Nghiên cứu phương pháp tính toán đánh giá độ tin cậy và giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện trung áp

Việc nghiên cứu phương pháp tính toán, đánh giá độ tin cậy của một lưới điện trung áp cụ thể dựa trên các số liệu thực tế vận hành là rất thiết thực, để từ đó đưa ra các giải pháp phù hợ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một bản luận văn nào khác

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Thịnh

MỤC LỤC

Lời cam đoan……… i

Mục lục……… ii

Danh mục bảng……… ……iii

Danh mục hình……… iv

LỜI MỞ ĐẦU i

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 3

1.1 Cấu trúc lưới trung áp 3

1.1.1 Khái niệm về lướitrung áp 3

1.1.2 Đặc điểm và phân loại lưới trung áp 3

1.1.3 Phần tử lưới trung áp 5

1.1.4 Cấu trúc lưới trung áp 7

1.1.5 Sơ đồ lưới trung áp 9

1.2 Phương pháp phân phối điện trung áp và nối đất trung tính cuộn trung áp của máy biến áp nguồn 11

1.2.1 Phương pháp phân phối điện trung áp 11

1.2.2 Phương pháp nối đất trung tính cuộn trung áp của MBA nguồn 12

1.3 Sơ đồ lưới điện trung áp 14

1.3.1 Phương án nối dây trong mạng điện trung áp 14

1.3.2 Các phương pháp nối dây trong lưới điện trung áp 15

Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƯỚI TRUNG ÁP 21

2.1 Khái niệm chung về độ tin cậy của hệ thống điện 21

2.1.1 Định nghĩa độ tin cậy 21

2.1.2 Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của hệ thống điện và quan điểm về độ tin cậy 22

2.1.3 Tổn thất kinh tế do mất điện và ảnh hưởng của độ tin cậy đến cấu trúc của hệ thống điện 23

2.1.4 Bài toán độ tin cậy và phương pháp giải 27

2.1.5 Độ tin cậy của các phần tử 30

2.2 Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của lưới trung áp 31

2.2.1 Các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới trung áp 31

2.2.2 Áp dụng các chỉ tiêu trong thực tế 33

2.3 Phương pháp phân tích đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới trung áp 34

2.3.1 Độ tin cậy của lưới trung áp 34

2.3.2 Sơ đồ tổng quát lưới điện 39

2.3.3 Tính các chỉ tiêu độ tin cậy 41

2 3.4 Ví dụ áp dụng 44

Chương 3 CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƯỚI TRUNG ÁP 50

3.1 Các nguyên nhân làm giảm độ tin cậy của lưới điện 50

3.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy 50

3.1.2 Các nguyên nhân làm giảm độ tin cậy 51

3.1.3 Các số liệu thống kê về các nguyên nhân sự cố 52

3.1.4 Phân tích độ tin cậy của lưới cáp ngầm và lưới điện trên không 54

3.2 Các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện 54

3.2.1 Các giải pháp hoàn thiện cấu trúc lưới điện 55

3.2.2 Giải pháp hoàn thiện hệ thống quản lý 57

3.2.3 Sử dụng các thiết bị điện có độ tin cậy cao 57

3.2.4 Sử dụng các thiết bị tự động, các thiết bị điều khiển từ xa 58

3.2.5 Tăng cường dự phòng bằng sơ đồ kết dây 59

3.2.6 Tổ chức tìm và sửa chữa sự cố nhanh 61

Chương 4 ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN THỊ XÃ TỪ SƠN - TỈNH BẮC NINH 62

4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của các biện pháp nâng cao độ tin cậy lưới phân phối điện đên độ tin cậy của phụ tải……… 62

4.1.1 Tính độ tin cậy lưới trung áp không có thiết bị phân đoạn Thời gian sử

lý sự cố là 8h……… 62

4.1.2 Tính ảnh hưởng của thời gian sửa chữa sự cố……… 62

4.1.3 Tính ảnh hưởng của 1 thiết bị phân đoạn……… 62

4.2 Áp dụng tính toán độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện trung áp thị xã Từ Sơn – tỉnh Bắc Ninh……… 64

4.2.1 Giới thiệu lưới điện trung áp thị xã Từ Sơn – tỉnh Bắc Ninh… 64

4.2.2 Nội dung nghiên cứu……… … 65

4.2.3 Phân tích độ tin cậy của các đường dây 271, 272, 273, 274 khi chưa có thiết bị phân đoạn……… 65

4.2.3.1 Tính độ tin cậy đường dây 271……… 65

4.2.3.2 Tính độ tin cậy đường dây 272……… 68

4.2.3.3 Tính độ tin cậy đường dây 273……… 70

4.2.3.4 Tính độ tin cậy đường dây 274……… 72

4.2.4 Nâng cao độ tin cậy của các đường dây 271, 272, 273, 274 bằng các thiết bị phân đoạn……… 75

4.2.4.1 Phương pháp chọn vị trí đặt dao DCL……… 75

4.2.4.2 Tính độ tin cậy của các đường dây 271,272,273,274 khi dùng thiết bị bằng DCL ……… 75

4.2.4.2.1.Tính độ tin cậy của các đường dây 271 hiện tại đang có dao cách ly trên sơ đồ ……… ………75

4.2.4.2.2 Xét TH đường dây 271 dùng thêm 1 DCL……… 77

4.2.4.2.3 Xét TH đường dây 271 dùng thêm 2 DCL……… 78

4.2.4.2.4 Xét TH đường dây 271 dùng thêm 3 DCL……… 79

4.2.4.2.5 Xét TH đường dây 271 dùng thêm 4 DCL……… 80

4.2.4.2.6.Tính độ tin cậy của các đường dây 272 hiện tại đang có dao cách ly trên sơ đồ ……… ………81

4.2.4.2.7 Xét TH đường dây 272 dùng thêm 1 DCL……… 82

4.2.4.2.8 Xét TH đường dây 272 dùng thêm 2 DCL……… 83

4.2.4.2.9 Xét TH đường dây 272 dùng thêm 3 DCL……… 84

4.2.4.2.10 Xét TH đường dây 272 dùng thêm 4 DCL……… 85

4.2.4.2.11.Tính độ tin cậy của các đường dây 273 hiện tại đang có dao cách ly trên

sơ đồ ……… ………86

4.2.4.2.12 Xét TH đường dây 273 dùng thêm 1 DCL……… 87

4.2.4.2.13 Xét TH đường dây 273 dùng thêm 2 DCL……… 88

4.2.4.2.14 Xét TH đường dây 273 dùng thêm 3 DCL……… 89

4.2.4.2.15 Xét TH đường dây 273 dùng thêm 4 DCL……… 90

4.2.4.2.16.Tính độ tin cậy của các đường dây 274 hiện tại đang có dao cách ly trên sơ đồ ……… ………91

4.2.4.2.17 Xét TH đường dây 274 dùng thêm 1 DCL……… 92

4.2.4.2.18 Xét TH đường dây 274 dùng thêm 2 DCL……… 93

4.2.4.2.19 Xét TH đường dây 274 dùng thêm 3 DCL……… 94

4.2.4.2.20 Xét TH đường dây 274 dùng thêm 4 DCL……… 95

4.3.5 Kết luận……… 98

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Bảng số liệu tính toán lưới điện hình tia 45

Bảng 4.1: Bảng số liệu đường dây 271 ……… 66 Bảng 4.2: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 271 chưa có DCL………… 67

Bảng 4.3: Bảng số liệu đường dây 272 ……… 68 Bảng 4.4: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 272 chưa có DCL………… 70

Bảng 4.5: Bảng số liệu đường dây 273 ……… 71

Bảng 4.6: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 273 chưa có DCL………… 72 Bảng 4.7: Bảng số liệu đường dây 274 ……… 73

Bảng 4.8: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 274 chưa có DCL:………….74

Bảng 4.9: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 271 hiện tại có dao cách ly trên

sơ đồ:……… ……… 76 Bảng 4.10: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 271 khi thêm 1 DCL………77

Bảng 4.11: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 271 khi thêm 2 DCL…… 78 Bảng 4.12: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 271 khi thêm 3 DCL………79

Bảng 4.13: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 271 khi thêm 4 DCL………81

Bảng 4.14: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 272 hiện tại có dao cách ly

trên sơ đồ:……… ………… 82 Bảng 4.15: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 272 khi thêm 1 DCL………83 Bảng 4.16: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 272 khi thêm 2 DCL………84

Bảng 4.17: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 272 khi thêm 3 DCL………85

Bảng 4.18: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 272 khi thêm 4 DCL…… 86 Bảng 4.19: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 273 hiện tại có dao cách ly

trên sơ đồ:……… ………… 87

Bảng 4.20: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 273 khi thêm 1 DCL…… 88

Bảng 4.21: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 273 khi thêm 2 DCL………89

Bảng 4.22: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 273 khi thêm 3 DCL………90 Bảng 4.23: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 273 khi thêm 4 DCL…… 91

Bảng 4.24: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 274 hiện tại có dao cách ly

trên sơ đồ:……… ………… 92 Bảng 4.25: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 274 khi thêm 1 DCL…… 93

Bảng 4.26: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 274 khi thêm 2 DCL…… 94 Bảng 4.27: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 274 khi thêm 3 DCL………95

Bảng 4.28: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 274 khi thêm 4 DCL………96

Bảng 4.29: Bảng tổng hợp các lộ đường dây 271, 272, 273, 274 khi dùng thêm từ 1

đến 4 dao cách ly:……….96

DANH MỤC HèNH

Hỡnh 1a: Lưới phõn phối hỡnh tia khụng phõn đoạn 10

Hỡnh 1b: Lưới phõn phối hỡnh tia cú phõn đoạn 10

Hỡnh 1c: Lưới phõn phối kớn vận hành hở 10

Hỡnh 1.2.1.a Lưới điện 3 pha trung tớnh mỏy biến ỏp nối đất qua tổng trở 11

Hỡnh 1.2.1.b Lưới điện 3 pha và 1 dõy trung tớnh 11

Hỡnh 1.3.1 Sơ đồ lưới phõn phối trờn khụng hỡnh tia 16

Hỡnh 1.3.2 Sơ đồ lưới phõn phối mạch vũng kớn 17

Hỡnh 1.3.3 Cung cấp điện bằng 2 đường dõy song song 18

Hỡnh 1.3.4 Mạch liờn nguồn 18

Hỡnh 1.3.5 Cung cấp điện thụng qua trạm cắt 19

Hỡnh 1.3.6 Sơ đồ sử dụng đường dõy dự phũng chung 19

Hỡnh 1.3.7 Sơ đồ hệ thống phõn phối điện 20

Hình 2.1 Cấu trúc độ tin cậy của hệ thống điện 27

Hình 2.2 Đ-ờng quan hệ R(t) theo thời gian 30

Hỡnh 2.3: Lưới phõn phối khụng phõn đoạn 34

Hình 2.4: L-ới phân phối phân đoạn bằng dao cách ly 36

Hình 2.5: Sơ đồ đẳng trị các đoạn l-ới phân đoạn 37

Hỡnh 2.6: Sơ đồ tổng quỏt lưới điện hỡnh tia 39

Hỡnh 2.7a: Sơ đồ tổng quỏt của lưới điện hỡnh tia 44

Hỡnh 2.7b: Sơ đồ đẳng trị của lưới điện hỡnh tia 45

Hỡnh 3.2: Sơ đồ tự động đúng nguồn dự phũng 59

Hỡnh 4.1: Sơ đồ đường dõy 271 khi khụng cú dao cỏch ly……… 65

Hỡnh 4.2: Sơ đồ đường dõy 272 khi khụng cú dao cỏch ly……… 68

Hỡnh 4.3: Sơ đồ đường dõy 273 khi khụng cú dao cỏch ly……… ….70

Hỡnh 4.4: Sơ đồ đường dõy 274 khi khụng cú dao cỏh ly……….72

Hỡnh 4.5: Sơ đồ đường dõy 271 hiện tại đang cú cỏc dao cỏch ly……… 76

Hỡnh 4.6: Sơ đồ đường dõy 271 dựng thờm 1 dao cỏch ly……… 77

Hỡnh 4.7: Sơ đồ đường dõy 271 dựng thờm 2 dao cỏch ly………78

Hình 4.8: Sơ đồ đường dây 271 dùng thêm 3 dao cách ly……… 79

Hình 4.9: Sơ đồ đường dây 271 dùng thêm 4 dao cách ly……… 80

Hình 4.10: Sơ đồ đường dây 272 hiện tại đang có các dao cách ly……… 81

Hình 4.11: Sơ đồ đường dây 272 dùng thêm 1 dao cách ly……… …82

Hình 4.12: Sơ đồ đường dây 272 dùng thêm 2 dao cách ly……… 83

Hình 4.13: Sơ đồ đường dây 272 dùng thêm 3 dao cách ly……… …84

Hình 4.14: Sơ đồ đường dây 272 dùng thêm 4 dao cách ly……… 85

Hình 4.15: Sơ đồ đường dây 273 hiện tại đang có các dao cách ly……… 86

Hình 4.16: Sơ đồ đường dây 273 dùng thêm 1 dao cách ly……… …87

Hình 4.17: Sơ đồ đường dây 273 dùng thêm 2 dao cách ly……… 88

Hình 4.18: Sơ đồ đường dây 273 dùng thêm 3 dao cách ly……… 89

Hình 4.19: Sơ đồ đường dây 273 dùng thêm 4 dao cách ly……… 90

Hình 4.20: Sơ đồ đường dây 274 hiện tại đang có các dao cách ly……… 91

Hình 4.21: Sơ đồ đường dây 274 dùng thêm 1 dao cách ly……… 92

Hình 4.22: Sơ đồ đường dây 274 dùng thêm 2 dao cách ly……… 93

Hình 4.23: Sơ đồ đường dây 274 dùng thêm 3 dao cách ly……… 94

Hình 4.24: Sơ đồ đường dây 274 dùng thêm 4 dao cách ly……… 95

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây nền kinh tế của Việt Nam ngày càng phát triển dẫn đến nhu cầu sử dụng điện gia tăng rất lớn với yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện ngày càng cao Luật Điện lực và những nghi định của Chính phủ đã ra đời quy định

về hoạt động Điện Lực và sử dụng điện, quy định xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực Điện Lực Trong khi đó, hầu hết lưới điện trung áp của Việt Nam hiện nay

có kết cấu đơn giản, độ tin cậy thấp chưa đáp ứng được yêu cầu cung cấp điện ngày càng cao của xã hội Đã có rất nhiều đề tài này chủ yếu được xây dựng trên cơ sở lý thuyết mà chưa được áp dụng tính toán thực tế cho một lưới điện cụ thể Việc nghiên cứu phương pháp tính toán, đánh giá độ tin cậy của một lưới điện trung áp

cụ thể dựa trên các số liệu thực tế vận hành là rất thiết thực, để từ đó đưa ra các giải pháp phù hợp nhằm nâng cao độ tin cậy của lưới điện trung áp, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về cung cấp điện

Từ những lý do đó, tác giả đã chọn đề tài “ Nghiên cứu phương pháp tính toán đánh giá độ tin cậy và giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện trung áp”

Mục đích của đề tài: Nghiên cứu xây dượng phương pháp tính toán, đánh giá

độ tin cậy của lưới điện trung áp, áp dụng để tính toán và đánh giá độ tin cậy cho lưới điện thị xã Từ Sơn – tỉnh Bắc Ninh trên cơ sở các số liệu thống kê được từ thực

tế vận hành Phân tích nguyên nhân ảnh hưởng đến độ tin cậy của lưới điện trung áp nhằm đưa ra những giả pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện trung áp thị xã Từ

Sơn – tỉnh Bắc Ninh

Đối tượng nghiên cứu: Các đường dây phân phối cấp điện áp trung áp, sự ảnh

hưởng của các đường dây đến chất lượng điện năng, độ tin cậy cung cấp điện cho

các hộ phụ tải

Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết về lưới trung áp các

phương pháp nghiên cứu, phân tích và tính toán độ tin cậy Vận dụng kết quả nghiên cứu, xây dựng phương pháp tính toán độ tin cậy của lưới điện trung áp thị xã

Từ Sơn – tỉnh Bắc Ninh

Bố cục luận văn: Luận văn thực hiện bố cục nội dung như sau:

Lời mở đầu

Chương 1: Tổng quan về lưới trung áp

Chương 2: Các phương pháp đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới trung áp

Chương 3: Các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới trung

Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Điện lực Từ Sơn đã tạo điều kiện thuận lợi, cung cấp các thông tin, tư liệu để tác giả hoàn thành luận văn này

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI TRUNG ÁP 1.1 Cấu trúc lưới trung áp

1.1.1 Khái niệm về lưới trung áp [1][3][4]

Lưới trung áp là một bộ phận của hệ thống điện Trong đó hệ thống bao gồm các nhà máy điện, các trạm biến áp, các đường dây truyền tải và phân phối điện

được nối với nhau thành hệ thống

Hệ thống lưới trung áp làm nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm trung gian ( hoặc trạm khu vực hay thanh cái nhà máy điện) cho các phụ tải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện trong giới hạn cho phép Tuy nhiên do điều kiện kinh tế và kỹ thuật, độ tin cậy của lưới trung áp cao hay thấp phụ thuộc vào yêu cầu của phụ tải và chất lượng của lưới điện trung áp

Lưới phân phối trung áp có tầm quan trọng đặc biệt đối với hệ thống điện và

có điện áp trung bình từ (6-35) kV Trong đó điện áp thường sử dụng là (6, 10, 22, 35) kV, phân phối điện cho các trạm trung áp, hạ áp, phụ tải trung áp và lưới hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp

Lưới trung áp có chiều dài tương đối lớn, đường dây phân nhánh, hình tia hoặc mạch vòng cung cấp điện trực tiếp cho các hộ tiêu thụ, do đó những nguyên nhân gây ảnh hưởng đến quá trình truyền tải của lưới trung áp đều liên quan trực tiếp cho các hộ tiêu thụ

Như vậy trong thiết kế và vận hành lưới trung áp cần phải đưa ra các phương

án sao cho đảm bảo được chất lượng năng lượng và có dự phòng hợp lý khi xảy ra

sự cố, nhằm giảm xác xuất xảy ra sự cố và những thiệt hại về kinh tế đối với các hộ tiêu thụ

1.1.2 Đặc điểm và phân loại lưới trung áp [1]

1.1.2.1 Một số đặc điểm của lưới trung áp

Lưới trung áp có tầm quan trọng cũng như có ảnh hưởng lớn đến chỉ tiêu kinh

tế, kỹ thuật của hệ thống điện như:

- Trực tiếp cấp điện và đảm bảo chất lượng điện năng cho phụ tải (chủ yếu là

điện áp)

- Giữ vai trò rất quan trọng trong đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải Mỗi một sự cố trên lưới trung áp đều ảnh hưởng trực tiếp đến sinh hoạt của nhân dân và các hoạt động kinh tế, xã hội

- Tỷ lệ điện năng bị mất (điện năng mất/tổng điện năng phân phối) do ngừng điện được thống kê như sau:

+ Do ngừng điện lưới 110kV trở lên : (0.1-0.3)x10-4

+ Do sự cố lưới điện trung áp : 4.5x10-4

+ Do ngừng điện kế hoạch lưới trung áp : 2.5x10-4

+ Do sự cố lưới điện hạ áp : 2.0x10-4

+ Do ngừng điện kế hoạch lưới hạ áp : 2.0x10-4

- Điện năng bị mất do sự cố và ngừng điện kế hoạch trong lưới trung áp chiếm 98% Ngừng điện (sự cố hay kế hoạch) trên lưới phân phối trung áp có ảnh hưởng rất lớn đến các hoạt động kinh tế xã hội

- Chi phí đầu tư xây dựng lưới trung áp chiếm tỷ lệ lớn khoảng 50% của hệ thống điện (35% cho nguồn điện, 15% cho lưới hệ thống và lưới truyền tải)

- Tổn thất điện năng trong lưới trung áp lớn gấp 2-3 lần lưới truyền tải và chiếm (65-70)% tổn thất toàn hệ thống

- Lưới trung áp gần với người sử dụng điện do đó vấn đề an toàn điện cũng rất quan trọng

1.1.2.2 Phân loại lưới điện trung áp

Lưới điện trung áp được phân theo 3 dạng sau:

- Theo đối tượng và địa bàn phục vụ: Lưới trung áp thành phố, lưới trung áp nông thôn, lưới trung áp xí nghiệp

- Theo thiết bị dẫn điện: Lưới trung áp trên không, lưới trung áp cáp ngầm

- Theo cấu trúc hình dáng: Lưới trung áp hở (hình tia) có phân đoạn và không phân đoạn, lưới trung áp kín vận hành hở (LPP K/H), hệ thống phân phối điện Tóm lại, do tầm quan trọng của lưới điện trung áp nên lưới phân phối trung áp được quan tâm nhiều nhất trong quy hoạch cũng như vận hành Các tiến bộ khoa

học thường được áp dụng vào việc điều khiển vận hành lưới phân phối trung áp Sự quan tâm đến lưới phân phối trung áp còn được thể hiện trong tỷ lệ rất lớn các công trình nghiên cứu khoa học được công bố trên các tạp chí khoa học

Để làm cơ sở xây dựng cấu trúc lưới phân phối trung áp về mọi mặt cũng như trong quy hoạch, vận hành và đảm bảo độ tin cậy lưới trung áp người ta đưa ra các chỉ tiêu đánh giá chất lượng lưới trung áp

1.1.2.3 Các chỉ tiêu và tiêu chuẩn đánh giá chất lượng của lưới điện trung áp [1][3]

Để làm cơ sở xây dựng cấu trúc lưới trung áp về mọi mặt cũng như trong quy hoạch và vận hành lưới trung áp người ta đưa ra các chỉ tiêu đánh giá chất lượng lưới trung áp Chất lượng lưới trung áp được đánh giá trên 3 mặt:

- Sự phục vụ đối với khách hàng

- Ảnh hưởng tới môi trường

- Hiệu quả kinh tế đối với cách doanh nghiệp cung cấp điện

Các tiêu chuẩn đánh giá như sau:

- Chất lượng điện áp

- Độ tin cậy cung cấp điện

- Hiệu quả kinh tế (giá thành tải điện nhỏ nhất)

- Độ an toàn (an toàn cho người, thiết bị phân phối, nguy cơ hoả hoạn)

- Ảnh hưởng đến môi trường (cảnh quan, môi sinh, ảnh hưởng đến đường dây thông tin)

Trong các tiêu chuẩn trên, tiêu chuẩn thứ nhất và thứ hai liên quan trực tiếp đến điện năng gọi chung là chất lượng phục vụ của lưới điện trung áp

1.1.3 Phần tử lưới trung áp [1] [4]

Các phần tử của lưới trung áp bao gồm:

- Máy biến áp trung gian, máy biến áp trung áp

- Thiết bị dẫn điện: Đường dây điện gồm dây dẫn và phụ kiện

- Thiết bị đóng cắt và bảo vệ: Máy cắt, dao cách ly, cầu chì, hệ thống bảo vệ rơle, aptômát, bảo vệ chống quá điện áp, giảm dòng ngắn mạch

- Thiết bị điều chỉnh điện áp: Thiết bị điều áp dưới tải trong trạm trung gian,

thiết bị thay đổi đầu phân áp ngoài tải ở máy biến áp phân phối, tụ bù ngang, tụ bù dọc, thiết bị đối xứng hoá, thiết bị lọc sóng hài bậc cao…

- Thiết bị đo lường: Công tơ đo điện năng tác dụng, điện năng phản kháng, đồng hồ đo điện áp và dòng điện…, thiết bị truyền thông tin đo lường

- Thiết bị giảm tổn thất điện năng: Tụ bù

- Thiết bị nâng cao độ tin cậy: Thiết bị tự đóng lại, thiết bị tự đóng nguồn dự trữ, máy cắt hoặc dao cách ly phân đoạn, các khớp nối dễ tháo trên đường dây, kháng điện hạn chế ngắn mạch…

- Thiết bị điều khiển xa hoặc tự động: Máy tính điện tử, thiết bị đo xa

Mỗi phần tử trên đều có các thông số đặc trưng (như công suất và điện áp định mức, tiết diện dây dẫn, điện trở, điện kháng, điện dung, dòng điện cho phép, tần số định mức, khả năng đóng cắt, kích thước…) được chọn trên cơ sở tính toán kỹ thuật

Những phần tử có dòng công suất đi qua (như máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, máy biến dòng, tụ bù…) thì thông số của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến thông số chế độ (điện áp, dòng điện, công suất) nên được dùng để tính toán chế độ làm việc của lưới trung áp

Nói chung các phần tử chỉ có 2 trạng thái làm việc và không làm việc Một số

ít phần tử có nhiều trạng thái như: hệ thống điều áp, tụ bù có điều khiển, mỗi trạng thái ứng với khả năng làm việc

Một số phần tử có thể thay đổi trạng thái trong khi đang mang điện (dưới tải) như: máy cắt, aptomat, các thiết bị điều chỉnh dưới tải Một số khác có thể thay đổi trạng thái khi cắt điện như: dao cách ly, đầu phân áp cố định Máy biến áp và đường dây nhờ có các máy cắt có thể thay đổi trạng thái dưới tải Nhờ các thiết bị phân đoạn, đường dây điện được chia làm nhiều phần tử lưới

Không phải lúc nào các phần tử của lưới trung áp cũng tham gia vận hành, một

số phần tử có thể nghỉ vì lý do sự cố hoặc lý do kỹ thuật, kinh tế khác Ví dụ như tụ

bù có thể bị cắt lúc phụ tải thấp để giữ điện áp, một số phần tử lưới không làm việc

để lưới trung áp vận hành hở theo điều kiện tổn thất công suất nhỏ nhất

1.1.4 Cấu trúc lưới trung áp [1] [3] [4]

- Các phần tử tạo thành lưới trung áp

- Sơ đồ lưới trung áp

+ Sơ đồ trạm: là sự ghép nối các phần tử với nhau của các trạm biến áp và trạm trung áp

+ Sơ đồ lưới trung áp: là các đường dây nối các trạm biến áp phân phối với nguồn và từ các trạm phân phối với các hộ dùng điện

Sơ đồ nối điện còn được gọi là hình dáng của lưới trung áp, có ảnh hưởng rất lớn đến các tiêu chuẩn chất lượng của lưới trung áp Do đó, việc lựa chọn sơ đồ lưới trung

áp là nội dung quan trọng của quy hoạch lưới trung áp Còn trong vận hành chọn được

sơ đồ tối ưu sẽ cho hiệu quả kinh tế rất lớn

- Hệ thống điều khiển lưới trung áp

* Cấu trúc lưới trung áp bao gồm: Cấu trúc tổng thể và cấu trúc vận hành

Cấu trúc tổng thể của lưới bao gồm các phần tử và sơ đồ lưới đầy đủ Muốn lưới

điện có độ tin cậy cung cấp điện cao thì cấu trúc tổng thể phải là cấu trúc thừa

Thừa về số phần tử, về khả năng tải của các phần tử, và thừa về khả năng lập sơ đồ Ngoài ra trong vận hành còn phải dự trữ các thiết bị thay thế và vật liệu để sửa chữa, trong đó quan trọng nhất là các máy biến áp tự hành, để thay thế cho bất kỳ máy biến áp phân phối nào bị hỏng hóc hoặc cần phải đưa ra bảo dưỡng

Ví dụ: Để cung cấp điện cho một phụ tải chỉ cần 1 đường dây, 1 máy biến áp, nhưng muốn có độ tin cậy cao thì phải dùng 2 đường dây và 2 máy biến áp, như vậy

là thừa về số phần tử mỗi đường dây hoặc máy biến áp phải có đủ khả năng tải để khi sự cố có thể tải được cả công suất, như vậy là thừa về khả năng tải các hệ thống trung áp hiện đại người ta còn làm nhiều mạch vòng, mỗi trạm phân phối có thể được cấp điện từ nhiều nguồn, và như vậy là thừa về sơ đồ

Trong một chế độ vận hành nhất định chỉ cần một phần của cấu trúc tổng thể là

đủ đáp ứng nhu cầu, đa phần đó là cấu trúc vận hành Mỗi cấu trúc vận hành gọi là một trạng thái của lưới điện

Có cấu trúc vận hành bình thường gồm các phần tử tham gia vận hành và các sơ

đồ vận hành do người vận hành lựa chọn Khi có thể có nhiều cấu trúc vận hành thoả mãn điều kiện kỹ thuật, người ta phải chọn cấu trúc vận hành tối ưu theo điều kiện kinh tế, ví dụ: sao cho tổn thất điện năng nhỏ nhất

Khi xảy ra sự cố, một phần tử đang tham gia vận hành bị hỏng thì cấu trúc vận hành bị rối loạn, người ta phải nhanh chóng chuyển sang cấu trúc vận hành sự cố bằng cách thay đổi trạng thái các phần tử cần thiết cấu trúc vận hành sự cố có chất lượng vận hành thấp hơn so với cấu trúc vận hành bình thường Trong chế độ vận hành sau sự cố có thể xảy ra mất điện phụ tải Cấu trúc vận hành sự cố chọn theo độ

an toàn cao và khả năng thao tác thuận lợi

* Cấu trúc lưới trung áp có thể là:

- Cấu trúc tĩnh: Trong cấu trúc này lưới trung áp không thể thay đổi sơ đồ vận

hành Ở cấu trúc này khi cần bảo dưỡng hay sự cố thì toàn lưới trung áp hoặc một phần lưới trung áp phải ngừng điện Đó là lưới phân phối hình tia không phân đoạn và hình tia phân đoạn bằng dao cách ly hoặc máy cắt

- Cấu trúc động không hoàn toàn: Trong cấu trúc này lưới trung áp có thể thay

đổi sơ đồ vận hành ngoài tải, tức là trong khi lưới trung áp bị cắt điện, đó là cấu trúc lưới kín vận hành hở

- Cấu trúc động hoàn toàn: Trong cấu trúc này lưới trung áp có thể thay đổi sơ

đồ vận hành ngay cả khi đang làm việc, đó là hệ thống điện trung áp

Cũng 2 mức cấu trúc động hoàn toàn, ở mức thấp trong khi thay đổi cấu trúc gây ra mất điện tạm thời ngắn hạn, còn ở mức cao sự thay đổi cấu trúc không gây ra mất điện Lưới điện trung áp của các nước phát triển cao hiện đang ở mức thấp và đang thử nghiệm ở mức cao

Cấu trúc động được áp dụng là do nhu cầu ngày càng cao về độ tin cậy cung cấp điện

Ngoài ra cấu trúc động cho phép vận hành kinh tế lưới trung áp, trong đó cấu trúc động không hoàn toàn và cấu trúc động hoàn toàn mức thấp cho phép vận hành kinh tế lưới điện theo mùa, khi đồ thị phụ tải thay đổi đáng kể Còn cấu trúc động ở mức cao cho phép vận hành kinh tế lưới điện trong thời gian thực, lưới trung áp

trong cấu trúc này phải được thiết kế sao cho có thể vận hành kín trong thời gian ngắn trong khi thao tác sơ đồ

* Cấu trúc của lưới trung áp còn chia ra:

- Cấu trúc phát triển: Đó là lưới trung áp cấp điện cho phụ tải đang còn tăng

trưởng theo thời gian và trong không gian Khi thiết kế quy hoạch lưới này sơ đồ của nó được chọn theo tình huống cụ thể và tính đến sự phát triển trong tương lai

- Cấu trúc bão hoà: Đó là lưới trung áp hoặc bộ phận của nó cấp điện cho phụ

tải bão hoà, không tăng thêm theo thời gian và không gian, ví dụ lưới trung áp của một xí nghiệp không có dự kiến phát triển, của một phân xưởng, của một nhà cao tầng, của một nhà ở gia đình, chiếu sáng một đường phố, cấp điện một khu dân cư

đã hoàn chỉnh (ở các nước phát triển)…

Đối với lưới trung áp bão hoà người ta có các sơ đồ thiết kế chuẩn, mẫu đã được tính toán tối ưu Khi lưới trung áp bão hoà bắt đầu hoạt động, có thể phụ tải của nó chưa bão hoà mà còn tăng trưởng, nhưng khi thiết kế đã tính cho phụ tải cuối cùng của trạng thái bão hoà

Lưới trung áp phát triển luôn có các bộ phận bão hoà

Cấu trúc của lưới trung áp nhằm đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng, mỗi tiêu chuẩn chất lượng ảnh hưởng chủ yếu đến việc lựa chọn một số phần tử hoặc sơ đồ lưới trung áp Nói khác đi, khi chọn một phần tử nào đó phải tính toán theo tiêu chuẩn chất lượng tương ứng

1.1.5 Sơ đồ lưới phân phối trung áp

- Lưới phân phối trung áp có cấp điện áp trung bình từ (6÷35)kV, đưa điện năng

từ các trạm trung gian hoặc trạm khu vực tới trạm phân phối hạ áp

Nhiệm vụ của lưới trung áp là cấp điện cho phụ tải với chất lượng điện năng tiêu chuẩn và độ tin cậy cung cấp điện trong giới hạn cho phép Tuy nhiên do những nguyên nhân về kinh tế và điều kiện kỹ thuật, độ tin cậy của lưới trung áp hiện nay cao hay thấp phụ thuộc vào yêu cầu của phụ tải và chất lượng của lưới trung áp

Về cấu trúc lưới trung áp thường là:

- Lưới trung áp hình tia không phân đoạn (hình 1a): Đặc điểm của nó là đơn

giản, rẻ tiền nhưng có độ tin cậy thấp, không đáp ứng được nhu cầu của các phụ tải quan trọng

Hình 1a: Lưới Trung áp hình tia không phân đoạn

- Lưới trung áp hình tia có phân đoạn (hình 1b): Là lưới trung áp hình tia được

chia làm nhiều đoạn nhờ thiết bị phân đoạn Thiết bị phân đoạn có thể là dao cách

ly, cầu dao phụ tải, máy cắt phân đoạn… các thiết bị này có thể đóng cắt tại chỗ bằng tay hoặc được trang bị hệ thống điều khiển từ xa Lưới này có độ tin cậy cao hay thấp phụ thuộc vào thiết bị phân đoạn và thiết bị điều khiển chúng

lại vẫn được cấp điện bình thường

Sơ đồ lưới kín vận hành hở có độ tin cậy cao hơn các sơ đồ trước đây Về mặt nguyên tắc lưới có thể vận hành kín, nhưng thiết bị bảo vệ, điều khiển đòi hỏi phải là các thiết bị tốt và đắt tiền Vận hành lưới hở đơn giản và rẻ hơn nhiều

1.2 Phương pháp phân phối điện trung áp và nối đất trung tính cuộn trung áp của máy biến áp nguồn

1.2.1 Phương pháp phân phối điện trung áp

Có 2 phương pháp phân phối điện trong lưới phân phối điện trung áp:

* Phương pháp dùng lưới điện 3 pha:

- Điện năng được truyền tải bằng hệ thống 3 dây pha, máy biến áp trung áp có cuộn trung áp đấu sao và trung tính nối đất qua tổng trở Z, không có dây trung tính

đi theo lưới điện

Hình 1.2.1.a Lưới điện 3 pha trung tính máy biến áp nối đất qua tổng trở

* Phương pháp dùng lưới điện 3 pha và 1 dây trung tính

Là phương pháp truyền tải mà ngoài 3 dây pha ra còn có 1 dây trung tính đi theo lưới điện, cứ khoảng 300m thực hiện nối đất lặp lại 1 lần Trong lưới điện này, cuộn dây trung áp của máy biến áp nối sao và trung tính nối đất trực tiếp

Hình 1.2.1.b Lưới điện 3 pha và 1 dây trung tính

1.2.2 Phương pháp nối đất trung tính cuộn trung áp của MBA nguồn

1.2.2.1 Trung tính không nối đất( Z=∞)

* Ƣu điểm: Khi xẩy ra chạm đất 1 pha mạng điện vẫn vận hành được trong 1

khoảng thời gian nhất định để tìm và khắc phục sự cố, do đó độ tin cậy của mạng

điện được nâng cao

+ Khi xảy ra chạm đất 1 pha, điện áp các pha còn lại có thể tăng cao gây quá áp

và cộng hưởng nguy hiểm cho cách điện

* Phạm vi áp dụng: Trong thực tế trung tính không nối đất thường dùng cho lưới

phân phối 6kV, 10 kV, còn lưới điện áp từ (15kV÷35kV) chỉ dùng nếu độ dài lưới điện ngắn

1.2.2.2 Trung tính nối đất trực tiếp( Z=0)

* Ƣu điểm:

+ Khi xảy ra chạm đất 1 pha sẽ gây ra ngắn mạch 1 pha Bảo vệ rơle sẽ cắt phần

tử hư hỏng ra khỏi lưới điện, bảo vệ an toàn cho người và thiết bị

+ Giảm mức cách điện của đường dây trên không và cáp, do mạng điện chỉ dùng cách điện pha nên giá thành của lưới hạ

* Nhƣợc điểm:

+ Dòng điện ngắn mạch 1 pha có thể rất lớn, gây tác hại cho thiết bị trong trạm biến áp và đường dây, tăng độ già hoá máy biến áp và cáp, gây điện áp cảm ứng lớn trên đường dây bên cạnh và đường dây điện thoại

+ Độ tin cậy cung cấp điện giảm vì khi chạm đất lưới điện bị cắt ra

* Phạm vi áp dụng: Trung tính nối đất trực tiếp được áp dung cho lưới điện ở cấp

điện áp (15kV÷20 kV), nếu các tác hại khi xảy ra ngắn mạch 1 pha được hạn chế ở mức cho phép

1.2.2.3 Trung tính nối đất qua điện trở hoặc điện kháng( Z=R hoặc Z=R+jX)

* Ƣu điểm:

Hạn chế nhược điểm của phương pháp nối đất trực tiếp khi dòng ngắn mạch

quá cao, dòng ngắn mạch được hạn chế trong khoảng (1000A-1500A) Cho phép điều khiển dòng ngắn mạch pha-đất một cách hợp lý

* Nhƣợc điểm:

+ Gây quá điện áp trong lưới cao hơn nối đất trực tiếp, ảnh hưởng đến cách điện của các phần tử của lưới, do đó cách điện phải cao hơn nên giá thành lưới điện tăng + Hệ thống nối đất đắt tiền và cần có sự bảo quản định kỳ

* Phạm vi ứng dụng: Phương pháp này dùng phổ biến cho lưới điện 22 kV

Để hạn chế các nhược điểm, thực hiện nối đất có hiệu quả khi:

43

1

1

X

R X

R



Khi đó đặt được điều kiện điện áp khi chạm đất 1 pha:

8,0

Trong đó:

U f1 : Điện áp pha lành

U dm,U fmd : Điện áp dây và điện áp pha định mức

: , 0

Z Tổng trở thứ tự thuận của máy biến áp nguồn và lưới điện

1.2.2.4 Phương pháp nối đất qua cuộn dập hồ quang

Nối đất qua cuộn dập hồ quang hay còn gọi là nối đất cộng hưởng:

wC j jX

Điện kháng của cuộn dập hồ quang được lựa chọn để bù dòng điện điện dung khiến cho dòng điện điện dung ở trong giới hạn cho phép cho dù độ dài lưới phân

+ Khi chạm đất điện áp các pha không bị sự cố lên quá điện áp dây

+ Sự cố cách điện có thể gây dao động hồ quang điện, gây quá áp trên cách điện của các pha không bị sự cố

+ Cuộn dập hồ quang phải điều chỉnh được để thích nghi với cấu trúc vận hành thay đổi của lưới

+ Hệ thống bảo vệ sự cố chạm đất phức tạp, khó tìm chỗ sự cố, giá thành cao, bảo quản phức tạp

+ Áp dụng với lưới cáp không hiệu quả vì sự cố trong lưới đa số là do hư hỏng cách điện vĩnh cửu

* Phạm vi ứng dụng: Phương pháp này thường được áp dụng cho lưới 35kV, có

dùng cho lưới 22kV khi cần độ tin cậy cung cấp điện cao, là biện pháp chủ yếu trong tương lai

1.3 Sơ đồ lưới điện trung áp

1.3.1 Phương án nối dây trong mạng điện trung áp

Sơ đồ nối dây của mạng điện trung áp có thể sử dụng một trong các hình thức nối dây như sau: hình tia, phân nhánh, hoặc mạch vòng kín Việc sử dụng sơ đồ nối dây nào tùy thuộc vào mức độ yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cho mỗi một loại hộ phụ tải và tùy thuộc vào cấp điện áp mà sử dụng sơ đồ cho phù hợp

- Sơ đồ hình tia một lộ dùng nhiều nhất cho các mạng thắp sáng hoặc động lực

ở điện áp thấp Các trạm 6kV, 10kV, 22kV, 35kV cũng thường sử dụng sơ đồ hình tia để cung cấp điện

- Sơ đồ kiểu phân nhánh thường được dùng ở các đường dây cung cấp điện

cho một số phụ tải gần nhau

- Sơ đồ mạch vòng kín được dùng nhiều ở các mạng trung áp trong thành phố và các mạng điện phân xưởng với điện áp 6kV, 10kV, 22kV, 35kV Những mạng điện này thường có cấu trúc mạch kín nhưng vận hành hở, khi sự cố phần lưới trung áp sau máy cắt gần điểm sự cố nhất về phía nguồn, bảo vệ đặt tại máy cắt đầu nguồn sẽ tác động cát mạch điện bị sự cố, sau khi cô lập đoạn lưới bị sự cố, phần lưới còn lại

sẽ được đóng điện trở lại để tiếp tục vận hành cung cấp điện cho các hộ phụ tải Chỉ

có đoạn lưới bị sự cố là mất điện và mất cho đến khi sự cố được sử lý xong

Đối với các hộ phụ tải quan trọng đòi hỏi độ tin cậy cao phải có phương án dự phòng riêng cho đường dây trung áp và hạ áp

1.3.2 Các phương pháp nối dây trong lưới điện trung áp

Các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật của mạng điện phân phối phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ nối điện của mạng Do đó sơ đồ phải được chọn sao cho có chi phí

là nhỏ nhất đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết, đảm bảo chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ phụ tải, thuận tiện và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các phụ tải mới

Theo yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện, trong các loại sơ đồ hình tia, phân nhánh hay mạch vòng kín nối trên, việc dùng sơ đồ có dự phòng hay không phụ thuộc vào tính chất của hộ phụ tải:

- Phụ tải loại I: Phải được cung cấp điện từ 2 nguồn độc lập không được mất điện

dù chỉ là tạm thời, nếu mất điện sẽ ảnh hưởng đến chính trị, tính mạng con người, thiệt hại về kinh tế…do đó thời gian ngừng cung cấp điện đối với hộ phụ tải loại I chỉ cho phép bằng thời gian tự động đóng nguồn dự trữ

- Phụ tải loại II: có thể được cung cấp điện bằng 1 hay 2 nguồn phải dựa trên kết quả so sánh kinh tế giữa khoản tiền phải đầu tư them khi có đặt thiết bị dự phòng với khoản tiền thiệt hại do mất điện Các hộ phụ tải loại II cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để nhân viên vận hành đóng nguồn dự trữ

- Phụ tải loại III: Chỉ cần 1 nguồn cung cấp điện là đủ Cho phép mất điện trong 1 thời gian để sủa chữa sự cố, thay thế các phần tử hư hỏng của mạng điện

nhưng không quá 1 ngày

Với yêu cầu ngày càng cao của cuộc sống, người thiết kế cũng như người quản

lý vận hành lưới điện phải có tính toán, dự kiến mọi khả năng để cho xác suất sự cố mất điện là thấp nhất và thời gian mất điện là thấp nhất

1.3.2.1 Sơ đồ lưới phân phối trung áp trên không

- Lưới điện phân phối trung áp trên không sử dụng ở mạng điện nông thôn thường không đòi hỏi cao về độ tin cậy, không bị hạn chế về điều kiện an toàn và

mỹ quan như ở khu vực thành phố Mặt khác, mật độ phụ tải của mạng điện nông thôn không cao, phân tán, đường dây khá dài, do đó sử dụng lưới điện trên không sẽ giúp cho việc dễ dàng nối các dây dẫn, tìm hiểu sự cố và khắc phục sự cố không khó khăn như lưới phân phối cao áp

- Phương pháp nối dây thường áp dụng theo sơ đồ hình tia, các trạm biến áp phân phối được cung cấp điện từ thanh cái hạ áp của trạm biến áp trung gian thông qua các đường trục chính

Hình 1.3.1 Sơ đồ lưới trung áp trên không hình tia

1 Máy cắt có tự động đóng lại, điều khiển từ xa

2 Máy cắt nhanh; 3 Dao cách ly

- Biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ:

+ Các đường trục chính được phân đoạn bằng các thiết bị phân đoạn như: Máy cắt, máy cắt có tự động đóng lại có thể tự động cắt ra khi sự cố và điều khiển

từ xa

+ Giữa các đường trục chính của một trạm nguồn hoặc của các trạm nguồn khác nhau có thể được nối liên thông để dự phòng khi bị sự cố, khi ngừng điện kế hoạch đường trục hoặc trạm biến áp nguồn Máy cắt hoặc dao cách ly liên lạc được

mở trong khi làm việc để vận hành hở

- Các dây dẫn đường trục phải được kiểm tra theo điều kiện sự cố để có thể tải điện dự phòng cho các trục khác khi bị sự cố

1.3.2.2 Sơ đồ lưới phân phối cáp trung áp

- Lưới phân phối cáp trung áp sử dụng ở mạng điện thành phố do đòi hỏi mức độ tin cậy cao, mật độ phụ tải lớn, đường dây ngắn, bị hạn chế về điều kiện an toàn và

mỹ quan đô thị do đó không được đi dây trên không mà phải chọn xuống đất tạo thành lưới phân phối cáp

- Nhược điểm của lưới trung áp cáp là đắt tiền, sơ đồ phức tạp dẫn đến việc tìm kiếm sự cố khó khăn, sửa chữa lâu và việc đấu nối được hạn chế đến mức tối đa vì xác suất hỏng tại các chỗ nối là rất cao

a Sơ đồ trung áp mạch vòng kín

Sơ đồ trung áp mạch vòng kín cung cấp điện cho các trạm phân phối có một máy biến áp Các trạm phân phối được đấu liên thông, mỗi máy biến áp đều có hai dao cách ly ở hai phía và đều có thể được cấp điện từ hai nguồn khác nhau lấy từ hai phân đoạn thanh cái hạ áp của máy biến áp trung gian, bình thường các máy biến áp được cấp điện từ một phía

Hình 1.3.2 Sơ đồ lưới trung áp mạch vòng kín

Ký hiệu chỉ dao cách ly được mở ra để vận hành hở Ưu điểm của vận hành

hở làm cho lưới điện rẻ hơn, độ tin cậy vẫn đảm bảo yêu cầu Còn vận hành kín có lợi hơn về tổn thất điện năng nhưng đòi hỏi cao hơn về hệ thống bảo vệ rơ le và thiết bị đóng cắt nếu muốn đạt độ tin cậy

b Trạm phân phối được cung cấp bằng cả hai đường dây song song

Hai đường dây song song cung cấp điện cho các trạm biến áp phân phối Các đường dây có thể được lấy điện từ hai mạch nguồn khác nhau để tạo thành mạch nguồn

Hình 1.3.3 Cung cấp điện bằng 2 đường dây song song

c Sơ đồ mạch liên nguồn

Các trạm phân phối trung áp được cung cấp từ nhiều nguồn lấy điện từ thanh góp hạ áp của các trạm biến áp trung gian Trong chế độ làm việc bình thường được tách ra để vận hành hở mạch

Hình 1.3.4 Mạch liên nguồn

d Trạm phân phối trung áp được cung cấp điện thông qua trạm cắt

Khi trạm biến áp trung gian ở xa trung tâm phụ tải thì mạng điện phân phối được cung cấp điện thông qua trạm cắt Người ta sử dụng hai đường dây liên lạc giữa trạm cắt và hai phân đoạn thanh cái hạ áp của máy biến áp trung gian, sau đó các đường dây phân phối được cung cấp điện từ trạm cắt

Sơ đồ này áp dụng cho cả lưới trung áp cáp và lưới trung áp trên không

Hình 1.3.5 Cung cấp điện thông qua trạm cắt

Lưu ý: Trong các sơ đồ đã trình bày, tiết diện cáp phải được chọn có tính đến dự phòng cho toàn bộ mạch vòng

e Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung

Khi mật độ các trạm phân phối nhiều, để tiết kiệm vốn đầu tư mà vẫn đảm bảo được độ tin cậy có thể sử dụng sơ đồ sau:

Hình 1.3.6 Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung

1 Thanh góp trạm biến áp trung gian 2 Trạm cắt

Dây dẫn của các đường dây phân phối được chọn đủ cho các trạm phân phối

mà nó cấp điện, vì đã có đường dây dự phòng chung cho tất cả các đường dây phân phối trung áp

1.3.2.3 Sơ đồ hệ thống điện trung áp

Hệ thống lưới trung áp bao gồm nhiều trạm trung gian được nối liên thông với

nhau bởi mạng lưới đường dây phân phối tạo thành nhiều mạch vòng kín Trong quá trình vận hành bình thường các mạch kín này được tách ra tại các điểm cắt của lưới để vận hành hở mạch thông qua các thiết bị phân đoạn Các điểm cắt này được thay đổi thường xuyên trong quá trình vận hành khi đồ thị phụ tải thay đổi

Để lựa chọn được sơ đồ vận hành tối ưu nhất thường sử dụng tính toán trên máy tính điện tử từ các số liệu đó ta đặt trên các điểm kiểm tra của hệ thống lưới trung áp Khi xảy ra sự cố, máy tính điện tử sẽ tính toán đưa ra phương án vận hành thay thế tốt nhất Nhân viên vận hành thực hiện các sơ đồ tối ưu đó bằng các thiết bị điều khiển từ xa

Hình 1.3.7 Sơ đồ hệ thống phân phối điện

TG1, TG2, TG3, TG4: Thanh góp hạ áp của các trạm biến áp trung gian

: Điểm tách lưới tạo thành mạch hở trong vận hành

Nếu không có thiết bị điều khiển và đo lường từ xa thì vẫn có thề vận hành kinh tế nhưng theo mùa trong năm, bằng cách tính chọn sơ đồ vận hành tối ưu cho khoảng thời gian trong đó phụ tải gần giống nhau sau đó thao tác các thiết bị phân đoạn để thực hiện

Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA

LƯỚI TRUNG ÁP 2.1 Khái niệm chung về độ tin cậy của hệ thống điện

2.1.1 Định nghĩa độ tin cậy [2]

Hệ thống là tập hợp các phần tử tương tác trong một cấu trúc nhất định nhằm thực hiện một nhiệm vụ xác định, có sự điều khiển thống nhất trong hoạt động cũng như tiến tới sự phát triển

Đối với hệ thống điện, các phần tử là máy phát điện, máy biến áp, đường dây tải điện….Nhiệm vụ của hệ thống điện là sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ tiêu thụ Điện năng phải đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng điện năng pháp định và độ tin cậy hợp lý Hệ thống điện phải được phát triển tối ưu và vận hành với hiệu quả kinh tế cao nhất

Về mặt độ tin cậy, hệ thống điện là hệ thống phức tạp thể hiện trong:

- Cấu trúc phức tạp

+ Số lượng rất lớn các phần tử thuộc nhiều loại khác nhau

+ Sơ đồ lưới điện phức tạp

- Hoạt động phức tạp

- Rộng lớn trong không gian

- Phát triển không ngừng theo thời gian

Sự phức tạp đó dẫn đến sự phân cấp hệ thống điện để có thể quản lý, điều khiển vận hành và phát triển một cách hiệu quả tối đa

Hệ thống điện là hệ thống phục hồi, các phần tử của hệ thống điện sau khi bị

hỏng hóc của hệ thống cũng được phục hồi sau thời gian nhất định

Đa số các phần tử của hệ thống điện còn được bảo dưỡng định kỳ để phục hồi khả năng làm việc đã bị suy giảm sau một thời gian làm việc

Phần tử là những bộ phận tạo thành hệ thống mà trong một quá trình nhất định,

được xem như một tổng thể duy nhất không chia cắt được, đặc trưng bởi các thông

số độ tin cậy chung, chỉ phụ thuộc các yếu tố bên ngoài như môi trường chứ không

phụ thuộc vào cấu trúc bên trong của phần tử Vì bản thân phần tử cũng có thể có cấu trúc phức tạp, nếu xét riêng nó là một hệ thống Ví dụ, máy phát là một hệ thống phức tạp nếu xét riêng, nhưng trong bài toán về độ tin cậy của hệ thống điện

nó chỉ là một phần tử với các thông số như cường độ hỏng hóc, thời gian phục hồi không đổi

Định nghĩa chung có tính chất kinh điển về độ tin cậy của hệ thống nhƣ sau:

Độ tin cậy là xác suất để hệ thống( hoặc phần tử) hoàn thành triệt để nhiệm vụ yêu cầu trong khoảng thời gian nhất định và trong điều kiện vận hành nhất định

Cụ thể hóa đối với hệ thống điện: độ tin cậy của hệ thống điện hoặc bộ phân của

nó là mức độ hoàn thành nhiệm vụ cung khối lượng cấp điện yêu cầu cho khách hàng với các thông số chất lượng và kỹ thuật trong phạm vi tiêu chuẩn đã định

Độ tin cậy được đo bằng tần xuất, độ kéo dài và độ lớn cúa các ảnh hưởng xấu đến cung cấp điện: ngừng điện, thiếu điện, điện áp thấp….Độ tin cậy cũng được đo bằng xác suất xảy ra mất điện toàn phần hoặc một phần Xác suất được tính bằng độ

Mức độ đầy đủ: Khả năng của hệ thống điện cung cấp đủ công suất và điện năng

yêu cầu của khách hàng tại mọi thời điểm, có tính đến ngừng điện kế hoạch và ngẫu nhiên ở mức hợp lý của các phần tử của hệ thống

Mức an toàn: Khả năng của hệ thống điện chịu được các rối loạn đột ngột như ngắn

mạch hoặc mất mát không lường trước của các phần tử của hệ thống

2.1.2 Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của hệ thống điện và quan điểm về độ tin cậy

Các chỉ tiêu độ tin cậy được tính cho 3 khâu: sản xuất, truyền tải và phân phối và khâu cung cấp năng lượng sơ cấp, và được nhìn nhận theo 2 khu vực liên quan:

- Doanh nghiệp điện: Trong đó chia ra quy hoạch và vận hành

Bị Cắt điện:

-Tần xuất

- Độ kéo dài -Thời gian( mùa trong năm…) -Mức độ mất điện

Năng lượng sơ cấp Đủ nhiên liệu sơ

cấp…

2.1.3 Tổn thất kinh tế do mất điện và ảnh hưởng của độ tin cậy đến cấu trúc của

hệ thống điện

2.1.3.1 Nguyên nhân mất điện

Hệ thống điện là một hệ thống phức tạp, gồm nhiều phần tử, các phần tử liên kết

với nhau theo những sơ đồ phức tạp Hệ thống điện thường nằm trên địa bàn rộng của một quốc gia hay vùng lãnh thổ Khi các phần tử của hệ thống hư hỏng có thể dẫn đến ngừng cung cấp điện cho từng vùng hoặc toàn hệ thống Có thể chia thành

4 nhóm nguyên nhân gây mất điện như sau:

- Do thời tiết: Giông sét, lũ lụt, mưa, bão, lốc xoáy,

- Do hư hỏng các phần tử của hệ thống điện:

+ Phần điện và phần máy: Hỏng hệ thống cung cấp nhiên liệu, hỏng phần động lực (phát động), hỏng máy biến áp, hỏng thiết bị đóng cắt, hỏng phần dẫn điện, hỏng chất cách điện của đường dây tải điện, trạm biến áp, chống sét van, hỏng cáp điện lực, hỏng thiết bị điều khiển điện áp: thiết bị điều chỉnh điện áp của các máy phát điện, thiết bị điều khiển tụ bù…

+ Bảo vệ và điều khiển như: hỏng rơle, hỏng đường truyền tín hiệu, hỏng mạch điều khiển

- Do hoạt động của hệ thống:

+ Do trạng thái của hệ thống: Độ ổn định, tần số, điện áp, quá tải đường dây, quá tải máy biến áp, tải không cân bằng…

+ Do nhân viên vận hành hệ thống điện, do nhân viên điều độ hệ thống, do nhân viên vận hành nhà máy điện, do nhân viên vận hành lưới, do lỗi bảo vệ…

- Các nguyên nhân khác: Do động vật, cây cối, phương tiện vận tải, đào đất, hoả

hoạn, phá hoại,

Kinh nghiệm cho thấy rằng, hầu hết các sự cố của lưới phân phối bắt nguồn từ các yếu tố thiên nhiên như: sét, bão, mưa, lũ lụt, động vật…những sự mất điện khác

có thể quy cho khiếm khuyết của thiết bị, vật liệu và hành động của con người như:

xe ô tô đâm phải cột, phương tiện chạm vào dây dẫn, cây đổ, phá hoại, máy đào phải cáp ngầm…Một số sự cố nguy hiểm và lan rộng trong hệ thống phân phối do bão, lũ lụt Trong trường hợp đó sự phục hồi cấp điện bị ngăn cản bởi những nguy hiểm và hầu hết các đơn vị điện lực không có đủ người, phương tiện, máy móc thiết

bị để phục hồi nhanh lưới điện trên một vùng địa lý rộng lớn và phức tạp

Nhìn chung có thể phân chia, sắp xếp lại để có thể giảm thiểu số lượng khách hàng bị ảnh hưởng của hỏng hóc thiết bị hoặc thời gian mất điện là nhỏ nhất Sẵn sàng hoạt động là sự lựa chọn của ngành điện để nâng cao độ tin cậy Giảm thiểu thời gian mất điện bằng cách kịp sửa chữa thiết bị hư hỏng

Việc phối hợp lập kế hoạch bảo trì phòng ngừa với phân tích độ tin cậy có thể rất hiệu quả Việc phân tích sự cố xác định rõ những điểm yếu nhất của hệ thống phân phối và giải quyết nhanh, chính xác các điểm đó Sự phân tích được thực hiện chỉ ở những khúc quan trọng của hệ thống Những thông tin kết quả được sử dụng trong quyết định xây dựng hệ thống tới mức an toàn hoặc chấp nhận rủi ro mất điện

2.1.3.2 Tổn thất kinh tế do mất điện

Điện năng là động lực chính của toàn bộ nền kinh tế quốc dân Việc mất điện sẽ gây ra các hậu quả về kinh tế và xã hội rất lớn Trên quan điểm phân loại hậu quả mất điện , người ta phân phụ tải thành 2 loại :

- Loại phụ tải khi mất điện có thể gây ra các hậu quả mang tính chính trị, xã hôị

- Loại phụ tải mà khi mất điện gây ra các hậu quả về kinh tế

Đối với loại phụ tải thứ nhất phụ tải cần được cấp điện với độ tin cậy cao nhất Còn đối với loại thứ hai là bài toán kinh tế - kỹ thuật, trên cơ sở cân nhắc giữa vốn đầu tư vào hệ thống điện và tổn thất kinh tế do mất điện

Tổn thất kinh tế do mất điện được nhìn nhận từ hai góc độ:

1 Tổn thất kinh tế cho cơ sở sản xuất kinh doanh cụ thể Đó là tổn thất kinh tế

mà các cơ sở này phải chịu khi mất điên đột ngột hay theo kế hoạch

Khi mất điện đột ngột , các sản phẩm bị hư hỏng, sản xuất bị ngừng trệ gây ra tổn thất kinh tế Tổn thất này phụ thuộc vào số lần mất điện và thời gian mất điện Khi mất điện theo kế hoạch tổn thất kinh tế sẽ nhỏ hơn do cơ sở sản xuất đã được chuẩn bị trước

Tổn thất này được tính toán cho từng loại xí nghiệp cụ thể hoặc từng cơ sở kinh doanh cụ thể để phục vụ việc thiết kế cấp điện cho các cơ sở này

2 Tổn thất kinh tế nhìn từ quan điểm hệ thống Tổn thất này được tính toán từ các tổn thất thật ở phụ thải theo quan điểm hệ thống Nó nhằm phục vụ cho công tác thiết kế quy hoạch hệ thống điện sao cho thoả mãn nhu cầu độ tin cậy của phụ tải, đồng thời đảm bảo hiệu quả kinh tế của hệ thống điện

Tổn thất này được tính cho lưới phân phối , lưới truyền tải và nguồn điện một cách riêng biệt Nó cũng được tính cho từng loại phụ tải cho một lần mất điện, cho 1kW hoăc 1kWh tổn thất và cũng được tính cho độ dài thời gian mất điện

Sau đây là giá tiền 1kWh điện năng mất:

- Ở Australia (Power distribution technologies & design standards for Vietnam Hanoi 1993 ) Tính bằng tiền Australia

- Ở Pháp năm 1998 sử dụng giá mất điện như sau: Ở lưới phân phối: 14,5 F/kWh chung , không phân biệt theo phụ tải ; ở lưới truyền tải có hai cấp giá là : 7,5 F/kWh nếu công suất mất nhỏ hơn 8% , 14,5F/kWh nếu công suất mất lớn hơn 8% ( EDF Interrnational – Hanoi 1990 )

- Ở Canada sử dụng bảng giá sau đây cho quy hoạch thiết kế hệ thống điện (USD/kWh)

Thời gian

mất điện

Hộ tiêu thụ lớn

Công nghiệp

Thương mại

Nông nghiệp

2.1.3.3 Ảnh hưởng của độ tin cậy đến cấu trúc của hệ thống điện [2]

- Cấu trúc nguồn điện : Độ tin cậy ảnh hưởng đến độ dự trữ công suất, các tổ máy

dự phòng lạnh

- Cấu trúc lưới : Độ tin cậy ảnh hưởng đến sơ đồ lưới điện như: Mạch vòng kín, nhều lộ song song, trạm nhiều máy biến áp sơ đồ trạm biến áp và nhà máy điện phức tạp

- Cấu trúc hệ thống điều khiển: Thiết bị bảo vệ, thiết bị chống sự cố, hệ thống thông tin, hệ thống điều khiển tự động, phương thức vận hành

- Cấu trúc hệ thống quản lý: Hệ thống sẵn sàng can thiệp khi sự cố, dự trữ thiết

bị, phương tiện đi lại, tổ chức bảo dưỡng định kỳ và sửa chữa sự cố

Để nâng cao độ tin cậy đòi hỏi vốn đầu tư rất lớn, do đó độ tin cậy được nâng

cao bằng mọi giỏ Đầu tư vào nõng cao độ tin cậy chỉ cú hiệu quả khi mức giảm tổn thất kinh tế do nõng cao độ tin cậy lớn hơn chi phớ để nõng cao độ tin cậy

Trong hàm mục tiờu của cỏc bài toỏn xỏc định cấu trỳc nguồn điện cũng như lưới điện đều cú thành phần tổn thất do độ tin cậy được tớnh theo tổn thất kinh tế đó núi trờn Tuy nhiờn việc tớnh như vậy cũng gặp rất nhiều khú khăn

Do đú người ta cũn cú thể tớnh toỏn với yếu tố độ tin cậy như là điều kiện biờn của bài toỏn, tức là dựng chỉ tiờu giỏn tiếp về độ tin cậy như:

- Xỏc suất khụng xảy ra mất điện (độ tin cậy ) phải bằng hoặc lớn hơn một giỏ trị nào đú

- Xỏc suất xảy ra mất điện ( độ rủi ro ) phải nhỏ hơn giỏ trị nào đú

Cỏc chỉ tiờu này được xỏc đinh trờn cơ sở phõn tớch kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện

2.1.4 Bài toỏn độ tin cậy và phương phỏp giải [2]

2.1.4.1 Phõn loại bài toỏn độ tin cậy

- Theo cấu trỳc, bài toỏn độ tin cậy của hệ thống điện được chia bốn loại:

+ Bài toỏn độ tin cậy của hệ thống phỏt: chỉ xột riờng cỏc nguồn điện

+ Bài toỏn độ tin cậy của hệ thống điện: xột cả nguồn điện đến cỏc nỳt tải hệ thống do lưới hệ thống cung cấp điện

+ Bài toỏn về độ tin cậy của lưới truyền tải và lưới phõn phối

+ Bài toỏn về độ tin cậy của phụ tải

- Theo mục đớch, bài toỏn độ tin cậy chia làm:

+ Bài toỏn quy hoạch: phục vụ quy hoạch phỏt triển hệ thống điện

+ Bài toỏn vận hành: phục vụ vận hành hệ thống điện

Hình 2.1 Cấu trúc độ tin cậy của hệ thống điện

- Theo nội dung, bài toỏn độ tin cậy chia làm:

+ Bài toán giải tích: tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy của hệ thống điện có cấu trúc cho trước

+ Bài toán tổng hợp: xác định trực tiếp thông số của một phần tử bất kỳ nếu cho trước yêu cầu độ tin cậy và các thông số của các phần tử còn lại

Bài toán tổng hợp trực tiếp rất phức tạp nên chỉ có thể áp dụng trong những bài toán nhỏ, hạn chế

Bài toán tổng hợp lớn cho nguồn điện và lưới điện phải dùng phương pháp tổng hợp gián tiếp: lập nhiều phương án rồi tính chỉ tiêu độ tin cậy bằng phương pháp giải tích để so sánh, chọn phương án tối ưu

Mỗi loại bài toán về độ tin cậy đều gồm có bài toán quy hoạch và vận hành Mặt khác lại bao gồm loại bài toán giải tích và tổng hợp

Bài toán phân tích độ tin cậy có ý nghĩa rất quan trọng trong quy hoạch, thiết kế cũng như vận hành hệ thống điện Nội dung của bài toán là tính các chỉ tiêu độ tin cậy của một bộ phận nào đó của hệ thống điện từ các thông số độ tin cậy của các phần tử của nó Các chỉ tiêu độ tin cậy bao giờ cũng gắn liền với các tiêu chuẩn hỏng hóc hay tiêu chuẩn hoàn thành nhiệm vụ do người phân tích độ tin cậy đặt ra: tiêu chuẩn hỏng hóc của lưới điện có thể là phụ tải mất điện, điện áp thấp hơn giá trị cho phép, dây dẫn quá tải…

* Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của hệ thống điện:

- Độ tin cậy của phần tử: cường độ hỏng hóc, thời gian phục hồi, sửa chữa định

- Ảnh hưởng môi trường: phụ tải điện, yếu tố thời tiết khí hậu, nhiệt độ và độ ô nhiễm của môi trường

- Yếu tố con người: trình độ của nhân viên vận hành, yếu tố kỹ thuật, tự động hoá vận hành

Trong bài toán giải tích độ tin cậy, các yếu tố trên là yếu tố đầu vào còn đầu ra là chỉ tiêu độ tin cậy của hệ thống điện Việc tính đến mọi yếu tố rất phức tạp nên tùy từng phương pháp một số yếu tố bị bỏ hoặc đơn giản hóa Kết quả được sử dụng trong quy hoạch và vận hành hệ thống điện

Bài toán về độ tin cậy phục vụ quy hoạch: Nhằm xác định việc đưa thêm thiết bị mới, thay đổi cấu trúc của hệ thống điện trong các năm tiếp theo

Bài toán về độ tin cậy phục vụ vận hành: Nhằm kiểm nghiệm hoặc lựa chọn sách lược vận hành hệ thống điện có sẵn

2.1.4.2 Phương pháp giải tích độ tin cậy của hệ thống điện

- Phương pháp đồ thị: Giải tích sử dụng sơ đồ độ tin cậy, lý thuyết xác suất các tập hợp, đại số Boole, lý thuyết Graph Phương pháp này phối hợp với phương pháp không gian trạng thái áp dụng rất có hiệu quả cho bài toán độ tin cậy của lưới điện

- Phương pháp không gian trạng thái: Sử dụng quá trình ngẫu nhiên Markov Phương pháp này được sử dụng trong bài toán độ tin cậy của nguồn điện

- Phương pháp cây hỏng hóc: Lập cây hỏng hóc cho mối liên quan giữa hỏng hóc phần tử và hỏng hóc hệ thống, áp dụng đại số Boole Thích hợp tính toán độ tin cậy của các nhà máy điện

- Phương pháp mô phỏng Monte - Carlo: Xét đến nhiều yếu tố và có xét đến tác động vận hành đến chỉ tiêu độ tin cậy Sử dụng chủ yếu cho giải tích độ tin cậy của

hệ thống điện

Mỗi phương pháp có những ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng riêng, phương pháp không gian trạng thái phối hợp với phương pháp đồ thị giải tích áp dụng rất có hiệu quả cho bài toán độ tin cậy của lưới điện, còn phương pháp cây hỏng hóc thích hợp với độ tin cậy của các nhà máy điện Trong bài toán về độ tin cậy của nguồn điện, phương pháp chủ yếu được dùng là phương pháp không gian trạng thái

2.1.5 Độ tin cậy của các phần tử [2] [5]

Độ tin cậy của các phần tử là yếu tố quyết định độ tin cậy của hệ thống Các khái niệm cơ bản về độ tin cậy của phần tử cũng đúng cho hệ thống Do đó nghiên cứu những khái niệm cơ bản về độ tin cậy của phần tử là điều rất cần thiết

Phần tử phục hồi chỉ làm việc đến phần hỏng đầu tiên Thời gian làm việc của phần tử từ lúc bắt đầu hoạt động cho đến khi hỏng hay còn gọi là thời gian phục vụ

T là đại lượng ngẫu nhiên, vì thời điểm hỏng của phần tử là ngẫu nhiên không biết trước

Đại lượng ngẫu nhiên T tuân theo luật phân bố mũ với cường độ hỏng hóc λ ( số lần hỏng hóc 1 năm) là hằng số và có các hàm đặc trưng:

H×nh 2.2 §-êng quan hÖ R(t) theo thêi gian

Giữa cường độ hỏng hóc và thời gian làm việc trung bình TLV có quan hệ sau:

cứu Trong các bảng tra này cũng cho cường độ bảo quản định kỳ và thời gian ngừng điện bảo quản rất cần thiết cho tính toán độ tin cậy

2.2 Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của lưới trung áp

2.2.1 Các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới trung áp

Các chỉ tiêu độ tin cậy lưới điện trung áp được đánh giá khi dùng 3 khái niệm cơ bản, đó là cường độ mất điện trung bình  (do sự cố hoặc theo kế hoạch), thời gian mất điện (sửa chữa) trung bình t, thời gian mất điện hàng năm trung bình

T của phụ tải

Tuy nhiên, những giá trị này không phải là giá trị quyết định mà là giá trị trung bình của phân phối xác suất, vì vậy chúng chỉ là những giá trị trung bình dài hạn Mặc dù 3 chỉ tiêu trên là quan trọng, nhưng chúng không đại diện một cách toàn diện để thể hiện độ tin cậy của hệ thống Chẳng hạn các chỉ tiêu trên được đánh giá không thể hiện được tương ứng với 1 khách hàng hay 100 khách hàng, tải trung bình tại điểm đánh giá là 10kW hay 10MW Để đánh giá được một cách toàn diện

về sự mất điện của hệ thống, người ta còn đánh giá thêm các chỉ tiêu sau:

1 Tần suất (số lần) mất điện trung bình của hệ thống: [7]

Bằng tổng số lần mất điện trên tổng số phụ tải SAIFI (system average frequency index)

N

N vu

phuc duoc hang khach so

Tong

hang khach cua

dien mat lan so

2 Tần suất mất điện trung bình của khách hàng: CAIFI (Customer average

interruption frequency index): [7]

CAIFI =

huonganh

bihangkhachso

Tong

hangkhachcua

dienmatlansoTong