ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN VÀ CÁC CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY SAIFI SAIDI CAIFI CAIDI

1

LÝ THUYẾT VỀ ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG ĐIỆN
CÁC ỨNG DỤNG TRONG TÍNH TOÁN
ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
1000
Isolator
Manual
TSS=0.5
Breakers
2km
500 500
3km
5km
500
Tie-Switch
Manual
TSS=2hr
5km
4
SAIFI=0.8
SAIDI=1.7
CAIFI=1.0
CAIDI=2.125
1
2
3
A B C
D

2

NỘI DUNG
1. ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN 4
1.1: Độ tin cậy là gì 4
1.2: Có 4 phần liên quan đến độ tin cậy 4
1.3: Độ tin cậy của hệ thống điện 4
1.4: Đáp ứng hệ thống 4
1.5: An ninh hệ thống 4
1.6: Các lĩnh vực chức năng 4
1.7: Các mức đánh gía độ tin cậy đáp ứng tĩnh. 5
1.7.1: Mức thứ nhất: 5
1.7.2: Mức thứ hai: 5
1.7.3: Mức thứ ba: 5
1.8: Các ký hiệu trong độ tin cậy: 5
1.9: Chỉ số hệ thống (System Indices) 6
1.10: Xác định các chỉ số tin cậy 6
1.11: Các thuật ngữ cơ bản của hỏng hóc, cắt thiết bị và ngừng cung cấp điện 6
1.11.1: Sự cố hỏng hóc: 7
1.11.2: Cắt thiết bị: 7
1.11.3: Ngừng cung cấp điện: 7
1.12: Các chỉ số tại nút tải –hệ thống phân phối 8
1.13: Tính toán , r và U 8
1.14: Khả năng sẳn sàng làm việc của thiết bị 9
1.15: Tổng quan cơ bản về độ tin cậy của hệ thống phân phối 10
1.16: Định nghĩa các chỉ tiêu độ tin cậy: 11
1.16.1: SAIFI (Tần suất ngừng cung cấp điện trung bình hệ thống) 11
1.16.2: SAIDI (Thời gian ngừng cung cấp điện trung bình của hệ thống) 11
1.16.3: CAIFI (Tần suất mất điện trung bình của khách hàng) 11

1.16.4: CAIDI (thời gian mất điện trung bình của khách hàng) 11
1.16.5: ASAI 11
1.16.6: ENS =  L
a(i).
u
i
12
1.16.7: AENS 12
1.16.8: ACCI 12
1.16.9: ASIFI 12
1.16.10: ASIDI – Load Based 12
1.16.11: MAIFI 13
1.16.12: CEMIn 13
1.16.13: CEMSMIn 13
2. CÁC TÍNH TOÁN CƠ BẢN CHO MẠNG HÌNH TIA 15
2.1: Nguyên tắc tính toán: 15
2.2: Các chỉ số độ tin cậy cơ bản –tại nút tải: 15
2.2.1: Ảnh hưởng của bảo vệ đường dây phân phối. 19
2.2.2: Ảnh hưởng của cầu dao phân đoạn: 21
2.2.3: Ảnh hưởng tác động nhầm của bảo vệ. 22
2.2.4: Ảnh hưởng của chuyển nguồn 24
3

2.3: Các ví dụ tính toán độ tin cậy khác 27
2.3.1: Mạng hình tia đơn giản 28
2.3.2: Mạng thực tế khác: 29
2.3.3: Nếu có khách hàng trước nhánh rẽ: 30
2.3.4: Thêm nhánh: (KHÔNG DAO CÁCH LY) 30
2.3.5: Anh hưởng của hư hỏng bảo vệ: 31
2.4: Kết quả trong trường hợp cơ bản 32

2.5: Anh hưởng của cầu chì phía nhánh rẽ 33
2.6: Nâng cao độ tin cậy bằng cách lắp thêm hai dao cách ly 34
2.7: Anh hưởng của bảo vệ tác động sai 35
2.8: Chuyển tải sang nguồn dự trữ 36
2.8.1: Chuyển tải không bị hạn chế bởi nguồn dự trữ 36
2.8.2: Tác động của hạn chế chuyển nguồn – 60% 37
2.8.3: Đường dây song song được cung cấp bởi một nguồn. 39
2.8.4: Thêm vào một máy cắt phân đoạn 40
2.8.5: Thêm vào 1 dao cách ly : 41
2.8.6: Thêm vào 2 dao cách ly và máy cắt phân đoạn: 42
2.8.7: Thêm vào 3 dao cách ly và máy cắt phân đoạn: 43

4

1. ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
1.1: Độ tin cậy là gì
Độ tin cậy là xác suất làm việc tốt của một thiết bị trong một chu kỳ dưới các điều
kiện vận hành đã được thử nghiệm.
1.2: Có 4 phần liên quan đến độ tin cậy
 Định nghĩa sau đây được chia thành 4 phần cơ bản:
 Xác suất tự nhiên
 Chế độ làm việc thích hợp (tuỳ thuộc vào các u cầu)
 Thời gian cung cấp cơng suất liên tục
 Các điều kiện vận hành (có thể khác nhau)
1.3: Độ tin cậy của hệ thống điện
 Phân loại thành hai hướng cơ bản
 Đáp ứng hệ thống
 An ninh hệ thống
1.4: Đáp ứng hệ thống
Liên quan đến khả năng làm việc của máy phát, lưới truyền tải, lưới phân phối

trong việc cung cấp điện tới khách hàng.
Sự đáp ứng sẽ liên quan đến các điều kiện tĩnh của hệ thống.
1.5: An ninh hệ thống
An ninh hệ thống nói lên khả năng đáp ứng với các nhiễu loạn xảy ra trong chính
hệ thống đó, do vậy liên quan với hệ thống ở trạng thái động. Chú ý rằng hầu hết
tất cả các kỹ thuật hiện có dùng vào việc tính tốn độ tin cậy của hệ thống điện
nằm trong phạm vi đánh giá đáp ứng tĩnh.
1.6: Các lĩnh vực chức năng
Các phần khác nhau của hệ thống điện được đánh giá riêng biệt với nhau theo khu
vực chức năng tính tốn.
MÁY PHÁT
TRUYỀN TẢI
PHÂN PHỐI

5

1.7: Các mức đánh gía độ tin cậy đáp ứng tĩnh.
MÁY PHÁT
TRUYỀN TẢI
PHÂN PHỐI
MỨC III
MỨC II
MỨC I

1.7.1: Mức thứ nhất:
Nghiên cứu về khả năng của hệ máy phát cấp điện cho tải. Hệ thống truyền tải
khơng được xét đến ở mức này. Chỉ số tin cậy của mức thứ nhất là Chỉ Số Dự Báo
Mất Tải (LOLE) và Chỉ Số Dự Báo Thiếu Năng lượng Cung Cấp (LOEE).
1.7.2: Mức thứ hai:
Nghiên cứu về hệ thống phát và hệ thống truyền tải cung cấp năng lượng tại các

nút tải. Các nghiên cứu này là đánh giá hỗn hợp của hệ thống. Chỉ số của mức II
mang tính tồn cục hay tại một thanh cái cung cấp điện gồm có tần suất, thời gian,
phụ tải và năng lượng.
1.7.3: Mức thứ ba:
Liên quan tới cã phát điện, truyền tải, phân phối để xác định sự tương xứng của
tồn hệ thống cung cấp đến khách hàng.
Chỉ số của mức thứ ba này la tại điểm tiêu thụ và các chỉ số hệ thống gồm có tần
suất, thời gian, tải và năng lượng.
1.8: Các ký hiệu trong độ tin cậy:
S = hệ thống (system)
A = trung bình (average)
C = khách hàng (customer)
Tính tốn
Hằng năm
Bởi hệ thống
Bởi điều độ miền.
6

Bởi các Điện Lực.
Phân loại
Duy trì
Thoáng qua
Khách hàng
Phụ tải
Trung bình.
Xác định.
1.9: Chỉ số hệ thống (System Indices)
Có thể tính các chỉ tiêu hoạt động cung cấp để miêu tả có tính thống kê những hoạt
động trước đó của hệ thống.
Các chỉ số bổ sung này có thể được tính toán bằng cách sử dụng các chỉ số cơ bản

và số lượng khách hàng và tải kết nối tại mỗi điểm trong hệ thống.
Các chỉ số bổ sung của hệ thống là:
Chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của hệ thống (SAIFI)
Chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình hệ thống (SAIDI)
Chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình khách hàng (CAIFI)
Chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình khách hàng (CAIDI)
Chỉ tiêu khả năng sẳn sàng cung cấp (ASAI)
Chỉ tiêu khả năng khôngsẳn sàng cung cấp (ASUI)
Chỉ tiêu thiếu hụt điện năng (ENS)
Chỉ tiêu thiếu hụt điện năng trung bình (AENS)
Các chỉ tiêu trên cũng có thể được tính toán để dự báo khả năng làm việc trong
tương lai.
1.10: Xác định các chỉ số tin cậy
1.11: Các thuật ngữ cơ bản của hỏng hóc, cắt thiết bị và ngừng cung cấp điện
Sự cố hỏng hóc.
Cắt điện, do thao tác người vận hành: Cưỡng bức, từng phần, theo lịch, Quá độ.
Mất điện, do sự cố: lâu dài, thoáng qua, tạm thời.
7

1.11.1: Sự cố hỏng hóc:
Sự cố hỏng hóc là trạng thái của một phần tử hệ thống mà nó không hoạt động
như mong muốn. Kết quả là phải cắt phần tử đó ra khỏi hệ thống. Tuy nhiên không
phải mọi hỏng hóc đều đưa đến cắt điện.
1.11.2: Cắt thiết bị:
Mô tả trạng thái của thiết bị khi nó không được hoạt động vì một số các lý do liên
quan đến thiết bị đó.
 Cắt cưỡng bức: là hậu quả do các điều kiện khẩn cấp liên quan đến thiết bị
cần phải cắt tức thời, hoặc tự đông như thiết bị bảo vệ rơle, hoặc thao tác
đóng cắt,hoặc do tác động sai của thiết bị bảo vệ hay người vận hành thao
tác sai.

 Cắt theo lịch: thiết bị đưa ra khỏi vận hành theo thời gian định trước, thông
thường khi có bảo trì, sửa chữa hoặc xây dựng.
 Cắt cưỡng bức ngắn hạn: do các sự cố thoáng qua gây ra, các thiết bị có thể
được đưa vào vận hành trở lại tự động khi các CB, máy cắt tự đóng lại, hoặc
khi thay thế cầu chì.
 Cắt cưỡng bức do vận hành: do các sự cố không thể tự giải trừ được cần phải
sửa chữa thiết bị trước khi đưa vào vận hành. Ví dụ: khi xảy ra phóng điện
làm chọc thủng cách điện , vì vậy cần sửa chữa hay thay thế trước khi đưa
vào vận hành.
1.11.3: Ngừng cung cấp điện:
Mất điện một hay nhiều khách hàng. Nguyên nhân là do một hay nhiều thiết bị cắt
khỏi vận hành.
 Mất điện định kỳ: Mất điện gây ra do cắt theo lịch.
 Mất điện cưỡng bức: gây ra do cắt cưỡng bức.
 Thời gian mất điện: khoảng thời gian từ lúc bắt đầu cắt điện khách hàng cho
đến khi phục hồi lại cho khách hàng đó.
 Mất điện thoáng qua: Mất điện có thời gian nhỏ, thiết bị được đưa
vào vận hành trở lại, do bộ phận giám sát điều khiển tự động hay bằng
tay bởi người vận hành có thể thao tác tức thời.
 Mất điện duy trì: là các trường hợp còn lại không thuộc loại mất điện
thoáng qua.
8

1.12: Các chỉ số tại nút tải –hệ thống phân phối
Độ tin cậy liên quan đến hoạt động tại điểm cung cấp cho khách hàng, có nghĩa là
ở tại các nút tải.
Các chỉ số cơ bản được sử dụng để ước lượng độ tin cậy của lưới phân phối là:
Cường độ sự cố nút tải (lamda)
Thời gian cắt trung bình (r) – (để sửa chữa)
Thời gian cắt hàng năm (U)

1.13: Tính toán , r và U
Sử dụng thông số cường độ sự cố và thời gian sửa chữa cuả phần tử cùng kết hợp
với thời gian phục hồi của hệ thống khác.
Các chỉ số này được dùng để ước lượng hoạt động của hệ thống trong tương lai.
Chúng cũng đo lường hoạt động trong quá khứ.
Biết rằng các chỉ số này tại nút tải không thõa mãn toàn bộ sự hiểu biết về hoạt
động của hệ thống.
Do đó cần thiết phải mở rộng các chỉ số, gồm có: gián đoạn tải trung bình (L) và
năng lượng trung bình không được cung cấp (E) tại mỗi nút tải.
Các đặc điểm hỏng hóc của phần tử.








Cường độ hỏng hóc của phần tử :
Cường độ hỏng hóc (t): Xác suất có điều kiện để một thiết bị làm việc trước thời
gian t và phát triển thành sự cố trong đỏn vị thời gian At thời điểm t.
Hàm cường độ hỏng hóc của thiết bị công suất. Dạng hình “lòng máng”và được
chia thành 3 giai đoạn: thời kỳ đầu, thời kỳ vận hành, thời kỳ thoái hóa
Trong khoảng thời gian vận hành, cướng độ hỏng hóc là hằng số.
Giai đoạn
mới xuất
xưởng
Giai đoạn
ổn định
Giai đoạn

lão hoá
Thời gian
9

Cường độ hỏng hóc: là số sự cố trên đơn vị thời gian. Cường độ hỏng hóc thường
được biểu diễn số sự cố xảy ra trên mỗi km chiều dài trong một năm.
Các thiết bị điện lực như máy phát,máy biến áp,đường dây đều có thể sửa chửa để
làm việc lại.Trong thời gian phục vụ chúng có các trạng thái như:vận hành,sự
cố,sửa chửa,quy hoạch,bảo trì,…
Cường độ sửa chửa của phần tử:
Cường độ sửa chửa được xác định tương tự như cường độ hỏng hóc.
Thời gian trung bình giửa hỏng hóc hay thời gian trung bìnhvận hành an toàn
(MTBF).
m = 1/
Thời gian sửa chữa trung bình (MTTR)
r = 1/
Chu kỳ sự cố
T = m + r











1.14: Khả năng sẳn sàng làm việc của thiết bị

Hệ số sẵn sàng:
A =




Hệ số không sẵn sàng (FOR):
A
= U = FOR =




UP (in)
Down
(out)
m
1

r
1

Down
m1
r1
m2
r2
m3
T1
T2

T3
Fig:Mô hình hai trạng thái
10

Ví dụ 1:
Công ty phân phối có 7500 máy biến áp phân phối đang vận hành trong chu kỳ 10
năm, 140 máy biến áp bị hỏng vì nhiều lý do khác nhau. Một số lượng nhỏ của
chúng có thể được sửa chữa, nhưng hầu hết các số còn lại đều phải thay bằng máy
mới. Thời gian thay thế hoặc sửa chữa sẽ được ghi lại. Cộng tất cả các thời gian
sửa chữa của 140 máy sẽ cho thời gian tổng cộng là 7500 giờ.
Từ các số liệu này chúng ta tính:
750010
140



= 0,019
1
/giờ

1
m
= 530 giờ
140
7360
r
= 52,6giờ = 0,006 năm
r
1



= 167
1
/năm.
530006,0
530

A
= 0,999989
530006,0
006,0


= 0,000011 = 6phút/năm
.Điều này có thể được giải thích như sau:
Mỗi máy biến áp co xác suất 0.0019 xảy ra hư hỏng trong năm tới.
Sau khi xảy ra sự cố, thời gian sửa chữa hoặc thay thế là 52.6 giờ.
Mỗi máy biến áp sẽ không vận hành, tính trung bình là 6 phút 1 năm.
Chú ý rằng chú ta đã sử dụng các số liệu đã hoạt động trước đó để dự đoán kết quả
tương lai. Đây là cơ sở cho việc phân tích độ tin cậy: giả sử rằng hoạt động bình
quân trong quá khứ sẽ đánh giá các hoạt động trong tương lai
1.15: Tổng quan cơ bản về độ tin cậy của hệ thống phân phối
Độ tin cậy được xác định bởi số lượng và thời gian xảy ra sự cố trong hệ thống.
Giảm thiểu các sự cố sẽ làm tăng độ tin cậy
Độ tin cậy được kiểm tra bằng cách sử dụng các chỉ số dựa trên cường độ sự cố và
thời gian sửa chữa trung bình.
11

1.16: Định nghĩa các chỉ tiêu độ tin cậy:
1.16.1: SAIFI (Tần suất ngừng cung cấp điện trung bình hệ thống)

SAIFI cho biết thơng tin về tần suất trung bình các lần mất điện duy trì trên mỗi
khách hàng của một vùng cho trước.
Tổng số khách hàng bò mất điện
Tổng số khách hàng có điện
C i i
ii
NN
NN






i
– cường độ sự cố
N
i
– số lượng khách hàng tại nút thứ i
1.16.2: SAIDI (Thời gian ngừng cung cấp điện trung bình của hệ thống)
Cho biết thời gian trung bình của mất điện duy trì.
C i i
ii
N .d u N
NN



Thời gian khách hàng bò mất điện
Tổng số khách hàng có điện

u
i
– thời gian cắt điện hàng năm
N
i
– số lượng khách hàng tại nút thứ i
1.16.3: CAIFI (Tần suất mất điện trung bình của khách hàng)
Cho biết tần suất trung bình của các lần mất điện duy trì đã xảy ra đối với khách
hàng. Trong phép tính này ta chỉ quan tâm tới số lượng khách hàng và lờ đi số lần
mất điện.
C i i
cc
NN
N' N'




Tổng số khách hàng bò mất điện
Tổng số khách hàng bò ảnh hưởng mất điện

1.16.4: CAIDI (thời gian mất điện trung bình của khách hàng)
Thể hiện thời gian phục hồi của mất điện duy trì
C i i
a i i
N u N
NN





Tổng thời gian khách hàng bò mất điện
Tổng số khách hàng bò mất điện

Đối với khách hàng thực sự trải qua mất điện duy trì, chỉ số này nói lên tổng thời
gian trung bình khơng được cấp điện. Đây là thơng số hỗn hợp của CAIDI và được
chấp nhận tính bằng số khách hàng nhân với số lần mất điện được đếm chỉ một lần.
1.16.5: ASAI
(Khả năng sẳn sàng vận hành)
12

Chỉ tiêu này được biểu diễn dưới dạng phân số của thời gian (thường là phần trăm),
nói lên thời gian có điện của khách hàng trong năm hay trong thời gian được định
trước.
i i i
i
N .8760 u .N
N .8760




Số giờ khách hàng yêu cầu cấp điện
c o ù t hể đươ ïc
Số giờ khách hàng yêu cầu cấp điện

ASUI = 1 – ASAI
1.16.6: ENS =  L
a(i).

u
i

Tổng điện năng khơng được cung cấp bởi hệ thống
L
a(i)
– Cơng suất tải trung bình tại nút thứ i
u
i
– thời gian cắt điện hằng năm.
1.16.7: AENS
Điện năng trung bình khơng được cung cấp
a(i) i
i
Lu
N



Tổng điện năng không được cung cấp
Tổng số khách hàng được cấp điện

1.16.8: ACCI

Chỉ tiêu cắt xén điện năng trung bình của khách hàng
ACCI 
Tổng điện năng không được cung cấp
Tổng số khách hàng bò ảnh hưởng

1.16.9: ASIFI

Chỉ số này chủ yếu tính tốn độ tin cậy dựa trên cơng suất thay vì dựa trên số
lượng khách hàng. Chỉ số này quan trọng đối với phần lớn các khách hàng cơng
nghiệp hay thương mại. Nó còn được dùng cho các mạng cơng cộng ở đó thể loại
khách hàng khơng đa dạng lắm. Tương tự như SAIFI, nó cho biết thơng tin về tần
suất trung bình mất điện duy trì.
ASIFI 
Số kVA kết nối vào hệ thống bò mất
Tổng số kVA nối vào hệ thống được cấp điện

1.16.10: ASIDI – Load Based
Chỉ số này được xây dựng có cùng ý tưởng với ASIFI, nhưng nó thơng tin về thời
gian trung bình mất điện duy trì của hệ thống.
ASIDI 
Số phút mất điện
Tổng số kVA nối vào hệ thống được cấp điện

13

1.16.11: MAIFI
Chỉ số này tương tự như SAIFI, nhưng nó là tần suất trung bình của mất điện
thống qua.
MAIFI 
Số khách hàng bò mất điện thoáng qua
Tổng số khách hàng được cấp điện

1.16.12: CEMIn
Chỉ số này dùng để theo dõi số lượng n khách hàng mất điện thống qua của một
tập các khách hàng riêng biệt. Mục đích của nó là giúp nhận biết những khó khăn
của khách hàng mà khơng thể thấy được khi sử dụng chỉ số trung bình. Nó được
xác định bằng:

CEMIn 
Số khách hàng trải qua n lần mất điện thoáng qua
Tổng số khách hàng được cấp điện

1.16.13: CEMSMIn
Chỉ số này dùng để theo dõi số lượng n khách hàng mất điện kéo dài và mất điện
thống qua của một tập các khách hàng riêng biệt. Mục đích của nó là giúp nhận
biết những khó khăn của khách hàng mà khơng thể thấy được khi sử dụng chỉ số
trung bình.
CEMSMIn 
Số khách hàng trải qua n lần mất điện duy trì
Tổng số khách hàng được cấp điện

Ví dụ 2: ( ước lượng thơng số vận hành)
Xét một phần hệ thống có 6 nút tải. Số lượng khách hàngcơng suất tải trung bình
nối vào thanh cái được cho trong bảng sau.
Nút tải
Số lượng khách hàng N
i

CS tải trung bình L
a
(kW)
1
2
3
4
5
6
1000

800
600
800
500
300
5000
3600
2800
3400
2400
1800
Tổng cộng
4000
19000
Giả thiết rằng có 4 trường hợp sự cố xảy ra được ghi lại trong lịch vận hành hàng
năm, các ảnh hưởng mât điện được cho ở bảng 2
14

Trường
hợp mất
điện
Nút tải bị
ảnh
hưởng
Số lượng
khách hàng
bị cắt điện
Công suất
bị cắt xén
L

c
(kW)
Thời gian
mất điện d
(hours)
Thời gian cắt
xén của
khách hàng
N
c

1
2
3
800
600
3600
2800
3
3
2400
1800
2
6
300
1800
2
600
3
3

600
2800
1
600
4
5
6
600
500
2400
1800
1,5
1,5
750
450
Tổng cộng

3100
15200

6600
Số lượng khách hàng bị ảnh hưởng: 800+600+300+500=2000=Na
Thông tin cho trong bảng 1&2 cho phép tính được tất cả các chỉ số.


c
N
3100
SAIFI 0,775
N 4000

  


fectedCustomerAfonsInterrupti
N
N
CAIFI
a
c
/409,1
2000
3100


customerhours
N
dN
SAIDI
c
/65,1
4000
6600



terruptionCustomerInhours
N
dN
CAIDI
c

c
/13,2
3100
6600



999812,0
8760.
8760.




 
N
dNN
ASAI
c
kWhdLENS
c
31900

customerkW
N
ENS
AENS /98,7
4000
31900



customerkWh
N
ENS
ACCI
a
/5,14
2200
31900

15

2. CÁC TÍNH TOÁN CƠ BẢN CHO MẠNG HÌNH TIA
Đa số các mạng phân phối đều vận hành hình tia. Một hệ thống có thể tạm thời vận
hành theo mạch vòng trong khi sửa chữa nhưng cũng sẽ trở lại vận hành hình tia
bởi một máy cắt phân đoạn bình thường mở.






Tất cả các phần tử đều nối tiếp.
2.1: Nguyên tắc tính toán:
• Khi tính toán các chỉ số độ tin cậy, nguyên tắc tính toán của các thành phần
mắc nối tiếp có thể áp dụng trực tiếp cho hệ thống hình tia.
• Thành phần tham số cơ bản khi tính tóan độ tin cậy là: cường độ hỏng hóc
trong năm 
i
và thời gian sửa chữa trung bình MTTR

i
hay r
i
.
2.2: Các chỉ số độ tin cậy cơ bản –tại nút tải:
 Cường độ sự cố trung bình, 
s


s
=  
i

 Thời gian mất điện trung bình hàng năm U
s
:
U
s
=  
I
r
i

 Thời gian sửa chữa trung bình, r
s

Ví dụ 3: (Dự đoán hệ thống)
Xét hệ thống trong hình 1, chỉ số độ tin cậy cơ bản của từng phầ từ được cho trong
bảng 1, số lượng khách hàng và phụ tải được cho trong bảng 2

Source
NO



i
ii
s
s
s
r
U
r



16







Bảng 1.1
Nút tải
l

L
(Sự cố/năm)
r
L
(giờ)
u
L
(giờ/năm)
L
1

0,2
6
1,2
L
2

0,3
5,7
1,7
L
3

0,45
6,4
2,9
Bảng 1.2
Nút tải
Số lượng khách hàng
Nhu cầu tải (kW)

L
1

200
1000
L
2

150
700
L
3

100
400
Tổng cộng
450
2100
Các chỉ số khách hàng được tính dưới đây:
Supply
A
B
C
L
1

L
2

L

3

Hình 1 – Lưới hình tia 3 nút
17

Khách hàng xa nguồn cung cấp nhất có số lần cắt điện và hệ số không sẳn sàng lớn.



Ví du 4:






Bảng 2.1 – thông số độ tin cậy của hệ thống
Đường dây
l(km)
(f/yr)
r

(giờ)
Đoạn



1
2
0,2

4
2
1
0,1
4
3
3
0,3
4
customeronsInterrupti
N
N
SAIFI
c
/775,0
4000
3100



arcustomeryehours
N
Nu
SAIDI
i
ii
/74,1
450
100.9,2150.7,1200.2,1






terruptionCustomerInhours
N
Nu
CAIDI
ii
ii
/04,6
100.45,0150.3,0200.2,0
100.9,2150.7,1200.2,1







999801,0
8760.450
)100.9,2150.7,1200.2,1(8760.450
8760.
8760.








i
iii
N
NuN
ASAI
yrkWh
uLENS
iai
/35509,2.4007,1.7002,1.1000 


customerkWh
N
ENS
AENS
i
/89,7
450
3550


Hình 2 – sơ đồ hình tia
A
3
4
B
C
D

a
b
c
d
1
2
18

4
2
0,2
4
Nhánh rẽ



a
1
0,2
2
b
3
0,6
2
c
2
0,4
2
d
1

0,2
2
Bảng 2.2 – Khách hàng nốivào hệ thống
Nút tải
Số lượng khách hàng
Công suất tải trung bình (kW)
A
1000
5000
B
800
4000
C
700
3000
D
500
2000



Bảng 2.3– Chỉ tiêu độ tin cậy cho hệ thống
Đoạn
Nút A
Nút B
(1/năm)
r(h)
U(h/ năm)
(1/ năm)
r(h)

U(h/ năm)
1
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
2
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
3
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
4
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
a

0,2
2
0,4
0,2
2
0,4
b
0,6
2
1,2
0,6
2
1,2
c
0,4
2
0,8
0,4
2
0,8
d
0,2
2
0,4
0,2
2
0,4
Tổng cộng
2,2
2,73

6
2,2
2,73
6

19

Đoạn
Nút C
Nút D
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
1
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
2
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4

3
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
4
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
a
0,2
2
0,4
0,2
2
0,4
b
0,6
2
1,2
0,6
2
1,2
c
0,4

2
0,8
0,4
2
0,8
d
0,2
2
0,4
0,2
2
0,4
Tổng cộng
2,2
2,73
6
2,2
2,73
6

SAIFI = 2,2 lần/k.h.năm
SAIDI = 6 h / k.h. năm
CAIDI = 2,73 h / k.h
ASUI = 0,000685
ASAI = 0,999315
ENS = 84 MWh / năm
Trong ví dụ này AENS = 28 kWh / k.h. năm
, độ tin cậy tại các nút giống hệt nhau.
2.2.1: Ảnh hưởng của bảo vệ đường dây phân phối.
Thí vu 5:

Thêm bảo vệ trên đường dây rẽ nhánh trong mạng phân phối:
a
b
c
d
D
C
B
A
Source
1
2
3
4

Hình 3: sơ đồ có lắp cầu chì trên các nhánh rẽ
Trị số độ tin cậy cho ở bảng
20

Bảng 3.1
Đoạn
Nút A
Nút B
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
1

0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
2
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
3
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
4
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
a
0,2
2

0,2



b



0,6
2
1,2
Tổng cộng
1,0
3,6
3,6
1,4
3,14
4,4

Đoạn
Nút C
Nút D
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
1
0,2

4
0,8
0,2
4
0,8
2
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
3
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
4
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
a
0,4
2
0,8

b



0,2
2
0,4
Tổng cộng
1,2
3,33
4,0
1,0
3,6
3,6
SAIFI=1,15
SAIDI=3,91
CAIDI=3,39
ASUI=0,000446
ASAI=0,999554
ENS=54,8 MWh/yr
AENS=18,3 KWh/ customer yr
21

Trong trường hợp này tất cả độ tin cây các nút được nâng lên. Độ tin cậy nhánh B
là thấp nhất.
2.2.2: Ảnh hưởng của cầu dao phân đoạn:
Source

2
1
A
a
3
b
B
D
4
C
c
d

Hình 4: sơ đồ có lắp cầu dao phân đoạn
Nâng cao độ tin cậy của mạng bằng cách phân đoạn nhánh chính bằng cầu dao.
Khi có sự cố trên náhnh 2,3, hay 4 máy cắt đầu nguồn sẽ mở, sau đó cách ly nhánh
sự cố bằng dao cách ly và đóng nguồn trở lại. Giả thuyết htời gian cô lập sự cố
bằng dao cách ly là 0,5 giờ. Lúc đó chỉ tiêu độ tin cậy được tính lại ở bảng.



Bảng 4.1
Đoạn
Nút A
Nút B
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
(1/ năm)
r(h)

U(h/ năm)
1
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
2
0,1
0,5
0,05
0,1
4
0,4
3
0,3
0,5
1,15
0,3
0,5
1,15
4
0,2
0,5
0,1
0,2
0,5
0,1
a

0,2
2
0,4



b



0,6
2
1,2
Tổng cộng
1,0
1,5
1,5
1,4
1,89
2,65

Đoạn
Nút C
Nút D
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)

1
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
22

2
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
3
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
4
0,2
0,5
0,1
0,2
4
0,8

a
0,4
2
0,8



b



0,2
2
0,4
Tổng cộng
1,2
2,75
3,3
1,0
3,6
3,6

SAIFI=1,15
SAIDI=2,58
CAIDI=2,23
ASUI=0,000294
ASAI=0,999706
ENS=35,2 MWh/yr
AENS=11,7 KWh/ customer yr
Trong trường hợp này chỉ số độ tin cậy tại các nút A,B,C được cải tiến, càng gần

nguồn độ tin cậy càng cao. Độ tin cậy tại nút D không thay đổi khi hư hỏng đoạn d
bởi vì tác động của dao cách ly không làm thay đổi trạng thái phụ tải nút D.
2.2.3: Ảnh hưởng tác động nhầm của bảo vệ.
Giả sử rằng cầu chì làm việc với xác suất là 0,9. Nghĩa là cầu chì mở đúng 9 lần
trong 10 lần khảo sát.
Tính toán cường độ sự cố dùng nguyên tắc:
Cường độ sự cố=(cường độ sự cố/cầu chì làm việc)*P(cau chì làm việc ) + (cường
độ sự cố/cầ chì hỏng )*P(cầu chì hỏng)
Do đó cường độ sự cố tại nút A là:0*0,9+0,6*0,1=0,06
Các chỉ số tính toán trong bảng với giả thiết tất cã sự cố được cách ly khoảng 0,5
giờ.
Bảng 5.1
Đoạn
Node A
Node B
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
1
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
23

2
0,1
4
0,05
0,1
4
0,4
3
0,3
4
1,15
0,3
0,5
1,15
4
0,2
4
0,1
0,2
0,5
0,1
a
0,2
2
0,4
0,02
0,5
0,01
b
0,06

0,5
0,03
0,6
2
1,2
c
0,04
0,5
0,02
0,04
0,5
0,02
d
0,02
0,5
0,01
0,02
0,5
0,01
Tổng cộng
1,12
1,39
1,56
1,48
1,82
2,69

Đoạn
Node C
Node D

(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
1
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
2
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
3
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
4
0,2
0,5

0,1
0,2
4
0,8
a
0,02
0,5
0,01
0,02
0,5
0,01
b
0,06
0,5
0,03
0,06
0,5
0,03
c
0,4
2
0,8
0,04
0,5
0,02
d
0,02
0,5
0,01
0,2

2
0,4
Tổng cộng
1,3
2,58
3,35
1,12
3,27
3,66
SAIFI = 1,26
SAIDI = 2,63
CAIDI = 2,09
ASUI = 0,0003
ASAI = 0,9997
ENS = 35,9 Mwh/year
AENS = 12,0 Kwh/customer year
Kết quả tính toán cho thấy chỉ tiêu độ tin cậy các nút giảm.
24

2.2.4: Ảnh hưởng của chuyển nguồn
Xét hệ thống có nhánh 4 có thể kết nối với nguồn phân phối khác thông qua dao
cách ly bình thường mỡ.Trong trường hợp này giả thiết nguồ n dự phòng không bị
hạn chế công suất cung cấp.

Hình 6: sơ đồ mạng có thể chuyển phụ tải sang nguồn dự trữ.
Bảng 6.1
Đoạn
Nút A
Nút B
(1/ năm)

r(h)
U(h/ năm)
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
1
0,2
4
0,8
0,2
0,5
0,10
2
0,1
0,5
0,05
0,1
4
0,40
3
0,3
0,5
0,15
0,3
0,5
0,15
4
0,2
0,5
0,10

0,2
0,5
0,10
a
0,2
2
0,40



b



0,6
2
1,2
Tổng cộng
1,0
1,5
1,5
1,4
1,5
1,95

Đoạn
Nút C
Nút D
(1/ năm)
r(h)

U(h/ năm)
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
1
0,2
0,5
0,1
0,2
0,5
0,10
2
0,1
0,5
0,05
0,1
0,5
0,05
3
0,3
4
0,2
0,3
0,5
0,15
4
0,2
0,5
0,10
0,2

4
0,8
a
0,4
2
0,80



b



0,2
2
0,4
Tổng cộng
1,2
1,1,88
2,25
1,1
1,5
1,5
SAIFI = 1,15
SAIDI = 1,8
25

CAIDI = 1,56
ASUI = 0,000205
ASAI = 0,999795

ENS = 25,1 Mwh/year
AENS = 8,4 Kwh/customer year
Nhận thấy cường độ sự cố của mỗi điểm tãi không thay đổi.Các chỉ tiêu tại điểm A
không thay đổi vì nguồn dự phòng không thể hồi phục cho điểm A. Hiệu quả đến
các phụ tải càng nhiều nếu phụ tải càng gần nguồn dự phòng.
Example 9: ảnh hưởng cuả nguồn dự phòng bị hạn chế.
Trong nhiều trường hợp nguồn dự trữ không đáp ứng đủ cho phụ tải.
Lưu y trong trường hợp này thời gian cắt một biến cố hỏng hóc là thời gian thao
tác chuyển nguồn nếu nguồn dự phòng không hạn chế hay là thời gian sửa chửa
nếu nguồn bị hạn chế.
Trị số trung bình của các giá trị này được tính theo:
Thời gian cắt=(thời gian cắt/chuyển)*P(chuyển) + (thời gian cắt/không
chuyển)*P(không chuyển)
Xét thời gian cắt của tải điểm B do hư hỏng nhánh 1.
Nếu xác suất cho phép chuyển tải là 0,6
Thời gian cắt = 0,5 x 0,6 + 4,0 x 0,4 = 1,9 hours
Kết quả tính toán cho ở bảng sau.
Bảng 7.1
Đoạn
Nút A
Nút B
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
(1/ năm)
r(h)
U(h/ năm)
1
0,2
4

0,8
0,2
1,9
0,38
2
0,1
0,5
0,05
0,1
4
0,40
3
0,3
0,5
0,15
0,3
0,5
0,15
4
0,2
0,5
0,10
0,2
0,5
0,10
a
0,2
2
0,40

b



0,6
2
1,2
Tổng cộng
1,0
1,5
1,5
1,4
1,59
2,23