Luận văn thạc sĩ đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện 220kv truyền tải điện gia lai
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.06 MB, 145 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------
NGUYỄN XUÂN SANG
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ
TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN 220KV TRUYỀN ẢI
ĐIỆN GIA LAI
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT ĐIỆN
Đà Nẵng – Năm 2020
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------
NGUYỄN XUÂN SANG
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ
TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN 220KV TRUYỀN TẢI
ĐIỆN GIA LAI
Chuyên ngành
Mã số
: Kỹ thuật điện
: 8520201
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TRẦN TẤN VINH
Đà Nẵng – Năm 2020
i
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 chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ cơng trình
nào khác.
Tác giả luận văn
NGUN XUÂN SANG
ii
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN 220KV
TRUYỀN TẢI ĐIỆN GIA LAI
Học viên: Nguyễn Xuân Sang.
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện.
Mã số: 8520201. Khóa: 2018-2020 Trƣờng Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng
Lƣới điện truyền tải thuộc Truyền Tải Điện Gia Lai quản lý đóng vai trị rất quan trong trong
hệ thống truyền tải điện quốc gia. Cùng với sự phát triển mạnh của phụ tải và các nguồn điện trong
giai đoạn hiện nay, cơng tác vận hành an tồn tin cậy lƣới điện đang là một thách thức lớn và yêu cầu
Truyền Tải Điện Gia Lai phải có những giải pháp hữu hiệu để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.
Luận văn đã nghiên cứu tổng quan về mặt lý thuyết các phƣơng pháp tính tốn độ tin cậy của
lƣới điện truyền tải; qua đó đã phân tích và đề xuất sử dụng phƣơng pháp khơng gian trạng thái để
tính tốn độ tin cậy. Trên cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp trạng thái, luận văn đã xây dựng thuật toán
và sử dụng phần mềm Excel để tính tốn độ tin cậy của lƣới truyền tải nói chung.
Bằng thuật tốn đã xây dựng, luận văn đã tính tốn minh họa cho một sơ đồ lƣới truyền tải
đơn giản 7 nút. Sau đó đã tính tốn các chỉ tiêu độ tin cậy của lƣới điện 220 kV Truyền Tải Điện Gia
Lai khi xét đến các trƣờng hợp mất điện do sự cố và bảo quản định kỳ các phần tử trên lƣới điện. Để
nâng cao độ tin cậy cho lƣới điện luận văn đã đề xuất các nhóm giải pháp về quản lý và kỹ thuật;
trong đó có tính tốn hiệu quả của các giải pháp chính nhƣ giảm cƣờng độ và thời gian sửa chữa sự
cố, giải pháp cải tạo sơ đồ thiết bị phân phối.
PROPOSING SOLUTIONS TO ENHANCE RELIABILITY OF 220KV POWER
GRID GIA LAI POWER TRANSFER
The transmission grid under the management of Gia Lai Power Transmission Company plays
a very important role in the national power transmission system. Along with the strong development of
the load and power sources in the current period, the safe and reliable operation of the grid is a big
challenge and requires Gia Lai Power Transmission to have effective solutions to improve power
supply reliability.
The thesis has researched a theoretical overview of the methods to calculate the reliability of
the transmission grid; thereby analyzing and proposing the use of the state space method to calculate
the reliability. On the theoretical basis of the state method, the thesis has built an algorithm and used
Excel software to calculate the reliability of transmission mesh in general.
By the built algorithm, the thesis has calculated and illustrated a simple 7-node transmission
grid diagram. After that, the reliability indicators of Gia Lai 220 kV transmission grid were calculated
when considering power outages caused by breakdown and periodic maintenance of elements on the
grid. In order to improve the reliability of the power grid, the thesis proposed groups of management
and technical solutions; Including efficiency calculations of major solutions such as reducing the
intensity and time of troubleshooting, solutions to improve distribution equipment diagram.
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN...................................................................................................................................... i
TÓM TẮT.................................................................................................................................................... ii
MỤC LỤC.................................................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT.................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH................................................................................................................... ix
MỞ ĐẦU...................................................................................................................................................... 1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.............................................................................................................. 1
2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI.................................................................................................................... 3
3. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU....................................................................... 4
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................................................................................... 4
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI............................................. 4
6. TÊN VÀ BỐ CỤC CỦA ĐỀ TÀI........................................................................................... 4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY VÀ LƢỚI ĐIỆN THUỘC
TRUYỀN TẢI ĐIỆN GIA LAI.......................................................................................................... 6
1.1. Tổng quan về độ tin cậy của lƣới điện...................................................................................... 6
1.2. Tổng quan về lƣới điện 220 kV truyền tải điện Gia Lai.................................................... 7
1.3. Thực trạng ĐỘ TIN CẬY của lƣới điện 220KV truyền tải điện Gia Lai....................9
1.3.1. Trạm biến áp 500 kV Pleiku.............................................................................................. 9
1.3.2. Trạm biến áp 500 kV Pleiku 2........................................................................................ 10
CHƢƠNG 2. CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY............................15
2.1. Phƣơng pháp cấu trúc nối tiếp- song song............................................................................ 15
2.1.1. Sơ đồ độ tin cậy.................................................................................................................... 15
2.1.2. Độ tin cậy của sơ đồ các phần tử nối tiếp.................................................................. 15
2.1.3. Sơ đồ các phần tử song song:......................................................................................... 17
2.2. Phƣơng pháp không gian trạng thái......................................................................................... 19
2.2.1. Mở đầu..................................................................................................................................... 19
2.2.2. Quá trình Markov với trạng thái rời rạc và thời gian rời rạc (Xích
Markov)....................................................................................................................................................... 20
2.2.3. Q trình Markov có trạng thái rời rạc trong thời gian liên tục......................... 22
2.3. Kết luận............................................................................................................................................... 23
CHƢƠNG 3. TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY CỦA LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI
BẰNG PHƢƠNG PHÁP TRẠNG THÁI.................................................................................. 24
3.1. Mô hình trạng thái các phần tử.................................................................................................. 24
iv
3.1.1. Trạng thái của các phần tử trong lƣới điện................................................................ 24
3.1.2. Mơ hình trạng thái của phần tử khi chỉ xét sự cố.................................................... 25
3.1.3. Mơ hình trạng thái của phần tử khi xét sự cố và cắt điện bảo dƣỡng định
kỳ.................................................................................................................................................................... 26
3.1.4. Mơ hình trạng thái của phần tử khi xét đến đổi nối................................................ 27
3.1.5. Mơ hình trạng thái của hệ thống.................................................................................... 27
3.2. Tính tốn độ tin cậy của lƣới điện truyền tải....................................................................... 29
3.3. Phân tích ảnh hƣởng của trạng thái phần tử đển phụ tải.................................................. 31
3.4. Ví dụ tính tốn.................................................................................................................................. 32
3.4.1. Tính tốn trào lƣu cơng suất........................................................................................... 32
3.4.2. Mơ hình trạng thái của các phần tử.............................................................................. 33
3.4.3. Phân tích ảnh hƣởng hỏng hóc của các phần tử đến ĐTC.................................. 35
3.4.4. Thông số các trạng thái..................................................................................................... 38
3.4.5. Tần suất và thời gian mất điện của các đƣờng dây................................................ 44
3.5. Kết luận............................................................................................................................................... 44
CHƢƠNG 4. TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY CỦA LƢỚI ĐIỆN 220 KV
TRUYỀN TẢI ĐIỆN GIA LAI....................................................................................................... 45
4.1. Sơ Đồ Lƣới Điện............................................................................................................................ 45
4.2. Số liệu sơ đồ...................................................................................................................................... 47
4.2.1. Đánh số trên sơ đồ............................................................................................................... 47
4.2.2. Số liệu về đƣờng dây......................................................................................................... 47
4.2.3. Số liệu độ tin cậy của các phần tử................................................................................. 48
4.3. Tính tốn trào lƣu cơng suất....................................................................................................... 49
4.4. Mơ hình trạng thái và phân loại các trạng thái..................................................................... 50
4.4.1. Mơ hình trạng thái của lƣới điện truyền tải Gia Lai.............................................. 50
4.4.2. Phân loại các trạng thái của lƣới điện truyền tải Gia Lai.................................... 54
4.5. Kết quả tính tốn độ tin cậy lƣới điện 220 KV thuộc Công ty Truyền tải Gia
Lai.................................................................................................................................................................. 64
4.5.1. Các chỉ tiêu độ tin cậy của lƣới điện do sự cố......................................................... 64
4.5.2. Độ tin cậy của lƣới điện khi mất điện do BQĐK................................................... 66
4.6. Kết luận............................................................................................................................................... 68
CHƢƠNG 5. CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CHO LƢỚI ĐIỆN
220 KV TRUYỀN TẢI ĐIỆN GIA LAI...................................................................................... 70
5.1. Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ tin cậy của lƣới điện.......................................................... 70
5.2. Các biện pháp nâng cao độ tin cậy của lƣới điện truyền tải thuộc Truyền tải
điện Gia Lai................................................................................................................................................ 70
v
5.2.1. Giải pháp quản lý................................................................................................................ 70
5.2.2. Giải pháp kỹ thuật............................................................................................................... 72
5.3. Phân tích hiệu quả các giải pháp nâng cao độ tin cậy cho lƣới điện 220 kV
thuộc Truyền tải điện Gia Lai.............................................................................................................. 73
5.3.1. Hiệu quả của giải pháp giảm cƣờng độ sự cố các phần tử.................................. 73
5.3.2. Hiệu quả của giải pháp giảm thời gian sửa chữa các phần tử............................. 74
5.3.3. Hiệu quả của giải pháp giảm thời gian đổi nối......................................................... 74
5.3.4. Hiệu quả của giải pháp cải tạo sơ đồ thiết bị phân phối....................................... 74
5.4. Kết luận............................................................................................................................................... 77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................................................... 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)
vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
1.
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt.
Các ký hiệu:
: Cƣờng độ sự cố (1/năm)
: Cƣờng độ bảo quản định kỳ
:
Trạng thái bình thƣờng
:
Trạng thái đổi nối
:
Trạng thái sửa chữa
:
Thời gian trung bình sửa chữa sự cố (h)
:
Thời gian nối sau sự cố (h)
: Thời gian bảo quản định kỳ
Các chữ viết tắt:
BQĐK : Bảo quản định kỳ
BVRL : Bảo vệ rơ le
ĐTC : Độ tin cậy
TTT : Trạng thái tốt TTH :
Trạng thái hỏng XSTT :
Xác suất trạng thái
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng
3.1.
3.2.
3.3.
Mơ hình
Phân lo
điện
Phân lo
trên lƣớ
3.4.
Xác suấ
3.5.
Xác suấ
3.6.
Xác suấ
3.7.
Xác suấ
3.8.
Xác xuấ
điện
3.9.
Các chỉ
4.1.
Thông s
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
Thông s
220 KV
Thông
KV Tru
Phân bố
Lai
Liệt kê
Phân lo
dây D1
Phân lo
dây D10
Phân lo
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
dây D1
Phân lo
dây D10
Xác suấ
dây do s
Tần suấ
đƣờng
viii
Số hiệu
bảng
4.12.
4.13.
4.14.
4.15.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
Cƣờng
Xác suấ
do BQĐ
Tần suấ
BQĐK
Tổng hợ
tải hằng
Hiệu qu
truyền t
Hiệu qu
đƣờng
Hiệu qu
Xác suấ
sơ đồ m
Tần suấ
sơ đồ m
So sánh
sơ đồ m
ix
DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình
1.1.
Sơ đồ v
1.2.
Sơ đồ v
2.1.
Sơ đồ c
2.2.
Sơ đồ c
2.3.
Mơ hìn
2.4.
Mơ hìn
3.1.
Mơ hìn
3.2.
Mơ hìn
dƣỡng
3.3.
Mơ hìn
3.4.
Mơ hìn
3.5.
Mơ hìn
3.6.
Thuật t
3.7.
Sơ đồ v
3.8.
Kết qu
4.1.
5.1.
Sơ đồ d
Lai
Giải ph
Pleiku
1
MỞ ĐẦU
1.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay việc sử dụng điện năng đã trở thành một nhu cầu thiết yếu trong đời
sống của con ngƣời, kinh tế-xã hội ngày càng phát triển dẫn đến nhu cầu sử dụng điện
ngày càng gia tăng mạnh mẽ. Yêu cầu của khách hàng là chất lƣợng điện năng ngày
càng cao, độ tin cậy cung cấp điện ngày càng đƣợc cải thiện.
Yêu cầu việc cung cấp điện phải liên tục, ổn định nhằm giảm thiểu thiệt hại
kinh tế do mất điện. Thị trƣờng điện đang dần đƣợc hình thành, dẫn đến sự cạnh tranh
giữa các nhà cung cấp và phân phối điện trong tƣơng lai là điều tất yếu, và tất nhiên
nhu cầu bắt buộc phải nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.
Lƣới điện Truyền tải điện Gia Lai là một bộ phận cấu thành trong hệ thống lƣới
truyền tải điện của Công ty Truyền tải điện 3 nói riêng và của Tổng cơng ty Truyền tải
điện Quốc gia nói chung. Trong xu thế hòa nhập thị trƣờng điện cạnh tranh, nhiệm vụ
đảm bảo Truyền tải điện liên tục, an toàn, ổn định là mục tiêu và nhiệm vụ hàng đầu
của Ngành truyền tải điện.
Độ tin cậy cung cấp điện ngày càng đƣợc khách hàng và ngành điện quan tâm,
đặc biệt là trong lĩnh truyền tải và phân phối điện năng. Việc gián đoạn cung cấp điện
của lƣới truyền tải có thể gây nên mất điện diện rộng, không chỉ ảnh hƣởng đến khách
hàng mà còn gây thiệt hại lớn về kinh tế, an ninh xã hội.
Dƣới đây là bảng thống kê sơ bộ các sự cố đƣờng dây kết nối trong lƣới điện
của Truyền tải điện Gia Lai quản lý trong 02 năm 2017 và 2018:
STT
Năm 2017
1
2
3
4
2
STT
5
Năm 2018
1
2
3
4
5
Tình hình ngừng cung cấp điện trên lƣới TBA 500 kV Pleiku năm 2018.
STT
1
Tên thiết bị
Máy biến áp AT3
2
Máy biến áp AT4
3
Ngăn xuất tuyến ĐZ 271
4
Ngăn xuất tuyến ĐZ 272
5
Ngăn xuất tuyến ĐZ 273
6
Ngăn xuất tuyến ĐZ 274
7
Ngăn xuất tuyến ĐZ 278
3
STT
Tên thiết bị
8
Thanh cái C22
9
Thanh cái C21
10
Máy biến áp AT1
11
Máy biến áp AT2
12
Máy biến áp AT5
13
Ngăn xuất tuyến ĐZ 572
14
Ngăn xuất tuyến ĐZ 573
15
Ngăn xuất tuyến ĐZ 574
16
Ngăn xuất tuyến ĐZ 575
17
Ngăn xuất tuyến ĐZ 577
18
Ngăn xuất tuyến ĐZ 578
Qua bảng thống kê, ta thấy với các đƣờng dây truyền tải sự cố xảy ra chủ yếu
do sét hoặc một số ít do các nguyên nhân khác. Nhờ sử dụng thiết bị đóng lặp lại F79
và nhiều trƣờng hợp đóng lại thành cơng khi đƣờng dây sự cố nên có thể thấy độ tin
cậy lƣới điện khá cao khi chỉ xét riêng về mặt sự cố ngẫu nhiên các phần tử. Mặc dù
cƣờng độ sự cố bé nhƣng do các đƣờng dây truyền tải công suất và điện năng hằng
năm lớn, do đó dẫn đến thiệt hại mất điện lớn.
Hơn nữa, ngoài mất điện do sự cố, lƣới điện truyền tải cịn bị mất điện do cắt
điện cơng tác hoặc bảo trì bảo dƣỡng các phần tử trên lƣới điện theo kế hoạch định kỳ
hằng năm. Tần suất cắt điện của các đƣờng dây truyền tải do bảo quản định kỳ các
phần tử lớn hơn nhiều so với sự cố, thống kê trung bình từ 1,9 đên 4,0 1/năm, với tổng
lƣợng điện năng gián đoạn truyền tải gần 10.000 MWh/năm chiếm tỉ lệ 0.12% điện
năng truyền tải tồn lƣới.
Vì vậy việc tính tốn và đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lƣới điện
Truyền tải điện Gia Lai là vơ cùng cần thiết.
2.MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
Đề tài tập trung nghiên cứu giải pháp, tính tốn các chỉ tiêu độ tin cậy lƣới
điện Truyền tải điện Gia Lai .
Đề xuất các giải pháp để nâng cao độ tin cậy lƣới điện thuộc công ty Truyền
tải điện Gia Lai.
4
3.MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Mục tiêu: Đề tài đặt ra các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu chính nhƣ sau:
Nghiên cứu các chỉ tiêu độ tin cậy lƣới điện.
Nghiên cứu các phƣơng pháp tính tốn độ tin cậy của lƣới điện truyền tải.
Từ kết quả tính tốn tiến hành phân tích và đề xuất các giải pháp nâng cao độ
tin cậy cung cấp điện cho lƣới điện 220 KVTruyền tải điện Gia Lai.
Phạm vi nghiên cứu: Đề tài chỉ nghiên cứu trong phạm vi lƣới điện 220 KV
thuộc Truyền tải điện Gia Lai quản lý, chỉ xét đến sự cố và bảo quản định kỳ các phần
tử chính trên lƣới điện nhƣ đƣờng dây, máy biến áp và các thiết bị đóng cắt chính; chỉ
xét sự cố riêng lẻ mà không xét sự cố xếp chồng.
4.PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm.
Phƣơng pháp lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến các phƣơng
pháp tính tốn và các giải pháp nâng cao độ tin cậy cho lƣới điện nói chung, lƣới điện
truyền tải nói riêng.
Phƣơng pháp thực nghiệm: Trên cơ sở lý thuyết tính tốn độ tin cậy, xây
dựng thuật tốn và sử dụng phần mềm Excel để tính tốn độ tin cậy cho lƣới điện 220
kV thuộc công ty Truyền Tải Điện Gia Lai dựa trên các thông số thống kê về độ tin cậy
của các phần tử trên lƣới điện.
5.Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Ý
nghĩa khoa học: Đề tài đã nghiên cứu và tổng hợp các vấn đề liên quan đến
độ tin cậy của lƣới điện truyền tải. Đề tài đã xây dựng thuật toán và phƣơng pháp tính
tốn các chỉ tiêu độ tin cậy của lƣới điện truyện tải bằng phần mềm Excel. Kết quả
nghiên cứu của đề tài là tài liệu tham khảo, làm cơ sở để có thể tính tốn độ tin cậy của
lƣới điện truyền tải nói chung và lƣới điện 220 kV Truyền tải điện Gia Lai nói riêng.
Ý
nghĩa thực tiễn: Từ kết quả tính tốn của đề tài, qua đó đánh giá đƣợc độ tin
cậy cung cấp điện của lƣới điện thuộc Truyền tải điện Gia Lai nhằm định lƣợng đƣợc
tính liên tục cung cấp điện, từ đó đề xuất những giải pháp hợp lý để nâng cao độ tin
cậy lƣới điện. Vì vậy đề tài có ý nghĩa thực tiễn cao, có thể đƣợc nghiên cứu hồn
thiện để áp dụng nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao hiệu quả vận hành lƣới điện của
Truyền tải điện Gia Lai.
6.TÊN VÀ BỐ CỤC CỦA ĐỀ TÀI
Căn cứ và mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài đƣợc đặt tên nhƣ sau:
“ Đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện 220 kV Truyền
tải điện Gia Lai ”.
5
BỐ CỤC LUẬN VĂN:
Mở đầu
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY VÀ LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI
ĐIỆN GIA LAI.
Chƣơng 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY.
Chƣơng 3: TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY CỦA LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI
BẰNG PHƢƠNG PHÁP TRẠNG THÁI.
Chƣơng 4: TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN
220KV TRUYỀN TẢI ĐIỆN GIA LAI.
Chƣơng 5 : ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY.
Kết luận và kiến nghị.
6
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY VÀ LƢỚI ĐIỆN
THUỘC TRUYỀN TẢI ĐIỆN GIA LAI
1.1. Tổng quan về độ tin cậy của lƣới điện
Độ tin cậy là chỉ tiêu then chốt trong sự phát triển kỹ thuật, đặc biệt là khi xuất
hiện những hệ thống phức tạp nhằm hoàn thành những chức năng quan trọng trong các
lĩnh vực công nghiệp khác nhau.
Độ tin cậy của phần tử hoặc cả hệ thống đƣợc đánh giá một cách định lƣợng
dựa trên 2 yếu tố cơ bản là: tính làm việc an tồn và tính sửa chữa đƣợc.
Hệ thống điện và các phần tử:
HT là tập hợp những phần tử (PT) tƣơng tác trong một cấu trúc nhất định nhằm
thực hiện một nhiệm vụ xác định, có sự điều khiển thống nhất sự hoạt động cũng nhƣ
sự phát triển.
Trong hệ thống điện (HTĐ) các phần tử là nhà máy phát điện, MBA, đƣờng
dây…Nhiệm vụ của HTĐ là sản xuất và truyền tải phân phối điện năng đến các hộ tiêu
thụ. Điện năng phải đảm bảo các chỉ tiêu chất lƣợng pháp định nhƣ điện áp, tần số, và
độ tin cậy hợp lý (ĐTC không phải là một chỉ tiêu pháp định, nhƣng xu thế phải trở
thành một chỉ tiêu pháp định với mức độ hợp lý nào đó).
HTĐ phải đƣợc phát triển một cách tối ƣu và vận hành với hiệu quả kinh tế cao
nhất. Về mặt độ tin cậy, HTĐ là một hệ phức tạp, thể hiện ở các điểm:
- Số lƣợng các phần tử rất lớn.
- Cấu trúc phức tạp.
- Rộng lớn trong không gian.
- Phát triển không ngừng theo thời gian.
- Hoạt động phức tạp.
Vì vậy HTĐ thƣờng đƣợc quản lý phân cấp, để có thể quản lý, điều khiển phát
triển, cũng nhƣ vận hành một cách hiệu quả.
HTĐ là hệ thống phục hồi, các phần tử của nó có thể bị hỏng sau khi đƣợc
phục hồi và lại đƣa vào hoạt động.
Phần tử là một bộ phận tạo thành hệ thống mà trong quá trình nghiên cứu ĐTC
nhất định , nó dƣợc xem nhƣ là một tổng kê khơng chia cắt đƣợc ( ví dụ nhƣ linh
kiện,thiết bị…) mà độ tin cậy cho trƣớc, hoặc dựa trên những số liệu thống kê. Phần tử
ở đây có thể hiểu theo một cách rộng rãi hơn. Bản thân phần tử cũng có thể cấu trúc
phức tạp nếu xét riêng nó là một hệ thống.
Ví dụ máy phát điện là hệ thống rất phúc tạp nếu xét riêng nó, nhƣng khi nghiên
cứu độ tin cậy của HTĐ ta có thể xem máy phát điện là một phần tử với các thông số
7
đặc trƣng có độ tin cậy nhƣ cƣờng độ hỏng hóc, thời gian phục hồi, xác xuất để mát
phát điện làm việc an toàn trong khoảng thơi gian quy định đã đƣợc xác định.
Đa số phần tử của hệ thống là phần tử phục hồi. Tính phục hồi của phần tử thể
hiện khả năng ngăn ngừa phát triển và loại trừ sự cố nhờ sách lƣợc “bảo quản định kỳ”
(BQĐK) hoặc sửa chữa phục hồi khi sự cố.
Độ tin cậy của lƣới điện truyền tải đƣợc xác định bằng tỷ lệ sản lƣợng điện
năng không cung cấp đƣợc hàng năm do ngừng, giảm cung cấp điện không theo kế
hoạch, ngừng/ giảm cung cấp điện có kế hoạch và sự cố trên lƣới điện truyền tải gây
mất điện cho khách hàng.
Sản lƣợng điện năng khơng cung cấp đƣợc tính bằng tích số giữa công suất phụ
tải bị ngừng, giảm cung cấp điện với thời gian ngừng, giảm cung cấp điện tƣơng ứng
trong các trƣờng hợp mất điện kéo dài trên 01 phút, trừ các trƣờng hợp sau:
- Ngừng, giảm cung cấp điện do hệ thống điện quốc gia thiếu nguồn;
- Ngừng, giảm mức cung cấp điện do sự bất khả kháng ( sự kiện xảy ra một
cách khách quan không thể kiểm sốt đƣợc, khơng thể lƣờng trƣớc đƣợc và
khơng thể tránh đƣợc mặc dù đã áp dụng cho mọi biện pháp cần thiết trong
khẳ năng cho phép).
1.2. Tổng quan về lƣới điện 220 kV truyền tải điện Gia Lai
Hiện tại, Truyền tải điện Gia Lai đƣợc giao nhiệm vụ quản lý vận hành 02 Trạm
biến áp (TBA) 500kV Pleiku, 500kV Pleiku2 và khoảng 900km đƣờng dây 500kV,
220kV, cụ thể nhƣ sau:
Trạm biến áp 500kV Pleiku có: 06 xuất tuyến đƣờng dây 500kV, 08 xuất
tuyến đƣờng dây 220kV, 03 máy biến áp 500kV - 450MVA, 02 máy biến áp 220kV 125MVA, 04 bộ kháng điện 500kV (tổng dung lƣợng là 520MVar), 03 giàn tụ bù dọc
500kV - 2000A.
Trạm biến áp 500kV Pleiku 2 có: 04 xuất tuyến đƣờng dây 500kV, 07 xuất
tuyến đƣờng dây 220kV; 02 MBA 500kV - 450MVA, 04 bộ kháng điện 500kV (tổng
dung lƣợng là 599MVAr), 03 giàn tụ bù dọc 500kV - 2000A.
Đƣờng dây truyền tải 220kV - 500kV: Gồm 06 tuyến đƣờng dây 500kV mạch
đơn; 01 tuyến đƣờng dây 500kV mạch kép; 04 tuyến đƣờng dây 220kV mạch đơn; 04
tuyến đƣờng dây 220kV mạch kép.
Trạm biến áp 500kV Pleiku, Pleiku 2 là một điểm nút cực kỳ quan trọng trong
lƣới điện siêu cao áp Quốc gia cũng nhƣ hệ thống điện Việt Nam. Nhiệm vụ chính của
TBA là làm trung gian để truyền tải công suất từ Miền Bắc vào Miền Nam và từ Miền
Nam ra Miền Bắc. Nhận nguồn trực tiếp từ các nhà máy thủy điện trên khu vực các
tỉnh Tây Nguyên nhƣ: Thủy điện Ialy 720 MVA đi trên 2 mạch đƣờng dây vào thanh
8
cái 500 KV của TBA Pleiku; NMTĐ Sê san 3, Sê san 3A công suất 260 MVA và 108
MVA cấp cho thanh cái 220 kV của TBA 500 kV Pleiku; NMTĐ Sê san 4, Sê san 4A
công suất 360 MVA và 63 MVA cấp cho thanh cái 220kV của TBA 500 kV Pleiku 2;
NMTĐ Xekaman công suất 290 MVA đi trên mạch kép cấp cho thanh cái 220 kV của
trạm 500kV Pleiku 2. Ngồi ra các trạm cịn nhận điện từ các nguồn khác nhƣ Nhiệt
điện Sinh Khối 110 MW, thủy điện Pleikrong nối vào thanh cái 220 kV tại trạm hòa
lên lƣới điện quốc gia, cung cấp điện năng cho sự phát triển kinh tế xã hội và an ninh
quốc phịng của đất nƣớc nói chung cũng nhƣ các tỉnh nam Miền Trung và Tây
Nguyên nói riêng.
Sơ đồ lƣới điện Truyền tải điện Gia Lai:
9
1.3. Thực trạng ĐỘ TIN CẬY của lƣới điện 220KV truyền tải điện Gia Lai
1.3.1. Trạm biến áp 500 kV Pleiku
Đƣợc đƣa vào vận hành từ năm 1994, đây là một trạm đƣợc thiết kế và xây
dựng từ khi có hệ thống điện 500kV tại Việt Nam, nhiều thiết bị vận hành tại đây có
tuổi thọ đến 25 năm vận hành, nhƣ kháng điện 500kV KH502, MBA 220kV AT3,
CSV, DCL, TI, TU, hệ thống tủ bảng tự dùng, cáp nhị thứ và rơ le trung gian… đang
ngày càng xuống cấp, giảm độ tin cậy và bộc lộ nhiều khiếm khuyết, hƣ hỏng trong
vận hành. Việc tiến hành đại tu, bảo dƣỡng, sửa chữa thiết bị gặp rất nhiều khó khăn
do yêu cầu, áp lực về cung cấp điện và nhất là khơng có vật tƣ phụ kiện dự phịng thay
thế do công nghệ sản xuất của một số nhà chế tạo đã ngừng hoạt động.
Để nâng cao độ tin cậy, trong thời gian qua trạm liên tục mở rộng, cải tạo, nâng
cấp, thay thế thiết bị. Từ sơ đồ nối điện chính ban đầu của hệ thống 500kV là tứ giác,
hệ thống 220kV là một thanh cái có thanh cái vịng. Đến nay sơ đồ nối điện chính của
hệ thống 500kV là 3/2, với 03 MBA 500kV-450MVA, 01 kháng thanh cái, 06 ngăn lộ
đƣờng dây 500kV, trong đó có 03 ngăn lộ đƣợc lắp kháng điện bù ngang và tụ bù dọc
500kV. Sơ đồ nối điện chính của hệ thống 220kV là 2 thanh cái có thanh cái đƣờng
vịng, với 02 MBA 220kV-125MVA, 06 xuất tuyến đƣờng dây 220kV.
Các xuất tuyến đƣờng dây 220 kV:
+
Xuất tuyến 271 TBA 220 kV Kontum với chiều dài 35,8km,
2xACSR
400/51.
+
Xuất tuyến 271 TBA 220 kV Kontum với chiều dài 35,8km,
2xACSR
400/51.
+
Xuất tuyến 274 nhà máy nhiệt điện An khê với chiều dài 86,8km,
ACKII
300/39.
+ Xuất tuyến 275 TBA 500 kV Pleiku2 với chiều dài 25,6km, ACSR 500/64.
+Xuất tuyến 274 nhà máy thủy điện Sê san 3A với chiều dài 42,5km, ACSR
500/64.
+Xuất tuyến 272 nhà máy thủy điện Sê san 3 với chiều dài 29,8km, ACSR
500/64.
10
Hình 1.1. Sơ đồ vận hành TBA 500kV Pleiku
1.3.2. Trạm biến áp 500 kV Pleiku 2
Đƣợc đóng điện xung kích và đƣa vào vận hành lần đầu vào vào ngày 04/3/2016.
Nhìn chung thiết bị nhất, nhị thứ đồng bộ, mới, hiện đại. Sơ đồ nối điện chính của hệ
thống 500kV là 3/2, với 02 MBA 500kV-450MVA, 01 kháng thanh cái và 04 ngăn lộ
đƣờng dây 500kV, trong đó có 03 ngăn lộ đƣợc lắp kháng điện bù ngang và tụ bù dọc
500kV. Sơ đồ nối điện chính của hệ thống 220kV là 2 thanh cái có thanh
