nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối bằng thiết bị tự động đóng lặp lại và dao phân đoạn tự động

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
---------------------------------------

ĐỖ VIỆT HƯNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
BẰNG THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG ĐÓNG LẶP LẠI
VÀ DAO PHÂN ĐOẠN TỰ ĐỘNG

Chuyên ngành : Thiết bị, mạng & Nhà máy điện
Mã số

: 605250

THÁI NGUYÊN - 2012
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
LỜI NÓI ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ...................................................................... 2
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG ................................................................................. 2
1.2. PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI .............................................................................. 3

1.3. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI .......................................................................... 3
1.4. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............................. 3
CHƯƠNG 2: LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ CÁC THIẾT BỊ ĐĨNG CẮT TỰ
ĐỘNG ........................................................................................................................ 4
2.1.TÌM HIỂU VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ................................................ 4
2.1.1. Định nghĩa .......................................................................................... 4
2.1.2. Vai trò lưới điện phân phối ................................................................ 4
2.1.3. Các phần tử chính trong lưới điện phân phối ..................................... 5
2.1.4. Cấu trúc lưới điện phân phối .............................................................. 6
2.1.5. Đặc điểm lưới điện phân phối ............................................................ 7
2.2. CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TỰ ĐỘNG ................................................. 7
2.2.1. Máy cắt tự động .................................................................................. 7
2.2.2. Thiết bị đóng lặp tự động Autoreclosers ............................................ 9
2.2.3. Dao phân loại tự động ...................................................................... 10
CHƯƠNG 3: CÁC CHỈ SỐ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN PHÂN PHỐI ....... 12
3.1. ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN ............................................................. 12
3.1.1. Khái niệm về độ tin cậy..................................................................... 12
3.1.2. Độ tin cậy của hệ thống ..................................................................... 12
3.1.3. Độ tin cậy của phần tử....................................................................... 13
3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY................................. 21
3.2.1. Phương pháp đồ thị giải tích ............................................................. 21

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




3.2.2. Phương pháp không gian trạng thái .................................................. 22
3.2.3. Phương pháp cây hỏng hóc ............................................................... 23
3.2.4. Phương pháp mơ phỏng Monte – Carlo ............................................ 24

3.3. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN
PHỐI ......................................................................................................................... 24
3.3.1. Tần suất mất điện trung bình của hệ thống – SAIF .......................... 25
3.3.2. Tần suất mất điện trung bình của khách hàng – CAIFI .................... 25
3.3.3. Thời gian mất điện trung bình của hệ thống ..................................... 25
3.3.4. Thời gian mất điện trung bình của khách hàng – CAIDI .................. 25
3.3.5. Tổng thời gian mất điện trung bình của khách hàng ......................... 26
3.3.6. Độ sẵn sàng (không sẵn sàng) phục vụ trung bình, ASAI và (ASUI)
..................................................................................................................... 26
3.3.7. Năng lượng khơng được cung cấp – ENS ......................................... 26
3.3.8. Điện năng trung bình khơng được cung cấp – AENS ....................... 26
3.3.9. Chỉ số mất điện khách hàng trung bình – ACCI ............................... 27
3.4. TÍNH TOÁN CÁC CHỈ SỐ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
THEO SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG .................................................................................. 27
3.4.1. Vận hành theo sơ đồ lưới điện hình tia có rẽ nhánh.......................... 27
3.4.1.1. Lưới điện hình tia rẽ nhánh có bảo vệ bằng cầu chì ...................... 30
3.4.1.2. Lưới điện hình tia phân đoạn bằng các dai cách ly và rẽ nhánh có
bảo vệ bằng cầu chì ..................................................................................... 31
3.4.1.3. Lưới điện hình tia phân loại bằng máy cắt ..................................... 32
3.4.2. Vận hành theo sơ đồ lưới điện kín vận hành hở................................ 34
3.4.3. Kết luận về các thong số khi tiến hành lắp đặt các thiết bị đóng cắt 37
3.5. TÍNH TỐN HIỆU QUẢ KINH TẾ ........................................................ 38
3.5.1. Mơ hình I – Đường dây một nguồn, khơng phân đoạn ..................... 38
3.5.2. Mơ hình II – Đường dây một nguồn, phân đoạn bằng dao cách
ly (M phân đoạn) ........................................................................... 39

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3.5.3. Mơ hình III – Đường dây hai nguồn, phân đoan bằng dao cách ly
(M phân đoạn) ............................................................................................ 41
3.5.4. Mô hình IV – Đường dây một nguồn, phân đoạn bằng
Autorecloser (M phân đoạn) .............................................................. 42
3.5.5. Mơ hình V - Đường dây hai nguồn, phân đoạn bằng
Autorecloser (M phân đoạn) .............................................................. 43
3.6. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ...................................................................... 43
3.7. CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CHO
LƯỚI ĐIÊN PHÂN PHỐI ................................................................................ 44
3.7.1. Sử dụng các thiết bị điện có độ tin cậy cao ....................................... 44
3.7.2. Sử dụng các thiết bị tự động, các thiết bị điều khiển từ xa ............... 44
4.7.3. Sử dụng linh hoạt sơ đồ đi dây, kết dây ............................................ 45
4.7.4. Tổ chức và sửa chữa nhanh sự cố ..................................................... 46
4.7.5. Đối với các TBA phân phối .............................................................. 46
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG VỚI LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TP THÁI
NGUYÊN ................................................................................................................ 47
4.1. HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN THÁI NGUYÊN ........................................ 47
4.1.1. Tổng quan về lưới điện Thái Nguyên ............................................... 47
4.1.2. Lưới điện ........................................................................................... 48
4.1.2.1. Lưới 220 kV ................................................................................... 48
4.1.2.1. Lưới 110 kV ................................................................................... 48
4.1.3. Lưới trung thế .................................................................................... 52
4.1.3.1. Lưới 35 kV ..................................................................................... 52
4.1.3.2. Lưới 22 kV ..................................................................................... 53
4.1.3.3. Lưới 10 kV ..................................................................................... 53
4.1.3.4. Lưới 6 kV ....................................................................................... 53
4.2. LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN .................. 59

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




4.3.

ỨNG

DỤNG

LẮP

ĐẶT,

CÀI

ĐẶT

THÔNG

SỐ

CỦA

AUTORECLOSER, DCLTĐ TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ
THÁI NGUYÊN ...................................................................................................... 59
4.3.1. Hiệu quả khi áp dụng Autorecloser, DCLTĐ: Rút ngắn thời gian mất
điện .............................................................................................................. 59
4.3.2. Giảm kỳ vọng thiếu hụt điện năng, sử dụng phần mềm

PSS/ADEP để tính tốn .................................................................... 61
4.3.2.1. Giới thiệu chung về phần mềm PSS/ADEP ................................... 61
4.3.2.2. Đề xuất các giải pháp lắp đặt Autorecloser, DCLTĐ trên đường
dây ............................................................................................................... 68
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................... 75
5.1. KẾT LUẬN ................................................................................................. 75
5.2. CÁC KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 77
Phụ lục

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 2-1: Máy cắt trung thế ....................................................................................... 9
Hình 2-2: Autorecloser trung thế .............................................................................. 10
Hình 2-3: Sơ đồ sử dụng TĐLđể loại trừ sự cố ........................................................ 11
Hình 3-1: Hàm tin cậy R(t) ....................................................................................... 14
Hình 3-2: Cường độ hỏng hóc λ(t) ............................................................................ 16
Hình 3-3: Mơ hình và giản đồ chuyển trạng thái (LV- lam việc, H- hỏng) .............. 17
Hình 3-4: Mối liên hệ giữa các trạng thái của phần tử.............................................. 20
Hình 3-5: Sơ đồ nối tiếp ............................................................................................ 22
Hình 3-6: Sơ đồ song song ........................................................................................ 22
Hình 3-7: Sơ đồ hỗn hợp ........................................................................................... 22
Hình 3-8: Sơ đồ lưới điện hình tia khơng phân đoạn ................................................ 28
Hình 3-9:Sơ đồ lưới điện hình tia có nhánh rẽ được bảo vệ bằng cầu chì ................ 30
Hình 3-10: Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn bằng dao cách ly, nhánh rẽ bảo vệ

bằng cầu chì ............................................................................................................... 31
Hình 3-11: Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn bằng máy cắt ................................. 32
Hình 3-12:Sơ đồ lưới kín vận hành hở ...................................................................... 34
Hình 3-13: Đường dây một nguồn, khơng phân đoạn .............................................. 38
Hình 3-14: Đường dây một nguồn, phân đoạn bằng dao cách ly ............................. 39
Hình 3-15: Đường dây hai nguồn, phân đoạn bằng dao cách ly ............................... 41
Hình 3-16: Đường dây một nguồn, phần đoạn Autorecloser .................................... 42
Hình 3-17: Đường dây hai nguồn, phân đoạn bằng DAS ......................................... 43
Hình 4-1: Đường dây trên khơng 4 phân đoạn ......................................................... 60
Hình 4-2: Xác định thư viên dây dẫn ........................................................................ 64
Hình 4-3: Thiết đặt thơng số thuộc tính của lưới điện .............................................. 65
Hình 4-4: Thiết lập hằng số kinh tế của lưới điện .................................................... 65

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 3-1: Thông số của hệ thống ............................................................................. 28
Bảng 3-2: Số liệu về khách hàng và tải trung bình ở các nút phụ tải ....................... 28
Bảng 3-3: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 3-8 ................... 29
Bảng 3-4: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 3-9 ................... 30
Bảng 3-5: Các chỉ tiêu độ tin cây tại các nút tải của hệ thống hình 3-10 ................. 32
Bảng 3-6: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 3-11 ................. 33
Bảng 3-7: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 3-12 trong trường
hợp không hạn chế công suất chuyển tải .................................................................. 35
Bảng 3-8: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 3-12 trong trường
hợp khơng hạn chế công suất chuyển tải .................................................................. 36

Bảng 3-9: Tổng hợp các chỉ tiêu độ tin cậy của các hệ thống từ hình 3-8 đến
hình 3-12 ................................................................................................................... 37
Bảng 4-1: Các trạm 220 – 110kv hiện có của tỉnh Thái Nguyên .............................. 49
Bảng 4-2: Thống kê mạng tải hiện tại của các đường dây cao thế ........................... 50
Bảng 4-3: Thống kê mạng tải của các đường dây trung thế sau các trạm 110kv ..... 54
Bảng 4-4: Thống kê mạng tải của các đường dây trung thế sau các trạm trung gian
................................................................................................................................... 57
Bảng 4-5: Thống kê số lần sự cố (năm 2010) ........................................................... 58
Bảng 4-6: Các đường dây xảy ra nhiều sự cố (năm 2010) ........................................ 58
Bảng 4-7: Thời gian mất điện trên các phân đoạn .................................................... 61

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




1

LỜI NÓI ĐẦU
Hệ thống điện bao gồm sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng đến các
hộ tiêu thụ. Để đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng điện năng theo qui định và độ tin
cậy cung cấp điện thì việc nâng cao chất lượng điện năng, nâng cao độ tin cậy cung
cấp điện là hai chỉ tiêu quan trọng để đánh giá về một hệ thống điện. Mọi nghiên
cứu, tính tốn, áp dụng các máy móc, thiết bị cơng nghệ cao cho hệ thống điện đều
cho mục đích nêu trên. Khi quy hoạch, thiết kế, đầu tư xây dựng hệ thống điện đều
tính đến việc vận hành đạt hiệu quả tối ưu nhất.
Trên cơ sở đó để nâng cao chất lượng điện năng, giảm tổn thất, nâng cao độ
tin cây cung cấp điện. Việc đầu tư, lắp đặt các thiết bị tự động trên lưới điện phân
phối góp phần nâng cao chất lượng điện năng.
Từ những lý do trên, tác giả đã chọn đề tài “Nâng cao độ tin cậy lưới điện

phân phối bằng thiết bị tự động đóng lặp lại và dao phân đoạn tự động”
Nội dung của đề tài là tìm hiểu về lưới điện phân phối, độ tin cậy cung cấp
điện, các yếu tố, phương pháp đáng giá độ tin cậy. Tìm hiểu về các chỉ tiêu đánh giá
độ tin cậy của lưới phân phối. Tìm hiểu về các thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện
phân phối. Ứng dụng các thiết bị này để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho hệ
thống điện TP Thái Nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




2

CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Các hệ thống điện phân phối của Việt Nam đang phải đối mặt với các thách
thức như sau: Thứ nhất là sự tăng lên quá nhanh của nhu cầu phụ tải do sự phát triển
nhanh về kinh tế. Trong khi đó, chúng ta lại đang phải đối phó với sự cạn kiệt về tài
nguyên thiên nhiên như than đá, dầu mỏ… (kể cả tiềm năng về nguồn thủy điện).
Các áp lực về việc gìn giữ mơi trường cũng làm cho việc xây dựng thêm các nhà
máy điện gặp nhiều khó khăn. Dẫn đến là chúng ta đang thiếu nguồn điện. Thứ hai
là các lưới điện phân phối phức tạp, nhiều nút, nhánh, có nhiều cấp điện áp khác
nhau, một số thiết bị đã xuống cấp. Bên cạnh đó, lưới điện gặp nhiều các sự cố, với
các nguyên nhân từ tự nhiên, sự hư hỏng, già hoá thiết thiết bị, và cả các sai sót của
con người trong vận hành. Và một thách thức nữa đó là sự xuất hiện các nguồn điện
phân tán ở phía tải. Chính vì vậy mà hệ thống điện phân phối ngày càng trở lên
phức tạp trọng quản lý, vận hành, đặc biệt là có thể dẫn đến các sự cố mất điện
trong thời gian dài, gây ra những tổn thất về kinh tế.
Với sự phát triển của công nghệ, hiện nay người ta đã và đang áp dụng các

thiết bị tự động trong hệ thống điện (HTĐ) phân phối để nâng cao độ tin cậy cung
cấp điện (thường biết đến là DAS: Distribution Automation System Hệ thống tự
động lưới phân phối). Bước đầu tiên của việc tự động lưới phân phối chính là sự lắp
đặt các thiết bị đóng cắt tự động như là: AutoRecloser, Dao phân đoạn tự động. Vì
vậy trong luận văn này, tác giả sẽ dành để phân tích các ưu nhược điểm, phạm vi
ứng dụng, nâng cao độ tin cậy trong lưới phân phối với sự có mặt của AutoRecloser
và Dao phân đoạn tự động. Phân tích kinh tế, sự hiệu quả khi đầu tư sử dụng các
thiết bị tự động đóng cắt trên lưới điện phân phối.
Từ những lý do đó, tác giả đã chọn đề tài "Nâng cao độ tin cậy lưới điện phân
phối bằng thiết bị tự động đóng lặp lại và dao phân đoạn tự động".

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




3

1.2. PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI
Áp dụng các thiết bị tự động đóng lặp lại và dao phân đoạn tự động đường dây
cho lưới điện phân phối Thành phố Thái Ngun tỉnh Thái Ngun.

1.3. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Phân tích các ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng, nâng cao độ tin cậy
trong lưới phân phối với sự có mặt của Autorecloser và Dao phân đoạn tự động.
Đồng thời phân tích kinh tế, sự hiệu quả khi đầu tư sử dụng các thiết bị tự động
đóng lặp lại và dao phân đoạn tự động đường dây cho lưới điện phân phối.

1.4. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay đã có rất nhiều nghiên cứu về độ tin cậy lưới điện phân phối và

ứng dụng các thiết bị mới nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Song trong
đề tài này, tác giả muốn tìm hiểu thêm về các thiết bị mới, ứng dụng tính hiệu
quả của thiết bị này trong lưới điện phân phối, nhất là khi có sự thay đổi quan
niệm về hệ thống phân phối khi có DAS. Áp dụng thiết bị mới nêu trên cho một
lưới điện phân phối thành phố Thái Nguyên.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




4

CHƢƠNG 2: LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ CÁC
THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TỰ ĐỘNG
2.1. TÌM HIỂU VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
2.1.1. Định nghĩa
Lưới điện phân phối là một phần của HTĐ làm nhiệm vụ phân phối điện năng
từ các trạm trung gian, các trạm khu vực hay thanh cái của nhà máy điện cấp điện
cho phụ tải. Lưới điện phân phối là khâu cuối cùng của hệ thống điện đưa điện năng
trực tiếp đến người tiêu dùng. Lưới điện phân phối bao gồm lưới điện trung áp và
lưới điện hạ áp. Tính đến nay lưới điện phân phối đã trải khắp các xã trên đất nước,
tuy nhiên cịn một vài thơn, bản vẫn chưa được dùng điện lưới quốc gia mà họ vẫn
phải dùng điện từ các thuỷ điện nhỏ hoặc máy phát điện diesel.
- Lưới điện phân phối gồm hai phần:
- Lưới điện phân phối trung áp chủ yếu ở các cấp điện áp 6kV; 10kV; 22kV;
35kV phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp/hạ áp và các phụ tải
trung áp.
- Lưới điện phân phối hạ áp có cấp điện áp 380/220V cấp điện cho các phụ tải hạ
áp.

2.1.2. Vai trò lưới điện phân phối
Lưới điện phân phối làm nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm trung
gian; trạm khu vực hay thanh cái của các nhà máy điện cho các phụ tải.
Lưới điện phân phối được xây dựng, lắp đặt phải đảm bảo nhận điện năng từ
một hay nhiều nguồn cung cấp và phân phối đến các hộ tiêu thụ.
Đảm bảo cấp điện tiêu thụ sao cho ít gây ra mất điện nhất, lưới phải đảm bảo
cho nhu cầu phát triển của phụ tải.
Đảm bảo chất lượng điện năng cao nhất về ổn định tần số và ổn định điện áp
trong giới hạn cho phép.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




5

2.1.3. Các phần tử chính trong lưới điện phân phối
Các phần tử chủ yếu trong lưới điện phân phối:
- Máy biến áp trung gian và máy biến áp phân phối.
- Thiết bị dẫn điện: Đường dây điện.
- Thiết bị đóng cắt và bảo vệ: Máy cắt, dao cách ly, cầu chì, chống sét van, áp
tơ mát, hệ thống bảo vệ rơ le, giảm dòng ngắn mạch.
- Thiết bị điều chỉnh điện áp: Thiết bị điều áp dưới tải, thiết bị thay đổi đầu
phân áp ngoài tải, tụ bù ngang, tụ bù dọc, thiết bị đối xứng hóa, thiết bị lọc
sóng hài bậc cao.
- Thiết bị đo lường: Công tơ đo điện năng tác dụng, điện năng phản kháng,
đồng hồ đo điện áp và dịng điện, thiết bị truyền thơng tin đo lường...
- Thiết bị giảm tổn thất điện năng: Tụ bù.

- Thiết bị nâng cao độ tin cậy: Thiết bị tự động đóng lại, thiết bị tự đóng
nguồn dự trữ, máy cắt hoặc dao cách ly phân đoạn, các khớp nối dễ tháo trên
đường dây, kháng điện hạn chế ngắn mạch, ...
- Thiết bị điều khiển từ xa hoặc tự động: Máy tính điện tử, thiết bị đo xa, thiết
bị truyền, thu và xử lý thông tin, thiết bị điều khiển xa, thiết bị thực hiện, ...
Mỗi phần tử trên lưới điện đều có các thơng số đặc trưng (cơng suất, điện áp
định mức, tiết diện dây dẫn, điện kháng, điện dung, dòng điện cho phép, tần số định
mức, khả năng đóng cắt ...) được chọn trên cơ sở tính tốn kỹ thuật.
Những phần tử có dịng cơng suất đi qua (máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt,
máy biến dịng, tụ bù ...) thì thơng số của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến thông số chế
độ (điện áp, dịng điện, cơng suất) nên được dùng để tính tốn chế độ làm việc của lưới
điện phân phối.
Nói chung, các phần tử chỉ có 2 trạng thái: Làm việc và khơng làm việc. Một
số ít phần tử có nhiều trạng thái như: Hệ thống điều áp, tụ bù có điều khiển, mỗi
trạng thái ứng với một khả năng làm việc.
Một số phần tử có thể thay đổi trạng thái trong khi mang điện (dưới tải)
như: Máy cắt, áp tô mát, các thiết bị điều chỉnh dưới tải. Một số khác có thể

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




6

thay đổi khi cắt điện như: Dao cách ly, đầu phân áp cố định. Máy biến áp và
đường dây nhờ các máy cắt có thể thay đổi trạng thái dưới tải.
Nhờ các thiết bị phân đoạn, đường dây điện được chia thành nhiều phần tử của
hệ thống điện.
Không phải lúc nào các phần tử của lưới phân phối cũng tham gia vận hành,

một số phần tử có thể nghỉ vì lý do sự cố hoặc lý do kỹ thuật, kinh tế khác. Ví dụ tụ
bù có thể bị cắt lúc phụ tải thấp để giữ điện áp, một số phần tử lưới không làm việc
để lưới phân phối vận hành hở theo điều kiện tổn thất công suất nhỏ nhất.

2.1.4. Cấu trúc lưới điện phân phối
Cấu trúc tổng thể: Bao gồm tất cả các phần tử và sơ đồ lưới đầy đủ. Muốn lưới
điện có độ tin cậy cung cấp điện cao thì cấu trúc tổng thể phải là cấu trúc thừa. Thừa
về số phần tử, về khả năng tải của các phần tử, thừa về khả năng lập sơ đồ. Ngồi ra
trong vận hành cịn phải dự trữ các thiết bị thay thế và vật liệu để sửa chữa.
Cấu trúc vận hành: Là một phần của cấu trúc tổng thể, có thể là một, một vài
phần tử của cấu trúc tổng thể và gọi đó là một trạng thái của lưới điện
Có cấu trúc vận hành bình thường gồm các phần tử tham gia vận hành và các
sơ đồ vận hành do người vận hành lựa chọn. Có thể có nhiều cấu trúc vận hành thỏa
mãn điều kiện kỹ thuật, người ta phải chọn cấu trúc vận hành tối ưu theo điều kiện
kinh tế (tổn thất nhỏ nhất). Khi xảy ra sự cố, một phần tử đang tham gia vận hành bị
hỏng thì cấu trúc vận hành bị rối loạn, người ta phải nhanh chóng chuyển qua cấu
trúc vận hành sự cố bằng cách thay đổi các trạng thái phần tử cần thiết. Cấu trúc vận
hành sự cố có chất lượng vận hành thấp hơn so với cấu trúc vận hành bình thường.
Trong chế độ vận hành sau sự cố có thể xảy ra mất điện phụ tải. Cấu trúc vận hành
sự cố chọn theo độ an toàn cao và khả năng thao tác thuận lợi.
Cấu trúc tĩnh: Với cấu trúc này lưới điện phân phối không thể thay đổi sơ đồ
vận hành. Khi cần bảo dưỡng hay sự cố thì tồn lưới phân phối hoặc một phần lưới
phân phối phải ngừng điện. Đó là lưới phân phối hìnhtia khơng phân đoạn và
hìnhtia phân đoạn bằng dao cách ly hoặc máy cắt.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7

Cấu trúc động khơng hồn tồn: Trong cấu trúc này lưới điện phân phối có thể
thay đổi sơ đồ vận hành ngoài tải, tức là trong khi lưới phân phối cắt điện để thao
tác. Đó là lưới điện phân phối có cấu trúc kín vận hành hở.
Cấu trúc động hồn tồn: Trong cấu trúc này lưới điện phân phối có thể thay
đổi sơ đồ vận hành ngay cả khi đang làm việc, đó là hệ thống phân phối điện. Cấu
trúc động được áp dụng là do nhu cầu ngày càng cao về độ tin cậy cung cấp điện.
Ngoài ra cấu trúc động cho phép vận hành kinh tế lưới điện phân phối, trong đó cấu
trúc động khơng hồn tồn và cấu trúc động hoàn toàn mức thấp cho phép vận hành
kinh tế lưới điện theo mùa, khi đồ thị phụ tải thay đổi đáng kể. Cấu trúc động ở mức
cao cho phép vận hành lưới điện trong thời gian thực, lưới phân phối trong cấu trúc
này phải được thiết kế sao cho có thể vận hành kín trong thời gian ngắn trong khi
thao tác sơ đồ.

2.1.5. Đặc điểm lưới điện phân phối:
Lưới điện phân phối phân bố trên diện rộng, thường vận hành khơng đối xứng
và có tổn thất lớn. Qua nghiên cứu các điện lực trên cho thấy tổn thất thấp nhất trên
lưới phân phối vào khoảng 4%,
Vấn đề tổn thất trên lưới phân phối liên quan chặt chẽ đến các vấn đề kỹ thuật
của lưới điện từ giai đoạn thiết kế đến vận hành. Do đó trên cơ sở các số liệu về tổn
thất có thể đánh giá sơ bộ chất lượng vận hành của lưới điện phân phối.
Trong những năm gần đây, lưới điện phân phối của nước ta phát triển mạnh,
các Công ty Điện lực cũng được phân cấp mạnh về quản lý. Chất lượng vận hành
của lưới phân phối được câng cao rõ rệt, tỷ lệ tổn thất điện năng giảm mạnh song
vẫn còn rất khiêm tốn.

2.2. CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TỰ ĐỘNG
2.2.1. Máy cắt tự động
Máy cắt điên cao ap dung đê đong , căt ma ch khi co dong phu tai va ca khi co

̣
́
̀
̉ ́
́
̣
́ ̀
̣ ̉ ̀ ̉
́
dòng ngắn mạch . Thiết bị này chỉ tự động cắt khi có sự cố trên đường dây, thao tác
đóng lại sẽ được thao tác bằng tay.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




8

Máy cắt cao áp là cơ cấu đóng mở cơ khí có khả năng đóng , dân liên tuc va că t
̃
̣
̀ ́
dịng điện trong điều kiện bình thường và cả trong thời gian giới hạn khi xảy ra điều
kiên bât thương trong mach (ví dụ như ngắn mạch ). Máy cắt đươc sư dung đê đong
̣
́
̀
̣
̣

̉ ̣
̉ ́
mơ đương dây trên không , các nhánh cáp, máy biến áp , cuộn kháng điện và tụ điện .
̉
̀
Yêu câu vơi chung phai căt nhanh
̀
́
́
̉ ́

, khi đong /căt không gây nơ hoăc chay , kích
́
́
̉
̣
́

thươc gon nhe , giá thành hạ. Trong may cắt cao ap , vân đê dâp tăt hô quang khi căt
́
̣
̣
́
́
́
̀ ̣ ́ ̀
́
ngăn mach rât quan trong . Do vây th ường căn cứ phương pháp dập hồ
́
̣

́
̣
̣

quang đê
̉

phân loai may cắt.
̣
́
- Máy cắt nhiều dầu : Dâu vưa la chât cach điên đông thơi sinh khí đê
̀
̀ ̀
́ ́
̣
̀
̀
̉
dâp tăt hô quang .
̣ ́ ̀
- Máy cắt ít dầu: Lương dâu í t chỉ đu sinh khí dâp tăt hô quang con cach điên
̣
̀
̉
̣ ́ ̀
̀
́
̣
là chất rắn.
- Máy cắt khơng khí: Dùng khí nén để dập tắt hồ quang.

- Máy cắt tự sinh khí: Dùng vật liệu cách điện có khả năng tự sinh khí dưới tác
dụng của nhiệt độ cao của hồ quang . Khí tự sinh ra có áp suất cao dập tăt hô
́ ̀
quang.
- Máy cắt điện từ : Hô quang đươc dâp trong khe hep lam băng vât liêu răn
̀
̣
̣
̣ ̀
̀
̣
̣
́
chịu được hồ quang, lưc điên tư đây hô quang vao khe.
̣
̣
̀ ̉
̀
̀
- Máy cắt chân không: Hô quang đươc dâp trong môi trương chân không.
̀
̣
̣
̀
- Máy cắt SF6: Dùng khí SF6 để dập hồ quang.
Nguyên lý cắt của máy cắt đó là việc dập tắt hồ quang . Trong may ngăt cao
́
́
áp, thiêt bị dâp hô quang la bô phân chí nh , khi ngăt mach điên ơ đo xay ra cac qua
́

̣
̀
̀ ̣
̣
́
̣
̣ ̉ ́ ̉
́
́
trình cơ bản dập hồ quang và tiếp theo đ

ó là phục hồi độ bền về điện giữa các

khoảng trống tiếp điểm . Quá trình xảy ra rất phức tạp , phụ thuộc vào sự làm việc
của kiểu thiết bị dập hồ quang, phụ thuộc khả năng dập hồ quang của thiết bị và phụ
thuôc vao đăc tuyên cua qua trì nh đo . Dạng đặc tuyến của quá trình này phụ thuộc
̣
̀
̣
́
̉
́
́
vào nguyên tắc tác động của thiết bị và vào các đặc điểm kết quả từng chi tiết của
máy cắt. Vì vậy việc tính và thiết kế thiết bị dập hồ quang l à một trong các nhiệm
vụ quan trọng khi thiết kế máy cắt. Trong tí nh toan cân phai xac đị nh cac tham sơ
́
̀
̉ ́
́

́

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




9

của thiết bị và các đặc tuyến của nó.
- Phạm vi ứng dụng của máy cắt: Máy cắt thường được dùng trong các nhà
máy, xí nghiệp, trạm biến áp trung gian nơi có người trực vận hành.
- Các máy cắt điện thường dùng:

Hìnhvẽ 2-1: Máy cắt trung thế

2.2.2. Thiết bị đóng lặp lại tự động Autoreclosers
Phần lớn sự cố trong hệ thống phân phối điện là sự cố thoáng qua. Vì vậy, để
tăng cường độ liên tục cung cấp điện cho phụ tải, thay vì sử dụng máy cắt người ta
sử dụng máy cắt thường đóng lại (Recloser). Thực chất máy cắt tự đóng lại là máy
cắt có kèm thêm bộ điều khiển cho phép người ta lập trình số lần đóng cắt lập đi lập
lại theo yêu cầu đặt trước. Đồng thời đo và lưu trữ 1 số đại lượng cần thiết như: U,
I, P, thời điểm xuất hiện ngắn mạch. Khi xuất hiện ngắn mạch Recloser mở ra (cắt
mạch) sau một thời gian t1 nó sẽ tự đóng mạch. Nếu sự cố cịn tồn tại nó sẽ cắt
mạch, sau thời gian t2, Recloser sẽ tự đóng lại mạch. Và nếu sự cố vẫn cịn tồn tại
nó sẽ lại cắt mạch và sau thời gian t3 nó sẽ tự đóng lại mạch một lần nữa và nếu sự
cố vẫn cịn tồn tại thì lần này Recloser sẽ cắt mạch ln. Số lần và thời gian
Recloser đóng cắt do người vận hành lập.
Nguyên lý làm việc: Khi đường dây đang tải bình thường, trong khoảng cho
phép của dịng điện làm việc đối với các thiết bị, RC khơng có bất kỳ một tác động

nào, các tiếp điểm của RC liền mạch (CLOSE), đột nhiên có dịng sự cố đi qua

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




10

đường dây các tiếp điểm của RC sẽ hở mạch (RC sẽ TRIP). Nếu là sự cố thoáng
qua, giả sử như có sự va chạm dây pha với đất (do cây va vào, rắn bò,…) khi bị cúp
điện hồ quang tại nơi sự cố coi như bị dập tắt, sau thời gian cúp điện đường dây trở
lại bình thường ở dạng vật lý, theo quy định, đường dây sẽ được cung cấp điện trở
lại, nếu dòng điện trên đường dây không bị vượt quá mức cho phép, hộ tiêu thụ điện
sẽ được cung cấp điện liên tục trở lại, nếu sự cố vẫn tiếp tục duy trì RC. Sẽ cắt
(TRIP) tiếp tục, sau số lần đóng lại (theo lập trình) mà vẫn không phục hồi được sự
cố RC sẽ cắt vĩnh viễn (look out) chờ người sửa chữa đến kiểm tra phục hồi sự cố.
Phạm vi ứng dụng:
- Recloser thường được trang bị cho những đường trục chính cơng suất lớn và
đường dây dài đắt tiền.
- Ngoài ra thiết bị trên còn cho phép các nhà kỹ thuật theo dõi một cách tin cậy
nhất các tình trạng tác động của thiết bị, tình trạng hoạt động của phụ tải trong
một khoảng thời gian lớn, nhờ vào bộ phận lưu trữ dữ liệu sự cố, tin cậy đảm
bảo thông tin không bị mất đi khi xảy ra bất cứ trường hợp nào.
Mơ hìnhthiết bị:

Hìnhvẽ 2-2: Autorecloser trung thế

2.2.3. Dao phân đoạn tự động
Áp dụng cho lưới hìnhtia một nguồn cung cấp có phân nhánh.

Ở đầu đường dây ta sử dụng máy cắt có trang bị rơle tự đóng lại hoặc sử dụng
Recloser. Tại đầu mỗi phân nhánh, ta đặt một dao cách ly tự động (DCLTĐ). Khi
xảy ra sự cố trên một nhánh rẽ nào đó, máy cắt đầu đường dây sẽ cắt. Trong khoảng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




11

thời gian không điện dao cách ly tự động ở đầu nhánh rẽ bị sự cố được tự động cắt
ra, tách phần tử sự cố ra khỏi lưới điện.
Sau khi dao cách ly tự động đã tách nhánh sự cố, rơle tự đóng lại đặt ở đầu
đường dây đóng trở lại máy cắt nguồn, khôi phục cấp điện cho các nhánh không
bị sự cố.
Các dao ngắn mạch (DNM) được dùng để gây ngắn mạch nhân tạo phía trước
máy biến áp với mục đích tăng độ nhậy cho bảo vệ đầu đường dây.

Hìnhvẽ 2-3: Sơ đồ sử dụng TĐL để loại trừ sự cố

Thời gian mất điện của phụ tải được giảm xuống nhiều l ần so với
phương pháp thủ công.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




12

CHƢƠNG 3: CÁC CHỈ SỐ TIN CẬY CỦA
HỆ THỐNG ĐIỆN PHÂN PHỐI
3.1. ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
3.1.1. Khái niệm về độ tin cậy
Độ tin cậy là xác suất để hệ thống (hoặc phần tử) hoàn thành nhiệm vụ yêu
cầu trong khoảng thời gian nhất định và trong điều kiện vận hành nhất định [1].
Như vậy độ tin cậy luôn gắn với việc hoàn thành một nhiệm vụ cụ thể, trong
một thời gian nhất định và trong một hoàn cảnh nhất định.
Mức đo độ tin cậy luôn gắn với việc hoàn thành nhiệm vụ trong khoảng thời
gian xác định và xác suất này được gọi là độ tin cậy của hệ thống hay phần tử.
Đối với hệ thống hay phần tử không phục hồi, xác suất là đại lượng thống kê,
do đó độ tin cậy là khái niệm có tính thống kê từ kinh nghiệm làm việc trong quá
khứ của hệ thống hay phần tử.
Đối với hệ thống hay phần tử phục hồi như hệ thống điện và các phần tử của
nó, khái niệm khoảng thời gian khơng có ý nghĩa bắt buộc, vì hệ thống làm việc liên
tục. Do đó độ tin cậy được đo bởi đại lượng thích hợp hơn, đó là độ sẵn sàng.
Độ sẵn sàng là xác suất để hệ thống hay phần tử hoàn thành hoặc sẵn sàng
hoàn thành nhiệm vụ trong thời điểm bất kỳ.
Độ sẵn sàng cũng là xác suất để hệ thống ở trạng thái tốt trong thời điểm bất
kỳ và được tính bằng tỷ số giữa thời gian hệ thống ở trạng thái tốt và tổng thời gian
hoạt động.
Ngược lại với độ sẵn sàng là độ khơng sẵn sàng, nó là xác suất để hệ thống
hoặc phần tử ở trạng thái hỏng.

3.1.2. Độ tin cậy của hệ thống
Như đã giới thiệu ở phần trên, hệ thống điện là một hệ thống phức tạp, gồm
nhièu phần tử, các phần tử liên kết với nhau theo những sơ đồ phức tạp. Hệ thống
điện thường nằm trên địa bàn rộng của một quốc gia hay vùng lãnh thổ. Khi các
phần tử của hệ thống hư hỏng có thể dẫn đến ngừng cung cấp điện cho từng vùng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




13

hoặc tồn hệ thống. Có thể chia thành 4 nhóm nguyên nhân gây mất điện như sau:
- Do thời tiết: Giơng sét, lũ lụt, mưa, bão, lốc xốy, ...
- Do hư hỏng các phần tử của hệ thống điện.
- Do hoạt động của hệ thống:
+ Do trạng thái của hệ thống: Độ ổn định, tần số, điện áp, quá tải, ...
+ Do nhân viên vận hành hệ thống điện.
- Các nguyên nhân khác: Do động vật, cây cối, phương tiện vận tải, đào đất,
hoả hoạn, phá hoại, ....
Khi xảy ra sự cố hệ thống sẽ gây mất điện trên diện rộng, một số sự cố
nguy hiểm và lan rộng do lụt, bão, khi đó các đơn vị điện lực khơng đủ người,
phương tiện, máy móc, thiết bị để phục hồi nhanh lưới điện trên một vùng địa lý
rộng lớn và phức tạp.

3.1.3. Độ tin cậy của phần tử
Độ tin cậy của phần tử có ý nghĩa quyết định độ tin cậy của hệ thống. Các khái
niệm cơ bản về độ tin cậy của phần tử cũng đúng cho hệ thống. Do đó nghiên cứu
kỹ những khái niệm cơ bản về độ tin cậy của phần tử là điều rất cần thiết. Ở đây sẽ
xét cụ thể độ tin cậy của phần tử phục hồi và phần tử không phục hồi.

3.1.3.1. Phần tử không phục hồi
Phần tử phục hồi chỉ làm việc đến phần hỏng đầu tiên. Thời gian làm việc
của phần tử từ lúc bắt đầu hoạt động cho đến khi hỏng hay còn gọi là thời gian

phục vụ T là đại lượng ngẫu nhiên, vì thời điểm hỏng của phần tử là ngẫu nhiên
khơng biết trước.
Ta có hàm phân bố là FT(t) 1:
FT(t) = P (T  t)

(3.1)

P (T  t) là xác suất để phần tử làm việc từ thời điểm 0 đến thời điểm t bất kỳ;
t là biến số. Đó cũng là xác suất để phần tử hỏng trước hoặc đúng thời điểm t.
Hàm mật độ là fT(t) 1:
f T (t )  lim
t 0

1
P(t  T  t  t )
t

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

(3.2)




14

fT(t). t là xác suất để thời gian phục hồi T nằm trong khoảng (t, t + t) với t
đủ nhỏ.
Theo lý thuyết xác suất ta có:
t

F T (t )  
0

f T (t ) 

(3.3)

f T (t ) .dt

dF

T

(t )

dt

Hàm phân bố và hàm mật độ là hai đặc trưng cơ bản của mỗi đại lượng
ngẫu nhiên. Bây giờ ta xét các đại lượng cơ bản khác đặc trưng cho độ tin cậy
của phần tử.
- Độ tin cậy R(t).
Theo định nghĩa độ tin cậy thì hàm tin cậy R(t) có dạng:
R(t) = P (T  t)

(3.4)

P (T > t) là xác suất để thời gian phục vụ lớn hơn t, cũng tức là hỏng hóc xảy
ra ở sau thời điểm t.
So sánh (3.1) và (3.4) ta có:

R(t) = 1 - FT(t)

(3.5)

Hàm tin cậy R(t) có tính chất biến thiên từ 1 đến 0 (Hình3.1).
FT(t)
R(t)

1
F(t)
R(t)
0

t
Hìnhvẽ 3-1: Hàm tin cậy R(t)

- Cường độ hỏng hóc (t).

Cường độ hỏng hóc được định nghĩa như sau: Với t đủ nhỏ thì chính là xác

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




15

suất để phần tử đã phục vụ đến thời điểm (t).t sẽ hỏng trong khoảng tiếp theo [3].
 (t ) 

f

T

(t )

R(t )



f (t )
1  F (t )
T

(3.6)

T

Công thức (3.6) cho quan hệ giữa các đại lượng: Hàm phân bố, hàm mật độ,
độ tin cậy và cường độ hỏng hóc.
Nếu lấy logarit của R(t) rồi đạo hàm theo t, sẽ được [1].
t

R(t )  e



  ( t ) dt

(3.7)

0

Công thức (3.7) là công thức cơ bản cho phép tính được độ tin cậy của phần tử
khi biết cường độ hỏng hóc của nó, cịn cường độ hỏng hóc được xác định nhờ
thống kê quá trình hỏng trong quá khứ của phần tử.
Trong hệ thống điện thường sử dụng điều kiện đầu:
(t) =  = hằng số.
Do đó:
R(t) = e-t

FT(t) = 1 - e-t

;

fT(t) = .e-t

;

(3.8)

Luật phân bố này gọi là luật phân bố mũ.
Thời gian làm việc trung bình [1]:


0

T

LV



0

  t. f T (t ).dt   t.



dR(t )
dt   R(t ).dt
dt
0

Với (t) = hằng số; R(t) = e-t do đó:

T

LV



1

(3.9)



Cơng thức (3.9) cho quan hệ giữa thời gian làm việc và cường độ hỏng hóc
của các phần tử có luật phân bố mũ.

Với phần tử không phục hồi, độ tin cậy được mô tả nhờ hoặc là (t) hoặc là R(t).
Trong thực tế, các phần tử khơng phục hồi, (t) có dạng hìnhchậu (Hình3.2a),
có thể chia làm 3 miền theo các thời kỳ sau:
- Thời kỳ I: Thời kỳ phần tử mới bắt đầu làm việc hay xảy ra hỏng do các
khuyết tật khi lắp ráp, (t) giảm dần (thời kỳ chạy roda).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




16

- Thời kỳ II: Thời kỳ làm việc bình thường của phần tử: (t) là hàng số.
- Thời kỳ III: Thời kỳ già cỗi, (t) tăng dần.

(t)

(t)

tb
I

II

III

t

t

b) Thời điểm bảo dưỡng

(a)

Hìnhvẽ 3-2: Cƣờng độ hỏng hóc (t)

Đối với các phần tử phục hồi như hệ thống điện, các phần tử này có các bộ
phận ln bị già hóa, do đó (t) luôn là hàm tăng, bởi vậy người ta phải áp dụng
biện pháp bảo dưỡng định kỳ làm cho cường độ hỏng hóc có giá trị quanh một giá
trị trung bình tb(Hình3.2b),
Khi xét khoảng thời gian dài, với các phần tử phục hồi có thể xem như (t) là
hằng số và bằng tb để tính tốn độ tin cậy.

3.1.3.2. Phần tử phục hồi
a. Sửa chữa sự cố lý tưởng, có thời gian phục hồi  = 0
Trong thực tế, đây là các phần tử hỏng được thay thế rất nhanh bằng phần tử
mới (ví dụ như MBA). Phần tử được xem như luôn ở trong trạng thái tốt. Đại lượng
đặc trưng cho hỏng hóc của loại phần tử này là:
Thơng số của dịng hỏng hóc (t) [1]:
 (t )  lim
t 0

1
P (hỏng xảy ra trong khoảng (t, t + t)
t

(3.10)
So với định nghĩa (t), ở đây khơng địi hỏi điều kiện phần tử phải làm việc tốt
từ đầu cho đến t, mà chỉ cần thời điểm t nó đang làm việc, điều kiện này ln đúng
vì phần tử ln làm việc, khi hỏng nó được phục hồi tức thời.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




17

Tương tự như (t) đại lượng (t).t là xác suất để hỏng hóc xảy ra trong khoảng (t,
t + t).
Với luật phân bố mũ, thơng số dịng hỏng hóc (t) là hằng số và bằng cường
độ hỏng hóc của phần tử: (t) =  [1].
Vì lý do này mà cường độ hỏng hóc và thơng số của dịng hỏng hóc thường hiểu
là một, trừ các trường hợp riêng khi thời gian làm việc khơng tn theo luật mũ thì phải
phân biệt.
b. Sửa chữa sự cố thực tế, thời gian phục hồi 
Phần tử chịu một quá trình ngẫu nhiên hai trạng thái: Trạng thái làm việc và
trạng thái hỏng (Hình3.3).
Nếu khởi đầu phần tử ở trạng thái làm việc, thì sau thời gian làm việc TLV,
phần tử phần tử bị hỏng và chuyển sang trạng thái hỏng phải sửa chữa. Sau thời
gian sửa chữa xong , phần tử trở lại trạng thái làm việc.



LV

H

µ

(a)

Trạng thái
LV

H

TLV

(b)

TLV

TLV





t

Hìnhvẽ 3-3: Mơ hìnhvà giản đồ chuyển trạng thái (LV-làm việc, H-hỏng)

Ta cũng giả thiết rằng sau khi sửa chữa sự cố, phần tử được phục hồi như mới.
Ở đây cần hai hàm phân bố xác suất: Hàm phân bố thời gian phần tử ở trạng thái làm
việc FLV(t) và hàm phân bố thời gian phần tử ở trạng thái hỏng FH(t). Đó là sự khác
nhau cơ bản giữa phần tử không phục hồi và phần tử phục hồi (Đối với phần tử
không phục hồi chỉ cần một hàm phân bố thời gian là đủ). Để đánh giá về lượng độ
tin cậy của phần tử phục hồi cần có hai đại lượng. Các đại lượng và chỉ tiêu cần thiết
để mô tả hành vi của phần tử phục hồi gồm:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




18

- Xác suất phần tử ở trạng thái làm việc ở thời điểm t (ở mỗi thời điểm
phần tử có thể ở một trong hai trạng thái: Làm việc hoặc hỏng hóc) gọi
là xác suất trạng thái làm việc PLV(t).
- Xác suất phần tử ở trạng thái hỏng ở thời điểm t là Ph(t).
- Thơng số dịng hỏng hóc:
 (t )  lim
t 0

 lim]
t 0

1
P (hỏng xảy ra trong khoảng (t, t + t) =
t

1
PX (t  t )  H   X (t )  LV 
t

Theo lý thuết xác suất: P(AB) = P(A/B)P(B), từ đây ta có:
P(A/B) = P(AB)/P(B)
Áp dụng cho cường độ chuyển trạng thái và thơng số dịng hỏng hóc ta được:

q

LV  H

(t ).t 

P X (t  t )  H   X (t )  LV 
 (t ).t
 (t ).t


PX (t )  LV 
PX (t )  LV  P LV (t )

(t) = qLV-H(t).PLV(t)

Hay:

(3.11)

- Thời gian làm việc trung bình là TLV.
- Thời gian hỏng trung bình là .
- Thời gian trung bình một chu kỳ làm việc-hỏng là: TCK = TLV + .
- Hệ số sẵn sàng:
A  T LV 

T

CK

T
T 
LV

LV

- Hệ số không sẵn sàng:
A  1 A 



T

LV



Giả thiết TLV và  đều tuân theo luật phân bố mũ (trong thực tế  tuân theo luật
chuẩn, song giả thiết trên giúp ta có thể áp dụng mơ hìnhMarkov, hơn nữa theo kinh
nghiệm kết quả tính tốn là chấp nhận được), ta có [1]:
FT(t) = 1 - e-t (phân bố xác suất của thời gian làm việc).
F(t) = 1 - e-t (phân bố xác suất của thời gian hỏng hóc).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên