PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.35 MB, 86 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
LÊ ANH
PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY
LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT
CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
Mã số: 8520201
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN HỮU HIẾU
Đà Nẵng - Năm 2018
2
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác khác.
Tác giả luận văn
LÊ ANH
MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TRANG TĨM TẮT LUẬN VĂN TIÊNG VIỆT & TIẾNG ANH
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài: ..............................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ..........................................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .....................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................2
5. Tên và bố cục đề tài ...........................................................................................2
6. Bố cục đề tài: .....................................................................................................2
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN .............3
1.1. Tổng quan về hệ thống điện .................................................................................3
1.2 Tổng quan về lưới phân phối ................................................................................3
1.2.1. Định nghĩa và phân loại..............................................................................3
1.2.2. Phần tử của lưới điện phân phối .................................................................4
1.3. Mục đích, ý nghĩa của độ tin cậy cung cấp điện ..................................................5
1.3.1. Định nghĩa về độ tin cậy.............................................................................5
1.3.2. Các tham số liên quan ................................................................................6
1.4. Chỉ tiêu về độ tin cậy cung cấp điện ....................................................................7
1.4.1. Tần suất mất điện trung bình của hệ thống, SAIFI ....................................7
1.4.2. Thời gian mất điện trung bình của hệ thống, SAIDI ................................7
1.4.3. Tần suất mất điện trung bình của khách hàng, CAIFI ...............................7
1.4.4. Thời gian mất điện trung bình của khách hàng, CAIDI ...........................8
1.5. Các ví dụ tính tốn độ tin cậy cho sơ đồ lưới điện phân phối hình tia:................8
1.5.1. Sơ đồ lưới điện hình tia khơng phân đoạn ..................................................9
1.5.2. Sơ đồ lưới điện hình tia có phân đoạn ......................................................10
1.5.3. Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở ..............................................................14
1.6. Kết luận ..............................................................................................................18
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI VÀ
LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH ..........................................................................19
2.1. Đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Bình. ...............................19
2.2. Hiện trạng nguồn và lưới điện trung áp tỉnh Quảng Bình: ................................20
2.2.1. Nguồn nhận ..............................................................................................20
2.2.2. Các trạm biến áp trung gian: ....................................................................22
2.2.3. Lưới điện trung áp ....................................................................................23
2.2.4. Quản lý vận hành lưới điện: .....................................................................26
2.3. Kết luận ..............................................................................................................27
CHƯƠNG 3. ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH QUẢNG BÌNH .....28
3.1. Sự cố ...................................................................................................................28
3.2. Cơng tác bảo trì bảo dưỡng ................................................................................29
3.3. Kết quả thực hiện độ tin cậy ..............................................................................30
3.3.1. Chương trình cập nhật thơng tin mất điện CRM ......................................31
3.2.2. Chương trình tính tốn ĐTCCĐ OMS .....................................................31
3.4. Kế hoạch năm 2018 ............................................................................................34
3.5. Kết luận ..............................................................................................................34
CHƯƠNG 4. CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH QUẢNG BÌNH TRONG THỜI GIAN TỚI
...................................................................................................................................35
4.1. Ngăn ngừa sự cố .................................................................................................35
4.2. Công tác xử lý sự cố ...........................................................................................36
4.3. Công tác bảo trì, bảo dưỡng ...............................................................................36
4.4. Các giải pháp khác .............................................................................................37
4.5. Đánh giá hiểu quả mang lại từ giải pháp............................................................40
4.5.1. Tổng quan về phần mềm PSS/ADEPT....................................................40
4.5.2. Thông số độ tin cậy của các phần tử do sự cố ..........................................42
4.5.3. Lựa chọn các xuất tuyến để đưa vào tính tốn: ........................................43
4.5.4. Tính toán độ tin cậy cho từng XT sau khi áp dụng các giải pháp: .....43
4.6. Kết luận ..............................................................................................................47
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................50
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.
TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN TIẾNG VIỆT & TIẾNG ANH
PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH VÀ ĐỀ
XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY
Học viên: Lê Anh - Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201 - Khóa: K34 - Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN
Tóm tắt - Hiện nay, phần lớn việc gián đoạn cung cấp điện cho khách hàng diễn ra chủ
yếu ở lưới điện phân phối. Với xu thế hiện nay trong thời điểm cơng nghiệp hóa hiện đại
hóa đất đước việc đảm bảo cung cấp điện cho khách hàng thường xuyên và liên tục là yêu
cầu cấp bách. Do Quảng Bình là tỉnh dun hải bắc trung bộ, có đặc điểm địa lý cùng với
sự phân bố dân cư khơng đồng đều và bán kính cung cấp điện lớn nên khả năng cung cấp
điện liên tục cũng như chất lượng cung cấp điện còn nhiều hạn chế. Nghiên cứu đề xuất
các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới phân phối tỉnh Quảng Bình nhằm
áp dụng vào thực tế, vận dụng các thiết bị đóng cắt hiện có, phối hợp với các thiết bị mới
nhằm tối ưu hóa trong thao tác và giảm thời gian mất điện công tác hoặc sự cố trên lưới
điện. Qua tìm hiểu, khảo sát thực tế lưới điện, các số liệu quản lý kỹ thuật tại đơn vị, tác
giả đã tóm tắt, thống kê, đề xuất các phương án về kỹ thuật cũng như cơng tác quản lý để
có thể áp dụng được trong thực tế vận hành của hệ thống.
Từ khóa - Độ tin cậy cung cấp điện; thiết bị đóng cắt; phụ tải; lưới điện phân phối.
ANALYZE AND EVALUATE THE POWER GRID OF QUANG BINH AND PROPOSED
ADVANCED CAPACITY DEVELOPMENT SOLUTIONS
Abstract - Currently, most of the power supply disruptions occur mainly in the
distribution grid. With current trends in industrialization and modernization of land, it is
urgent to ensure regular and continuous supply of electricity to customers. As Quang Binh
is a province in the north central region with geographic features along with the uneven
distribution of population and large power supply radius, the ability to provide
uninterrupted electricity supply and quality as well. limit. Study and propose measures to
improve the reliability of electricity supply for the distribution network of Quang Binh
province to apply in practice, apply the existing cutting equipment, coordinate with the
new equipment to optimize in the operation and reduce the time of power failure or trouble
on the grid. Through the investigation, survey of power grid, technical management data in
the unit, the author has summarized, statistics, proposed the technical options as well as the
management to be applicable. is in actual operation of the system.
Key words - Service reliability; circuit breaker (or switchgear); load; Distribution
grid.
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BTBD
: Bảo trì bảo dưỡng.
DCL
: Dao cách ly.
MC
: Máy cắt.
FCO
: Cầu chì tự rơi.
LBS
: Dao cắt có tải.
RMU
: Tủ hợp bộ trung thế.
MBA
: Máy biến áp.
CSV
: Chống sét van.
ĐZ
: Đường dây.
TBA
: Trạm biến áp.
TTG
: Trạm trung gian (35/22kV).
QBPC
: Cơng ty Điện lực Quảng Bình
TTĐK
: Trung tâm điều khiển.
ĐTCCCĐ
: Độ tin cậy cung cấp điện.
EVNCPC
: Tổng Cơng ty Điện lực Miền Trung.
OMS
: Chương trình tính tốn, thống kê độ tin cậy.
CRM
: Chương trình cập nhật thơng tin mất điện.
QLVH
: Quản lý vận hành.
MAIFI
: Chỉ số về số lần mất điện thống qua trung bình.
SAIDI
: Chỉ số về thời gian mất điện kéo dài trung bình.
SAIFI
: Chỉ số về số lần mất điện kéo dài trung bình.
CNTT
: Công nghệ thông tin.
SCTX
: Sửa chữa thường xuyên.
SCL
: Sửa chữa lớn.
XDCB:
: Xây dựng cơ bản.
ĐTXD
: Đầu tư xây dựng.
TNĐK
: Thí nghiệm định kỳ.
Re
: Reclose.
F79
: Rơ le tự động đóng lặp lại.
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 : Thông số của hệ thống. ..............................................................................9
Bảng 1.2: Số liệu về khách hàng và tải trung bình ở các nút phụ tải. .........................9
Bảng 1.3: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 1.1 ....................10
Bảng 1.4: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 1.2 ....................11
Bảng 1.5: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 2.3 ....................12
Bảng 1.6: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 2.4 ....................14
Bảng 1.7: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống Hình 2.5 trong trường
hợp khơng hạn chế cơng suất chuyển tải. ................................................15
Bảng 1.8: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống Hình 1.5 trong trường
hợp hạn chế công suất chuyển tải. ...........................................................16
Bảng 1.9: Tổng hợp các chỉ tiêu độ tin cậy của các hệ thống từ Hình 1.1 đến Hình
1.5. ...........................................................................................................17
Bảng 2.1: Tình trạng mang tải các trạm 220-110kV hiện có của tỉnh Quảng Bình..22
Bảng 2.2: Tình trạng mang tải các trạm biến áp trung gian ......................................23
Bảng 2.3: Thông kê đường dây trung áp và hạ áp hiện trạng ...................................23
Bảng 2.4: Tình trạng mang tải các đường dây trung áp sau trạm 110kV .................24
Bảng 2.5: Khối lượng các trạm biến áp phân phối hiện có của tỉnh Quảng Bình. ...26
Bảng 3.1: Thống kê sự cố từ năm 2015 đến năm 2017.............................................28
Bảng 3.2: Chi tiết công tác năm 2017 .......................................................................29
Bảng 3.3: Các chỉ tiêu ĐTCCCĐ từ năm 2015 đến năm 2017 .................................30
Bảng 3.4: ĐTCCCĐ do sự cố các xuất tuyến trung thế năm 2017 ...........................32
Bảng 3.5: Mục tiêu độ tin cậy năm 2018 so với năm 2017 ......................................34
Bảng 4.1: Dữ liệu độ tin cậy lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình. ........................43
Bảng 4.2: Các chỉ tiêu độ tin cậy của tuyến 472 Áng Sơn khi chưa có giải pháp và
sau khi có giải pháp. ................................................................................44
Bảng 4.3: Các chỉ tiêu độ tin cậy của tuyến 474 Áng Sơn khi chưa có giải pháp và
sau khi có giải pháp. ................................................................................44
Bảng 4.4: Các chỉ tiêu độ tin cậy của tuyến 472 Đồng Hới khi chưa có giải pháp và
sau khi có giải pháp. ................................................................................44
Bảng 4.5: Các chỉ tiêu độ tin cậy của tuyến 372 Đồng Hới khi chưa có giải pháp và
sau khi có giải pháp. ................................................................................45
Bảng 4.6: Các chỉ tiêu độ tin cậy của tuyến 478 Ba Đồn khi chưa có giải pháp và
sau khi có giải pháp. ................................................................................45
Bảng 4.7: Các chỉ tiêu độ tin cậy của tuyến 478 Hịn La khi chưa có giải pháp và
sau khi có giải pháp. ................................................................................46
Bảng 4.8: Các chỉ tiêu độ tin cậy của tuyến 371 Ba Đồn khi chưa có giải pháp và
sau khi có giải pháp. ................................................................................46
Bảng 4.9: Các chỉ tiêu độ tin cậy của tuyến 371 Sơng Gianh khi chưa có giải pháp
và sau khi có giải pháp.............................................................................46
Bảng 4.10: Kết quả tính tốn quy đổi về ĐTCCCĐ của QBPC. ..............................47
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ lưới điện hình tia khơng phân đoạn ............................................9
Hình 1.2: Sơ đồ lưới điện hình tia có nhánh rẽ được bảo vệ bằng cầu chì. .........10
Hình 1.3: Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn bằng dao cách ly, nhánh rẽ bảo vệ
bằng cầu chì. .................................................................................12
Hình 1.4: Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn bằng máy cắt. ..............................13
Hình 1.5: Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở..........................................................14
Hình 2.1: Sơ đồ mặt bằng lưới điện tỉnh Quảng Bình .........................................21
Hình 4.1: Giao diện phần mềm PSS/ADEPT ......................................................41
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Yêu cầu đảm bảo chất lượng cung cấp điện đối với các Công ty Điện
lực ngày càng nghiêm ngặt. Chất lượng cung cấp điện ngồi các u cầu về
điện áp, tần số cịn có các yêu cầu về tính liên tục cấp điện cho khách hàng.
Theo xu thế hội nhập với thế giới, các Công ty Điện lực Việt Nam cần phải
đưa ra các cam kết có tính định lượng về tính liên tục cung cấp điện đối với
khách hàng, đặc biệt là các nhà đầu tư nước ngồi. Định lượng tính liên tục
cung cấp điện thể hiện ở các chỉ tiêu tần suất ngừng cấp điện bình quân và
tổng số giờ ngừng cấp điện bình quân của khách hàng trong khoảng thời gian
nhất định (thường chọn một quý hoặc một năm). Từ yêu cầu thực tiễn của
công tác quản lý vận hành lưới điện phân phối, cần thiết nghiên cứu các chỉ
tiêu đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối được quy định theo các tiêu
chuẩn điện năng quy định và được các Công ty Điện lực tại một số nước trên
thế giới sử dụng để xác định các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới điện phân phối,
từ năm 2013, EVN đã chính thức giao cho các đơn vị thành viên trong đó có
Tổng cơng ty Điện lực miền Trung (EVNCPC) kế hoạch về các chỉ số độ tin
cậy cung cấp điện thông qua chỉ số tần suất mất điện kéo dài bình quân
(SAIFI), chỉ số thời gian mất điện khách hàng bình quân (SAIDI) và chỉ số
tần suất mất điện thống qua (MAIFI). Từ đó EVNCPC đã giao cho các
Cơng ty Điện lực trực thuộc trong đó có Cơng ty Điện lực Quảng Bình về kế
hoạch thực hiện các chỉ tiêu trên nhằm có cơ sở đánh giá tính liên tục cấp
điện và chất lượng cấp điện cho khách hàng.
Từ việc tổng hợp, phân tích một cách sâu nhất về độ tin cậy (ĐTC)
của HTĐ phân phối tỉnh Quảng Bình từ năm 2014, nhằm đưa ra các giải
pháp thực hiện để có thể áp dung cho Cơng ty Điện lực Quảng Bình với mục
tiêu phấn đấu giảm các chỉ số ĐTCCCĐ: SAIDI, SAIFI, MAIFI, năm sau
giảm ít nhất 10 - 30% so với năm trước và đó cũng là cách giảm tối đa thời
gian và số lần mất điện của khách hàng vừa làm hài lòng khách hàng, nâng
cao uy tín của ngành điện, vừa góp phần vào sự phát triển kinh tế xã hội của
địa phương. Vì vậy tơi chọn đề tài: “Phân tích đánh giá độ tin cậy lưới điện
tỉnh Quảng Bình và đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp
điện”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Trên cơ sở tổng hợp, phân tích thực trạng lưới điện phân phối và tính
2
tốn đánh giá ĐTCCCĐ trên địa bàn tỉnh Quảng Bình từ các năm trước,
nghiên cứu các thuận lợi, khó khăn vướng mắc, từ đó xây dựng cơ sở lý luận
để đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm nâng cao ĐTCCCĐ cho các năm tiếp
theo.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Các chỉ tiêu về độ tin cậy cung cấp
điện Lưới điện trung áp thuộc QBPC quản lý vận hành.
Phạm vi nghiên cứu: Độ tin cậy lưới điện trung áp của QBPC, từ đó đề
ra các giải pháp nhằm nâng cao chất lượng cung cấp điện, đem lại hiệu quả về
kỹ thuật cũng như kinh tế.
4. Phương pháp nghiên cứu
Trên cơ sở lý thuyết về ĐTCCCĐ trong hệ thống điện, từ các số liệu
thống kê, tổng hợp các năm trước về ĐTCCCĐ tính tốn thực tế dựa trên
chương trình Quản lý lưới điện của EVNCPC (OSM), đánh giá độ tin cậy
cung cấp điện của lưới điện trung áp tỉnh Quảng Bình.
Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao ĐTCCCĐ cho lưới điện tỉnh
Quảng Bình trong các năm tiếp theo.
5. Tên và bố cục đề tài
Căn cứ vào mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu đề tài được đặt tên là:
“PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG
BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY”
6. Bố cục đề tài:
Bố cục đề tài chia làm 4 chương như sau:
Chương 1: Cơ sở lý thuyết về độ tin cậy cung cấp điện.
Chương 2: Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội và lưới
điện tỉnh Quảng Bình.
Chương 3: Độ tin cậy lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình.
Chương 4: Các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lưới
điện phân phối tỉnh Quảng Bình trong thời gian tới.
3
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
1.1. Tổng quan về hệ thống điện
- Hệ thống điện là một phần của hệ thống năng lượng, bao gồm:
+ Nhà máy điện: Biến đổi năng lượng sơ cấp thành điện năng.
+ Mạng điện: TBA, đường dây.
+ Hộ tiêu thụ: Biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác.
- Theo thông tư 25/2016/TT-BCT quy định:
+ Lưới điện là hệ thống đường dây tải điện, trạm điện và trang thiết bị phụ
trợ để truyền dẫn điện.
+ Lưới điện phân phối là phần lưới điện bao gồm các đường dây và trạm
điện có cấp điện áp đến 110 kV.
+ Lưới điện truyền tải là phần lưới điện bao gồm các đường dây và trạm điện
có cấp điện áp trên 110 kV.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là lưới điện phân phối.
1.2 Tổng quan về lưới phân phối
1.2.1. Định nghĩa và phân loại
Lưới phân phối điện là một bộ phận của hệ thống điện 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.
Nhiệm vụ của lưới phân phối là cấp điện cho phụ tải đảm bảo độ tin cậy cung
cấp điện và chất lượng điện năng trong giới hạn cho phép. Tuy nhiên do điều kiện
kinh tế và kỹ thuật, độ tin cậy của lưới phân phối cao hay thấp phụ thuộc vào yêu
cầu của phụ tải và chất lượng của lưới điện phân phối.
Lưới phân phối gồm lưới trung áp và lưới hạ áp. Cấp điện áp thường dùng
trong lưới phân phối bao gồm 110 kV, 35 kV, 22 kV, 15 kV, 10 kV, 06 kV và 0,4
kV.
Người ta thường phân loại lưới trung áp theo 3 dạng:
+ Theo đối tượng và địa bàn phục vụ: Gồm có lưới phân phối thành phố, lưới
phân phối nơng thơn và lưới phân phối xí nghiệp.
+ Theo thiết bị dẫn điện: Gồm có lưới phân phối trên không và lưới phân phối
cáp ngầm.
4
+ Theo cấu trúc hình dáng: Gồm có lưới phân phối hở (hình tia) có phân đoạn,
khơng phân đoạn; Lưới phân phối kín vận hành hở và hệ thống phân phối điện.
Để làm cơ sở xây dựng cấu trúc lưới phân phối về mọi mặt cũng như trong
quy hoạch và vận hành người ta đưa ra các chỉ tiêu đánh giá chất lượng lưới phân
phối trên 3 lĩnh vực đó là sự phục vụ đối với khách hàng, ảnh hưởng tới môi trường
và hiệu quả kinh tế đối với các đơn vị cung cấp điện.
Các tiêu chuẩn đánh giá như sau:
-
Chất lượng điện áp.
-
Độ tin cậy cung cấp điện.
-
Hiệu quả kinh tế (giá thành tải điện nhỏ nhất).
-
Độ an toàn (an toàn cho người, thiết bị phân phối, nguy cơ hoả hoạn).
-
Ảnh hưởng đến môi trường (cảnh quan, môi sinh, ảnh hưởng đến đường
dây thông tin).
Trong các tiêu chuẩn trên, tiêu chuẩn thứ nhất và thứ hai liên quan trực tiếp
đến điện năng gọi chung là chất lượng phục vụ của lưới điện phân phối.
1.2.2. Phần tử của lưới điện phân phối
Các phần tử của lưới điện phân phối bao gồm:
-
Máy biến áp trung gian và máy biến áp phân phối.
-
Thiết bị dẫn điện: đường dây điện (dây dẫn và phụ kiện).
-
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: Cơng tơ đo điện năng tác dụng, điện năng phản kháng,
đồng hồ đo điện áp và dòng điện, thiết bị truyền thông 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,...
Mỗi phần tử trên lưới điện đều có các thơng số đặc trưng (công suất, điện áp
5
định mức, tiết diện dây dẫn, điện kháng, điện dung, dịng 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 thơng
số chế độ (điện áp, dịng điện, cơng suất) nên được dùng để tính tốn chế độ làm
việc của lưới điện phân phối
1.3. Mục đích, ý nghĩa của độ tin cậy cung cấp điện
Độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện được hiểu là khả năng của hệ thống
cung cấp đầy đủ và liên tục điện năng cho hộ tiêu thụ, với chất lượng điện năng
(điện áp và tần số) đảm bảo (đúng quy định).
1.3.1. Định nghĩa về độ tin cậy
Độ tin cậy là xác suất để đối tượng (gồm hệ thống hay phần tử) hoàn thành
nhiệm vụ chức năng định trước, duy trì được giá trị các thông số làm việc đã thiết
lập với một giới hạn đã cho, ở một thời điểm nhất định và trong những điều kiện
làm việc quy định trước.
Độ tin cậy của hệ thống điện được hiểu là khả năng của đối tượng đảm bảo
cung cấp đầy đủ và liên tục điện năng cho các hộ tiêu thụ điện với chất lượng (gồm
tần số, điện áp) hợp chuẩn. Độ tin cậy là chỉ tiêu quan trọng trong sự phát triển kỹ
thuật điện, nhất là khi xuất hiện những hệ thống điện phức tạp có sức ảnh hướng lớn
đến sự phát triển kinh tế – xã hội – chính trị.
Như vậy độ tin cậy ln gắn với việc hồn thành một nhiệm vụ cụ thể trong
một khoảng thời gian nhất định và trong một hồn cảnh nhất định.
Cịn đối với đối tượng phục hồi (như hệ thống điện và các phần tử của nó) thì
độ tin cậy là khái niệm khoảng thời gian xác định khơng có ý nghĩa bắt buộc nữa vì
hệ thống làm việc liên tục. Do đó độ tin cậy được đo bởi một đại lượng thích hợp
hơn đó là độ sẵn sàng.
Độ sẵn sàng là xác suất để đối tượng hoàn thành hoặc sẵn sàng hoàn thành
nhiệm vụ trong thời điểm bất kỳ. Độ tin cậy được đánh giá một cách định lượng dựa
trên yếu tố cơ bản là: tính làm việc an tồn và tính sửa chữa được. Theo lý thuyết độ
tin cậy các phần tử được chia làm hai nhóm: phần tử có phục hồi và khơng phục
hồi.
Ở phần tử không phục hồi chỉ xét đến sự kiện sự cố xảy ra ở lần đầu tiên, còn
với phần tử có phục hồi thì phải xét q trình diễn ra và sửa chữa sự cố. Trong quá
trình vận hành mỗi phần tử sẽ ở một trong hai trạng thái: làm việc hoặc sự cố.
6
1.3.2. Các tham số liên quan
Một số khái niệm cơ bản liên quan đến ĐTCCCĐ như sau:
-
Nguồn: là các nhà máy, trạm điện có chức năng phân phối – truyền tải đến
các hộ sử dụng điện của hệ thống.
-
Phụ tải: là các hộ sử dụng điện tại các điểm đấu nối của hệ thống điện hay
còn gọi là những nơi tiêu thụ điện năng. Phụ tải thể hiện khả năng tiêu thụ
điện năng của một hay nhiều khách hàng.
-
Hệ thống điện phân phối: là hệ thống điện nhận điện từ lưới truyền tải sau
đó truyền dẫn đến các phụ tải phía sau.
-
Sự kiện: là thời điểm hệ thống rơi vào trạng thái đặc biệt, có thể là sự cố
hoặc thực hiện công tác – thao tác trên hệ thống điện.
-
Cô lập điện cưỡng bức: là tình trạng một phần tử không thể thực hiện được
các chức năng cho trước, các yêu cầu kỹ thuật công nghệ do một sự kiện
nào đó tác động vào hoặc do bản chất phần tử bị lỗi và bị buộc phải cơ lập.
-
Thiết bị đóng cắt: dùng để đóng cắt trên lưới điện phân phối, có thể thao
tác bằng tay, tự động hoặc bằng động cơ. Gồm có: Máy cắt, Recloser,
FCO, dao cách ly…
-
Ngừng cấp điện: là hiện tượng mất điện ở một hay nhiều khách hàng tại
điểm đấu nối đến điểm phân phối tùy thuộc vào cấu trúc của hệ thống và
sự kiện diễn ra.
-
Thời gian ngừng cung cấp điện: là thời gian từ lúc bắt đầu ngừng cấp điện
cho khách hàng đến khi khôi phục cấp điện trở lại đối với khách hàng này.
Q trình khơi phục cấp điện gồm nhiều giai đoạn: khơi phục một phần sau
đó khơi phục cho tất cả các khách hàng.
-
Mất điện nằm ngoài lưới điện phân phối: khi các đối tượng ở nguồn phát,
ở lưới truyền tải hay do thiết bị của khách hàng gây nên sự ngừng cung cấp
điện được xem là sự kiện nằm ngoài hệ thống phân phối.
-
Mất điện thoáng qua: là các sự kiện dẫn tới sự mất điện của khách hàng
với thời gian nhỏ hơn hoặc bằng 5 phút.
-
Mất điện điện kéo dài: là các sự kiện dẫn tới sự mất điện của khách hàng
với thời gian lớn hơn 5 phút.
-
Mất điện theo kế hoạch: là các sự kiện đã được định trước hay chọn trước
do xây dựng, bảo dưỡng, thí nghiệm định kỳ hoặc sửa chữa.
7
-
Mất điện điện đột xuất: là các sự kiện xảy ra bất thường được yêu cầu phải
thực hiện để không làm ảnh hưởng đến các thiết bị, lưới điện, các khách
hàng khác của hệ thống điện.
1.4. Chỉ tiêu về độ tin cậy cung cấp điện
Theo quyết định số 717/QĐ-EVN ngày 28/8/2014 của Tập Đoàn Điện lực Việt
Nam quy định Thống kê, báo cáo sự cố và Độ tin cậy lưới điện: Độ tin cậy được
quy định đối với lưới điện 110kV-500kV là lượng điện năng không cung cấp được
hàng năm do phải ngừng giảm cung cấp điện và suất sự cố. Đối với lưới điện phân
phối 0,4kV – dưới 110kV, đánh giá qua các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện
SAIDI, SAIFI, MAIFI
1.4.1. Tần suất mất điện trung bình của hệ thống, SAIFI (System average
interruption frequency index):
SAIFI cho biết thơng tin về tần suất trung bình các lần mất điện duy trì trên
mỗi khách hàng của một vùng cho trc.
Nc
Tổng số lần khách hàng bị mất iện
Ni
Tổng số khách hµng cã điƯn
- i – cường độ sự cố
- Ni – số lượng khách hàng tại nút thứ i
i .Ni
Ni
1.4.2. Thời gian mất điện trung bình của hệ thống, SAIDI (System average
interruption duration index):
SAIDI cho biết thời gian trung bình ca mt in duy trỡ.
ui .Ni
Nc .d
Thời gian khách hàng bị mất iện
Ni
Ni
Tổng số khách hàng có iện
- ui thời gian cắt điện hàng năm
- Ni – số lượng khách hàng tại nút thứ i
1.4.3. Tần suất mất điện trung bình của khách hàng, CAIFI (Customer
average interruption frequency index):
CAIFI 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.
Tỉng sè lÇn khách hàng bị mất iện
Tổng số khách hàng bị mất điÖn
Nc
Na
ui .Ni
i Ni
8
1.4.4. Thời gian mất điện trung bình của khách hàng, CAIDI (Customer average
interruption duration index):
Thể hiện thời gian phục hồi ca mt in duy trỡ
Nc .d
Thời gian khách hàng bị mất iện
Nc
Tổng số lần bị mất iện của khách hàng
ui .Ni
ki Ni
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.
1.5. Các ví dụ tính tốn độ tin cậy cho sơ đồ lưới điện phân phối hình tia:
Nhiều hệ thống phân phối được thiết kế và xây dựng theo dạng hình tia. Một số hệ
thống khác được xây dựng mạch vịng nhưng vận hành hở như mạng hình tia. Mục đích của
những điểm thường mở là giảm đi sự mất điện của hệ thống, khi hệ thống bị sự cố hay
trong quá trình bảo dưỡng, điểm thường mở này có thể được đóng và điểm khác được mở
để giảm tối thiểu tải tổng bị mất điện
Thực tế ở Việt Nam lưới điện phân phối hầu hết có dạng hình tia, trên trục chính và
các nhánh rẽ có thể có hoặc khơng có các thiết bị đóng cắt. Một trong những nhiệm vụ quan
trọng của các thiết bị này là phân đoạn lưới điện nhằm hạn chế số lần và thời gian mất điện
khi lưới điện bị sự cố hoặc sửa chữa. Các thiết bị phân đoạn thường được sử dụng trên lưới
điện gồm các loại chính sau:
- Máy cắt điện: Là một thiết bị dùng trong mạng điện cao áp để đóng, cắt dịng điện
phụ tải và cắt dịng điện ngắn mạch, có thể tự động đóng cắt hoặc điều khiển từ xa. Khi
mạng điện có sự cố máy cắt phân đoạn sẽ tự động tách đoạn bị sự cố ra khỏi mạng điện,
đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ phụ tải ở các đoạn đường dây không bị sự cố.
Đây là loại thiết bị đóng cắt làm việc tin cậy, nhưng giá thành cao nên máy cắt chỉ được
dùng ở những nơi quan trọng.
- Dao cách ly (DCL): Là loại thiết bị có nhiệm vụ tạo ra một khoảng cách trông thấy
giữa bộ phận mang điện và bộ phận không mang điện nhằm đảm bảo an tồn khi cơng tác
trên lưới điện. Dao cách ly chỉ dùng để đóng, cắt khi khơng có dịng điện. Khi có sự cố trên
đoạn đường dây, dao cách ly phân đoạn sẽ tách đoạn đường dây này ra khỏi mạng điện
chính, đảm bảo cho các hộ phụ tải khác không bị ảnh hưởng và giúp cho việc xác định sự cố
được tiến hành dễ dàng, sau khi sự cố được khắc phục đoạn đường dây bị sự cố được đóng
trở lại vào mạng điện. Cơ cấu phân đoạn này cũng được sử dụng để cắt điện khi sửa chữa
định kỳ và kiểm tra thiết bị.
- Cầu chì: Là một khí cụ điện dùng để bảo vệ khi có ngắn mạch trên lưới điện. Cầu
chì là loại khí cụ bảo vệ đơn giản, rẻ tiền, nhưng độ nhạy kém. Nó chỉ tác động khi dịng
điện lớn hơn định mức nhiều lần, chủ yếu là khi xuất hiện dòng điện ngắn mạch.
9
1.5.1. Sơ đồ lưới điện hình tia khơng phân đoạn
Xét sơ đồ lưới điện như Hình 1.1, các sự cố xảy ra trên mỗi đoạn
1,2,3,4 hoặc trên các nhánh rẽ a, b, c, d đều làm máy cắt đầu nguồn tác động và toàn
hệ thống sẽ bị mất điện. sau khi sự cố được khắc phục máy cắt sẽ được đóng lại để phục hồi
việc cấp điện. Trên cơ sở các số liệu về suất sự cố trung bình và thời gian mất điện trung
bình ta tính được các chỉ tiêu về độ tin cậy cho các nút tải A, B, C, D và sẽ được kết quả các
trị số
, t, T ở các nút tải là như nhau.
1
2
a
3
4
b
c
d
A
D
B
C
Hình 1.1 : Sơ đồ lưới điện hình tia khơng phân đoạn
Trong thực tế cho thấy rằng sự mất điện trên đường dây có tỷ lệ tương ứng với chiều
dài của nó. Giả sử cho suất sự cố bình quân trên các đoạn tuyến trục chính là
= 0,1
lần/km.năm và các nhánh rẽ là 0,2 lần/km.năm, thời gian sự cố, chiều dài đường dây, số
lượng khách hàng và tải bình quân cho ở Bảng 1.1 và Bảng 1.2, ta sẽ được kết quả tính tốn
các chỉ tiêu độ tin cậy của các nút phụ tải cho ở Bảng 1.3.
Bảng 1.1 : Thông số của hệ thống.
Phần tử
1
2
3
4
a
b
c
d
l (km)
2
1
3
2
1
3
2
1
0,2
0,1
0,3
0,2
0,2
0,6
0,4
0,2
4
4
4
4
2
2
2
2
(lần/năm)
t (giờ)
Bảng 1.2: Số liệu về khách hàng và tải trung bình ở các nút phụ tải.
Nút tải
A
B
C
D
Số lượng khách hàng
1000
800
700
500
Tải trung bình (Kw)
5000
4000
3000
2000
10
Bảng 1.3: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 1.1
Phần
tử
Nút tải A
T
Nút tải B
T
Nút tải C
t
T
t
Nút tải D
T
t
T
(l/n) (g/l) (g/n (l/n) (g/l) (g/n (l/n) (g/l) (g/n (l/n) (g/l) (g/n
)
)
)
)
1
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
2
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
3
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
4
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
a
0,2
2
0,4
0,2
2
0,4
0,2
2
0,4
0,2
2
0,4
b
0,6
2
1,2
0,6
2
1,2
0,6
2
1,2
0,6
2
1,2
c
0,4
2
0,8
0,4
2
0,8
0,4
2
0,8
0,4
2
0,8
d
0,2
2
0,4
0,2
2
0,4
0,2
2
0,4
0,2
2
0,4
6,0
2,2 2,73
6,0
2,2 2,73
6,0
2,2 2,73
Cộng 2,2 2,73
6,0
Khi đó các chỉ tiêu về độ tin cậy của hệ thống trên là:
SAIFI
=
2,2 lần mất điện/khách hàng.năm.
SAIDI
=
6,0 giờ /khách hàng.năm.
CAIDI
=
2,73 giờ /lần mất điện.
ASAI
=
0,999315.
ENS
=
84,0 MWh/năm.
AENS
=
28,0 kWh/khách hàng.năm.
1.5.2. Sơ đồ lưới điện hình tia có phân đoạn
1.5.2.1.
Lưới điện hình tia rẽ nhánh có bảo vệ bằng cầu chì.
1
2
a
3
b
4
c
d
A
D
B
C
Hình 1.2: Sơ đồ lưới điện hình tia có nhánh rẽ được bảo vệ bằng cầu chì.
11
Thực tế đối với lưới điện phân phối hiện nay tại đầu mỗi nhánh rẽ thường được
lắp đặt các cầu chì tự rơi như trong Hình 2.2. Khi ngắn mạch xảy ra trên các nhánh rẽ thì
cầu chì sẽ tác động, nhánh rẽ bị sự cố được tách ra, không làm ảnh hưởng đến các phụ tải
khác. Do đó các chỉ tiêu về độ tin cậy của hệ thống sẽ được thay đổi. Trong trường hợp
này các chỉ tiêu về độ tin cậy sẽ được cải thiện cho tất cả các nút tải, mặc dù việc cải thiện
này là khác nhau cho mỗi nhánh. Kết quả tính tốn các chỉ tiêu độ tin cậy của các nút tải
cho ở Bảng 2.5.
Các chỉ tiêu độ tin cậy của hệ thống sẽ là:
SAIFI
=
1,15 lần mất điện/khách
SAIDI
=
3,91 giờ /khách hàng.năm.
CAIDI
=
3,39 giờ /lần mất điện.
ASAI
=
0,999554.
ENS
=
54,8 MWh/năm.
AENS
=
18,3 kWh/khách hàng.năm.
Bảng 1.4: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 1.2
Phần
Nút tải A
tử
t
(l/n) (g/l)
Nút tải B
T
(g/n)
t
Nút tải C
T
t
Nút tải D
T
t
T
(l/n) (g/l) (g/n) (l/n) (g/l) (g/n)
(l/n) (g/l) (g/n)
1
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
2
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
3
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
4
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
a
0,2
2
0,4
0,6
2
1,2
0,4
2
0,8
0,2
2
0,4
1,0
3,6
3,6
b
c
d
Cộng 1,0
3,6
3,6
1,4
3,14
4,4
1,2 3,33
4,0
1.5.2.1. Lưới điện hình tia phân đoạn bằng các dao cách ly và rẽ nhánh có bảo vệ bằng cầu
chì.
Biện pháp tăng cường độ tin cậy khác là lắp đặt dao cách ly tại các điểm hợp lý trên
trục chính. Khi có sự cố trên các đoạn trục chính máy cắt đầu nguồn sẽ được cắt ra. Sau đó
12
đoạn bị sự cố sẽ được xác định và dao cách ly sẽ cách ly đoạn sự cố, máy cắt được đóng lại
để cấp điện cho các phụ tải trước đoạn bị sự cố. Trong trường hợp này những chỉ tiêu độ tin
cậy của các nút tải A, B, C được cải thiện. Mức độ cải thiện sẽ lớn hơn đối với những điểm
gần nguồn và ít hơn nếu xa nguồn, chỉ tiêu tại nút D khơng thay đổi.
1
2
a
3
b
4
c
d
A
D
B
C
Hình 1.3: Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn bằng dao cách ly, nhánh rẽ bảo vệ bằng cầu
chì.
Với những điểm đặt dao cách ly như trên Hình 1.3, giả sử tổng số thời gian thao tác
dao cách ly và máy cắt để cách ly đoạn sự cố là 0,5 giờ thì các chỉ tiêu độ tin cậy của các
nút tải cho ở Bảng 1.5.
Bảng 1.5: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 2.3
Nút tải A
Phần
tử
t
Nút tải B
T
t
Nút tải C
Nút tải D
T
t
T
t
T
(g/n)
(l/n) (g/l) (g/n)
(l/n) (g/l) (g/n)
(l/n) (g/l) (g/n)
(l/n) (g/l)
1
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
2
0,1
0,5
0,05
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
3
0,3
0,5
0,15
0,3
0,5
0,15
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
4
0,2
0,5
0,1
0,2
0,5
0,1
0,2
0,5
0,1
0,2
4
0,8
a
0,2
2
0,4
0,6
2
1,2
0,4
2
0,8
0,2
2
0,4
1,0
3,6
3,6
b
c
d
Cộng 1,0
1,5
1,5
1,4
1,89
2,65
1,2 2,75
3,3
Các chỉ tiêu độ tin cậy của hệ thống sẽ là:
SAIFI
=
1,15 lần mất điện/khách
13
SAIDI
=
2,58 giờ /khách hàng.năm.
CAIDI
=
2,23 giờ /lần mất điện.
ASAI
=
0,999706.
ENS
=
35,2 MWh/năm.
AENS
=
11,7 kWh/khách hàng.năm.
1.5.2.2. Lưới điện hình tia phân đoạn bằng máy cắt.
1
2
a
3
b
A
4
c
B
d
C
D
Hình 1.4: Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn bằng máy cắt.
Trong thực tế để tăng cường độ tin cậy lưới điện phân phối người ta cũng sử dụng
máy cắt để phân đoạn. Trong trường hợp này khi có sự cố trên các đoạn, máy cắt phân đoạn
sẽ tác động cắt đoạn bị sự cố ra và các đoạn trước máy cắt phân đoạn vẫn được dùng dùng
tục cấp điện. Các chỉ tiêu độ tin cậy cho các nút tải sẽ được cải thiện hơn trường hợp phân
đoạn bằng dao cách ly, do máy cắt có thể tự động cắt đoạn sự cố ra khỏi lưới, nên số lần mất
điện và thời gian mất điện sẽ thấp hơn. Tuy nhiên, do máy cắt có giá thành rất cao so với
dao cách ly (gấp khoảng 15 lần), nên trong thực tế việc dùng máy cắt hay dao cách ly, với
số lượng bao nhiêu, đặt tại những vị trí nào là bài toán tối ưu về kinh tế, kỹ thuật.
Với sơ đồ Hình 2.4 kết quả tính tốn các chỉ tiêu về độ tin cậy của các nút phụ tải cho
ở Bảng 2.7 và các chỉ tiêu độ tin cậy của hệ thống sẽ là:
SAIFI
=
0,77 lần mất điện/khách hàng.năm.
SAIDI
=
2,39 giờ /khách hàng.năm.
CAIDI
=
3,09 giờ /lần mất điện.
ASAI
=
0,999728..
ENS
=
32,4 MWh/năm.
AENS
=
10,8 kWh/khách hàng.năm.
14
Bảng 1.6: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 2.4
Phần
tử
Nút tải A
t
Nút tải B
T
Nút tải C
t
T
t
Nút tải D
T
t
T
(l/n) (g/l) (g/n) (l/n) (g/l) (g/n) (l/n) (g/l) (g/n) (l/n) (g/l) (g/n)
1
0,2
4
0,8
2
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
0,2
4
0,8
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
0,1
4
0,4
0,3
4
1,2
0,3
4
1,2
0,2
4
0,8
0,2
2
0,4
1,0
3,6
3,6
3
4
a
0,2
2
0,4
0,6
b
2
1,2
0,4
c
2
0,8
d
Cộng 0,4
3,0
1,2
0,9 2,67
2,4
1,0
3,2
3,2
1.5.3. Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở
Nhiều hệ thống lưới phân phối kín có các điểm mở để hệ thống hoạt động hiệu quả
như là một mạng hình tia, nhưng khi có một sự cố trong hệ thống các điểm mở có thể được
đóng, mở hợp lý để phục hồi việc cung cấp điện cho các tải không được liên kết với nguồn.
Quy trình hoạt động này có ảnh hưởng rõ rệt đối với các chỉ tiêu độ tin cậy của nút tải, bởi
vì các nút tải bị tách khỏi nguồn cho đến khi hồn thành việc sửa chữa có thể chuyển sang
một nguồn khác của hệ thống.
Xét hệ thống như Hình 2.5 (tương tự trường hợp Hình 2.3) và đặt đoạn 4 nối với một
hệ thống phân phối khác qua điểm thường mở 5. Trong trường hợp này các chỉ tiêu độ tin
cậy của mỗi nút tải được tính tốn cho trong Bảng 2.8, giả sử rằng khơng có hạn chế cơng
suất chuyển tải.
1
2
a
A
3
b
c
B
5
4
d
C
D
Hình 1.5: Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở.
Kết quả trong Bảng 1.7 cho thấy rằng cường độ sự cố của mỗi điểm tải không thay
15
đổi so với trường hợp Hình 1.3, nhưng thời gian mất điện của các điểm tải B,C,D giảm
nhiều. Các chỉ tiêu của nút tải A khơng thay đổi bởi vì sự chuyển tải không thể thực hiện với
bất kỳ tải nào bị mất. Ảnh hưởng lớn nhất xảy ra đối với nút tải xa nhất so với nguồn và
gần nhất so với nút chuyển tải thường mở (nút D).
Bảng 1.7: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống Hình 2.5 trong trường
hợp khơng hạn chế công suất chuyển tải.
Phần
tử
Nút tải A
Nút tải B
t
Nút tải C
T
Nút tải D
t
T
t
T
t
(l/n)
(g/l)
(g/n)
1
0,2
4
0,80 0,2
0,5
0,10 0,2
0,5
0,10 0,2
0,5
0,10
2
0,1
0,5
0,05 0,1
4
0,40 0,1
4
0,05 0,1
0,5
0,05
3
0,3
0,5
0,15 0,3
0,5
0,15 0,3
0,5
1,20 0,3
0,5
0,15
4
0,2
0,5
0,10 0,2
0,5
0,10 0,2
0,5
0,10 0,2
4
0,80
a
0,2
2
2
0,4
1,5
1,5
(l/n) (g/l) (g/n) (l/n) (g/l) (g/n) (l/n) (g/l) (g/n)
0,4
0,6
b
2
1,2
0,4
c
2
0,8
0,2
d
Cộng
1,0
T
1,5
1,5
1,4 1,39 1,95 1,2
1,88 2,25 1,0
Các chỉ tiêu về độ tin cậy của hệ thống trong trường hợp này được cải
thiện đáng kể so với hệ thống chỉ có một nguồn:
SAIFI
=
1,15 lần mất điện/khách hàng.năm.
SAIDI
=
1,80 giờ /khách hàng.năm.
CAIDI
=
1,56 giờ /lần mất điện.
ASAI
= 0,999795.
ENS
=
25,0 MWh/năm.
AENS
=
8,4 kWh/khách hàng.năm.
Tuy nhiên, không phải ln ln có thể san tồn bộ tải bị mất trong một hệ thống
qua nguồn cấp khác dùng qua một điểm thường mở. Sự khống chế này có thể tồn tại, bởi
vì sự mất điện xảy ra khi đang mang tải cao hoặc nguồn cung cấp thứ hai bị giới hạn
công suất. Trong trường hợp này thời gian mất điện sẽ bằng thời gian cách ly để san tải
16
hay thời gian để sửa chữa khắc phục trong trường hợp khơng thể chuyển sang nguồn
khác. Trung bình của những giá trị này có thể đánh giá bằng cách dùng giá trị kỳ vọng,
khi đó:
Thời gian mất điện = (Thời gian mất điện trong trường hợp có thể chuyển tải) x (Xác
suất có thể chuyển tải ) + (Thời gian mất điện trong trường hợp không thể chuyển tải ) x
(Xác suất khơng thể chuyển tải).
Ví dụ tính thời gian mất điện của nút tải B của Hình 2.5 với sự cố xảy ra trên đoạn 1
nếu xác suất có thể truyển tải là 0,6 thì:
Thời gian mất điện = 0,5x0,6 + 4x0,4 =1,9 giờ
Kết quả tính các chỉ tiêu độ tin cậy của các nút tải trong trường hợp này cho ở Bảng
1.8.
Bảng 1.8: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống Hình 1.5 trong trường
hợp hạn chế công suất chuyển tải.
Phần
tử
Nút tải A
t
Nút tải B
T
t
Nút tải C
T
t
Nút tải D
T
t
T
(l/n) (g/l) (g/n) (l/n) (g/l) (g/n) (l/n) (g/l) (g/n) (l/n) (g/l) (g/n)
1
0,2
4,0 0,8
0
0,2 1,9
0
0,38 0,2
1,9 0,38 0,2 1,9
0
2
0,1
0,5
0,05 0,1 4,00 0,40 0,1
1,9
0,19 0,1 1,90 0,19
3
0,3
0,5
0,15 0,3 0,50 0,15 0,3
4,0
1,20 0,3 1,90 0,57
4
0,2
0,5
0,10 0,2 0,50 0,10 0,2
0,5
0,10 0,2 4,00 0,80
a
0,2
2,0
0,40
2,0
0,80
0,6 2,00 1,20
b
0,4
c
0,2 2,00 0,40
d
Cộng
0,38
1,0
1,5
1,50 1,4 1,59 2,23 1,2 2,23 2,67 1,0 2,34 2,34
Các chỉ tiêu độ tin cậy của toàn hệ thống lúc này sẽ là:
SAIFI
=
SAIDI
=
1,15 lần mất điện/khách 1,80 giờ
1,80 giờ /khách hàng.năm
CAIDI
=
1,83 giờ /lần mất điện.
ASAI
=
0,999759.
ENS
=
29,1 MWh/năm.
