Đánh giá hiệu quả của thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch bằng vật liệu siêu dẫn kiểu điện trở (R_SFCL) trong hệ thống điện phân phối có kết nối với nguồn phân tán

SCIENCE TECHNOLOGY 
Số 49.2018 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 31
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA THIẾT BỊ HẠN CHẾ DÒNG NGẮN MẠCH 
BẰNG VẬT LIỆU SIÊU DẪN KIỂU ĐIỆN TRỞ (R_SFCL) TRONG HỆ 
THỐNG ĐIỆN PHÂN PHỐI CÓ KẾT NỐI VỚI NGUỒN PHÂN TÁN 
ASSESSMENT OF THE EFFECTIVENESS OF RESISTOR TYPE SUPERCONDUCTING FAULT CURRENT LIMITER 
(R_SFCL) IN A DISTRIBUTION SYSTEM WITH DISPERSED GENERATORS 
Nguyễn Chí Hùng1,*, Nguyễn Hữu Phúc1, 
Nguyễn Tùng Linh2, Ngô Đình Thành3 
TÓM TẮT 
Bài báo đề xuất một chiến lược ứng dụng thiết bị SFCL vào hệ thống điện 
phân phối nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến dòng ngắn mạch vượt quá 
định mức cho phép và giảm sụt áp ngắn hạn trong lưới đện phân phối có kết nối 
với nguồn phân tán. Giải pháp được thực hiện thông qua các bước sau: Đầu tiên, 
một thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch bằng vật liệu siêu dẫn kiểu điện trở 
(R_SFCL) sẽ được mô hình hóa bằng phần mềm Matlab/Simulink. Sau đó, một hệ 
thống điện phân phối của miền Nam Việt Nam sẽ được lựa chọn và tiến hành mô 
phỏng đánh giá hiệu quả của thiết bị. Sau cùng, từ các kết quả mô phỏng thực tế 
cho thấy dòng ngắn mạch được hạn chế và sụt giảm điện áp ngắn hạn được cải 
thiện đáng kể. 
Từ khóa: SFCL, dòng ngắn mạch, sụt giảm điện áp ngắn hạn, hệ thống điện 
phân phối, nguồn phân tán. 
ABSTRACT 
This paper proposes a strategy on application of SFCL in distribution system 
to solve the problems related to excessive short circuit current and the mitigation 
of voltage sag due to the introduction of the DGs.This solution is carried out 
through the following steps: Firstly, a Resistor type SFCL (R_SFCL) is modeled by 
Matlab/Simulink. After that, a distribution system of Southern Vietnam power 
system is selected and simulated. Finally, according to the simulation results, the 
short circuit current and voltage sag improvements can be validated. 
Keywords: SFCL, short-circuit current, voltage sag, distribution system, 
dispersed generators. 
1Trường Đại học Sài Gòn 
2Trường Đại học Điện lực 
3Trường Đại học Xây dựng Miền Trung 
*Email: ngchihung78@gmail.com 
Ngày nhận bài: 03/8/2018 
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 25/10/2018 
Ngày chấp nhận đăng: 18/12/2018 
1. GIỚI THIỆU 
Do nhu cầu phụ tải không ngừng gia tăng liên tục, sẽ có 
nhiều nguồn điện phân tán khác nhau trong hệ thống 
năng lượng tái tạo như: năng lượng mặt trời, năng lượng 
gió sẽ được kết nối thêm vào hệ thống điện. Chính vì sự 
kết nối thêm này sẽ làm cho các thiết bị nguồn trong hệ 
thống điện hiện đại ngày nay vốn đã phức tạp khi vận hành 
nay càng trở nên đa dạng và phức tạp hơn. Hơn nữa, hệ 
thống nhiệt điện, thủy điện hiện nay đang phải đối mặt với 
vấn đề cạn kiệt nhiên liệu, ô nhiểm và hủy hoại mội trường. 
Đứng trước những vấn đề nêu trên thì nguồn năng lương 
phân tán từ các nguồn năng lượng xanh, năng lượng tái tạo 
là một giải pháp hữu hiệu và đang được phát triển để giải 
quyết các vấn đề liên quan. Xét về nhu cầu hiện nay thì 
công nghệ tích hợp các nguồn phân tán đang phát triển 
một cách nhanh chóng chẳng hạn như: Tua bin gió, tấm 
pin mặt trời [1,2,3]. Tuy nhiên, khi có nhiều nguồn điện 
phân tán có công suất lớn được kết nối vào lưới điện sẽ làm 
tăng dòng điện ngắn mạch khi có sự cố xảy ra và các thiết 
bị bảo vệ trong hệ thống điện sẽ hoạt động kém hiệu quả 
do dòng điện tăng cao, từ đó sẽ làm giảm chất lượng điện 
năng trong hệ thống điện [4,5]. Để giải quyết các vấn đề khi 
dòng sự cố tăng cao khi lưới điện có kết nối với nguồn 
phân tán thì công nghệ siêu dẫn đã được nghiên cứu mà 
đặt biệt đó là thiết bị giới hạn dòng điện sự cố bằng vật liệu 
siêu dẫn Superconducting Fault Current Limiter (SFCL) gần 
đây đã được giới thiệu và phát triển rất mạnh ở một số 
quốc gia [6,7]. 
SFCL là một thiết bị tiên tiến dựa trên nguyên lý siêu 
dẫn. Thiết bị này 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 của SFCL mà hiện nay có rất 
nhiều nước trên thế giới đã nghiên cứu, ứng dụng SFCL vào 
hệ thống điện và chế tạo ra các kiểu (loại) SFCL khác nhau 
để lắp đặt vào hệ thống điện phân phối và ứng dụng này 
đã được lắp đặt thực tế vào hệ thống điện của một vài nước 
tiên tiến [7,8]. 
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 
 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số 49.2018 32
KHOA HỌC
(Sag) [11]. Tiêu chí này dùng để đánh giá biên độ sụt giảm 
điện áp trong thời gian ngắn. Sụt áp ngắn hạn là tiêu chí 
quan trọng trong việc đánh giá chất lượng điện năng khi có 
sự cố xảy ra. Tuy nhiên, việc nghiên cứu ảnh hưởng của 
SFCL lên chất lượng điện năng khi có sự cố ngắn mạch xảy 
ra và cải thiện độ võng điện áp trong hệ thống điện phân 
phối có kết nối với nguồn phẩn tán (DGs) khi có sự cố còn 
ít. Chính vì thế, trong nghiên cứu này chúng tôi đánh giá 
hiệu quả của thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch bằng vật 
liệu siêu dẫn kiểu điện trở (R_SFCL) trong hệ thống điện 
phân phối có kết nối với nguồn phân tán và mô phỏng tính 
toán cho lưới điện 22 kV tại trạm biến áp 110 kV Tầm Vu. 
Hình ảnh trạm biến áp 110/22 kV Tầm Vu được trình bày 
trong hình 1. 
Hình 1. Trạm biến áp 110/22 kV Tầm Vu 
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 thành công một số loại mô hình SFCL chẳng 
hạn 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 được trình bày 
như hình 2 của hãng Nexans để phục vụ cho việc mô 
phỏng. Và chúng tôi thiết kế và xây dựng mô hình R_SFCL 
dựa trên công thức toán học, sau đó sử dụng phần mềm 
Matlab/Simulink để tính toán và mô phỏng. 
Hình 2. Mẫu R_SFCL loại điện trở được bằng vật liệu siêu dẫn của hảng Nexan 
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). 
R(t) = 	0	(	t < 	t), (1) 
R(t) = R 1 − exp−
() 
 ()



	(t ≤ t < t)	(2) 
R(t) = 	α(t − t) + β	(t ≤ t < t)	(3) 
R(t) = 	α(t − t) + β	(t ≥ t) (4) 
Ở công thức này chúng tôi sử dụng Rm = 1~20 (Ω), 
Tf = 0,01 và t0 thể hiện thời gian thay đổi của điện trở, hằng số 
thời gian và thời gian cắt. α1 = -80 (Ω/s), β1 = Rm (Ω) và t1 thể 
hiện thời gian thay đổi của điện trở tác động, điện trở phục 
hồi, và thời gian phục hồi. α2 = -160 (Ω/s), β2 = Rm/2 (Ω) và t2 là 
thời gian phục hồi, thời gian phục hồi lần thứ hai và thời gian 
kết thúc. Thời gian tác động từ trạng thái bình thường đến 
thời gian siêu dẫn là t0 = 1 giây. Bốn tham số cơ bản dùng để 
thiết kế R_SFCL bao gồm: 1) Thời gian chuyển tiếp = 2 ms, 
2). Tổng trở nhỏ nhất = 0,01 Ω và tổng trở lớn nhất = 20 Ω, 
3) Dòng điện ngắt = 550 A và 4) Thời gian hồi phục = 10 ms [9]. 
Nếu dòng điện sự cố vượt quá dòng điện cho phép, 
SFCL sẽ đạt giá trị điện trở cực đại. Khi dòng điện đạt ở mức 
SCIENCE TECHNOLOGY 
Số 49.2018 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 33
giới hạn cho phép thì SFCL sẽ giảm dần điện trở, khi sự cố 
được loại trừ SFCL sẽ trở lại trạng thái bình thường. Dòng 
điện ngắt là dòng điện cho phép trước khi có sự cố xảy ra. 
Hình 3 trình bày các đặc tính của SFCL và mô hình được mô 
phỏng sử dụng phần mềm MATLAB/Simulink. Căn cứ theo 
yêu cầu của Tập đoàn Điện lực Việt Nam chúng tôi cài đặt 
Recloser là 2 lần tác động nhanh (Fast) và 1 lần tác động trễ 
(Delay) (2 nhanh, 1 trễ) (2F1D). Khi có sự cố xảy ra trong hệ 
thống điện phân phối thì điện trở của R_SFCL sẽ gia tăng 
và Recloser sẽ ngắt (Tripped) và R_SFCL sẽ phục hồi lại 
trạng thái ban đầu và các trạng thái được lặp lại 2 lần theo 
thời gian cài đặt của Recloser. Thời gian hồi phục của SFCL 
được cài đặt giá trị thấp hơn 500 ms. Dựa theo tài liệu 
hướng dẫn kỹ thuật về việc cài đặt giá trị lớn nhất thời gian 
tác động của các thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện phân 
phối của Việt Nam theo Thông tư số 32/2010/TT-BCT. 
(a) 
(b) 
(c) 
Hình 3. Mô hình R_SFCL loại điện trở và các kết quả thí nghiệm mô hình 
dùng phần mềm Matlab/Simulink 
a) Các đặc tính của R_SFCL, b) Mô hình R_SFCL trong Matlab/Simulink và c) 
Các đặc tính giám sát dòng điện và điện trở của R_SFCL 
3. CẤU HÌNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN PHÂN PHỐI SỬ DỤNG 
ĐỂ NGHIÊN CỨU 
Hình 4 minh họa sơ đồ đơn tuyến của hệ thống điện 
phân phối với số liệu thực tế lấy từ trạm biến áp Tầm Vu. 
Trong sơ đồ này gồm có 2 máy biến áp chính (MTr 1 và MTr 
2) và các thiết bị bảo vệ cho máy biến áp, thiết bị bảo vệ 
đường dây và bảo vệ phụ tải. Các thiết bị này được lắp đặt 
chẳng hạn như Circuirt Breaker (CB), Recloser (R/C). Để giám 
sát thực hiện việc kết nối của hai máy biến áp song song sử 
dụng khóa (Switch S/W) để kết nối hai máy biến áp MTr 1 và 
MTr 2. Ở trạng thái bình thường thì khóa S/W ở trạng thái mở 
(Open). Máy phát Generator (G) được kết nối vào tải 2, giống 
như một nguồn điện phân tán DGs và thiết bị R_SFCL được 
lắp đặt ở nhánh thứ nhất của máy biến áp chính. Trong bảng 
1 và hình 5 trình bày các dữ liệu của hình 4. 
Hình 4. Sơ đồ đơn tuyến của hệ thống điện phân phối sử dụng cho việc 
nghiên cứu 
 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số 49.2018 34
KHOA HỌC
(a) 
(b) 
Hình 5. Dữ liệu của các phụ tải, a) Dữ liệu phụ tải nhánh trong 24 giờ và 
b) Đồ thị phụ tải hàng ngày 
Bảng 1. Dữ liệu của hệ thống điện phân phối tại trạm biến áp Tầm Vu dùng 
để mô phỏng 
Circuit Parameters 
Tham số mạch 
Specifications 
Thông số kỹ thuật 
Nguồn (Utility) 110 kV, 100 MVA, j1,78% 
MBA Chính (Main Transformer) 110/22 kV, 40 MVA, j10% 
Tổng trở dây dẫn (Conductor impedance) ZL = 0,27 + j0,35 W/km 
Chiều dài nhánh (Feeder Length) 4 km 
Vị trí đặt Recloser (Recloser Location) 2 km tính từ thanh cái 
Nguồn phân tán Dispersed Generators (DGs) 22 kV/10 MVA 
4. ẢNH HƯỞNG CỦA SFCL TRONG SỤT GIẢM ĐIỆN ÁP 
NGẮN HẠN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN PHÂN PHỐI 
Nói một cách tổng quát, biên độ điện áp tại thanh cái 
của máy biến áp trong thời gian sự cố xảy ra được tính theo 
công thức (5), nếu chúng ta bỏ qua tổng trở sự cố [9,10]: 
V =

 
	 	V	 (5) 
Ở đây, Zsource, ZTr, and ZL là các tổng trở của nguồn, tổng 
trở của máy biến áp và tổng trở đường dây tính từ nguồn tới 
vị trí sự cố tương ứng. Vsource là điện áp nguồn. Công thức (5) 
cũng có thể dùng cho tính toán gần đúng điện áp gần nơi sự 
cố. Trong công thức (6) và (7) thì biên độ điện áp khi lắp đặt 
SFCL tại hai vị trí được tính toán như sau: 1) Tại ngõ ra của 
máy biến áp hoặc 2) Tại điểm bắt đầu của mỗi nhánh. 
	V =

  
	 	V (6) 
	V =
	 
  
	 	V	 (7) 
Ở đây, ZSFCL là tổng trở của SFCL ở trạng thái nhiệt độ 
bình thường. 
5. CÁC TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU 
Để đánh giá ảnh hưởng của SFCL lên hệ thống điện phân 
phối có kết nối với nguồn phân tán, 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. 
Chúng tôi cài đặt chế độ giám sát của Recloser là 2 lần tác 
động nhanh (2 Fast) - 1 lần trễ (1 Delay) (2F1D). Nếu dòng sự 
cố xảy ra tới Recloser lớn hơn giá trị đầu vào được cài đặt, thì 
Recloser sẽ cắt (Trip) ngay lập tức theo đồ thị thời gian cài 
đặt gọi là giám sát nhanh (F), sau thời gian cắt nhanh của 
Recloser, thì Recloser sẽ chuyển sang trạng thái trễ (D). Nếu 
dòng sự cố vẫn xảy ra và không được khắc phục sau thời 
gian cắt nhanh (F) và thời gian trễ (D). Thì Recloser sẽ cắt vĩnh 
viễn mạch điện sau 3 lần tác động. Trạng thái này gọi là 
trạng thái khóa (lock out). Trong các trường hợp khi có một 
sự cố 3 pha xảy ra tại thời điểm t = 0,05s (thời gian t = 0,00s là 
thời gian bắt đầu mô phỏng. Tổng thời gian mô phỏng là 
0,4s. Dòng điện giám sát trong điều kiện bình thường là 
550A. Ba trường hợp mô phỏng trong nghiên cứu trong bài 
báo này được thực hiện như sau: 
5.1. Trường hợp 1: Hệ thống điện phân phối không có 
kết nối cả hai thiết bị SFCL và nguồn phân tán DGs 
Mục đích chính của trường hợp nghiên cứu này là thảo 
luận dòng điện sự cố và sụt giảm điện áp ngắn hạn 
(Voltage Sag) khi hệ thống điện không có kết nối cả hai 
thiết bị SFCL và nguồn phân tán (DGs), trong trường hợp 
này thiết bị SFCL được lắp đặt tại điểm bắt đầu của hệ 
thống điện và ngắn mạch ba pha với đất xảy ra tại nhánh 1 
(Feeder 1). Hình 6, trình bày dạng sóng dòng điện tại điểm 
xảy ra sự cố của nhánh thứ nhất. Như mô tả trong hình 6, 
giá trị đỉnh của dòng điện ngắn mạch là 66,75 kA. 
Hình 6. Kết quả mô phỏng dòng điện khi xảy ra sự cố ba pha tại nhánh 1, hệ 
thống điện không có kết nối SFCL và nguồn phân tán tại điểm xảy ra sự cố 
SCIENCE TECHNOLOGY 
Số 49.2018 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 35
Hình 7 trình bày dòng điện ngắn mạch của trường hợp 
1 tại thanh cái, đường dây ở trạng thái bình thường. Dòng 
điện sự cố trong trường hợp này là 42.14 kA. 
Như trình bày trong hình 8, khi có sự cố xảy ra tại tải của 
nhánh 1, điện áp ở trạng thái này là 0, gọi là gián đoạn điện 
áp (Short Interruption) tại điểm xảy ra sự cố. Hình 9, minh 
họa điện áp tại tải của nhánh thứ 2, khi đường dây ở trạng 
thái bình thường của trường hợp 1. Ở trường hợp này sụt 
giảm điện áp của nhánh 2 giảm tới 10,22%. 
Hình 7. Kết quả mô phỏng dòng điện khi xảy ra sự cố ba pha tại nhánh 1, hệ 
thống điện không có kết nối SFCL và nguồn phân tán tại đường dây ở trạng thái 
bình thường 
Hình 8. Điện áp tại điểm xảy ra sự cố 
Hình 9. Kết quả mô phỏng điện áp khi xảy ra sự cố ba pha tại nhánh 2, hệ 
thống điện không có kết nối SFCL và nguồn phân tán tại đường dây ở trạng thái 
bình thường 
5.2. Trường hợp 2: Hệ thống điện phân phối không có kết 
nối thiết bị SFCL và có kết nối với nguồn phân tán DGs 
Mục tiêu của nghiên cứu trong trường hợp này là trình 
bày và phân tích dòng điện sự cố và sụt giảm điện áp ngắn 
hạn khị hệ thống điện không có kết nối với SFCL và có kết 
nối vớ nguồn phân tán DGs, trong trường hợp này SFCL 
được lắp đặt đại điểm bắt đầu của hệ thống điện và sự cố 
xảy ra tại nhánh 1. 
Hình 10 mô tả dạng sóng dòng điện tại điểm xảy ra sự 
cố của trường hợp nghiên cứu 2. Giá trị đỉnh của dòng điện 
khi xảy ra sự cố là 88,18 kA. Dòng điện sự cố sẽ tăng lên do 
có phân bố dòng sự cố từ nguồn phân tán DGs. Hình 11, 
trình bày dòng điện khi xảy ra sự cố của trường hợp 2 tại 
thanh cái và đường dây ở trạng thái bình thường. Giá trị lớn 
nhất dòng điện sự cố trong trường hơp này là 63,17 kA. 
Hình 10. Kết quả mô phỏng dòng điện khi xảy ra sự cố ba pha tại nhánh 1, 
hệ thống điện không có kết nối SFCL và có kết nối với nguồn phân tán tại điểm 
xảy ra sự cố 
Hình 11. Kết quả mô phỏng dòng điện khi xảy ra sự cố ba pha tại nhánh 1, 
hệ thống điện không có kết nối SFCL và có kết nối với nguồn phân tán tại đường 
dây ở trạng thái bình thường 
Hình 12 minh họa dạng sóng điện áp của trường hợp 
nghiên cứu thứ hai. Trong trường hợp này điện áp tại nhánh 
thứ hai đã giảm tới 12,97% trong thời gian xảy ra sự cố. 
Hình 12. Kết quả mô phỏng điện áp khi xảy ra sự cố ba pha tại nhánh 2, hệ 
thống điện không có kết nối SFCL và có kết nối với nguồn phân tán DGs, tại 
đường dây ở trạng thái bình thường 
 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số 49.2018 36
KHOA HỌC
5.3. Trường hợp 3: Hệ thống điện phân phối có kết nối 
thiết bị SFCL và có kết nối với nguồn phân tán DGs 
Trong trường hợp này sẽ trình bày dòng điện khi xảy ra 
sự cố và sụt giảm điện áp ngắn hạn khi hệ thống điện phân 
phối có kết nối với SFCL và có kết nối với nguồn phân tán 
DGs, trong trường hợp này SFCL được lắp đặt tại điểm bắt 
đầu của hệ thống điện tại nhánh thứ nhất và sự cố ngắn 
mạch được tạo ra từ nhánh thứ nhất. Hình 13 minh họa dạng 
sóng dòng điện tại điểm xảy ra sự cố của trường hợp nghiên 
cứu thứ ba, khi có sự cố xảy ra tại nhánh thứ nhất. Chúng ta 
có thể quan sát từ hình 13, với việc lắp đặt thiết bị SFCL dòng 
điện sự cố đã được hạn chế, giá trị đỉnh của dòng sự cố trong 
trường hợp này là 39,12 kA. Vì được giá trị điện trở cực đại là 
20 Ω của thiết bị SFCL tác động vào hệ thống điện. 
Hình 13. Kết quả mô phỏng dòng điện khi xảy ra sự cố ba pha tại nhánh 1, hệ 
thống điện có kết nối SFCL và có kết nối với nguồn phân tán tại điểm xảy ra sự cố 
Hình 14 trình bày dòng điện ngắn mạch của trường hợp 
3 tại thanh cái, trong điều kiện đường dây bình thường. Giá 
trị dòng điện sự cố lớn nhất trong trường hợp này là 24,17 
kA (theo tài liệu hướng dẫn kỹ thuật và theo Thông tư số 
32/2010/TT-BCT thì dòng ngắn mạch trong hệ thống điện 
phân phối Việt Nam có giá trị lớn nhất là 25 kA khi có sự cố 
xảy ra). Vậy nếu có một thiết bị SFCL đã được lắp đặt tại 
điểm bắt đầu của hệ thống điện, thiết bị này sẽ hạn chế 
dòng ngắn mạch và giá trị đỉnh của dòng ngắn mạch khi có 
lắp SFCL được giới hạn tới 24,17 kA, giá trị này thấp hơn và 
nằm trong vùng cho phép của tài liệu hướng dẫn hệ thống 
điện khi có sự cố của Việt Nam là 25 kA. 
Hình 14. Kết quả mô phỏng dòng điện khi xảy ra sự cố ba pha tại nhánh 1, 
hệ thống điện không có kết nối SFCL và có kết nối với nguồn phân tán tại đường 
dây ở trạng thái bình thường 
Hình 15 trình bày đánh giá trạng thái điện áp khi xảy ra 
sự cố trên đường dây ở trạng thái bình thường của nhánh 
thứ nhất. Với việc lắp đặt SFCL sụt giảm điện áp ngắn hạn 
tại thanh cái được phục hồi đến hơn 93,95% trong điều 
kiện bình thường, khi có lắp đặt SFCL trong hệ thống điện. 
Hình 15. Kết quả mô phỏng điện áp khi xảy ra sự cố ba pha tại nhánh 2, hệ 
thống điện có kết nối SFCL và có kết nối với nguồn phân tán DGs, tại đường dây ở 
trạng thái bình thường 
Hình 16. Kết quả mô phỏng dòng điện khi xảy ra sự cố ngắn mạch ba pha tại 
nhánh 1 cho cả ba trường hợp nghiên cứu 
Hình 17. Kết quả mô phỏng dòng điện RMS khi xảy ra sự cố ngắn mạch ba 
pha tại nhánh 1 cho cả ba trường hợp nghiên cứu 
Hình 18. Kết quả mô phỏng điện áp tại tải khi xảy ra sự cố ngắn mạch ba pha 
tại nhánh 1 cho cả ba trường hợp nghiên cứu 
SCIENCE TECHNOLOGY 
Số 49.2018 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 37
Hình 19. Kết quả mô phỏng điện áp RMS tại tải khi xảy ra sự cố ngắn mạch 
ba pha tại nhánh 1 cho cả ba trường hợp nghiên cứu 
Hình 16, 17, 18 và 19 mô tả dòng điện sự cố, giá trị hiệu 
dụng RMS, giá trị hiệu dụng RMS tại nhánh 1 và nhánh 2 
tương ứng cho ba trường hợp nghiên cứu. Khi SFCL được 
lắp đặt tại nhánh thứ nhất, sụt áp ngắn hạn đã được cải 
thiện đáng kể nhờ điện trở siêu dẫn của SFCL. 
5.4. Đánh giá kết quả mô phỏng 
Bảng 2 trình bày tóm tắt kết quả mô phỏng của dòng 
điện và điện áp cho ba trường hợp nghiên cứu như mô tả chi 
tiết ở trên cho thấy việc kết nối SFCL vào hệ thống điện phân 
phối trong trường các trường hợp không có DG và có DGs đã 
hạn chế được dòng ngắn mạch vào vào hệ thống điện. 
Bảng 2. Bảng kết tổng hợp các trường hợp nghiên cứu 
Trường 
hợp 
Dòng 
ngắn 
mạch tại 
điểm xảy 
ra sự cố 
Dòng ngắn 
mạch tại 
thanh cái 
(Đường dây ở 
trạng thái 
bình thường 
Điện áp tại 
thanh cái 
(Đường dây 
ở trạng 
thái bình 
thường) 
Điện áp tại 
điểm xảy ra 
sự cố 
1 66,75 kA 42,14 kA 10,22% Gián đoạn (Interruption) 
2 88,15 kA 63,17 kA 12,97% Gián đoạn (Interruption) 
3 39,12 kA 24,17 kA 93,95% Gián đoạn (Interruption) 
6. KẾT LUẬN 
Trong bài báo này, chúng tôi đã phân tích và thảo luận 
việc ứng dụng SFCL vào một hệ thống điện phân phối của 
miền Nam khi có kết nối với nguồn phân tán. Hiệu quả của 
thiết bị SFCL đã được đánh giá bằng mô phỏng sử dụng 
phần mềm Matlab/Simulink. Kết quả mô phỏng cho thấy 
dòng điện sự cố sẽ tăng khi hệ thống có kết nối với nguồn 
phân tán DGs và dòng điện sự cố được giới hạn (giảm) khi 
hệ thống điện có kết nối với SFCL. Bên cạnh đó chúng tôi 
đã ứng dụng lắp đặt SFCL và thực hiện mô phỏng tại một 
trạm biến áp Tầm Vu 110/22 kV. Kết quả cho thấy dòng 
điện sự cố đã giảm và sụt áp ngắn hạn được cải thiện. 
Trong nghiên cứu tiếp theo, chúng tôi sẽ mô phỏng các 
loại sự cố khác nhau, kết hợp bảo vệ rơ le, kết nối thêm 
nhiều nguồn phân tán nữa để kiểm chứng hiệu quả của 
thiết bị này trong hệ thống điện thông minh (Smart Grid). 
Lời cảm ơn 
Các tác giả chân thành cảm ơn Trường Đại học Sài Gòn 
đã hỗ trợ kinh phí cho nghiên cứu này qua đề tài NCKH cấp 
Trường năm 2018 mã số: CS2018-60. Số: 883/HĐ-ĐHSG, 
ngày 26/07/2018; xin cảm ơn các đồng nghiệp, Trường Đại 
học Sài Gòn, Trường Đại học Điện lực, Trường Đại học Xây 
dựng Miền Trung và công ty TNHH Hợp Thiên đã tham gia 
đóng góp trong quá trình thực hiện đề tài. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. M. J. Vahid-Pakdel, B. Mohammadi-ivatloo, (2018). Probabilistic 
assessment of wind turbine impact on distribution networks using linearized power 
flow formulation. Electric Power Systems Research, Volume 162, Pages 109-117. 
[2]. S. Khanbabapour, M. E. H. Golshan, (2018). Synchronous DG Planning to 
Help High Voltage Systems. IEEE Transactions on Power Systems, vol. 33, Issue: 3, 
pp. 2440 – 2451. 
[3]. Snigdha R. Behera, B. K. PanigrahiD, (2018). A multi objective approach 
for placement of multiple DGs in the radial distribution system. International 
Journal of Machine Learning and Cybernetics, Pages 1-15.. 
[4]. Shaofei Shen, Da Lin, Huifang Wang, Peijun Hu, Kuan Jiang, Dongyang 
Lin, Benteng He, (2017). An Adaptive Protection Scheme for Distribution Systems 
With DGs Based on Optimized Thevenin Equivalent Parameters Estimation. IEEE 
Transactions on Power Delivery, Volume: 32, Issue: 1, Pages: 411 – 419. 
[5]. Abbas Esmaeili, Saeid Esmaeili, Hossein Hojabri, (2016). Short-circuit 
level control through a multi-objective feeder reconfiguration using fault current 
limiters in the presence of distributed generations. IET Generation, Transmission & 
Distribution, Volume: 10, Issue: 14, Pages: 3458 - 3469. 
[6]. Sung-Hun Lim, Jin-Seok Kim, (2013). Study on Correction of Protective 
Devices for Application of a SFCL in a Power Distribution System With a Dispersed 
Generation. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Article Sequence 
Number: 5603504, Volume: 23, Issue: 3. 
[7]. H. J. Schettino, R. de Andrade Jr, A. Polasek, D. Kottonau, W. T. B. de 
Sousa, (2018). A strategy for protection of high voltage systems using resistive 
superconducting fault current limiters. Physica C: Superconductivity and its 
Applications, Volume 544, Pages 40-45. 
[8]. Seung Ryul Lee, Jong-Joo Lee, Jaeyoung Yoon, Yoen-Woog Kang, Jin 
Hur, (2017). Protection Scheme of a 154-kV SFCL Test Transmission Line at the 
KEPCO Power Testing Center. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 
Article Sequence Number: 5401305, Volume: 27, Issue: 4. 
[9]. U. A. Khan, W. J. Shin, J. K. Seong, S. H. Oh, S .H. Lee, B. W. Lee, (2011). 
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, 
Pages 1322-1326. 
[10]. Jong-Fil Moon, Sung-Hun Lim, Jae-Chul Kim, Sang-Yun Yun, (2011). 
Assessment of the Impact of SFCL on Voltage Sags in Power Distribution System. 
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Volume: 21, Issue: 3, Pages: 
2161-2164.