Đánh giá độ tin cậy và các giải pháp nâng cao độ tin cậy - Áp dụng đánh giá độ tin cậy lưới điện trung áp tỉnh Tuyên Quang

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY - ÁP DỤNG ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP T

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY VÀ CÁC GIẢI PHÁP

NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY - ÁP DỤNG ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TỈNH TUYÊN QUANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN

THÁI NGUYÊN - 2010

Trang 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-* -

TỐNG THANH QUANG

ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY VÀ CÁC GIẢI PHÁP

NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY - ÁP DỤNG ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TỈNH TUYÊN QUANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS - TS Trần Bách

THÁI NGUYÊN - 2010

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan công trình nghiên cứu này là của tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu được nêu trong luận văn là trung thực và chưa ai được công bố trong các công trình khác

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới các tác giả của công trình nghiên cứu, các tác giả của các tài liệu nghiên cứu mà tôi trích dẫn và tham khảo để hoàn thành luận văn này Đặc biệt, tôi vô cùng cảm ơn PGS TS Trần Bách đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu

Tuyên Quang, tháng 8/2010

Tác giả

Tống Thanh Quang

Trang 4

MỤC LỤC

Trang

Danh mục các bảng, biểu.

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Lời nói đầu……… 1

Chương 1: Tổng quan về độ tin cậy của lưới điện phân phối………… 4

1.1 Tổng quan về lưới điện phân phối……….… 4

1.1.1 Định nghĩa và phân loại 4

1.1.2 Phần tử của lưới điện phân phối 6

1.1.3 Cấu trúc và sơ đồ của lưới điện phân phối 8

1.1.4 Đặc điểm của lưới điện phân phối miền Bắc 10

1.2 Tổng quan về độ tin cậy cung cấp điện 12

1.2.1 Các khái niệm về độ tin cậy 12

1.2.2 Độ tin cậy của hệ thống 13

1.2.3 Độ tin cậy của phần tử 13

1.2.3.1 Phần tử không phục hồi 13

1.2.3.2 Phần tử phục hồi 17

1.3 Các phương pháp đánh giá độ tin cậy 22

1.3.1 Phương pháp đồ thị giải tích 22

1.3.2 Phương pháp không gian trạng thái 23

1.3.3 Phương pháp cây hỏng hóc 25

1.3.4 Phương pháp mô phỏng Monte - Carlo 25

1.4 Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối 26

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của lưới điện phân phối 29

Chương 2: Phương pháp phân tích - Tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối 30

2.1 Phân phối xác suất của chỉ số tin cậy 30

2.2 Các sơ đồ lưới điện dùng để tính toán độ tin cậy 31

2.2.1 Sơ đồ lưới điện hình tia không phân đoạn 33

2.2.2 Lưới điện hình tia rẽ nhánh có bảo vệ bằng cầu chì 35

2.2.3 Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở 39

2.2.4 Hệ thống song song 43

2.3 Xây dựng bài toán tính toán đánh giá độ tin cậy 46

2.3.1 Đẳng trị lưới phân phối thành sơ đồ tương đương 47

2.3.2 Mô tả lưới phân phối theo cấu trúc ngược 49

Trang 5

Trang

2.3.3 Tính ma trận ảnh hưởng 50

2.3.4 Thuật toán ma trận đường nối 52

2.3.5 Thuật toán tính ma trận ảnh hưởng 53

2.3.6 Chương trình tính toán 54

Chương 3: Tính toán - đánh giá - phân tích độ tin cậy của lưới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang 55

3.1 Giới thiệu tổng quát về lưới điện phân phối tỉnh Tuyên Quang 55

3.1.1 Nguồn điện 55

3.1.2 Lưới điện trung áp 56

3.2 Tính toán độ tin cậy lưới điện phân phối tỉnh Tuyên Quang 59

3.2.1 Lựa chọn một số xuất tuyến để đưa vào tính toán………… 59

3.2.2 Các số liệu đưa vào tính toán……… 61

3.2.3 Kế quả đẳng trị sơ đồ lưới điện của các xuất tuyến……… 62

3.2.4 Kết quả tính toán độ tin cậy……… ……… 65

3.2.5 Các chỉ tiêu độ tin cậy bổ sung……… 68

3.3 Đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối tỉnh Tuyên Quang…… 68

3.3.1 Hiện trạng độ tin cậy của lưới điện phân phối……… 68

3.3.2 Tính thiết hại kinh tế của lưới điện phân phối……… 70

3.3.3 Đánh giá chung về độ tin cậy lưới điện phân phối tỉnh Tuyên Quang.……… 72

Chương 4: Áp dụng một số giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang 76

4.1 Tính chọn vị trí để lắp đặt thêm thiết bị phân đoạn …… … 76

4.2 Lắp đặt thêm một số cầu dao phụ tải và máy cắt phân đoạn… 80

4.2.1 Lắp đặt thêm một số cầu dao phụ tải……… 81

4.2.2 Lắp đặt thiết bị phân đoạn bằng máy cắt Recloser… …… 81

4.2.3 Sử dụng trạm biến áp có thời gian phục hồi nhanh…….… 82

Kết luận

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

Trang 6

DANH MỤC CÁC BẢNG - BIỂU

Trang

Bảng 2.1: Xác suất xuất hiện số lần mất điện……… … 30

Bảng 2.2: Thông số của hệ thống 34

Bảng 2.3: Số liệu về khách hàng và tải trung bình ở các nút phụ tải 34

Bảng 2.4: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 2.1 34

Bảng 2.8: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 2.5 trong trường hợp không hạn chế công suất chuyển tải 40

Bảng 2.9: Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống hình 2.5 trong trường hợp hạn chế công suất chuyển tải 42

Bảng 2.10: Tổng hợp các chỉ tiêu độ tin cậy của các hệ thống từ hình 2.1 đến hình 2.5 42

Bảng 2.11: Dữ liệu về độ tin cậy của hệ thống hình 2.6 46

Bảng 3.1: Công suất các trạm biến áp 110 tỉnh Tuyên Quang 55

Bảng 3.2: Công suất các trạm biến áp trung gian tỉnh Tuyên Quang 56

Bảng 3.3: Số lượng xuất tuyến của các trạm 110kV và trạm trung gian 58

Bảng 3.4: Số liệu đẳng trị lưới điện của xuất tuyến 375 E14.1 Tuyên Quang… 62 Bảng 3.5: Số liệu đẳng trị lưới điện của xuất tuyến 373 E14.2 Chiêm Hoá…… 63

Bảng 3.6: Số liệu đẳng trị lưới điện của xuất tuyến 972 Hưng Thành… 63

Bảng 3.7: Số liệu đẳng trị lưới điện của xuất tuyến 973 Gò Chẩu……… 64

Bảng 3.8: Số liệu đẳng trị lưới điện của xuất tuyến 973 Sơn Dương…… 64

Bảng 3.9: Kết quả tính toán độ tin cậy của xuất tuyên 375 E14.1 Tuyên Quang 65

Bảng 3.0: Kết quả tính toán độ tin cậy của xuất tuyên 373 E14.2 Chiêm Hoá 65 Bảng 3.11: Kết quả tính toán độ tin cậy của xuất tuyên 972 Hưng Thành……… 66

Bảng 3.12: Kết quả tính toán độ tin cậy của xuất tuyên 973 Gò Chẩu… 67

Bảng 3.13: Kết quả tính toán độ tin cậy của xuất tuyên 973 Sơn Dương 67 Bảng 3.14: Các chỉ tiêu độ tin cậy mất điện sự cố……… 68

Bảng 3.15: Các chỉ tiêu độ tin cậy mất điện công tác sửa chữa……… 68

Trang 7

Trang

Bảng 3.16: Kết quả tính toán thiệt hại do mất điện……… 70

Bảng 3.17: Phân loại sự cố vĩnh cửu năm 2008 của lưới điện tỉnh Tuyên Quang…… 73

Bảng 4.1 Kết quả độ tin cậy của xuất tuyến 375 E14.1 khi có lắp DCL 76 Bảng 4.2 Các chỉ tiêu độ tin cậy của xuất tuyến 375 E14.1 khi có lắp DCL… 77

Bảng 4.3 Kết quả độ tin cậy của xuất tuyến 373 E14.2 khi có lắp DCL……… 77

Bảng 4.4 Các chỉ tiêu độ tin cậy của xuất tuyến 373 E14.2 khi có lắp DCL… 78 Bảng 4.5 Kết quả độ tin cậy của xuất tuyến 972 Hưng Thành khi có lắp DCL……… 78

Bảng 4.6 Các chỉ tiêu độ tin cậy của xuất tuyến 972 Hưng Thành khi có lắp DCL 79

Bảng 4.7 Kết quả độ tin cậy của xuất tuyến 973 Gò Chẩu khi có lắp DCL… 79

Bảng 4.8 Các chỉ tiêu độ tin cậy của xuất tuyến 973 Gò Chẩu khi có lắp DCL……… 80

Bảng 4.9 Kết quả độ tin cậy của xuất tuyến 973 Sơn Dương khi có lắp DCL 80

Bảng 4.10 Các chỉ tiêu độ tin cậy của xuất tuyến 973 Sơn Dương khi có lắp DCL 81

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Hàm tin cậy R(t)……… 15

Hình 1.2: Hàm cường độ hỏng hóc (t)……… 16

Hình 1.3: Mô hình và giản đồ chuyển trạng thái 18

Hình 1.4: Mối liên hệ giữa các trạng thái của phần tử……… 21

Hình 1.5: Sơ đồ nối tiếp 23

Hình 1.6: Sơ đồ song song 23

Hình 1.7: Sơ đồ hỗn hợp 23

Hình 2.1: Sơ đồ lưới điện hình tia không phân đoạn……… 33

Hình 2.2: Sơ đồ lưới điện hình tia có nhánh rẽ được bảo vệ bằng cầu… 35

Hình 2.3: Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn bằng dao cách ly, nhánh rẽ bảo vệ bằng cầu chì……… 37

Hình 2.4: Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn bằng máy cắt……… 38

Hình 2.5: Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở……… 40

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống lưới điện song song……… 44

Hình 2.7: Thuật toán tìm ma trận đường nối……… 52

Trang 8

- 1 -

LỜI NÓI ĐẦU

Nhiệm vụ của hệ thống điện là sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ tiêu thụ, trong đó phải đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng điện năng theo quy định và độ tin cậy cung cấp điện cung cấp điện hợp lý Độ tin cậy cung cấp điện cùng với chất lượng điện năng là hai chỉ tiêu quan trọng

để đánh giá về một hệ thống điện, mọi nghiên cứu, tính toán, các kỹ thuật và công nghệ áp dụng cho một hệ thống điện đều với mục đích đảm bảo hai chỉ tiêu này Khi quy hoạch, thiết kế và vận hành hệ thống điện, đảm bảo hệ thống điện được phát triển tối ưu và vận hành đạt hiệu quả kinh tế cao nhất Quá trình quy hoạch hệ thống điện được thể hiện trong phân bố và dự trữ công suất nguồn, công suất dự phòng, kết cấu lưới nhằm đảm bảo độ tin cậy cần thiết Việc tính toán độ tin cậy của hệ thống điện ngày càng được chú ý, rất nhiều công trình nghiên cứu đã cho phép đưa ra các thuật toán hiệu quả giải quyết triệt để việc tính toán độ tin cậy hệ thống điện và được áp dụng tính toán cho các lưới điện có cấu trúc khá phức tạp

Lưới điện trung áp cấp điện trực tiếp cho các phụ tải chiếm khối lượng đầu tư lớn (khoảng 15% tổng vốn đầu tư), tổn thất trên lưới điện này rất lớn Đặc biệt ở các cấp điện áp 6kV, 10kV, 22kV lấy qua các trạm trung gian 35/6kV và 35/10kV không có hệ thống điều áp dưới tải(khoảng 40-50% tổn thất của hệ thống điện), độ tin cậy cung cấp điện kém, thường xuyên xẩy ra sự

cố, hỏng hóc cần được tính toán, đề nghị sử dụng các biện pháp nâng cao

độ tin cậy đảm bảo các tiêu chuẩn điện năng theo quy định

Từ những lý do đó, tác giả đã chọn đề tài "Đánh giá độ tin cậy của lưới điện trung áp, các biện pháp nâng cao độ tin cậy Áp dụng đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối tỉnh Tuyên Quang"

Phạm vi của đề tài: Nghiên cứu độ tin cậy lưới điện phân phối cung cấp

điện cho Tỉnh Tuyên Quang

Trang 9

- 2 -

Mục đích của đề tài: Trên cơ sở nghiên cứu xây dựng phương pháp tính

toán, đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối, áp dụng để tính toán và đánh giá độ tin cậy cho lưới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang trên cơ sở các

số liệu thống kê được từ thực tế vận hành Phân tích những nguyên nhân ảnh hưởng đến độ tin cậy của lưới điện phân phối nhằm đưa ra những giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang

Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài: Lý thuyết về độ tin cậy đã

được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như cơ khí, viễn thông, điện lực, các phương tiện vận tải Đối với hệ thống điện lý thuyết về

độ tin cậy đã đóng một vai trò rất quan trọng trong việc quy hoạch, xây dựng

và vận hành Việc nghiên cứu phương pháp tính toán, đánh giá độ tin cậy của lưới phân phối là rất cần thiết để từ đó đưa ra các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của xã hội Nội dung của đề tài là xây dựng phương pháp tính toán độ tin cậy lưới điện phân phối và áp dụng tính toán chọn lọc một số xuất tuyến của lưới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang Từ kết quả tính toán sẽ đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang so với các tỉnh khác trong khu vực miền Bắc, từ đó đi sâu phân tích những nguyên nhân ảnh hưởng đến độ tin cậy của lưới điện phân phối Đưa ra những giải pháp cụ thể nhằm nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối

Trong phạm vi đề tài, thực hiện các nội dung sau:

Chương 1: Tổng quan về độ tin cậy của lưới điện phân phối

Chương 2: Phương pháp phân tính - Tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối

Chương 3: Tính toán - đánh giá - phân tích độ tin cậy của lưới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang

Trang 10

Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình và chu đáo của thầy PGS.TS Trần Bách

Mặc dù đã rất cố gắng, xong do hạn chế về trình độ, kiến thức, thời gian thực hiện nên luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót, khiếm khuyết,

em rất mong nhận được sự chỉ bảo, bổ xung của các Thầy, Cô

Em xin chân thành cảm ơn !

Trang 11

data error !!! can't not

read

Trang 12

read

Trang 13

read

Trang 14

read

Trang 15

read

Trang 17

read

Trang 18

read

Trang 19

read

Trang 20

read

Trang 21

read

Trang 22

read

Trang 23

read

Trang 24

read

Trang 26

read

Trang 27

read

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	312,54 KB