(Luận văn thạc sĩ) tính toán và đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện trung áp điện lực nam sông hương thuộc công ty điện lực thừa thiên huế
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.09 MB, 96 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHẠM NHƯ VĨNH TIẾN
TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO
C
C
ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP
R
L
T.
ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG
DU
THUỘC CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Đà Nẵng - Năm 2019
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHẠM NHƯ VĨNH TIẾN
TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO
C
C
ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP
R
L
T.
ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG
DU
THUỘC CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN TẤN VINH
Đà Nẵng - Năm 2019
LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng
bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
R
L
.
T
DU
C
C
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa điện trường Đại học Bách khoa
– Đại học Đà Nẵng đã khơng ngại khó khăn giảng dạy cung cấp cho tơi các kiến thức
bổ ích q báu là kiến thức nền tảng, dẫn dắt để tôi thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cám ơn Giảng viên hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Trần Tấn
Vinh đã ln ln nhiệt tình chỉ bảo, hướng dẫn cho tơi nhiều vấn đề khoa học chuyên
sâu về lĩnh vực nghiên cứu và ln ln động viên, khích lệ về tinh thần để tạo ra một
môi trường nghiên cứu sáng tạo trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Một lần nữa xin trân trọng cám ơn các thầy, cô!
R
L
.
T
DU
C
C
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 10
1. Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài ........................................................................... 1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: .............................................................................. 3
4. Phương pháp nghiên cứu: ............................................................................................ 3
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài..................................................................... 3
6. Tên và bố cục đề tài: .................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP VÀ TÌNH HÌNH
C
C
THỰC HIỆN ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA ĐIỆN LỰC NAM SÔNG
R
L
.
T
DU
HƯƠNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ ............................................. 5
1.1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG .... 5
1.1.1.Đặc điểm lưới điện trung áp Điện lực Nam Sông Hương ...................................... 5
1.1.2. Giới thiệu các xuất tuyến Trạm 220kV Huế 1 (E6) .............................................. 7
1.1.3. Các thiết bị bảo vệ đầu tuyến và thiết bị đóng cắt trên các phân đoạn trên lưới
điện Điện lực Nam Sơng Hương. .................................................................................. 10
1.2 . TÌNH HÌNH THỰC HIỆN CÁC CHỈ TIÊU ĐTCCCĐ CỦA ĐIỆN LỰC NAM
SÔNG HƯƠNG CÁC NĂM 2015 – 2019 .................................................................... 14
1.2.1. Tình hình thực hiện.............................................................................................. 14
1.2.2. Phân tích nguyên nhân và các giải pháp khắc phục ............................................ 15
1.3. KẾT LUẬN ............................................................................................................ 18
CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY TRONG LƯỚI
ĐIỆN PHÂN PHỐI ...................................................................................................... 19
2.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN........................................... 19
2.1.1.Khái niệm chung về độ tin cậy ............................................................................. 19
2.1.2.Độ tin cậy cung cấp điện ...................................................................................... 19
2.2. CÁC CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN IEEE1366 ............................................................................................................................... 27
2.2.1 Các thông số cơ bản.............................................................................................. 27
2.2.2. Các chỉ tiêu ngừng cấp điện duy trì ..................................................................... 28
2.2.3. Các chỉ tiêu đối với ngừng cấp điện thoáng qua ................................................. 29
2.3. CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ................................................................ 29
2.3.1 Lưới điện phân phối không phân đoạn ................................................................. 29
2.3.2. Lưới điện phân phối phân đoạn ........................................................................... 29
2.3.3. Lưới điện phân phối kín vận hành hở .................................................................. 29
2.4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ...................... 30
2.4.1. Phương pháp đồ thị-giải tích................................................................................ 30
2.4.2. Phương pháp khơng gian trạng thái ..................................................................... 32
2.5. TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT .......................... 40
2.5.1. Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT ...................................................................... 40
C
C
2.5.2. Tính tốn các chỉ tiêu độ tin cậy lưới phân phối bằng PSS/ADEPT ................... 40
2.6. KẾT LUẬN ............................................................................................................ 43
R
L
.
T
DU
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY CHO LƯỚI ĐIỆN
TRUNG ÁP ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG ...................................................... 44
3.1 TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC NAM SƠNG
HƯƠNG......................................................................................................................... 44
3.1.1 Dữ liệu tính tốn ................................................................................................... 44
3.1.2. Kết quả tính tốn độ tin cậy các xuất tuyến 22kV............................................... 46
3.2. NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ........................................................................................ 56
3.3. KẾT LUẬN ............................................................................................................. 58
CHƯƠNG 4. CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC NAM SƠNG HƯƠNG .................... 59
4.1 PHÂN TÍCH CÁC NGUN NHÂN ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ TIN CẬY LƯỚI
ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG .............................................. 59
4.1.1 Mất điện do sự cố: ................................................................................................ 59
4.1.2 Mất điện do công tác BTBD ................................................................................. 59
4.2 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN
PHỐI ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG .................................................................... 59
4.2.1. Giải pháp lập kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng .......................................................... 59
4.2.2. Giải pháp xây dựng mạch vòng liên lạc .............................................................. 60
4.2.3. Giải pháp đồng bộ hoá thiết bị trên lưới .............................................................. 60
4.2.4. Giải pháp lắp đặt bổ sung thiết bị phân đoạn đường dây .................................... 60
4.2.5. Ứng dụng công nghệ tự động hóa SCADA, sửa chữa Hotline ........................... 61
4.2.6 Giải pháp quản lý vận hành .................................................................................. 63
4.3 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CÁC GIẢI PHÁP ..................................... 65
4.3.1 Các giải pháp cụ thể:............................................................................................. 66
4.3.2 Phân tích đánh giá hiệu quả các giải pháp: ........................................................... 69
4.4 KẾT LUẬN ............................................................................................................ 70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO
R
L
.
T
DU
C
C
TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY
LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG
THUỘC CƠNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ
Tóm tắt - Lưới điện phân phối đóng một vai trị quan trọng trong việc cung cấp điện
liên tục, góp phần ổn định chính trị, phát triển kinh tế của một địa phương nói riêng và
một quốc gia nói chung. Việc cung cấp điện liên tục, đảm bảo chất lượng điện năng
đối với lưới phân phối luôn được đặt lên hàng đầu. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp
nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối Điện lực Nam Sơng Hương
nhằm tối ưu hóa trong thao tác và giảm thời gian mất điện công tác hoặc sự cố trên
lưới điện. Qua khảo sát thực tế lưới điện, các số liệu quản lý kỹ thuật, tình hình thực
hiện độ tin cậy tại đơn vị, tác giả đã tóm tắt, thống kê, đề xuất các phương án để có thể
áp dụng được trong thực tế quản lý vận hành của đơn vị.
C
C
Từ khóa- Độ tin cậy cung cấp điện; thiết bị đóng cắt; đường dây liên lạc; phụ tải; lưới
điện phân phối.
R
L
.
T
DU
CALCULATION AND PROPOSAL FOR SOLUTION OF
IMPROVING RELIABILITY MEDIUM VOLTAGE GRID
– NAM SONG HUONG POWER
UNDER THUA THIEN HUE POWER COMPANY
Summary - The distribution grid plays an important role in the continuous power
supply, contributing to political stability and economic development of a locality in
particular and a country in general. The continuous power supply, ensuring power
quality for the distribution grid that is always on top priority. The research proposes
solutions to improve the reliability of power supply of the Nam Song Huong Power
Distribution Grid to optimize operations and reduce the time of blackouts or incidents
on the power grid. Through the actual survey of the power grid, technical
management data, the situation of reliability implementation at the unit, the author
summarized, made statistics and proposed options that could be applied in operational
management practice of the unit.
Key words: Reliability of power supply; Switchgear; contact lines; sub-loading;
distribution grid.
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
LĐPP
: Lưới điện phân phối.
XT
: Xuất tuyến.
TBA
: Trạm biến áp
MBA
: Máy biến áp.
ĐZ
: Đường dây
MC
: Máy cắt
RE
: Recloser
DCL
: Dao cách ly.
FCO
: Cầu chì tự rơi
TBPĐ
: Thiết bị phân đoạn.
HTĐ
: Hệ thống điện
PT
ĐTC
C
C
R
L
.
T
DU
: Phần tử.
: Độ tin cậy.
ĐTCCCĐ: Độ tin cậy cung cấp điện.
SC:
: Sự cố
BTBD
: Bão trì bão dưỡng
TR
: Thời gian trung bình sự cố.
TS
: Thời gian trung bình sửa chữa.
SAIFI
: Chỉ số tần suất mất điện trung bình của hệ thống.
SAIDI
: Chỉ số thời gian mất điện trung bình của hệ thống.
CAIDI
: Chỉ số thời gian mất điện trung bình của khách hàng.
CAIFI
: Chỉ số tần suất mất điện trung bình của khách hàng.
MAIFI
: Chỉ số tần suất mất điện thoáng qua của khách hàng.
IEEE
: Institute of Electrical and Electronics Engineers
(Viện kỹ thuật điện - điện tử)
EVN
: Tập đoàn Điện lực Việt Nam.
EVNCPC: Tổng Công ty Điện lực miền Trung (CPC)
TTHPC : Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế
ĐLNSH : Điện lực Nam Sông Hương
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 : Khối lượng quản lý vận hành hệ thống điện ĐLNSH……………………..6
Bảng 1.2 Thực hiện các chỉ tiêu ĐTC năm 2015……………………………………..12
Bảng 1.3 Thực hiện các chỉ tiêu ĐTC năm 2016……………………………………..15
Bảng 1.4 Thực hiện các chỉ tiêu ĐTC năm 2017……………………………………..15
Bảng 1.5 Thực hiện các chỉ tiêu ĐTC năm 2018……………………………………..15
Bảng 1.6 Thực hiện các chỉ tiêu ĐTC 6 tháng năm 2019…………………………….15
Bảng 1.7 Tổng hợp các nguyên nhân sự cố từ năm 2015-2018………………………17
Bảng 2.1 Thanh ghi dữ liệu ĐTC……………………………………………………..41
Bảng 2.2 Sơ đồ khối tính tốn các chỉ tiêu độ tin cậy bằng phần mềm PSS/ADEPT...43
C
C
Bảng 3.1: Thống kê số lượng thiết bị trên lưới điện 22kV ĐL Nam Sông Hương…...45
Bảng 3.2: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do SC xuất tuyến 472 E6...…..47
R
L
.
T
DU
Bảng 3.3: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do BTBD xuất tuyến 472 E6...47
Bảng 3.4: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do SC xuất tuyến 474 E6...…..48
Bảng 3.5: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do BTBD xuất tuyến 474 E6....48
Bảng 3.6: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do SC xuất tuyến 476 E6.........49
Bảng 3.7: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do BTBD xuất tuyến 476 E6...49
Bảng 3.8: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do SC xuất tuyến 478 E6...…..50
Bảng 3.9: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do BTBD xuất tuyến 478 E6...50
Bảng 3.10: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do SC xuất tuyến 475 E6.......51
Bảng 3.11: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do BTBD xuất tuyến 475 E6..51
Bảng 3.12: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do SC xuất tuyến 477 E6..….52
Bảng 3.13: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do BTBD xuất tuyến 477 E6.52
Bảng 3.14: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do SC xuất tuyến 479 E6.......53
Bảng 3.15: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do BTBD xuất tuyến 479 E6.53
Bảng 3.16: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do SC xuất tuyến 481 E6.......54
Bảng 3.17: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do BTBD xuất tuyến 481 E6..54
Bảng 3.18: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do SC xuất tuyến 482 E6.......55
Bảng 3.19: Thông số ĐTC của các phần tử trên LĐPP do BTBD xuất tuyến 482 E6..55
Bảng 3.20: Tính tốn ĐTC của các phần tử trên LĐPP của các xuất tuyến 22kV E6..56
Bảng 3.21: Kết quả tính tốn ĐTC hiện trạng cho tồn LĐPP 22kV E6...…………...56
Bảng 3.22: Tình hình thực hiện ĐTCBTBD-SAIFI của các XT 22kV từ 2015-2018..57
Bảng 3.23: Tình hình thực hiện ĐTCBTBD-SAIDI của các XT 22kV từ 2015-2018..57
Bảng 4.24: Kết quả tính tốn ĐTC các xuất tuyến sau khi thực hiện các giải pháp….70
R
L
.
T
DU
C
C
DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 : Sơ đồ lưới điện trung áp 22kV Điện lực Nam Sơng Hương……………….8
Hình 1.2 : Dao cách ly (DCL)………………………………………………………...11
Hình 1.3 : Cầu chì tự rơi (FCO)………………………………………………..……..12
Hình 1.4 : Dao cắt có tải tiếp điểm kín (LBS)………………………………………..12
Hình 1.5 : Recloser và tủ điều khiển….………………………………………..……..13
Hình 1.6 : Tủ Ring Main Unit (RMU).………………………………………..……...14
Hình 2.1 : Đồ thị xác suất……………………………………………………....……..21
Hình 2.2 : Đường cong cường độ sự cố ………………………….…………………..23
Hình 2.3 : Trục thời gian thơng số dịng sự cố ………………………………..……...25
Hình 2.4 : Sơ đồ độ tin cậy các phần tử nối tiếp………………………..……..……...31
C
C
Hình 2.5 : Sơ đồ độ tin cậy các phần tử song song……………….…………………..32
R
L
.
T
DU
Hình 2.6 : Sơ đồ trạng thái 1…………………………………………………..……...34
Hình 2.7 : Sơ đồ trạng thái 2…………………………………..………..……..……...36
Hình 4.1 : Sơ đồ lưới điện các xuất tuyến 22kV khi thực hiện các giải pháp……..….69
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài
Trong giai đoạn phát triển kinh tế hiện nay của đất nước, ngoài các yêu cầu của
chất lượng điện năng như điện áp, tần số thì tính liên tục cấp điện cho khách hàng
cũng là một yêu cầu không kém phần quan trọng. Độ tin cậy là một trong những chỉ
tiêu cơ bản để đánh giá khả năng quản lý, vận hành hệ thống điện , các phần tử trong
hệ thống điện là máy phát điện, MBA, đường dây...Nhiệm vụ của HTĐ là sản xuất,
truyền tải và phân phối điện năng đến các phụ tải. Điện năng phải đảm bảo các chỉ tiêu
chất lượng như điện áp, tần số, và độ tin cậy theo quy định của ngành Điện.
Lưới điện phân phối (LĐPP) là khâu cuối cùng của hệ thống điện, đưa điện
C
C
năng trực tiếp đến hộ tiêu dùng. Vì vậy tính liên tục cung cấp điện cho phụ tải có mối
R
L
.
T
DU
quan hệ mật thiết và phụ thuộc trực tiếp vào độ tin cậy của LĐPP. Độ tin cậy (ĐTC)
này được đánh giá qua nhiều chỉ tiêu khác nhau, trong đó các chỉ tiêu đánh giá theo
tiêu chuẩn IEEE 1366 hiện nay được sử dụng phổ biến trên thế giới. Dựa trên các tiêu
chí trong tiêu chuẩn IEEE 1366 và cấu trúc lưới điện Việt Nam, Bộ Công Thương đã
xây dựng quy định thực hiện các chỉ tiêu về ĐTC qua thông tư số: 39/2015/TT-BCT
ngày 25 tháng 11 năm 2015, quản lý kỹ thuật hệ thống điện để áp dụng tại các đơn vị
nhắm đến mục đích tăng cường và nâng cao chất lượng công tác quản lý kỹ thuật,
hướng tới phục vụ khách hàng ngày một tốt hơn, đồng thời phù hợp với những quy
định mới.
Điện lực Nam Sông Hương trực thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế
(TTHPC) có nhiệm vụ quản lý vận hành, sản xuất kinh doanh bán điện khu vực phía
Nam thành phố Huế và các xã Thủy Bằng, Thủy Thanh, Thủy Vân thuộc thị xã Hương
Thủy. Trên địa bàn hoạt động của Điện lực gồm nhiều phụ tải có tính chất quan trọng
của tỉnh và thành phố như: Tỉnh ủy, UB Tỉnh, Thành ủy, UB Thành Phố, Công An
Tỉnh, Công An Thành phố, BCH Quân sự Thành phố, BCH Bộ đội BP tỉnh, Đài truyền
Hình VTV8, Đài Phát thanh truyền hình TRT, Bệnh viện TW Huế, Đại học Huế,... và
tập trung phần lớn khách hàng kinh doanh dịch vụ của thành phố.
Với đặc thù phụ tải như trên thì việc cung cấp điện đáp ứng nhu cầu phát triển
kinh tế xã hội chính trị của Thành phố Huế cũng như của Tỉnh Thừa Thiên Huế là
2
nhiệm vụ rất quan trọng của TTHPC nói chung và ĐLNSH nói riêng. Trong đó việc
nâng cao độ tin cậy cung cấp điện là mục tiêu được quan tâm hàng đầu.
Lưới điện ĐLNSH được đầu tư cải tạo từ năm 1999, bằng các nguồn vốn ODA
và vốn vay của các tổ chức tín dụng quốc tế, cơ bản đáp ứng yêu cầu phụ tải của khu
vực phía Nam Thành phố Huế. Tuy nhiên sau gần 20 năm vận hành, đến thời điểm
hiện nay xuất hiện một số vấn đề sau:
- Một số tuyến đường có lưới điện trung áp đi nổi khơng đảm bảo hành lang an
tồn, cos nền đường được nâng cao nên chiều cao cột không đảm bảo khoảng cách
tỉnh không của đường dây.
- Một số tuyến đường dây đang vận hành trong tình trạng đầy tải, có khả năng
quá tải trong thời gian đến. Hệ thống điện trung áp thiếu các mạch vòng để thực hiện
C
C
các phương thức cấp điện dự phịng nên độ tin cậy khơng cao.
- Lưới điện hạ áp chủ yếu đi nổi, chiếm mặt bằng lớn, một số tuyến đang xảy ra
R
L
.
T
DU
tình trạng quá tải có khả năng chập cháy qua các điểm đấu nối. Hệ thống dây điện vào
hộ khách hàng, dây sau công tơ và dây các dịch vụ viễn thông bám chằng chịt rất mất
mỹ quan.
- Thiết bị trên hệ thống điện chủ yếu vận hành trực tiếp, thiếu các khả năng kết
nối, tương tác, giám sát điều khiển xa.
Các yêu cầu cung cấp điện ngày càng cao, việc nghiên cứu đánh giá cụ thể ĐTC
của LĐPP Điện lực Nam Sông Hương dựa trên các số liệu thực tế vận hành, để từ đó
đưa ra các giải pháp phù hợp nhằm nâng cao ĐTC của LĐPP, đáp ứng yêu cầu ngày
càng cao về cung cấp điện là rất cần thiết.
Tổng Công ty Điện lực miền Trung (EVNCPC) cũng đã giao mục tiêu nâng cao
độ tin cậy cung cấp điện lộ trình đến năm 2020. Trong đó u cầu khu vực thành phố,
chỉ số SAIDI tổng hợp phải ≤ 100 phút. Để hồn thành được mục tiêu trên cần phải có
giải pháp và hướng đi cụ thể theo từng giai đoạn sao cho đảm bảo hiệu quả nhất về kỹ
thuật – kinh tế. Do đó cần đề xuất những giải pháp nâng cao Độ tin cậy cung cấp điện
(ĐTCCCĐ) cụ thể đối với từng tuyến trung áp, từng khu vực phụ tải nhằm giảm thời
gian mất điện, số lần mất điện và số khách hàng mất điện qua đó thay đổi trực tiếp đến
các chỉ tiêu ĐTCCCĐ.
Vì vậy tơi đã chọn đề tài “Tính tốn và đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới
3
điện phân phối Điện lực Nam Sông Hương thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế”
là nội dung nghiên cứu cho luận văn tốt nghiệp của mình nhằm góp phần nâng cao
ĐTC cung cấp điện cho lưới điện ĐLNSH nói riêng và cho TTHPC nói chung.
2. Mục tiêu nghiên cứu:
-Tính toán đánh giá độ tin cậy của lưới điện trung áp hiện trạng Điện lực Nam
Sông Hương theo các chỉ tiêu về độ tin cậy.
-Đánh giá và đề xuất các giải pháp để nâng cao ĐTCCCĐ lưới điện trung áp
Điện lực Nam Sông Hương.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
3.1 Đối tượng nghiên cứu:
- Độ tin cậy cung cấp điện lưới điện trung áp Điện lực Nam Sông Hương
C
C
3.2 Phạm vi nghiên cứu:
- Các phương pháp tính tốn và đánh giá độ tin cậy có thể áp dụng vào thực tế để
R
L
.
T
DU
nâng cao ĐTCCCĐ. Tập trung nghiên cứu ĐTC của LĐPP Điện lực Nam Sông Hương
theo 02 chỉ tiêu (SAIDI, SAIFI). Từ đó đưa ra giải pháp nhằm nâng cao ĐTC cung cấp
điện của lưới điện phân phối Điện lực Nam Sông Hương.
- Dùng phần mềm mô phỏng PSS/ADEPT để tiến hành phân tích, tính tốn các
chỉ tiêu về độ tin cậy. Từ đó đề xuất các giải pháp để nâng cao ĐTCCCĐ
4. Phương pháp nghiên cứu:
- Tìm hiểu kết cấu lưới điện hiện trạng và tình hình thực hiện các chỉ tiêu
ĐTCCCĐ của Điện lực Nam Sông Hương.
- Các phương pháp tính tốn và đánh giá độ tin cậy có thể áp dụng vào thực tế để
nâng cao ĐTCCCĐ.
- Tính tốn và phân tích các chỉ tiêu ĐTCCCĐ của lưới điện Điện lực Nam Sông
Hương.
- Đề xuất các giải pháp để nâng cao ĐTCCCĐ của lưới điện Điện lực Nam Sông
Hương.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Năm 2019 được ngành Điện chọn là năm “Nâng cao hiệu quả cơng tác quản lý
vận hành”, vì vậy các chỉ tiêu ĐTC được ngành Điện được tập trung chỉ đạo thực hiện,
giao nhiệm vụ cụ thể cho từng đơn vị thành viên. Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện
4
nằm trong nỗ lực chung của ngành Điện cũng như các đơn vị thành viên nhằm nâng
cao hiệu quả hoạt động của doanh nghiệp, quản lý tốt các nguồn lực của Nhà nước vì
mục tiêu phát triển bền vững, đáp ứng các yêu cầu cấp bách cũng như những mục tiêu
trung và dài hạn mà Chính phủ yêu cầu đối với Tập đoàn Điện lực Việt Nam.
Với việc nghiên cứu của đề tài đặt trọng tâm vào việc nghiên cứu, tính tốn, đánh
giá và đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy, thì đề tài sẽ góp phần quan trọng
trong công tác sản xuất kinh doanh của các Cơng ty Điện lực, góp phần giảm vốn đầu
mới xây dựng mới, giảm giá thành điện năng, đóng góp chung vào sự phát triển kinh
tế - xã hội của đất nước.
6. Tên và bố cục đề tài:
6.1. Tên đề tài:
C
C
Căn cứ vào mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu, kết quả hướng đến, đề tài được đặt
tên là: ”TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY
R
L
.
T
DU
LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG THUỘC CÔNG TY
ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ”.
6.2. Bố cục đề tài:
Luận văn gồm các chương sau:
Chương 1: Thực trạng lưới điện trung áp và tình hình thực hiện ĐTCCCĐ của
Điện lực Nam Sơng Hương thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế.
Chương 2: Tổng quan độ tin cậy. Các phương pháp tính tốn độ tin cậy lưới
điện.
Chương 3: Tính tốn ĐTCCCĐ của lưới điện trung áp Điện lực Nam Sông
Hương thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế.
Chương 4: Đề xuất các giải pháp nâng cao ĐTCCCĐ của lưới điện trung áp
Điện lực Nam Sông Hương thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế.
5
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP VÀ TÌNH HÌNH
THỰC HIỆN ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA ĐIỆN LỰC
NAM SÔNG HƯƠNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ
1.1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP ĐIỆN LỰC NAM SÔNG
HƯƠNG
1.1.1. Đặc điểm lưới điện trung áp Điện lực Nam Sông Hương
Thành phố Huế là đô thị cấp quốc gia của Việt Nam. Hiện nay, thành phố là
trung tâm về nhiều mặt của miền Trung như văn hố, chính trị, y tế, giáo dục, du
lịch, khoa học...
C
C
Phía Bắc thành phố và phía Tây giáp thị xã Hương Trà, phía Nam giáp thị
R
L
.
T
DU
xã Hương Thuỷ, phía Đơng giáp thị xã Hương Thuỷ và huyện Phú Vang. Thành phố
nằm hai bên bờ hạ lưu sơng Hương, về phía Bắc đèo Hải Vân, cách Đà Nẵng 105 km,
cách cửa biển Thuận An 14 km, cách sân bay quốc tế Phú Bài 14 km và cách Cảng
nước sâu Chân Mây 50 km.
Nằm gần dãy núi Trường Sơn, khu vực thành phố Huế là đồng bằng thuộc vùng
hạ lưu sơng Hương và sơng Bồ, có độ cao trung bình khoảng 3 – 4 m so với mực nước
biển và thường bị ngập lụt khi đầu nguồn của sông Hương (trên Dãy Trường Sơn) xảy
ra mưa vừa và lớn. Khu vực đồng bằng này tương đối bằng phẳng, tuy trong đó có xen
kẽ một số đồi, núi thấp như núi Ngự Bình, Đồi Vọng Cảnh...
Địa bàn ĐLNSH quản lý gồm 13 phường thuộc thành phố Huế và 3 xã thuộc thị
xã Hương Thủy. Khối lượng quản lý kỹ thuật lưới điện và kinh doanh trên địa bàn tính
đến ngày 31/12/2018 như sau:
+ Đường dây trung áp 35 kV: 9,61 km;
+ Đường dây trung áp 22 kV: 122,47 km;
+ Đường dây hạ áp 0,4kV: 276,52km;
+ Trạm biến áp phân phối: 342 trạm;
+ Recloser: 13 bộ;
+ LBS: 16 bộ;
6
+ DCL: 34 bộ;
+ RMU: 79 ngăn;
+ Sản lượng điện thương phẩm: 303,78 triệu kWh
+ Giá bán bình quân: 2.011,72 đ/kWh
+ Số lượng khách hàng sử dụng điện: 56.770 khách hàng
+Tỉ lệ tổn thất điện năng: 4,41 %.
Hiện tại lưới điện phân phối của ĐLNSH được cấp điện qua trạm 220kV Huế 1
(E6) có cơng suất 2x40MVA, thơng qua 09 xuất tuyến 22kV và 01 xuất tuyến 35kV.
Ngoài nguồn điện từ trạm 220kV Huế 1 thì các xuất tuyến trung áp 22kV đều có liên
lạc với các TBA 110kV lân cận như Huế 2, Huế 3 và Phú Bài. Các xuất tuyến hầu hết
đều đã có kết nối mạch vịng với nhau (vận hành ở chế độ hở). Tuy nhiên do phụ tải
C
C
tập trung ở khu vực trung tâm thành phố, các xuất tuyến có tiết diện dây dẫn đầu
nguồn chưa đáp ứng nên hạn chế khả năng truyền tải. Có nhiều đường dây có cơng
R
L
.
T
DU
suất lớn vẫn chưa có liên kết, thiết bị đóng cắt phân đoạn cịn thiếu, chưa đáp ứng tiêu
chí vận hành N-1.
Bảng 1.1 : Khối lượng quản lý vận hành hệ thống điện ĐLNSH
Khối lượng quản lý
TT
XT
MC
REC
Cái
Cái
Bộ
LBS
FCO
MBA
ĐZ
Bộ
Cái
Bộ
Máy
Km
RMU DCL
1
472 E6
1
3
18
2
0
1
32
5,9
2
474 E6
1
0
1
2
2
2
30
7,075
3
476 E6
1
1
24
1
0
0
40
10,206
4
478 E6
1
1
8
3
2
5
56
16,16
5
475 E6
1
0
6
3
3
1
30
9,931
6
477 E6
1
2
15
4
2
7
58
18,152
7
479 E6
1
5
0
10
4
8
54
37,394
8
481 E6
1
0
2
5
2
3
14
9,633
9
482 E6
1
0
5
0
0
0
24
8,018
10
372 E6
1
1
0
4
1
3
3
9,61
7
Lưới điện ĐLNSH được đầu tư cải tạo từ năm 1999, bằng các nguồn vốn ODA
và vốn vay của các tổ chức tín dụng quốc tế, cơ bản đáp ứng yêu cầu phụ tải của khu
vực phía NamThành phố Huế. Tuy nhiên sau gần 20 năm vận hành, đến thời điểm hiện
nay xuất hiện một số vấn đề sau:
- Một số tuyến đường có lưới điện trung áp đi nổi khơng đảm bảo hành lang an
tồn, cos nền đường được nâng cao nên chiều cao cột không đảm bảo khoảng cách tỉnh
không của đường dây.
- Một số tuyến đường dây đang vận hành trong tình trạng đầy tải, có khả năng
quá tải trong thời gian đến. Hệ thống điện trung áp thiếu các mạch vòng để thực hiện
các phương thức cấp điện dự phịng nên độ tin cậy khơng cao.
- Lưới điện hạ áp chủ yếu đi nổi, chiếm mặt bằng lớn, một số tuyến đang xảy ra
C
C
tình trạng quá tải có khả năng chập cháy qua các điểm đấu nối. Hệ thống dây điện vào
hộ khách hàng, dây sau công tơ và dây các dịch vụ viễn thông bám chằng chịt rất mất
mỹ quan.
R
L
.
T
DU
- Thiết bị trên hệ thống điện chủ yếu vận hành trực tiếp, thiếu các khả năng kết
nối, tương tác, giám sát điều khiển xa.
Phụ tải khu vực ĐLNSH tập trung ở trung tâm thành phố Huế, hầu hết là các
phụ tải quan trọng, chiếm 1 tỷ trọng sản lượng lớn, có giá bán cao nhất trong tồn
Cơng ty. Vì vậy việc cung cấp điện ổn định là một trong những mục tiêu quan trọng
hàng đầu trong nhiệm vụ SXKD của PCTTH nói chung và ĐLNSH nói riêng. Các
cơng trình, dự án xây dựng nguồn và lưới điện đã và đang được triển khai đều nhằm
mục đích trên.
Trong khn khổ của luận văn, tác giả chỉ tập trung nghiên cứu các xuất tuyến
trung áp 22kV của trạm 220kV Huế 1 (E6).
1.1.2. Giới thiệu các xuất tuyến Trạm 220kV Huế 1 (E6)
1.1.2.1. Xuất tuyến 472 E6:
- Xuất 472 E6 cấp điện đến cột 26 (đo đếm BX phía Nam), đến DCL 473-7 Phú
Cam, DCL 412-1, 474-7, 475-7 Điện Lực
- SAIDI thực hiện năm 2018: 45 phút/KH
- Tổng số thiết bị đóng cắt: 24 vị trí.
- Có mạch vòng với các xuất tuyến 473 E6, 475E6, 477E6, 482E6, 473 Huế 2
8
C
C
R
L
.
T
DU
Hình 1.1: Sơ đồ lưới điện trung áp 22kV Điện lực Nam Sông Hương
9
1.1.2.2. Xuất tuyến 474 E6:
- Xuất 474 E6 cấp điện đến Rec 471 Trần Phú, DCL 471-7 KS Điện Biên Phủ,
LBS 475-7/53 Trường An, LBS 479-7A/78/10 Điện Biên Phủ
- SAIDI thực hiện năm 2018: 60,4 phút/KH
- Tổng số thiết bị đóng cắt: 07 vị trí.
- Liên kết mạch vịng với các xuất tuyến 475E6, 477E6, 479E6
1.1.2.3. Xuất tuyến 476 E6:
- Xuất tuyến 476 E6 cấp điện đến DCL 473-7 Phan Đình Phùng 1, DCL 477-7
KS Hồn Vũ, DCL 471-7 NVH Trung Tâm, DCL 472-7 Bà Triệu 2.
- SAIDI thực hiện năm 2018: 46,31 phút/KH
- Tổng số thiết bị đóng cắt: 26 vị trí.
C
C
- Liên kết mạch vịng với các xuất tuyến 478E6, 482E6
1.1.2.4. Xuất tuyến 478 E6:
R
L
.
T
DU
- Xuất tuyến 478 E6 cấp điện đến DCL 472-7 Bà Triệu 2, DCL 473-7 Kiểm Huệ
6, DCL 471-7, 472-7, 473-7 Sân Vận Động.
- SAIDI thực hiện năm 2018: 86,8 phút/KH
- Tổng số thiết bị đóng cắt: 19 vị trí.
- Liên kết mạch vịng với các xuất tuyến 476E6, 481E6, 482 E6, 474 Huế 3
1.1.2.5. Xuất tuyến 475 E6:
- Xuất tuyến 475 E6 cấp điện đến DCL 475-7 Điện Lực, Rec 471 Trần Phú, DCL
472-7 BV Quốc Tế, DCL 471-7 UB Tỉnh, DCL 473-7 Đài Phát Thanh, DCL 472-7
Khối CA Tỉnh.
- SAIDI thực hiện năm 2018: 25,76 phút/KH
- Tổng số thiết bị đóng cắt: 13 vị trí.
- Liên kết mạch vịng với các xuất tuyến 472 E6, 474E6, 482 E6, 476 Huế 3;
1.1.2.6. Xuất tuyến 477 E6:
- Xuất tuyến 477 E6 cấp điện đến DCL 473-7 Phú Cam; LBS 474-7/26A Long
Thọ; DCL 474-7 Vạn Niên, DCL 471-7 UB Tỉnh, DCL 472-7 BV Quốc Tế, DCL
471-7 KS Điện Biên Phủ, DCL 474-7, 475-7 Bạch Hổ.
- SAIDI thực hiện năm 2018: 55 phút/KH
- Tổng số thiết bị đóng cắt: 23 vị trí.
10
- Liên kết mạch vòng với các xuất tuyến 472E6, 474E6, 475E6, 479E6, 482E6
1.1.2.7. Xuất tuyến 479 E6:
- Xuất tuyến 479 E6 cấp điện đến FCO 1 rẽ Hương Hồ 3; cột 108/47 XT 479 E6
(cột vượt sông nhánh đi Hương Thọ); đến cột 13/55 XT 471 TC Vạn Niên (cột vượt
sông liên lạc XT 482 E7).
- SAIDI thực hiện năm 2018: 94,35 phút/KH
- Tổng số thiết bị đóng cắt: 27 vị trí.
- Liên kết mạch vịng với các xuất tuyến 474E6, 477E6, 482 Huế 2
1.1.2.8. Xuất tuyến 481 E6:
- Xuất tuyến 481 E6 cấp điện đến DCL 473-7 Kiểm Huệ 6, DCL 481-7/59 Thủy
Vân, DCL 471-7/21/3 Thủy Vân.
C
C
- SAIDI thực hiện 6 tháng đầu năm 2019: 286,22 phút/KH
- Tổng số thiết bị đóng cắt: 12 vị trí.
R
L
.
T
DU
- Liên kết mạch vòng với các xuất tuyến 478E6, 474 Huế 3
1.1.2.9. Xuất tuyến 482 E6:
- Xuất tuyến 479 E6 cấp điện đến DCL 474-7, 477-7 Điện Lực, DCL 473-7 Phan
Đình Phùng 1, DCL 477-7 KS Hoàn Vũ, DCL 471-7 NVH Trung Tâm, DCL 472-7
Khối AN CA Tỉnh, DCL 471-7, 473-7 Sân Vận Động.
- SAIDI thực hiện năm 2018: (đưa vào vận hành năm 2019)
- Tổng số thiết bị: 05 vị trí.
- Liên kết mạch vòng với các xuất tuyến 472E6, 475E6, 477E6, 479E6
1.1.3. Các thiết bị bảo vệ đầu tuyến và thiết bị đóng cắt trên các phân đoạn
trên lưới điện Điện lực Nam Sông Hương.
1.1.3.1. Khối lượng các thiết bị đóng cắt
Các thiết bị được sử dụng nhiều trên lưới điện phân phối khu vực Điện lực
Nam Sông Hương
+ Dao cách ly (DCL)
+ Cầu chì tự rơi (LBFCO, FCO)
+ Dao phụ tải (LBS)
+ Thiết bị tự đóng lặp lại RECLOSER .
+ Tủ RMU (Ring Main Unit)
11
a/ Dao cách ly – DCL 3 pha, ALTD
Là thiết bị đóng cắt làm nhiệm vụ tạo khoảng cách an tồn trong lưới điện. Dao
cách ly chỉ đóng cắt khi khơng tải, hoặc các dịng nhỏ khơng đáng kể (ví dụ như dòng
dung các thanh cái hoặc biến điện áp), hoặc các dịng điện lớn hơn khi khơng có điện
áp đáng kể xuất hiện giữa các đầu cực dao cách ly.
Dao cách ly có thể đặt trong nhà hay ngồi trời. Các dao cách ly thường được
điều khiển đóng cắt bằng tay tại chỗ, hoặc có thể điều khiển đóng cắt từ xa bằng các
môtơ điện.
Dao cách ly được sử dụng trên lưới điện ĐLNSH gồm nhiều loại, nhiều hãng sản
xuất nhằm mục đính là để phân đoạn trục chính, cơ lập nhánh rẽ và đóng liên lạc với
các tuyến khác, tạo điểm hở để phục vụ cơng tác.
C
C
R
L
.
T
DU
Hình 1.2: Dao cách ly (DCL)
b/ Cầu chì tự rơi –LBFCO, FCO
FCO Được lắp đặt tại các trạm biến áp (TBA) phụ tải, TBA chuyên dùng để bảo
vệ máy biến áp (MBA) và các thiết bị liên quan. LBFCO và FCO được sử dụng làm
thiết bị bảo vệ cho nhánh rẽ có nhiều phụ tải.
Khi xảy ra sự cố thì các LBFCO, FCO này khơng có tính chọn lọc thường đứt
chì, nhảy máy cắt đầu nguồn làm gián đoạn cung cấp điện.
12
Hình 1.3: Cầu chì tự rơi (FCO)
c/ Dao cắt có tải (LBS)
Về nguyên lý vận hành đây là dao cách ly có khả năng thao tác khi đang có điện
C
C
(tải lớn), việc thao tác này góp phần giảm bớt khu vực ảnh hưởng mất điện so với các
R
L
.
T
DU
dao cách ly truyền thống qua đó nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đối với các công
tác trên lưới điện. Tuy nhiên do khơng có chức năng bảo vệ nên khơng có tác dụng
nâng cao độ tin cậy cung cấp điện trong chế độ sự cố.
LBS hiện nay lưới điện ĐLNSH đang vận hành trên lưới điện gồm các LBS kín
và hở. Buồng dập hồ quang loại kín thường sử dụng khí SF6 đảm bảo vận hành an
tồn, ổn định, tuy nhiên loại này yêu cầu cần có thêm DCL hoặc LBFCO đi kèm để tạo
khoảng hở phục vụ công tác. Các LBS kiểu kín lắp đặt mới đã được kết nối với hệ
thống đóng cắt tự động SCADA, hiện tại trong tổng số 17 LBS đã có 08 bộ được kết
nối SCADA trên địa bàn Điện lực.
Hình 1.4: Dao cắt có tải tiếp điểm kín (LBS)
13
d/ Recloser
Được lắp đặt trên lưới có nhiệm vụ quan trọng nhất là phân đoạn lưới điện, cô lập
khu vực bị sự cố để đảm bảo cấp điện cho khu vực nằm ngồi điểm sự cố.
Ngồi ra, Recloser cịn có chức năng đóng lặp lại để thực hiện thao tác đóng điện
lại đối với các sự cố thống qua thì việc này sẽ nhanh chóng khơi phục cấp điện, đảm
bảo việc cấp điện nhanh nhất cho khách hàng.
Hiện nay trên lưới phân phối ĐLNSH toàn bộ Recloser đều đã được kết nối với
hệ thống thao tác từ xa SCADA.
C
C
R
L
.
T
DU
Hình 1.5: Recloser và tủ điều khiển
e/ Tủ RMU
Tủ điện RMU là tên viết tắt của từ tiếng Anh Ring Main Unit được thiết kế theo
cấu trúc metal enclosed, cách điện khí SF6 sử dụng cho hệ thống phân phối trung thế
tới 36kV 630A.
Tủ điện RMU khu vực ĐLNSH có chức năng như dao cắt có tải, có khả năng
thao tác khi đang có điện (tải lớn), việc thao tác này góp phần giảm bớt khu vực ảnh
hưởng mất điện so với các dao cách ly truyền thống qua đó nâng cao độ tin cậy cung
cấp điện đối với các công tác trên lưới điện. Tuy nhiên do khơng có chức năng bảo vệ
nên khơng có tác dụng nâng cao độ tin cậy cung cấp điện trong chế độ sự cố.
Được lắp đặt trên lưới có nhiệm vụ quan trọng nhất là phân đoạn lưới điện ngầm,
liên kết mạch vòng các tuyến cáp ngầm 22kV, đóng cắt và bảo vệ đầu vào cho các
máy biến áp.
Các tủ RMU được đầu tư từ năm 1999 bằng các nguồn vốn ODA,WB. Các tủ
