tiêu biểu trong nghiên cứu 
này được thực hiện như sau: 
4.1. Trường hợp 1: Sự cố ngắn mạch 
xảy ra tại các điểm nhánh mạch hình tia 
của lưới điện có kết nối với SFCL (mạch 
nhánh “Feeder”) 
Mục đích chính của trường hợp nghiên 
cứu này là thảo luận độ võng điện áp từ 
Bus số B18 đến Bus số 22, trong trường 
hợp nghiên cứu này SFCL được lắp đặt 
tại điểm bắt đầu của nhánh và sự cố ngắn 
mạch ba pha có thể xảy ra tại các điểm 
trên mạch nhánh thứ hai (Feeder 2) của hệ 
thống. Hình 13 minh họa dòng điện tại 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
34 Số 17 
Bus số 22, hình 14 và hình 15 trình bày 
dạng sóng điện áp tại Bus số 21 và Bus số 
20 tương ứng trong hai trường hợp có lắp 
đặt SFCL và không có lắp đặt SFCL. 
Trong trường hợp này nếu có một sự cố 
xảy ra, giả sử thời điểm xảy ra sự cố 
t=0,33 s tại Bus số 22 (thời gian t=0,00 s 
là thời gian bắt đầu mô phỏng). Thời gian 
cài đặt CB cắt được thiết lặp sau ba chu kỳ 
và thời gian sự cố được khắc phục được 
tạo là 0,083 s. Tổng thời gian mô phỏng là 
0,1 s. Trong hình 13 dòng điện sự cố sau 
khi mô phỏng được quan sát giới hạn giảm 
đến 771A (56,94%) từ 1354 A tại Bus số 
22. Độ võng điện áp trong trường hợp có 
lắp đặt SFCL tốt hơn trong trường hợp có 
không có lắp đặt SFCL. Trong trường hợp 
này, độ võng điện áp được cải thiện từ 
20,01% (2281 V) đến 29,95% (3415 V), 
độ võng tăng từ 39.03% (4450V) đến 
68,09% (7763 V) tại Bus số 21 và Bus số 
20. Trong mỗi trường hợp dưới áp và quá 
áp chúng tôi sử dụng đồ thị đường cong 
ITIC để đánh giá độ võng điện áp trong 
các trường hợp mô phỏng này. Trong hình 
16 khi hệ thống điện không có lắp đặt 
SFCL thì độ võng điện áp rơi dưới đường 
giới hạn của tiêu chuẩn ITIC khi có sự cố 
xảy ra. Nếu hệ thống điện có lắp đặt 
SFCL, độ võng điện áp được cải thiện khi 
có sự cố xảy ra, giá trị trung bình khoảng 
23%. Độ võng điện áp tại Bus số 18 và 
Bus số 19 rơi vào trong giới hạn của trạng 
thái bình thường của đường cong ITIC. 
Trong hình 17 minh hoa độ võng điện áp 
từ Bus số 19 đến Bus số 22 khi có sự cố 
xảy ra tại hình tia của hệ thống. Như kết 
quả mô phỏng ở hình 17 độ võng điện áp 
được cải thiện xấp xỉ 26% tại Bus số 19 và 
29% tại Bus số 20. 
Hình 13. Dòng điện tại Bus số 22 
Hình 14. Điện áp tại Bus số 21 
Hình 15. Điện áp tại Bus số 20 
Hình 16. Đồ thị ITIC của trường hợp 1 
(ngắn mạch tại Bus số 22) 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 17 35 
Hình 17. Độ võng điện áp từ Bus số 19 
đến Bus số 22 trong trường hợp có lắp SFCL 
và không lắp SFCL 
4.2. Trường hợp 2: Sự cố ngắn mạch 
xảy ra tại mạch vòng kín của lưới điện 
có kết nối với SFCL 
Mục đích nghiên cứu trong trường hợp 
này là phân tích độ võng điện áp từ Bus 
số 2 đến Bus số 17, trường hợp này SFCL 
được lắp đặt tại điểm bắt đầu và điểm kết 
thúc trong mạch vòng kín của hệ thống 
điện phân phối và sự cố xảy ra tại Bus số 
ngắt của hệ thống phân phối. Hình 18 
minh họa dạng sóng dòng điện tại Bus số 
9, hình 19 trình bày dạng sóng dòng điện 
tại Bus số 10 trong hai trường hợp có và 
không có lắp đặt SFCL. Hình 20 thể hiện 
dạng sóng điện áp tại Bus số 6 trong cả 
hai trường hợp có lắp đặt và không có lắp 
đặt thiết bị SFCL. Thời gian xảy ra sự cố 
là t=0,33s. Dòng điện sự cố sẽ được giới 
hạn trong trường hợp này được thực hiện 
thông qua SFCL và ngắt mạch cho lưới 
điện thông qua CB. CB sẽ mở sau 3 chu 
kỳ và thời gian chỉnh định khắc phục sự 
cố và ngắt mạch tại 0,083 s. Dòng điện sự 
cố được giới hạn từ 915 A (53,44%) và 
805 A (54,39%) từ các giá trị 1712 A và 
1480 A tại Bus số 9 và Bus số 10. Độ 
võng điện áp khi xảy ra sự cố được cải 
thiện theo các giá trị từ 24,82% (2830 V) 
đến 50,43% (5750 V) tại Bus số 6 trong 
khi có sự cố xảy ra. Hình 21 minh họa các 
đặc tính sụt giảm điện áp cho trường hợp 
nghiên cứu thứ 2. Kết quả của hình 21 
cho thấy độ võng điện áp khi hệ thống 
không có kết nối SFCL rơi dưới chỉ tiêu 
cho phép của đồ thị đánh giá ITIC. Tuy 
nhiên, với sự lắp đặt SFCL thì độ võng 
điện áp được cải thiện. Cụ thể là các Bus 
số điện áp được nằm trong đường đánh 
giá ITIC là các Bus số 2, 3, 4, 15, 16, 17. 
Hình 22 thể hiện độ võng điện áp từ Bus 
số 2 đến Bus số 17 khi có sự cố ngắn 
mạch xảy ra tại mạch vòng kín của hệ 
thống. Độ võng điện áp được cải thiện 
trong trường hợp nghiên cứu này được cải 
thiện từ 10% đến 30% tùy thuộc vào vị trí 
sự cố dọc theo chiều dài nhánh. 
Hình 18. Dòng điện tại Bus số 9 
Hình 19. Dòng điện tại Bus số 10 
Hình 20. Điện áp tại Bus số 6 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
36 Số 17 
Hình 21. Đồ thị ITIC 
cho trường hợp nghiên cứu thứ 2 
Hình 22. Đồ thị độ võng điện áp từ Bus số 2 
đến Bus số 17 trong hai trường hợp có 
và không có lắp đặt thiết bị SFCL 
4.3. Trường hợp 3: Sự cố ngắn mạch 
xảy ra tại các điểm nhánh mạch vòng 
kín của lưới điện có kết nối với SFCL 
(“Closed Loop”) 
Trường hợp này nghiên cứu độ võng điện 
áp từ Bus số 3 đến Bus số 17 trong trường 
hợp này SFCL được lắp đặt từ điểm bắt 
đầu đến điểm kết thúc trong sơ đồ hệ 
thống điện phân phối vòng kín và sự cố 
ngắn mạch xảy ra tại tất cả các điểm 
nhánh trên nhánh thứ 1. Hình 23 minh 
họa độ võng điện áp từ Bus số 3 đến Bus 
số 17, khi có một sự cố xảy ra tại Bus số 
3. Sử dụng đường cong ITIC để đánh giá 
ta thấy minh họa trong hình 24 thể hiện 
độ võng điện áp khi các sự cố xảy ra tại 
tất cả các điểm trong nhánh thứ 1. Từ kết 
quả quan sát ở hình 24, trường hợp không 
có lắp đặt SFCL hầu hết các độ võng điện 
áp rơi dưới tiêu chuẩn theo đường cong 
ITIC. Khi hệ thống có kết nối SFCL, độ 
võng điện áp được cải thiện, sự cải thiện 
này phụ thuộc vào vị trí sự cố. Các giá trị 
này cải thiện xấp xỉ 30% đối với độ võng 
điện áp tại Bus số 14. 
Hình 23. Đồ thị độ võng điện áp từ Bus số 3 
đến Bus số 17 trong hai trường hợp có 
và không có lắp đặt thiết bị SFCL 
 Hình 24. Đồ thị ITIC 
cho trường hợp nghiên cứu 3 
5. KẾT LUẬN 
Trong nghiên cứu này chúng tôi đã phân 
tích và thảo luận ảnh hưởng của SFCL lên 
sụt giảm điện áp ngắn hạn trong một hệ 
thống phân phối hình tia 69/11,4 kV 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 17 37 
thông qua các trường hợp nghiên cứu. 
Hiện tượng dưới điện áp trong các trường 
hợp nghiên cứu thông qua mô phỏng và 
được đánh giá bởi đồ thị ITIC. Kết quả 
mô phỏng cho thấy khi không lắp đặt 
SFCL thì khi có sự cố xảy ra thì tất cả độ 
võng điện áp rơi vào trong trên trạng thái 
không cho phép của đồ thị ITIC, khi hệ 
thống điện có lắp đặt SFCL độ võng điện 
áp tại pha sự cố được cải thiện, các giá trị 
cải thiện này phụ thuộc vào điểm xảy ra 
sự cố. Từ kết quả mô phỏng cho thấy hiện 
tượng dưới điện áp trong hệ thống mạch 
vòng kín lớn hơn mạch hình tia. Từ kết 
quả này cho thấy hiệu quả của SFCL, khi 
lắp đặt SFCL vào lưới điện thì độ võng 
điện áp được cải thiện. Trong nghiên cứu 
tương lai chúng tôi sẽ phối kết hợp nghiên 
cứu với bảo vệ rơ le trong hệ thống điện. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] N. Hayakawa, Y. Maeno and H. Kojima, “Fault Current Limitation Coordination in Electric Power 
Grid With Superconducting Fault Current Limiters” IEEE Transactions on Applied 
Superconductivity, Vol. 28, No. 4, Article Sequence Number: 5602304, 2018. 
[2] J. Rusiński, “Impact of superconducting fault current limiter on the distributed energy source 
work” IET Generation, Transmission & Distribution, Vol. 12, No. 2, pp. 310-317, 2018. 
[3] Y. Kim, H.C. Jo and S. K. Joo, “Analysis of Impacts of Superconducting Fault Current Limiter 
(SFCL) Placement on Distributed Generation (DG) Expansion”, IEEE Transactions on Applied 
Superconductivity, Vol. 26, No. 4, 2016. 
[4] J.G. Lee, U.A. Khan, H.Y. Lee and B.W. Lee, “Impact of SFCL on Four Types of HDVC 
Circuit Breakers by Simulation”, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 26, 
No.4, 2016. 
[5] R. Ou, X.Y. Xiao, Z.C. Zou, Y. Zhang and Y. H. Wang, “Cooperative Control of SFCL and 
Reactive Power for Improving the Transient Voltage Satability of Grid - Connected Wind 
Farm with DFIGs”, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 26, No. 7, 2016. 
[6] A. Kuso and M.T. Thompson, “Power quality in electrical systems”, Mc Graw Hill, New York 
Chicago San Francisco, 2004. 
[7] J.F Moon, S.H. Lim, J. C. Kim, and S.Y. Yun, “Assessment of the Impact of SFCL on Voltage 
Sags in Power Distribution System”, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 
21, No. 3. pp. 2161-2164, June 2011. 
[8] T. Kulworawanichpong, “Modeling of Solid-state Circuit Breakers using MATLAB’s Power System 
Blockset”, International Journal Of Mathematics And Computers In Simulation Vol. 2, No. 3, 
2008. 
[9] L. Dessaint, K. Al-Haddad, H. L. Huy, G. Sybille, P. Brunelle, “A power system tool based on 
Simulink”, IEEE Transactions Industrial Electronic, Vol.6, No. 6. pp. 1252-1254, 1999. 
[10] J. F. Moon and J. S. Kim, “Voltage Sag Analysis in Loop Power Distribution System With SFCL”, 
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 23, No. 3, June 2013. 
[11] U. A. Khan, J. K. Seong, S. H. Lee, S. H. Lim, B. W. Lee, “Feasibility Analysis of the Positioning 
of Superconducting Fault Current Limiters for the Smart Grid Application Using Simulink 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
38 Số 17 
and SimPowerSystem”, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 12, No. 3. pp. 
2165–2169, 2011. 
[12] J.S. Hwang, Umer. A. Khan, W. J Shin, J.K. Seong, J.G. Lee, Y.H. Kim and B.W. Lee, “Validity 
Analysis on the Positioning of Superconducting Fault Current Limiter in Neighboring AC and DC 
Microgrid” IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 3, No. 23, 2013. 
[13] U.A. Khan, W.J. Shin, J.K. Seong, S.H. Oh, S.H. Lee, B.W. Lee, “Feasibility analysis of the 
application and positioning of DC HTS FCL in a DC microgrid through modeling and simulation 
using Simulink and SimPowerSystem”, Physica C: Superconductivity and its Applications Volume 471, 
Issues 21–22, November 2011, Pages 1322-1326 
[14] J.G. Lee, U.A. Umer Amir Khan, Jae Sang Hwang, Jae Kyu Seong, Byung Bae Parl, Bang Wook 
Lee, “Assement on the influence of resistive superconducting fault current limiter in VSC – 
HVDC system”, Physica C: Superconductivity and its Applications Volume 504, Issues 21–22, 
September 2014, Pages 163-166 
Giới thiệu tác giả: 
Tác giả Nguyễn Chí Hùng tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí 
Minh ngành điện khí hóa và cung cấp điện năm 2000; nhận bằng Thạc sĩ 
năm 2006 ngành thiết bị, mạng và nhà máy điện; nhận bằng Tiến sĩ năm 2015 
ngành kỹ thuật điện tại Trường Đại học Khoa học ứng dụng Cao Hùng, Đài Loan 
(Trung Quốc). 
Lĩnh vực nghiên cứu: hệ thống điện, chất lượng điện năng, ứng dụng SFCL vào hệ 
thống điện, lưới điện thông minh, lưới điện phân phối, tự động hóa hệ thống điện, 
khí cụ điện, ứng dụng thành phố thông minh. 
Tác giả Nguyễn Tùng Linh tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội ngành hệ 
thống điện năm 2005; nhận bằng Thạc sĩ năm 2010; bảo vệ luận án Tiến sĩ ngành 
kỹ thuật điều khiển tự động hóa năm 2018 tại Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ 
Việt Nam. 
Lĩnh vực nghiên cứu: hệ thống điện, ứng dụng AI cho hệ thống điện, lưới điện 
phân phối, tự động hóa hệ thống điện, lưới điện phân phối. 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_cai_thien_sut_ap_ngan_han_trong_he_thong_dien_pha.pdf