Lựa chọn thông số cấu trúc Hệ thống cung cấp điện đô thị có xét đến chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện

Luận văn thạc sĩ Ngành điện
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
Viện đài tạo sau đại học
-------------o0o-------------
Đề tài:
“ Lựa chọn thông số cấu trúc Hệ thống cung cấp điện đô thị có xét đến chỉ tiêu
độ tin cậy cung cấp điện”
Chuyên ngành: Điện
Mã số ngành:
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Quốc Thống
Học viên thực hiện: Bùi Thị Thiệp
Lớp: Cao học điện
Khoá: 17
HÀ NỘI - 2010
1
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các
số liệu, kết quả trình bày trong bản luận văn này là trung thực và chưa được
công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào trước đó.
Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong bản luận văn của
tôi đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả
Bùi Thị Thiệp
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
2
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin trân trọng cảm ơn trường đại học Nông nghiệp Hà Nội, khoa
sau đại học, khoa Cơ-Điện trường đại học Nông nghiệp Hà Nội.
Tôi xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS Đặng Quốc Thống,

giảng viên trường đại học Bách khoa Hà Nội, thày là người đã trực tiếp
hướng dẫn, chỉ bảo tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các đồng nghiệp của mình tại Công ty
TNHH MTV Điện lực Hải Dương đã giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập tài
liệu hoàn thành luận văn này.
Trong quá trình thực hiện đề tài chắc chắn không tránh khỏi những
thiếu sót, rất mong nhận được ý kiến của các thày, cô giáo và các bạn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả
Bùi Thị Thiệp
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
3
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
DANH MỤC VIẾT TẮT
ĐDRN : Đường dây rẽ nhánh
ĐDTC : Đường dây trục chính
ĐDTA : Đường dây trung áp
LHA : Lưới hạ áp
LTA : Lưới trung áp
LPP : Lưới phân phối
MBA : Máy biến áp
TBA : Trạm biến áp
TBAPP : Trạm biến áp phân phối
MBATG : Máy biến áp trung gian
TBATG : Trạm biến áp trung gian
HTĐ : Hệ thống điện
HTCCĐ : Hệ thống cung cấp điện
HTCCĐĐT : Hệ thống cung cấp điện đô thị
ĐTCCCĐ : Độ tin cậy cung cấp điện
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17

4
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Hình dáng chung của HTCCĐĐT
Hình1.2 Sơ đồ HTĐ đô thị ở giai đoạn phát triển
Hình 1.4 Đồ thị biến thiên theo thời gian của các hàm p(t) và q(t)
Hình 1.5 Đồ thị hàm λ(t) theo thời gian t
Hình 1.6: Sơ đồ khối nguyên lý tự động thiết kế
Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc TBAPP
Hình 2.2: Sơ đồ khối các bước tính toán chọn thông số cấu trúc LHA
Hình 3.1 sơ đồ cấu trúc TBATG
Hình 3.2 : Sơ đồ khối các bước tính toán chọn thông số cấu trúc LTA
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
5
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Các cấp điện áp của HTĐ đô thị một số thành phố trên thế giới
Bảng 2.1 Giá mất điện cho quy hoạch, thiết kế hệ thống điện của Canada
[USD/kwh]
Bảng 2.2 Các thông số của ĐDRN
Bảng 2.3 Kiểm tra điều kiện phát nóng dài hạn của ĐDRN.
Bảng 2.4 Tiết diện hợp lý của ĐDRN
Bảng 2.5 Các thông số của ĐDTC
Bảng 2.6 Tiết diện hợp lý của ĐDTC
Bảng 2.7: Thông số các máy biến áp của phương án TBAPP
Bảng 2.8 Công suất TBAPP hợp lý khi không thực hiên giải pháp nâng cao
ĐTC cung cấp điện.
Bảng 2.9 Thông số các máy biến áp của phương án TBAPP
Bảng 2.10 Công suất TBAPP hợp lý khi thực hiên giải pháp nâng cao ĐTC
cung cấp điện.

Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
6
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
PHẦN MỞ ĐẦU
I: Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu.
Đô thị là nơi tập trung dân cư với mật độ lớn, từ giữa thế kỷ XX do quá
trình công nghiệp hoá, tăng năng suất lao động nên tốc độ đô thị hoá trên thế
giới tăng nhanh về số lượng, kích thước và dân số:
Ví dụ: + Dân số của thủ đô Tokyo năm 2004 chiếm khoảng gần 30% dân
số Nhật Bản.
+ Trên thế giới có hơn 300 thành phố trên 1 triệu dân.
+ Hiện nay dân số thế giới khoảng trên 7 tỷ người thì hơn một nửa
số đó sống tại các đô thị.
+ Ở nước ta nhịp độ tăng dân số đô thị cũng khá rõ rệt, năm 2000
ở Hà Nội dân số khoảng 2,6 triệu dân và theo thống kê hiện nay tăng lên
khoảng 6,5 triệu dân.
Phụ tải điện của đô thị bao gồm công nghiệp, giao thông, sinh hoạt dân
dụng và các công trình xã hội, thủ công nghiệp, nông nghiệp ngoại thành với
tỷ lệ tuỳ theo mức phát triển của đô thị. Theo thống kê của tổ chức RCAICE,
ENERTEAM tại một số thành phố như Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh đưa
ra như sau: Năng lượng điện tiêu thụ khu vực nhà ở, công trình công cộng
chiếm 23-24%, khu công nghiệp chiếm 54% và giao thông vận tải chiếm 22-
23% trên tổng số năng lượng tiêu dùng.
Như vậy đô thị là một phụ tải lớn, đa dạng và rất quan trọng có liên quan
mật thiết đến các lĩnh vực khác như văn hoá, chính trị, xã hội….Do đó
HTCCĐĐT cần phải đáp ứng được chất lượng điện năng phục vụ cũng như
tính liên tục cung cấp điện.
Đất nước ta đang trong giai đoạn đổi mới, quá trình công nghiệp hoá và
hiện đại hoá diễn ra một cách nhanh chóng. Cùng với quá trình đó là sự hình
thành nhiều đô thị mới và nâng cấp, cải tạo các đô thị đã có. Việc quy hoạch,

Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
7
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
thiết kế được một hệ thống cơ sở hạ tầng trong đó có Hệ thống cung cấp
điện vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ quan đô thị mà vẫn kinh tế trong một
thời gian đủ dài đang là vấn đề được quan tâm. Chính vì vậy đề tài “ Lựa
chọn thông số cấu trúc Hệ thống cung cấp điện đô thị có xét đến chỉ tiêu
độ tin cậy cung cấp điện” đưa ra giải pháp đáp ứng được yêu cầu thực tế
trên.
II: Đối tượng, mục tiêu và ý nghĩa khoa học thực tiễn của luận văn.
Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng của chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện
đến việc lựa chọn thông số cấu trúc của HTCCĐĐT.
Mục tiêu của luận văn là xây dựng được phương pháp lựa chọn thông số
cấu trúc của HTCCĐĐT khi có xét đến chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện.
Trong luận văn này sử dụng nguyên lý tự động thiết kế, hàm chi phí
vòng đời và phương pháp khoảng chia kinh tế để xây dựng nên phương pháp
lựa chọn thông số cấu trúc cho HTCCĐĐT .
Kết quả nghiên cứu, tính toán trong luận văn giúp những người làm
công tác quan lý thấy được Hệ thống điện đang vận hành còn kinh tế không,
khi nào thì cần phải đầu tư cải tạo mới; giúp những nguời làm công tác quy
hoạch, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho đô thị dễ dàng lập được một dự
án có chất lượng tốt, ngoài ra luận văn còn là một tài liệu tham khảo có giá
trị cho các bạn đồng nghiệp.
III: Các nội dung nghiên cứu trong luận văn.
1: Tổng quan chung về lưới điện đô thị, xu hướng phát triển hệ thống cung
cấp điện đô thị, các phương pháp quy hoạch lưới điện đô thị và khái niệm
chung về độ tin cậy cung cấp điện.
2: Lựa chọn thông số cấu trúc lưới điện hạ áp đô thị khi xét đến độ tin cậy
cung cấp điện.
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17

8
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
3: Lựa chọn thông số cấu trúc lưới điện trung áp đô thị và số phân đoạn tối
ưu khi xét đến chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện.
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
9
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
Phần I: Tổng quan về HTCCĐ Đô thị
I.1 Tổng quan về lưới điện đô thị
Lưới cung cấp điện đô thị thường là các cấp 35-110 kV nối với hệ thống
220-500 kV của lưới điện quốc gia. Các phụ tải chủ yếu nối ở lưới phân phối
6-10 KV và hạ áp 0,4 kV, có thể có một số xí nghiệp lớn nối trực tiếp với
lưới 35-110 kV.
Tuỳ theo loại đô thị, lưới cung cấp điện có hình dáng khác nhau,
nhưng có đặc điểm chung là bao gồm hai bộ phận: Các trạm biến áp (TBA)
và mạng lưới với các cấp điện áp khác nhau. Như vậy hệ thống cung cấp
điện đô thị có thể phân thành hai phần:
Phần I: Bao gồm lưới cung cấp 35-110 kV và trạm giảm áp từ cấp 35;110
kV.
Phần II đến phần V gồm cả lưới phân phối với các cấp điện áp từ 0,4 đến
10 kV.
Các phần cụ thể được thể hiện trong hình 1.1
Phần lưới 35;110 kV hoặc cao hơn gọi là hệ thống cung cấp. Thanh góp 6-
10 kV của TBA là tâm cung cấp điện của lưới đô thị.
Phần thứ nhất nhằm phân phối điện năng giữa các vùng của đô thị. Ở
những đô thị lớn có thể dung lưới 35-110 kV trực tiếp cho những hộ có công
suất lớn. Vấn đề thiết kế, xây dựng hệ thống cung cấp có những đặc điểm và
được xem như một bộ phận riêng của lưới điện.
Phần thứ hai có nhiệm vụ phân phối điện năng trực tiếp giữa các phụ tải,
bắt đầu từ thanh cái 6-10 kV của nguồn cung cấp và kết thúc điểm đưa tới hộ

tiêu thụ.
Lưới điện đô thị còn có đặc điểm là thường được thiết kế theo dạng vòng kín
với những trạm biến áp có công suất từ 250 kVA đến 400 kVA, cung cấp
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
10
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
cho các xí nghiệp công nghiệp, trạm điện kéo (giao thông), khu dân cư và
vùng nông nghiệp ngoại thành.
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
11
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
12
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
Một đặc trưng quan trọng của hệ thống cung cấp điện đô thị là sử
dụng mức điện áp cao (trên 1kV) và xuất hiện nhiều lần biến áp. Ví dụ trên
hình 1.1 có hai lần biến áp35-110 kV/6-10 kV và 6-10 KV/0,4 kV và được
coi là hệ thống hai cấp điện áp. Việc lựa chọn mức điện áp, số lần biến áp và
dung lượng TBA được giải quyết trên cơ sở tính toán kinh tế- kỹ thuật, xuất
phát từ cách tiếp cận hệ thống, coi hệ thống cung cấp điện đô thị như một
tổng thể, khi đó việc chia thành hai bộ phận: Lưới cung cấp và lưới phân
phối như trên chỉ là quy ước. Tuy nhiên cách tiếp cận hệ thống vẫn cho phép
giải tích phân rã các phần và có xét đến những mối liên hệ giữa chúng.
I.2 Xu hướng phát triển HTCCĐĐT.
Việc lựa chọn cấu trúc tối ưu của HTCCĐĐT phụ thuộc rất nhiều vào
lịch sử phát triển của đô thị và HTCCĐ của nó cũng như vào điều kiện cụ
thể của đô thị hiện tại. Tuy nhiên dựa vào những yêu cầu, những tính chất
chung của các HTĐ đô thị cũng như xu hướng phát triển chung của các đô
thị hiện nay người ta đã tiến hành nghiên cứu xây dựng một HTĐ lý tưởng
cho đô thị nói chung. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống này có thể làm cơ sở cho

việc xây dựng HTĐ của những đô thị mới và phát triển HTĐ hiện có của các
đô thị hiện nay.
Trong HTĐ lý tưởng chỉ đề nghị sử dụng hai cấp điện áp là 110 và 22 kV.
Vùng trung tâm đô thị nơi có mật độ phụ tải cao nhất được cung cấp điện
bằng một trạm biến áp 110 kV công suất lớn. Vùng giữa và ngoại ô được
cung cấp điện từ các trạm vòng trên đường vòng 110 kV bao quanh đô thị.
Trạm 110 kV ở trung tâm đô thị được nối với các trạm vòng bằng đường
cáp 110 kV dọc theo đường kính đô thị. Tất cả các nhà máy điện nằm trong
hoặc ngoài phạm vi đô thị đều phát lên lưới vòng 110 kV. Số lượng trạm
vòng chọn theo công suất tối ưu của phụ tải trong vùng và điều kiện cụ thể
của đô thị. Để nâng cao độ tin cậy và tính linh hoạt của HTĐ các nguồn và
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
13
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
trạm hạ áp trên đường vòng 110 kV được đặt xen kẽ với nhau. Khả năng tải
của đường 110 kV được chọn sao cho đảm bảo được cung cấp điện trong các
trường hợp sự cố từng phần của hệ thống.
Hệ thống kiểu này đảm bảo cung cấp điện tối ưu cho đô thị trong thời gian
dài với điều kiện phụ tải tăng trưởng không ngừng. Lý do chủ yếu là nó cho
phép đưa dần điện áp cao vào hệ thống và mở rộng toàn bộ HTCCĐ nói
chung mà không phải sửa chữa, biến đổi nhiều cấu trúc của HTĐ đã có của
đô thị. Ví dụ khi phụ tải điện của đô thị tăng lên, ở những năm đầu tiên chỉ
cần tăng cường đường vòng 110 KV bằng nhưng đường dây và trạm mới
cùng kiểu. Mặt khác để đáp ứng nhu cầu cung cấp điện ở vùng trung tâm đô
thị, chỉ cần xây dựng thêm các đường cáp 110 KV xuyên đô thị mới và
những trạm đưa sâu 110/22 kV mới. Khi phụ tải đô thị tăng cao hơn nữa, chỉ
cần xây dựng them các trạm biến áp siêu cao ở ngoại vi đô thị để nhận công
suất từ hệ thống vào. Hệ thống lưới 110 kV có thể tách ra thành các phần
riêng biệt làm việc song song qua lưới 380 kV của hệ thống. Ở giai đoạn phụ
tải đã tăng rất cao, số trạm 380 kV xung quanh đô thị sẽ khá nhiều, có thể

xây dựng hệ thống lưới 380 kV bao quanh đô thị. Khi ấy lưới 110 kKV cũ
biến thành lưới phân phối. Đường vòng 110 kV bị tách dần và cuối cùng các
đoạn đường dây 110 kV được nối với các trạm 380 kV và biến thành các
đường đưa sâu. Sơ đồ nguyên lý HTĐ ở giai đoạn phát triển có thể được
trình bày như hình 1.2.
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
14
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
Có thể thấy rằng quá trình phát triển HTĐ ở đây tương đối tuần tự và
dễ dàng, cấu trúc HTĐ những năm trước tạo điều kiện thuận lợi cho việc
phát triển HTĐ ở những năm tiếp sau nó. Tuy nhiên thực hiện quá trình phát
triển này cần đặc biệt lưu ý đến điều kiện cụ thể của đô thị cũng như các tiến
bộ khoa học trong công nghiệp nói chung.
Đối với các HTĐ đang hoặc sẽ xây dựng, vấn đề xây dựng hệ thống cung
cấp điện theo sơ đồ phát triển HTĐ lý tưởng có thể thực hiện tương đối dễ
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
15
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
dàng. Tuy nhiên hiện nay đa số các đô thị lớn lại có lịch sử phát triển rất lâu
đời ( thườn trước cả khi ngành điện lực ra đời ) và HTCCĐ của các đô thị đó
chịu ảnh hưởng rất lớn của việc này. Mặt khác, ở mỗi nước khác nhau thì
phương pháp tính toán kinh tế- kỹ thuật cũng khác nhau nên HTĐ của mỗi
nước cũng khác nhau. Tuy nhiên có thể thấy rằng HTĐ của các đô thị đều có
xu hướng cải tạo, phát triển theo hướng HTĐ lý tưởng và cho đến nay cấu
trúc của chúng đã tương đối giống loại HTĐ này.
Phân tích quá trình phát triển của các HTĐ đô thị trên thế giới nói chung
cho thấy tình trạng hiện nay và xu hướng phát triển của HTĐ lý tưởng ngoài
các điểm đã nêu còn có các nét chung sau:
1. Đại đa số các HTĐ hiện nay đều tồn tại 4 cấp điện áp là: Siêu cao áp,
cao áp, trung áp và hạ áp.

Bảng 1.1: Các cấp điện áp của HTĐ đô thị một số thành phố trên thế giới
Điện áp
Tên thành phố
Siêu cao
áp ( kV)
Cao áp
( kV)
Trung áp
( kV)
Hạ áp
( kV)
Paris 730;380 225 50;20 0,38
London 400;275 132 33;11 0,45
Leningrad 330;220 110 35;10;6 0,38
Tây Beclin 330;220 110 30;6 0,38
Hambuac 330;220 110 25;6 0,38
TP. Hồ Chí Minh 230 110 66;22;15 0,38
Hà Nội 220 110 35;22;10;6 0,38
2. Trong quá trình phát triển của những năm quá khứ gần người ta đều cố
gắng giảm một số cấp điện áp trong HTĐ bằng cách loại trừ một số cấp điện
áp được coi là không kinh tế. Hiện nay xu hướng chung là loại bỏ cấp điện
áp trung và chuyển lên cấp điện áp cao hơn.
3. Trong hầu hết các HTĐ đô thị, lưới đưa sâu ngày càng phát triển mạnh.
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
16
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
4. Một trong những xu hướng rất rõ rệt ngày nay là đơn giản hoá cấu trúc
của lưới phân phối đô thị 6-10 kV và xây dựng lưới dưới 1kV kín.
* Áp dụng nghiên cứu HTCCĐ cho thành phố Hải Dương ( Hình 1.3)
Qua sơ đồ HTCC điện cho thành phố Hải Dương ta thấy rằng hình

dáng cấu trúc HT đúng như xu hướng phát triển chung của HTCCĐĐT
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
17
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
Trung tâm thành phố là trạm 110kV Đồng Niên, xung quang thành phố là
các trạm Nhị Chiểu, Tiền Trung, Nghĩa An, Phúc Diền, Ngọc Sơn, Lai
Khê…Các tạm này được cấp điện bởi đường 220kV Hải Dương- Phố Cao và
Tràng Bạch- Phúc Sơn. Nguồn phát điện ngoại thành là nhà máy nhiệt điện
Phả Lại. Tuy hệ thống điện này cũng chỉ là cấu trúc sơ khai của cấu trúc tối
ưu nhưng việc phát triển đến cấu trúc tối ưu là không khó khăn.
I.3 Khái niệm chung về độ tin cậy cung cấp điện.
Việc ngừng cung cấp điện sẽ ngày càng gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế
quốc dân bởi quá trình sản xuất, tiêu dùng ngày càng gắn bó chặt chẽ với
điện năng. Mà đô thị lại là một phụ tải lớn và quan trọng không những về
kinh tế mà còn về chính trị nên khi thiết kế, quy hoạch lưới điện đô thị thì
yếu tố chất lượng điện năng và chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện là rất quan
trọng.
I.3.1 khái niệm về độ tin cậy cung cấp điện.
Độ tin cậy của HTĐ được hiểu là khả năng của hệ thống đảm bảo về cung
cấp đầy đủ và liên tục điện năng cho các hộ tiêu thụ điện với chất lượng
(điện áp, tần số) hợp chuẩn.
I.3.2 Những chỉ tiêu đặc trưng cho quá trình hỏng hóc của HTĐ.
1. Xác suất làm việc tin cậy.
Là xác suất không xảy ra hỏng hóc trong giới hạn thời gian làm việc đã
cho. Xác suất này có thể tính được trong khoảng thời gian T bất kỳ theo
công thức sau:
p(0,t) = p(t) = p(T≥t) (1.1)
Trong đó: T- Đại lượng ngẫu nhiên đặc trưng cho khoảng thời gian từ khi
bắt đầu làm việc đến lần hỏng hóc đầu tiên ( gọi là thời gian làm việc tin
cậy).

p(t)=1 khi t=0
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
18
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
p(t)= 0 khi t= ∞
Ta thấy p(t) là hàm đơn điệu giảm
• Trong thực nghiệm xác suất làm việc tin cậy được xác định theo công
thức
(1.2)
Trong đó: n(t)- Số đối tượng làm việc tin cậy cho đến thời điểm t.
N - Số đối tượng cùng loại được đem ra thử nghiệm.
2. Xác suất hỏng hóc.
Là xác suất của sự kiện đối lập (T<t) được xác định theo công thức:
q(t) = 1- p(t) = p(T<t) (1.3)
q(t)=0 khi t=0
q(t)=1 khi t= ∞
Ta thấy q(t) là hàm đơn điệu tăng
• Trong thực nghiệm xác suất hỏng hóc được xác định theo công thức:
(1.4)
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
19
( )
p*(t) =
n t
N
( )
q*(t) 1-p*(t) =1-
n t
N
=

Luận văn thạc sĩ Ngành điện
p(t),q(t)
1
0,5
0
p(t)
q(t)
t
Hình 1.4 Đồ thị biến thiên theo thời gian của các hàm p(t) và q(t)
3. Mật độ xác suất làm việc tin cậy.
Mật độ xác suất làm việc tin cậy là đạo hàm của xác suất hỏng hóc q(t)
(1.5)
Trong đó: f(t)- mật độ xác suất ( luật phân bố vi phân) của đại lượng ngẫu
nhiên T.
4. Cường độ hỏng hóc.
Là mật độ xác suất có điều kiện của việc phát sinh hỏng hóc của các phần
tử không phục hồi xác định đối với thời điểm đã cho với điều kiện trước đó
hỏng hóc chưa xảy ra. Cường độ hỏng hóc được xác định theo công thức
sau:
(1.6)
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
20
( ) ( )
( )
dq t dp t
f t
dt dt
= = −
( )
( )

( )
f t
t
p t
λ
=
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
• Cường độ hỏng hóc được xác định trong thực nghiệm theo công thúc:

(1.7)
Trong đó: Δn(t)- Số đối tượng làm việc tốt cho đến thời điểm Δt đang khảo
sát.
0
t
t
t
2
?(t)
Hình 1.5 Đồ thị hàm λ(t) theo thời gian t
5. Thời gian làm việc tin cậy trung bình.
Là kỳ vọng toán học của đại lượng ngẫu nhiên T và được xác định theo
công thức sau:

(1.8)
Trong đóf(t)- mật độ xác suất ( luật phân bố vi phân) của đại lượng ngẫu
nhiên T.
Ta có f(t)= -p
’
(t) nên có thể viết:
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17

21
*
( )
( )
( ).
n t
t
n t t
λ
∆
=
∆
[ ]
0
. ( ).
t
m M T t f t dt
∞
= =
∫
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
(1.9)
Tích phân từng phần (1.9) ta được:
(1.10)

Như vậy thời gian làm việc tin cậy trung bình có thể biểu diễn bằng diện
tích giới hạn giữa đường cong p(t) với các trục toạ độ.
• Đáp ứng của m(t):

(1.11)

Trong đó : t
i
- Thời gian làm việc tin cậy của đối tượng thứ i.
N- Số đối tượng được đưa ra thử nghiệm.
- Khi p(t) có dạng hàm số mũ thì ta có:
(1.12)
6. Độ tán xạ của thời gian làm việc trung bình.
Cho ta thấy mức độ không ổn định của thời gian làm việc tin cậy và đây
cũng là một dữ liệu tin cậy quan trọng.
I.3.3 Những chỉ tiêu đặc trưng cho quá trình sửa chữa.
Tính sửa chữa được của phần tử thể hiện bởi khả năng ngăn ngừa, phát
hiện và loại trừ sự cố nhờ việc tu sửa định kỳ hoặc sửa chữa phục hồi khi
xảy ra sự cố. Các chỉ tiêu đặc trưng khi nghiên cứu quá trình sửa chữa
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
22
0
. ( ).
t
m t p t dt
∞
= −
∫
0
( ).
t
m p t dt
∞
=
∫
*

1
( )
N
i
i
t
t
m m t
N
=
≈ =
∑
0
1
.
t
t
m e dt
λ
λ
∞
−
= =
∫
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
thường được quan tâm là: Thời gian trung bình sửa chữa sự cố; Xác suất
hoàn thành sửa chữa trong khoảng thời gian cho trước;…
+ Xác suất hoàn thành sửa chữa trong khoảng thời gian cho trước: Là xác
suất khắc phục hỏng hóc trong khoảng thời gian cho trước trong những điều
kiện sửa chữa nhất định. Đó chính là xác suất để cho thời gian sửa chữa nhỏ

hơn thời gian t cho trước: P
s
(t)= P(T
s
<t)
- Đối lập với xác suất hoàn thành sửa chữa là xác suất không hoàn thành
sửa chữa: q
s
(t)= 1-p(T
s
<t)=P(T
s
>t).
- Thời gian phục hồi trung bình: Là kỳ vọng toán học của đại lượng ngẫu
nhiên T
s
. Nếu quá trình sửa chữa có luật phân phối mũ thì thời gian phục hồi
trung bình được tính: m
ts
=1/λ
s
.
I.3.4 Những chỉ tiêu tổng hợp để đánh giá độ tin cậy của HTCCĐ.
- Xác suất thiếu điện cho phụ tải( xác suất công suất phụ tải lớn hơn khả
năng cung cấp);
- Xác suất thiếu điện trong thời gian phụ tải cực đại;
- Điện năng thiếu cho phụ tải( Kỳ vọng điện năng không cung cấp đủ cho
phụ tải do hỏng hóc hệ hống trong 1 năm);
- Thiệt hại kinh tế tính bằng tiền do mất điện;
- Thời gian mất điện trung bình cho một phụ tải trong năm;

- Số lần mất điện trung bình cho phụ tải trong năm.
I.4 Các phương pháp tính toán và quy hoạch lưới điện đô thị.
Phụ tải phát triển liên tục nên khả năng tải của các phần tử trong lưới
điện như: Đường dây, TBA… sau một thời gian sẽ không đáp ứng được yêu
cầu của phụ tải. Lúc đó phải tiến hành cải tạo lưới điện để nâng cao khả
năng tải của lưới điện và hiệu quả kinh tế.
Có thể có nhiều biện pháp để tăng khả năng tải của lưới điện như: Tăng
tiết diện dây dẫn của dường dây cũ; xây dựng thêm đường dây mới; tăng
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
23
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
công suất TBA cũ; Cấy thêm các trạm biến áp mới…Có thể có những phụ
tải mới xuất hiện ở nơi chưa có đường dây tới và cũng có nhiều biện pháp
cấp điện cho các phụ tải này. Như vậy sẽ có một loạt các biện pháp tăng khả
năng tải của lưới điện liên tục trong thời gian tạo thành một phương án phát
triển lưới điện.
Để có thể phát triển lưới điện một cáchtối ưu cần phải lập và so sánh về
kinh tế của nhiều phương án phát triển lưới điện đã đạt được yêu cầu về mặt
kỹ thuật.
Các phương án phát triển lưới điện được lập và so sánh trong các quy
hoạch phát triển lưới điện. Thông thường có 3 loại quy hoạch.
1- Quy hoạch dài hạn (dự kiến phát triển lưới điện trong khoảng thời
gian 20 đến 30 năm sau).
2- Quy hoạch trung hạn (Chính xác hoá quy hoạch dài hạn trong khoảng
10 đến 20 năm sau).
3- Quy hoạch ngắn hạn (Lập ra kế hoạch chính xác xây dựng các công
trình điện trong khoảng thời gian dưới 10 năm sau).
Trong quy hoạch dài hạn và trung hạn phải làm các bước sau:
- Thu thập tình hình về hiện trạng lưới điện.
- Dự báo sự phát triển của phụ tải (Ở các năm gần thì việc dự báo tương

đối chính xác về công suất, điện năng, đồ thị và vị trí phụ tải; Các năm xa
hơn thì việc dự báo sẽ kém chính xác hơn).
- Dự báo sự phát triển của tiến bộ khoa học – công nghệ trong lĩnh vực
thiết bị lưới điện, điều khiển, tin học và khả năng áp dụng những tiến bộ đó.
- Dự báo sự biến đổi của giá cả thiết bị điện và các chỉ tiêu kinh tế khác.
- Căn cứ vào quy hoạch HTĐ xác định sự phát triển của lưới truyền tải và
các trạm trung gian trong quy hoạch dài hạn.
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
24
Luận văn thạc sĩ Ngành điện
Trong quy hoạch trung hạn lập kế hoạch phát triển lưới trung áp và hạ áp
cần tiến hành các bước sau:
- Xuất phát từ hiện trạng của lưới điện và độ tăng trưởng của phụ tải
kiểm tra khả năng tải của lưới điện từng năm trong tương lai.
- Kiểm tra theo 2 điều kiện kỹ thuật chính: Điều kiện phát nóng cho
phép và điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Nếu trong năm t nào đó ở một
chỗ nào đó của lưới điện có điều kiện kỹ thuật bị vi phạm thì dừng lại xem
xét lựa chọn các biện pháp giải quyết. Ví dụ như: Thay MBA, dây dẫn; làm
đường dây mới; cấy thêm trạm biến áp…Sau đó tiếp tục làm như vậy cho
các năm tiếp theo cho đến hết thời gian quy hoạch. Lúc đó sẽ có một số
phương án phát triển lưới điện thoả mãn điều kiện kỹ thuật. Các biện pháp
tăng cường lưới điện phải làm sao cho lưới điện phát triển theo một hình
mẫu xác định cho trước ( trong quy hoạch dài hạn ) là tối ưu.
- Lập kế hoạch phát triển hệ thống đo lường, điều khiển, quản lý…
- So sánh các phương án phát triển lưới điện về mặt kinh tế để lựa chọn
ra phương án tối ưu phát triển lưới điện.
Việc lựa chọn cấu trúc cùng các thông số của hệ thống cung cấp điện nói
chung và HTCCĐ đô thị nói riêng có nhiều phương pháp trong đó có nhiều
phương pháp căn cứ vào nhu cầu sử dụng điện năng, chế độ làm việc của
phụ tải để đưa ra phương án cung cấp điện, lựa chọn các thiết bị…Trên cơ

sở phân tích kinh tế kỹ thuật lựa chọn phương án thiết kế hợp lý. Do xuất
phát từ những điều kiện cụ thể như: địa hình, kinh tế- xã hội, nguồn cung
cấp điện, phụ tải điện…nên kết quả nhận được thường hợp lý và tin cậy. Tuy
nhiên các phương pháp thiết kế này cũng bộc lộ một số nhược điểm: khối
lượng tính toán lớn, có thể đạt tối ưu cục bộ ở hiện tại nhưng rất dê trở nên
kém hiệu quả tong tương lai, số chủng loại thít bị trong toàn hệ thống rất lớn
gây khó khăn cho công tác lắp đặt, sửa chữa và vận hành…
Bùi Thị Thiệp- CHĐ17
25