Đánh giá độ tin cậy cung cấp điện và giải pháp cải thiện độ tin cậy của điện lực sông hinh phú yên

+ Thời gian đóng ngắt đ ờng dơy trên không.. + Thời gian đóng ngắt thi t bị bằng tay.. + Thời gian đóng ngắt máy cắt... b Chỉ tiêu tần suất ngừng cungcấp điện khách hàng.. c Chỉ tiêu cắt

M C L C

CH NG I T NG QUAN 1

1.1 Đ T V N Đ .1

1.2 M C TIểU VÀ NHI M V C A Đ TÀI 4

1.3 PH M VI NGHIểU C U 4

1.4 PH NG PHỄP NGHIểN C U 4

CH NG 2 ĐÁNH GIÁ Đ TIN C Y TRONG H TH NG ĐI N 5

2.1 CỄC KHỄI NI M C B N V ĐỄNH GIỄ Đ TIN C Y TRONG H TH NG ĐI N .5

2.1.1 Định nghĩa đ tin c y 5

2.1.2 Các khái ni m 5

2.1.3 Các ch tiêu đ tin c y 7

2.2 T NG QUAN V TệNH TOỄN Đ TIN C Y .8

2.2.1 Đ tin c y ngu n phát .9

2.2.2 Các công th c tính đ tin c y trong m ng truy n t i .12

2.2.3 Đ tin c y trong m ng đi n phơn ph i 15

2.3 CỄC THÔNG S C B N Đ ĐỄNH GIỄ Đ TIN C Y C A H TH NG ĐI N 16

2.3.1 Các đ c tính h ng hóc c a các ph n t h th ng đi n 17

2.3.2 Đ c tính s a ch a (ph c h i) c a m t ph n t 20

2.3.3 Tính s n sƠng c a ph n t 22

2.4 MÔ HÌNH TIN C Y PH N T H TH NG ĐI N 23

2.4.1 Mô hình ngu n phát 24

2.4.2 Mô hình đ ờng dơy truy n t i vƠ máy bi n áp 27

2.5 MÔ HÌNH TIN C Y PH N T .28

2.5.1 N i Ti p 28

2.5.2 Song song 31 2.6 CỄC CH TIểU TệNH TOỄN Đ TIN C Y TRONG M NG PHỂN

PH I HÌNH TIA 33

2.6.1 SAIFI 33

2.6.2 SAIDI 34

2.6.3 CAIFI 34

2.6.4 CAIDI 34

2.6.5 ASAI 35

2.6.7 AENS 35

2.6.8 ACCI 35

2.6.9 ASIFI 36

2.6.10 ASIDI ậ Load Based 36

2.6.11 MAIFI 36

2.6.12 CEMIn 36

2.6.13 CEMSMIn 37

CH NG 3 NỂNG CAO Đ TIN C Y CUNG C P ĐI N L I ĐI N SÔNG HINH ậ T NH PHÚ YểN 38

3.1 T NG QUAN V ĐI N L C SÔNG HINH ậ T NH PHÚ YểN 38

3.1.1 Thông tin chung v Đi n l c Sông Hinh ậ Công ty Đi n l c Phú Yên .38

3.1.2 Quá trình hình thƠnh vƠ phát tri n c a Đi n l c Sông Hinh ậ Công ty Đi n l c Phú Yên .39

3.1.3.K t qu ho t đ ng s n xu t kinh doanh c a Đi n l c Sông Hinh giai đo n 2009-2012: 39

3.2 HI N TR NG L I ĐI N 40

3.2.1 Các thông s h th ng 40

3.2.2 S đ h th ng đi n l c Sông Hinh ậ Phú Yên 41

3.2.3 Thu n l i vƠ khó khăn c a đi n l c Sông Hinh- Phú Yên 43

3.2.4 Các thông s liên quan đ n đ tin c y cung c p đi n 43 3.3.ĐỄNH GIỄ Đ TIN C Y CUNG C P ĐI N C A L I ĐI N HI N

3.4 CỄC GI I PHỄP NỂNG CAO Đ TIN C Y CUNG C P ĐI N CHO

L I ĐI N SÔNG HINH 47

3.4.1 Ph ng án 1 47

3.4.2 Ph ng án 2 50

3.4.3 Ph ng án 3 52

3.4.4 Ph ng án 4 55

3.4.5 Ph ng án 5 58

3.5 L TRÌNH TH C HI N CỄC GI I PHỄP NỂNG CAO Đ TIN C Y ĐI N L C SÔNG HINH-PHÚ YÊN 60

CH NG 4 K T LU N VÀ H NG PHÁT TRI N C A Đ TÀI 63

4.1 K T LU N 63

4.2 H NG PHỄT TRI N C A Đ TÀI 64

TÀI LI U THAM KH O 65

PH L C 66

DANH M C CÁC HÌNH

Hình 2.1: S đ kh i đánh giá đ tin c y 7

Hình 2.2: Gi n đ bi u di n ch tiêu thi u ngu n 10

Hình 2.3: Gi n đ đ nh t i ngƠy liên t c .11

Hình 2.4: S đ hình tia 12

Hình 2.5: S đ m ch vòng .14

Hình 2.6: các tr ng thái tính toán truy n t i khi các đ ờng dơy h ng hóc .14

Hình 2.7 Đ ờng cong chi phí v phí t n m t đi n kỳ vọng khi tăng đ tin c y c a h th ng .16

Hình2.8: Hàm c ờng đ h ng hóc 18

Hình 2.9: Mô hình hai tr ng thái 21

Hình 2.10: Gi n đ chuy n tr ng thái 22

Hình 2.11: Bi u đ chuy n t n s .26

Hình 2.12: S đ h th ng n i ti p c a hai ph n t 28

Hình 2.13: S đ song song c a hai ph n t 31

Hình 3.1: S đ xu t tuy n 471/A20 đi n l c Sông Hinh ậ Phú Yên 41

Hình 3.2: S đ xu t tuy n 477/SHo đi n l c Sông Hinh ậ Phú Yên 42

Hình 3.3 S đ kh i h th ng l i đi n Sông Hinh 46

Hình 3.4 Vị trí khu v c EABAR vƠ EALY 48

Hình 3.5 s đ tuy n dơy khu v c 13 48

Hình 3.6 Ph ng án 1: Lắp đ t thêm 3 thi t bị phơn đo n trên khu v c 13 49

Hình 3.7 Vị trí khu v c EABAR vƠ EALY 50

Hình 3.8 Vị trí khu v c EABAR vƠ EALY 52

Hình 3.9 C u hình hi n h u c a l i đi n Sông Hinh v i khóa mở DS 100-7 55

Hình 3.10 Khóa mở LBS 103 56

Hình 3.11 Khóa mở DS 101 57

Hình 3.12 S d ng máy phát phơn tán DG 59

DANH M C CÁC B NG

B ng 3.1 Các ch tiêu kinh doanh điên năng 2009-2012 39

B ng 3.2 S c Đ ờng dơy 44

B ng 3.3 S c máy bi n áp 45

B ng 3.4 S c máy cắt 477 45

B ng 3.5 S c máy cắt 471 45

B ng 3.6: K t qu t ng h p đ tin c y cung c p đi n c a l i đi n hi n t i c a Sông Hinh ậPhú Yên 47

B ng 3.7: k t qu t ng h p đ tin c y cung c p đi n c a l i đi n s d ng ph ng án c i t o lắp thêm 3 thi t bị phơn đo n 49

B ng 3.8: So sánh k t qu Ph ng án 1 v i l i đi n hi n t i 50

B ng 3.9: k t qu t ng h p đ tin c y cung c p đi n c a l i đi n s d ng ph ng án thay th thi t bị phơn đo n LTD 705 51

B ng 3.10: So sánh k t qu Ph ng án c i ti n v i l i đi n hi n t i 51

B ng 3.11: k t qu t ng h p đ tin c y cung c p đi n c a l i đi n s d ng ph ng án thay th thi t bị phơn đo n LTD 705 vƠ lắp đ t thêm thi t bị phơn đo n .53

B ng 3.12: So sánh k t qu Ph ng án c i ti n v i l i đi n hi n t i 53

B ng 3.13: k t qu t ng h p đ tin c y cung c p đi n c a l i đi n s d ng ph ng án thay th thi t bị phơn đo n LTD 705 bằng Recloser vƠ lắp đ t thêm thi t bị phơn đo n 54

B ng 3.14: So sánh k t qu Ph ng án 3 (án thay th LTD 705 bằng LBS+FCO) v i ph ng án thay th LTD 705 bằng Recloser 54

B ng 3.15: Các ch s đ tin c y khi chuy n khóa mở sang LBS 103 56

B ng 3.16: Các ch s đ tin c y khi chuy n khóa mở sang LBS 101 57

B ng 3.17: So sánh k t qu Ph ng án c i ti n v i l i đi n hi n t i 58

B ng 3.18: Các ch s đ tin c y khi đ a vào v n hƠnh các máy phát phơn tán 59

CH NG I

T NG QUAN

1.1 Đ T V N Đ

Đi n năng có vai trò h t s c quan trọng trong công cu c công nghi p hóa

và phát tri n kinh t xã h i c a đ t n c Do đó ngành đi n c n ph i đ c phát tri n m nh đ đáp ng đ c nhu c u ngày càng cao v đi n năng c a đ t n c

Vi c gi i quy t đúng đắn v n đ kinh t - kỹ thu t t thi t k cũng nh v n hành nhà máy đi n, h th ng đi n và l i đi n ph i đ c bi t quan tâm m t cách tri t đ Đ đ m b o có đ c các ph ng án d phòng h p lý và t i u trong ch đ làm vi c bình th ờng cũng nh x y ra s c

L i đi n phân ph i cung c p cho các tr m phân ph i trung áp, h áp và

ph t i trung áp Các h ph t i nh n đi n tr c ti p thông qua các tr m bi n

áp phân ph i, nên khi x y ra b t kỳ s c nào trong l i đi n và tr m bi n áp phân ph i đ u nh h ởng tr c ti p đ n các h tiêu th Đ nâng cao đ tin c y

và tính liên t c cung c p đi n cũng nh d phòng h p lý, lu n văn t p trung

ch y u vào nghiên c u tính toán đ tin c y c a l i đi n phân ph i, t các

k t qu tính toán đ c đ a ra các gi i pháp cung c p đi n đ i v i ph t i Vì th trong đ tƠi nƠy tác gi s trình bƠy ph ng pháp đánh giá đ tin c y cung c p

đi n vƠ gi i pháp c i thi n đ tin c y c a đi n l c Sông Hinh-Phú Yên d a vƠo

c sở lí thuy t tính toán đ tin c y ch t l ng năng vƠ ph n m m PSS/ADEPT t

s li u s c c th c a Đi n L c Sông Hinh -Phú Yên

Ph m vi c a đ tài: Nghiên c u và gi i pháp nâng cao đ tin c y

cung c p đi n c a l i phân ph i đi n Sông Hinh-Phú Yên

M c đích c a đ tài (các k t qu c n đ t đ c):

Nêu c sở lý thuy t v đ tin c y, các ph ng pháp phân tích đ tin c y

v l i phân ph i, ng d ng ph n m m PSS/ADEPT đ đánh giá đ tin c y

Ph ng pháp nghiên c u:

Nguyên c u lý thuy t v tính toán đ tin c y

V n d ng k t qu nghiên c u, ng d ng ph n m m PSS/DEPT tính toán

đ tin c y c a l i phân ph i và áp d ng tính toán đ tin c y c a l i đi n phân ph i Sông hinh-Phú Yên

N i dung c a đ tài:

Chương 1: T NG QUAN

Chương 2: ĐÁNH GIÁ Đ TIN C Y TRONG H TH NG ĐI N

Chương 3: NỂNG CAO Đ TIN C Y CUNG C P ĐI N L I ĐI N SÔNG HINH ậ T NH PHÚ YÊN

Chương 4 :K T LU N VÀ H NG PHÁT TRI N C A Đ TÀI

1.1.1 Ch t L ng Đi n năng vƠ Đ Tin C y

Khách hƠng s d ng đi n đ v n hƠnh máy móc vƠ sinh ho t Đi u gì xƣy

ra khi ngu n đi n hay ch p chờn, tr i s t? Các máy móc s không ho t đ ng ho c

ho t đ ng không n định Ch t l ng đi n năng lƠ th c đo ch t l ng c a ngu n

đi n cung c p mƠ khách hàng s d ng B t kỳ s thay đ i b t th ờng ho c h ng hóc nƠo c a ngu n đi n đ u nh h ởng đ n thi t bị dùng đi n ho c có th lƠm

ng ng s v n hƠnh, đi u nƠy có nghĩa ch t l ng đi n năng th p

Ch t l ng c a h th ng đi n đ c xác định bởi đi n áp vƠ dòng đi n T t

c s chênh l ch trong h th ng đi n đ c gọi lƠ hi n t ng đ đánh giá ch t

l ng đi n năng

Nh ng d ng nhi u th ờng có trong ngu n đi n g m có;

+ Bi n thiên đi n áp vƠ dòng đi n

+ Nh ng s ki n thay đ i đi n áp

Đánh giá đ tin c y c a m t phát tuy n phơn ph i hình tia c a m ng đi n phơn ph i lƠ lĩnh v c tính toán vƠ phơn tích các s ki n h ng hóc các ph n t vƠ

thời gian s a ch a ph c h i các ph n t đó Đ tin c y đ c xem xét các v n đ sau,

c ờng đ h ng hóc các ph n t vƠ thời gian s a ch a ph c h i c a các ph n t

+ Thời gian đóng ngắt đ ờng dơy trên không

+ Thời gian đóng ngắt đ ờng dơy cáp ng m

+ Thời gian đóng ngắt thi t bị bằng tay

+ Thời gian đóng ngắt khi có đi u ch nh đi n áp

+ Thời gian đóng ngắt máy cắt

+ Thời gian đóng ngắt c u chì

+ Thời gian đóng ngắt đ đ a máy bi n áp vƠo v n hƠnh

+ Thời gian s a ch a đ ờng dơy trên không

+ Thời gian s a ch a đ ờng dơy đi ng m

+ Thời gian s a ch a thi t bị đóng ngắt bằng tay

1.1.2 Đánh giá đ tin c y

Đánh giá đ tin c y không ch lƠ m t khía c nh c a ch t l ng đi n mƠ còn

có t m quan trọng đ i v i chính h th ng đi n trên ba ph ng di n căn b n:

+ Quan sát tình tr ng c a h th ng đi n

+ xác định các thông s đ tin c y

+ Đánh giá thi t h i do m t đi n

a) Quan sát tình trạng của hệ thống điện:

Đ c di n t d i hình th c s l ng h ng hóc vƠ kho ng thời gian m t

đi n Đơy lƠ đi u ki n c n thi t cho quá trình thu nh p nh ng thông tin chi ti t v tình tr ng c a thi t bị trong h th ng đi n

b) Xác định thông số độ tin cậy:

D a trên s l n h ng hóc hay cắt đi n, m i l n cắt đi n có th gay ra m t

đi n m t hay nhi u l n ho c gơy quá t i Đánh giá đ tin c y không ch phơn tích

c) Đánh giá thiệt hại do mất điện:

Xem xét các thi t h i do m t đi n d i hình th c ti n t T đó có bi n pháp

gi m thi t h i đ ng thời tìm ra s đ h th ng h p lỦ nh t giúp t i đa hóa l i nhu n

1.2 M C TIểU VÀ NHI M V C A Đ TÀI

a) Đánh giá đ tin c y cung c p đi n c a đi n l c Sông Hinh-Phú Yên v i

s li u c th

b) Gi i pháp c i thi n đ tin c y cung c p đi n vƠ đ a ra l trình th c hi n

đ nơng cao đ tin c y c a Đi n L c Sông Hinh ậPhú Yên

1.3 PH M VI NGHIểU C U

a) Căn c vƠo các s c h ng hóc liên quan đ n đ tin c y c a Đi n L c Sông Hinh-Phú Yên nh : Đ ờng dơy trên không, thi t bị đóng ngắt bằng tay, s

đi u ch nh đi n áp, máy cắt phơn ph i, c u chì, và máy bi n áp

b) Căn c vƠo các thời gian đóng cắt ph c h i s a ch a các ph n t c a phát tuy n tia c a m ng đi n phơn ph i bao g m các thƠnh ph n sau: thời gian đóng ngắt đ ờng dơy trên không, thời gian đóng ngắt thi t bị bằng tay, thời gian đóng ngắt khi có đi u ch nh đi n áp, thời gian đóngngắt, thời gian đóng ngắt c u chì vƠ thời gian đóng ngắt đ đ a máy bi n áp vƠo v n hƠnh, thời gian s a ch a đ ờng dơy trên không, thời gian s a ch a đ ờng dơy đi ng m vƠ thời gian s a ch a thi t

bị đóng ngắt bằng tay c a Đi n L c Sông Hinh-Phú Yên

1.4 PH NG PHÁP NGHIểN C U:

- Nghiên c u bƠi toán đánh giá đ tin c y trong h th ng đi n

- Nghiên c u và thu th p các s li u s c c a Đi n L c Sông Hinh-Phú Yên

- ng d ng ph n m m PSS/ADEPT vào vi c đánh giá đ tin c y cung c p

đi n, đ a ra gi i pháp và l trình th c hi n các gi i pháp đ nơng cao đ tin c y

c a đi n l c Sông Hinh-Phú Yên

CH NG 2

ĐÁNH GIÁ Đ TIN C Y TRONG H TH NG ĐI N

2.1 CÁC KHÁI NI M C B N V ĐÁNH GIÁ Đ TIN C Y TRONG H

a) Phần tử tính toán độ tin cậy

Trong nghiên c u đánh giá đ tin c y, h th ng cung c p đi n đ c chia thƠnh các ph n t tính toán Các ph n t nƠy đ c chọn tùy Ủ, ví d nh h th ng truy n t i có th lƠ m t ph n t , nh ng m t r le có th bao g m nhi u ph n t

b) Hỏng hóc:

S c tr ng thái c a m t ph n t hay h th ng mƠ nó không ho t đ ng nh mong mu n (ví d :h ng hóc các thi t bị b o v ch ng s c , h ng óc các thi t bị cung c p, h ng hóc c a thi t bị b o v , h ng hóc c a c u chì, h ng hóc c a máy

bi n áp vv )

c) Cắt phần tử (cô lập, cách ly)

Cắt ph n t lƠ s cắt b kh i h th ng ph n t không có kh năng v n hƠnh đúng ch c năng do m t vƠi s c liên quan tr c ti p v i ph n t đó (ví d : máy bi n áp hay cắt ngu n phát khi có s c máy bi n áp hay cắt ngu n phát)

Cắt c ỡng b c: gơy ra do các đi u ki n khẩn c p liên quan tr c ti p đ n

ph n t mƠ đòi h i ph n t nƠy ph i đ c cách ly kh i h th ng ngay l p t c, ho c

t đ ng ngắt ngay khi các thao tác đóng cắt nh m c a con ng ời hay thi t bị

Cắt ph n t theo lịch trình: đ c th c hi n khi m t ph n t đ c ch định cách ly kh i h th ng t i m t thời đi m đ c l a chọn, th ờng lƠ cho m c đích xơy d ng, b o trì hay s a ch a (do can th p c a ng ời v n hƠnh)

Cắt ph n t t ng ph n: tr ng thái c a m t ph n t khi kh năng v n hƠnh theo đúng ch c năng c a ph n t gi m xu ng nh ng không hoƠn toƠn bị lo i tr

Cắt c ỡng b c ngắn h n: ph n t bị cắt ra nh ng t đ ng đóng l i bằng thi t bị t đóng l i

Cắt c ỡng b c kéo dƠi: ph n t bị cắt ra ch đóng l i sau khi s a ch a ho c thay th

S m t đi n cho m t hay nhi u h tiêu th hay các khu v c khác nhau lƠ

h u qu c a s cắt m t hay nhi u ph n t , ph thu c vƠo c u trúc h th ng

+ Ng ng cung c p đi n c ỡng b c: s m t đi n bắt bu c

+ Ng ng cung c p đi n theo định kỳ: s m t đi n theo lịch trình

+ Ng ng cung c p đi n trong giơy lát: lƠ kho ng thời gian gi i h n đòi h i

ph i ph c h i c p đi n bằng t đ ng hay đi u khi n có giám sát ho c đóng cắt bằng tay (các thao tác đóng cắt nƠy th ờng th c hi n trong vƠi phút)

+ Ng ng cung c p đi n t m thời: lƠ kho ng thời gian gi i h n đòi h i ph i

ph c h i cung c p đi n bằng tay (các thao tác nƠy th ờng th c hi n trong kho ng

m t đ n hai giờ)

+ Ng ng cung c p đi n kéo dƠi liên t c: ng ng cung c p đi n không đ c

mô t nh ng ng cung c p đi n trong giơy lát vƠ cắt đi n t m thời

Quan h gi a các ph n t , h th ng vƠ khách hƠng trong lĩnh v c đáng giá đ tin

c y đ c mô t bởi s đ kh i hình 2.1

Hình 2.1: Sơ đồ khối đánh giá độ tin cậy

2.1.3 Các ch tiêu đ tin c y

LƠ s l n ng ng cung c p đi n trung bình trên m i khách hƠng đ c c p đi n trong m t đ n vị thời gian (đ c c tính bằng cách chia s khách hƠng bị cắt

đi n tích lũy trong m t năm cho s khách hƠng đ c c p đi n)

M t đi n khách hàng 2

M t đi n khách hàng 3

b) Chỉ tiêu tần suất ngừng cungcấp điện khách hàng

LƠ s l n ng ng cung c p đi n trung bình trên m i khách bị nh h ởng trong

m t đ n vị thời gian (đ c c tính bằng cách chia s l n ng ng cung c p đi n

c a khách hƠng trong m t năm cho s khách hƠng bị nh h ởng m t đi n)

c) Chỉ tiêu cắt tải

LƠ l ng KVA trung bình c a t i n i vƠo h th ng ng ng cung c p đi n trên

m t đ n vị thời gian trên đ n vị t i n i vƠo h th ng đ c c p đi n (đ c tính bằng cách chia l ng t i bị cắt hƠng năm cho l ng t i n i vƠo)

d) Chỉ tiêu cắt xén khách hàng

LƠ l ng KVA trung bình c a t i n i vƠo h th ng ng ng cung c p đi n trên khách hƠng bị nh h ởng trong năm (đơy lƠ t s c a l ng bị cắt xén hƠng năm

c a s khách hƠng bị nh h ởng m t đi n trong năm)

LƠ kho ng thời gian ng ng cung c p đi n c a khách hƠng trong m t kho ng thời gian xác định (đ c xác định bằng cách chia t ng thời gian c a các khách hƠng bị cắt đi n kéo dƠi trong su t kho ng thời gian nƠo đó cho s l n cắt đi n khách hàng kéo dài trong kh ang thời gian đó)

2.2 T NG QUAN V TệNH TOÁN Đ TIN C Y

Các h th ng đi n th ờng d c chia thƠnh ba khơu ch c năng, v i nh ng đ c

đi m khác nhau trong thi t k , v n hƠnh nh sau:

Cấp 1: Nguồn phát

Tr ng tháid c tính toán khi công su t kh d ng c a máy phát th p h n nhu

c u ph t i

Cấp 2: Nguồn phát và truyền tải

Tr ng thái đ c tính toán khi công su t truy n t i l n nh t đ c truy n đ n thanh cái đ u nh n nh h n nhu c u ph t i t i thanh cái đó

Cấp 3: Nguồn phát, truyền tải và phân phối

Tr ng thái đ c tính toán khi đi n áp đ u nh n ph t i bằng 0

Trong th c t th ng ng ời ta s d ng ch tiêu thi u ngu n LOLE LOLE lƠ

s ngƠy kỳ vọng có th s y ra hay s giờ trong m t kho ng thời gian kh o sát khi

ph t i l n nh t v t quá công su t kh d ng:

N u mô hình t i lƠ d ờng cong đ nh t i liên t c trong năm thì T lƠ 365 ngƠy

vƠ đ n vị c a LOLE lƠ ngƠy/năm N u mô hình t i lƠ đ ng cong t i ngƠy thì T lƠ 8760giờ vƠ đ n vị c a LOLE lƠ giờ/năm

Hình 2.2: Giản đồ biểu diễn chỉ tiêu thiếu nguồn

Trong đó:

+ Qk: công su t ngu n không lƠm vi c ở tr ng thái k

+ tk : kho ng thời gian thi u ngu n

+ Li: đ nh t i t i thời đi m t

+ Ci : công su t kh d ng (có th lƠm vi x đ c) ngu n ở thời đi m i

EENS là t n th t năng l ng c a khách hàng khi công su t c a h th ng không đ cung c p (thi u ngu n)

N u mô hình t i tính theo giờ, khi đó: p(R) = 1/8760 vƠ t = 8760giờ Phí t n

ng ng cung c p đi n có th đ c tính t EENS

Hình 2.3: Giản đồ đỉnh tải ngày liên tục

Hình 2.3, n u cắtcông su t h h ng m t l ng Qk L n h n d tr h th ng thì đi n năng s thi u m t l ng Ek

c) Tần suất và độ dài

Vi c ng ng cung c p đi n th ng sẩy ra trên m t kho ng thời gian gơy t n thát cho khách hƠng, ví d nh đ i v i ngƠnh công nghi p hóa ch t hay công nghi p luy n kim Do đó c n ph i xét ch tiêu t n su t vƠ kho ng thời gian ng ng cung c p đi n

T n su t ng ng cung c p đi n tích lũy c a h th ng đ c tính:

Vi c đánh giá yêu c u các ch tiêu cao hay th p ph thu c vƠo đi u ki n t ng

qu c gia

Khi cắt ch tiêu LOLE th ờng gi thi t c a hai t máy có hai tr ng thái lƠ “s n sƠng” (lƠm vi c v i công su t định m c) vƠ “không s n sƠng” (không lƠm vi c v i công su t định m c) Đi u nƠy không chính xác, đ c bi t v i n ng t máy l n

2.2.2 Các công th c tính đ tin c y trong m ng truy n t i

+ L1, L2: tr ng thái không lƠm vi c c a đ ờng dơy 1 vƠ 2

+ L1, L2: tr ng thái lƠm vi c c a đ ờng dơy 1 vƠ 2

+ Pc: xác su t khi t i v t quá kh năng t i đ ờng dơy

Khi su t hi n L1, L2:

Đ i v i bi n c L1:

Qs = A2 (Pg + Pc(1,2) ậ PgPc(1,2)) + U2 (Pg + Pc(1) ậ PgPc(1)) 2.11 Khi su t hi n bi n c L1:

+ Bj : đi u ki n trong h th ng truy n t i

+ Pgj : xác su t mƠ công su t các t maỦh ng hóc l n h n công su t d tr

+ P1j : xác su t mà ph t i t i nút K v t quá kh năng cho phép c c đ i c a các ph n t

Đánh giá t n su t xu t hi n h ng hóc nút K theo công th c:

2.16

V i F(Bj) ậ t n su t xu t hi n Bj

2.17 2.18

2.2.3 Đ tin c y trong m ng đi n phân ph i

M ng phơn ph i th ờng v n hƠnh hình tia, khi m t ph n t bị cắt ra d n đ n

ng ng cung c p đi n cho ph t i đ nh n bi t t n su t ng ng cung c p đi n ng ời

ta ch tính t ng c ờng đ h ng hóc c a t t c các ph n t n i ti p t đi m nút cung

c p ngu n đ n nút ph t i Đ i v i m ng v n hƠnh song song vòng ho c l i thì

vi c tính toán t n su t ng ng cung c p đi n g p khó khăn h n nhi u V n đ chính

c n quan tơm v đ tin c y trong m ng phơn ph i lƠ kho ng thời gian m t đi n, thời gian ph c h i, phí t n do ng ng cung c p đi n tăng không tuy n tính theo kho ng thời gian m t đi n HƠm phơn b xắc su t c a thời gian m t đi n nh

h ởng r t l n đ n phí t n gơy ra L u Ủ rằng thời gian ph c h i cung c p đi n ph thu c vƠo vị trí trong m ng đi n, do đó phí t n ng ng cung c p đi n khác nhau đáng k theo các vị trí khác nhau trong m ng đi n phơn ph i

Vi c tính toán đ tin c y trong m ng phơn ph i th ờng gi thi t ngu n cung

c p có đ tin c y tuy t đ i Đi u nƠy không hoƠn toƠn đúng th c t , ngu n cung

c p có th bị m t đi n Trong tr ờng h p nƠy c n thi t tính đ n vi c thay đ i ngu n cung c p Ph ng pháp kỹ thu t tính toán c a m ng truy n t i có th s

d ng cho m ng phơn ph i

Thi t k vƠ v n hƠnh m ng đi n nh th nƠo đ cung c p năng l ng đi n

đ n khách hƠng liên t c, ch t l ng vƠ đ m b o tính ch t h p lỦ nh t v kinh t

c a h th ng vƠ thi t bị Cung c p đi n liên t c có nghĩa lƠ ph c v nhu c u tiêu

th đi n c a khách hƠng bao g m s an toƠn cho ng ời vƠ thi t bị Cung c p ch t

l ng đi n liên quan đ n yêu c u v đi n áp n định vƠ thời h n dao đ ng t n s

Đ đ m b o tin c y cung c p đi n cho khách hƠng, m ng đi n ph i có đ tin

c y trong h th ng đ tránh nh ng tình tr ng cắt nh ng ph n t gơy nên m t đi n,

d n đ n t n th t trong th ng m i, dịch v vƠ phúc l i C n thi t tính chi phí đ nơng cao đ tin c y cung c p đi n vƠ phí t n m t đi n kỳ vọng

Chi phí đ nơng cao đ tin c y đ c s d ng nh m t yêu c u hay m t tiêu

công c quy ho ch h u ích trong vi c c i thi n đ tin c y nhằm tìm giá trị h p lỦ

c n đ u t vƠo h th ng

Kinh nghi m cho th y rằng vi c m t đi n trong l i đi n phơn ph i lƠ do s

nh h ởng c a các y u t t nhên nh : sét, m a, gió, vv Nh ng nguyên nhơn khác lƠ do v t li u xu ng c p, thi t bị h ng hóc ho c con ng ời thao tác nh m Nguy hi m nh t lƠ đ m t đi n kéo dƠi trên l i phơn ph i do m a bƣo, l c xoáy Trong nhi u tr ờng h p vi c ph c h i cung c p đi n r t khó khăn trong khu v c

Các ph n t h th ng nh máy phát, máy bi n áp, đ ờng dơy truy n t i ầ

đ u lƠ các ph n t có ph c h i sau thời gian s a ch a chúng có th có các tr ng thái khác nhau: ho t đ ng, s a ch a h ng hóc, b o trì định kỳ, b o trì đ t su t ầ

nh ng tr ng thái nƠy nh h ởng tr c ti p đ n đ tin c y c a h th ng đi n Sau đơy

gi i thi u v h ng hóc vƠ s a ch a ph c h i các ph n t

2.3.1 Các đ c tính h ng hóc c a các ph n t h th ng đi n

Có nhi u nguyên nhơn d n đ n h h ng đ t ng t vƠ ph i cắtph n t c ỡng

b c, vì v y, thời gian lƠm vi c liên t c T c a m t ph n t lƠ m t bi n ng u nhiên HƠm phơn b xắc su t c a T (theo t) lƠ xắc su t mƠ ph n t bị h ng hóc tr c khiđ n thời gian t

F(t) đ c gọi lƠ hƠm h ng hóc c a m t ph n t

N u ta định nghĩa R(t) lƠ xắc su t mà ph n t v n con ho t đ ng sau thời gian t đƣ đ c xác định tr c:

b) Hàm cường độ hỏng hóc λ(t) và cường độ hỏng hóc λ

HƠm c ờng đ h ng hóc c a ph n t λ(t) lƠ xắc su t có đi u ki n mà m t

ph n t làm vi c tr c thời đi m t và phát tri n thành s c trong đ n vị thời gian

Δt sau thời đi m t:

2.24 λ(t) đ c gọi lƠ hƠm c ờng đ h ng hóc c a m t kh n t :

2.25

L y tích phơn, ta đ c:

2.26

2.27 2.28

λ(t)

Thời gian

HƠm c ờng đ h ng hóc λ(t) có hìnhd ng nh hình 2.8 G m 3 giai đo n: giai đo n m i su t x ởng, giai đo n lƠm vi c n định vƠ giai đo n lƣo hóa

Trong thời gian lƠm vi c c a ph n t trong h th ng đi n lƠ ở giai đo n n định nên, ta có:

λ(t) = λ = hằng s

Do thời gian làm vi c liên t c c a ph n t phân b theo hƠm mũ:

2.29 2.30 2.31

toàn) (MTBF:mean time between failuture, m)

Đơy lƠ giá trị trung bình c a bi n ng u nhiên T cũng lƠ m t ch tiêu đ tính

đ tin c y c a m t ph n t N u hàm m t đ h ng hóc f(t) đ c bi t t ph ng

trình:

2.32 Thi MTBF đ c vi t:

N u phân b theo quy l t hƠm mũ thì:

2.33

2.3.2 Đ c tính s a ch a (phục hồi) c a m t ph n t

Khi s c sẩy ra, quá trình s a ch a ph c h i c a các ph n t cũng r t ph c

t p Thời gian s a ch a TD cũng lƠ m t bi n ng u nhiên C ờng đ s ch a ph n

t đ c định nghĩa t ng t nh c ng đ h ng hóc:

2.34 Thông th ờng ta dùng phân b thời gian s a ch a theo hƠm mũ, vƠ µ lƠ hằng

s khi đó:

2.352.36

Thời gian s a ch a trung bình c a m t ph n t đ c xác định:

2.37 Dùng phân b hƠm mũ ta đ c:

2.38

2.39

Ví d :

Hình 2.9: Mô hình hai tr ạng thái

Kh o sát m t ph n t hai tr ng thái trong kho ng thời gian cho tr c nh hình 2.9 Thời gian trung bình gi a các l n h ng hóc đ c c tính nh sau:

2.40 Trong đó:

mi: là thời gian gi a hai l n s c ở chu kỳ th i

n: t ng s chu kỳ kh o sát

T ng t ta cũng xác định đ c thời gian trung bình s a ch a:

2.41 Trong đó:

ri: là thời gian s a ch a c a chu kỳ th i

Hhh

lv

tr ng thái lƠm vi c vƠ D lƠ tr ng thái s a ch a

Hình 2.10: Giản đồ chuyển trạng thái

Ma t n chuy n tr ng thái A c a quá trình có th d c vi t theo gi n đ chuy n tr ng thái

pháp bi n đ i laplace, tìm đ c:

2.43

2.44

Chúng ta thh y rằng h s s n sàng t c thời có hai thành ph n: thành ph n hằng s và thành ph n gi m theo thời gian Khi t = 0, giá trị banđ u có trị s 1, và

lƠ h s không s n sƠng cógiá trị ban đ u là 0

2.47

2.48

Công th c 2.48 xác định λ lƠ công th c toán học Ph ng pháp th c t h n đ xác định c ờng đ h ng hóc lƠ thông qua s li u s l n h ng hóc c a các ph n t đang lƠm vi c Kh o sát N ph n t gi ng nhau (ví d nh máy bi n áp ầ) trong chu

kỳ n, s li u cho th y có k l n h ng hóc C ng đ h ng hóc có th xác định t :

2.49

2.4 MỌ HỊNH TIN C Y PH N T H TH NG ĐI N

S tính toán đ tin c y trong h th ng đi n bắt đ u bằng cách xơy d ng m t

mô hình tính toán c a h th ng đi n hay h th ng con sau đó ti n hƠnh gi i pháp

s nh tính toán dòng phơn b , dòng đi n ngắn m ch , ầ Quá trình đ c th c

hi n theo nh ng b c sau:

1- Xác định ranh gi i các h th ng vƠ các ph n t có trong h th ng

2- Thu th p đ y đ các gi li u nh c ờng đ h ng hóc, c ờng đ s a ch a, thời gian s a ch a, thời gian b o trì, c a m i ph n t

3- ThƠnh l p mô hình tin c y cho m i ph n t

4- Xác định d ng h ng hóc h th ng ho c các tiêu chuẩn c a h th ng khi bình

th ờng vƠ s c

5- ThƠnh l p mô hình toán cho đ tin c y h th ng vƠ các gi định c b n

6- Chọn ra m t thu t toán đ tính toán ch s tin c y c a h th ng Trong đó, b c 2

vƠ 3 lƠ đ c chú Ủ h n c , vi c t o ra mô hình đ tin c y cho m i ph n t đ chuẩn bị thƠnh l p m t mô hình đ tin c y cho toƠn h th ng

2.4.1 Mô hình ngu n phát

a) Các thông số tin cậy của tổ máy phát

Trong phơn tích đ tin c y c a h th ng đi n, tuabine h i n c vƠ các máy phát th ờng đ c xem nh m t ph n t đ c gọi lƠ t phát đi n Các d li u đ tin c y bao g m:

C ậ công su t kh d ng c a t máy phát đi n

λậ c ờng đ h ng hóc c a t phát đi n

µ = 1/r c ờng đ s a ch a c a t phát đi n

r ậ thời gian s a ch a trung bình

T= 1/λ + 1/µ thời gian trung bình gi a các h ng hóc

f = t/T t n su t

q = f/µ h s không s n sƠng c ờng đ cắt t máy c ỡng b c

b) Mô hình tổ phát điện độc lập

H th ng m t kh năng phát đi n C v i xắc su t nƠo đó khi t máy phát đi n

bị cắt c ỡng b c do h ng hóc ng u nhiên Do đó, công su t bị cắt coi nh bi n

ng u nhiên tuơn theo luơt phơn b mũ Mô hình t máy phát lƠ b ng xắc su t vƠ

t n su t c a tr ng thái công su t phát bị cắt

Mô hình x ắc suất

Mô hình th ờng đ c dùng c a t phát đi n có hai trang thái: v n hành và

h ng hóc Hình 2.10 là gi n đ tr ng thái Theo đó, xắc su t tr ng thái riêng ph n là:

2.50

Xắc su t tr ng thái tích lũy (hay hƠm phơn b ) là:

2.51

Mở r ng cho mô hình đa tr ng thái khi t máy phát đi n bi v n hƠnh c ỡng

b c ở công su t th p h n công suơt bình th ờng (công su t v n hành gi m) Gọi

c ờng đ h ng hóc c ỡng b c c a m i kh năng ci lúc đó xác su t tr ng thái riêng

Gi s pi = P(X = xi) là xắc su t riêng ph n c a tr ng thái th i, fi lƠ t su t

tr ng thái , fij lƠ t n su t tr ng thái i sang tr ng thái j Đ i v i mô hình hai tr ng thái, bi u đ t n su t bi u di n tr ng thái ở hình 2.11

2.59

c) Mô hình độ tin cậy hai tổ máy phát

Gi s có hai t máy phát v n hƠnh song song M i máy có hai tr ng thái v i công suât v n hành C1, C2 t ng ng v i c ờng đ h ng hóc λ1, λ2 ; c ờng đ s a

ch a là µ1, µ2 T đó, ta tính đ c các thông s :

2.60

2.4.2 Mô hình đ ng dơy truy n t i vƠ máy bi n áp

a) Máy biến áp

Máy bi n áp công su t lƠ m t ph n t hai tr ng thái : v n hƠnh vƠ bị cắt (s a

ch a) Tr ng thái v n hƠnh gi m th ờng không đ c xét đ n do đó, d li u đánh giá đ tin c y c a máy bi n áp bao g m : c ờng đ h ng hóc λ, c ờng đ s a ch a

µ =1/r vƠ c ờng đ bị cắt c ỡng bị vắt c ỡng b c q

b) Đường dây truyền tải

Gi ng nh máy bi n áp đ ờng dơy truy n t i cũng có hai tr ng thái: v n hƠnh

vƠ bị cắt D li u đánh giá đ tin c y cũng bao g m: c ờng đ h ng hóc λ, c ờng

đ s a ch a µ =1/r vƠ c ờng đ bị cắt c ỡng bị vắt c ỡng b c q

Công suơt không lƠm vi c c a đ ờng dơy l kép hay đ ờng dơy đa m ch khi

v n hƠnh song song đ c tính theo công th c n i suy

L u Ủ rằng c ờng đ h ng hóc c a đ ờng dây truy n t i ph thu c vƠo đi u

ki n thời ti t Tỷ l h ng hóc trong đi u ki n thời ti t khắc nghi t λ’’ cao h n so

v i trong đi u ki n bình th ờng Thông th ờng tỷ l h ng hóc λ lƠ giá trị trung bình c a λ’, λ” :

2.61 Trong đó:

+ TN lƠ s ngƠy có thời ti t bình th ờng trong năm

+ TWlƠ s ngƠy có thời ti t khắc nghi t

c) Mô hình phụ tải

Ph t i trong h th ng đi n ở m t kho ng thời gian ( m t năm, m t mùa, m t

tu n, m t ngƠy, m t giờ ) lƠ quá trình ng u nhiên khó mô t bằng công th c toán học đ n gi n Các mô hình khác nhau đ c t o ra t d li u t i ban đ u vƠ theo đó

đ c tính toán đ tin c y

-D li u t i ban đ u

1- Đ nh t i hƠng tháng hay hƠng tu n trong năm

2- Ph t i 24 giờ ở m t ngƠy tiêu bi u trong m i mùa

+ m1 , m2 ậ thời gian trung bình v n hƠnh an toƠn ph n t 1 vƠ 2

+ r1 , r2 ậ thời gian trung bình s a ch a c a ph n t 1 vƠ 2

+ ms ậ thời gian trung bình v n hƠnh an toƠn ph nc a h th ng

+ rs ậ thời gian trung bình s a ch a c a h th ng

T n su t trung bình h ng hóc c a h th ng lƠ t ng t n su t trung bình ph n t

1 h ng hóc khi ph n t 2 làm vi c c ng v i t n su t trung bình ph n t 2 h ng hóc khi ph n t 1 làm vi c:

2.65 Trong đó:

+ f - t n su t trung h ng hóc trung bình c a h th ng

+ f - t n su t trung h ng hóc trung bình c a ph n t th i

Hình 2.13: Sơ đồ song song của hai phần tử

Kh o sát h th ng đ n gi n có hai ph n t ghép song song nh hình 2.13

Gi s rằng các ph n t đ c l p vƠ có ph c h i H th ng ch không lƠm vi c khi

c hai ph n t cùng không lƠm vi c Do đó, đ không s n sang hay xác su t h ng hóc c a h th ng có th tính theo:

2.80 Tuy nhiên, t n su t h ng hóc trung bình c a h th ng là:

2.6.1 SAIFI (T n su t m t đi n trung bình h th ng)

SAIFI cho bi t thông tin v t n su t trung bình các l n m t đi n duy trì trên

m i khách hàng c a m t vùng cho tr c

2.94 + : T ng s khách hàng bị m t đi n