Đánh giá, đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện trên địa bàn huyện hóc môn

- Đánh giá, phân tích các nguyên nhân sự cố lưới điện ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện trên địa bàn huyện Hóc Môn.. - Thu thập dữ liệu thực tế tình hình vận hành lưới điện trên địa

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

NGUYỄN QUANG TÙNG

ĐÁNH GIÁ, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN HÓC MÔN EVALUATING AND PROPOSING SOLUTIONS

TO IMPROVE THE RELIABILITY

OF POWER SUPPLY IN HOC MON DISTRICT

Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN

Mã số : 60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 8 năm 2019

Trang 2

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG - HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Nguyễn Nhật Nam

Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS.TS Phan Quốc Dũng

Cán bộ chấm nhận xét 2 : PGS.TS Huỳnh Châu Duy

2 TS Lê Thị Tịnh Minh Thư ký

3 PGS.TS Phan Quốc Dũng Phản biện 1

4 PGS.TS Huỳnh Châu Duy Phản biện 2

5 TS Đinh Hoàng Bách Ủy viên

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa

Trang 3

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Quang Tùng MSHV: 1670841

Ngày, tháng, năm sinh: 06/10/1975 Nơi sinh: TP.HCM

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số : 60520202

CẬY CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN HÓC MÔN

- Tìm hiểu về độ tin cậy cung cấp điện

- Đánh giá, phân tích các nguyên nhân sự cố lưới điện ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện trên địa bàn huyện Hóc Môn

- Thu thập dữ liệu thực tế tình hình vận hành lưới điện trên địa bàn huyện Hóc Môn,

sử dụng phần mềm ETAP mô phỏng và tính toán độ tin cậy cung cấp điện, nhận xét, đánh giá và so sánh với số liệu độ tin cậy thực tế

- Đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện trên địa bàn huyện Hóc Môn; Ứng dụng ETAP mô phỏng lại tuyến dây trung thế sau khi áp dụng giải pháp

cụ thể để đánh giá lại độ tin cậy cung cấp điện

Tp HCM, ngày 15 tháng 8 năm 2019

TRƯỞNG KHOA

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Qua quá trình học tập và nghiên cứu, với sự tập trung và cố gắng, tôi đã hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này Tôi luôn ghi nhận những sự đóng góp giúp đỡ, sự ủng hộ, sự hỗ trợ nhiệt tình của những người bên cạnh mình, nhân đây tôi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới họ

Lời cảm ơn trân trọng đầu tiên tôi muốn dành tới Thầy tiến sỹ Nguyễn Nhật Nam, người đã nhiệt tình hướng dẫn, chỉ bảo và góp ý cho tôi trong suốt quá trình làm luận văn

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo các điều kiện cho tôi được học tập

và làm luận văn thuận lợi

Lời cảm ơn sâu sắc muốn được gửi tới các thầy cô đã giảng dạy và chỉ bảo cho chúng tôi trong suốt quá trình học cao học, giúp chúng tôi khám phá,

mở rộng thêm tri thức của mình

Tôi xin trân trọng cảm gia đình, đồng nghiệp đã động viên, chia sẽ những niềm vui, những khó khăn và động viên tôi quyết tâm hoàn thành luận văn Tôi cũng xin cảm ơn lãnh đạo Tổng Công ty Điện lực thành phố Hồ Chí Minh, Công ty Điện lực Hóc Môn đã hỗ trợ, tạo điều kiện cho tôi tham gia khóa học cao học này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong suốt quá trình thực hiện đề tài, song có thể còn có những mặt hạn chế, thiếu sót Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp và sự chỉ dẫn của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp.

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 8 năm 2019

Trang 5

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Luận văn trình bày về cách tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối bằng phần mềm ETAP, đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện trên địa bàn huyện Hóc Môn

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống lưới điện trên địa bàn

huyện Hóc Môn; Thống kê, phân tích, đánh giá các nguyên nhân ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện trên địa bàn huyện Hóc Môn trong những năm gần đây

Chương 2: Giới thiệu các phương pháp đánh giá độ tin cậy cung cấp

điện và các ví dụ tính toán độ tin cậy dựa trên các cấu trúc lưới điển hình;

Chương 3: Giới thiệu về phần mềm đánh giá độ tin cậy ETAP; Mô

phỏng tuyến trung thế Rạch Tra trên phần mềm

Chương 4: Đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện áp

dụng trên địa bàn huyện Hóc Môn;

ABSTRACT

The thesis presents the calculation of the reliability of the electricity distribution grid by ETAP software, proposing solutions to improve the reliability of electricity supply in Hoc Mon district

Chapter 1: Overview of Hoc Mon district electrical grid system;

Statistics, analysis and evaluation of the causes affecting reliability of electricity supply in Hoc Mon district in recent years

Chapter 2: Introducing methods for evaluating power supply reliability

and examples of calculating reliability based on typical grid structures;

Chapter 3: Introduction to ETAP reliability evaluation software; Simulation of medium voltage Rach Tra line on software

Chapter 4: Proposing solutions to improve the reliability of power

supply applied in Hoc Mon district

Trang 6

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài: “Đánh giá, đề xuất giải pháp nâng

cao độ tin cậy cung cấp điện trên địa bàn huyện Hóc Môn” là công trình nghiên

cứu của cá nhân tôi và chưa từng được công bố trong bất cứ công trình khoa học nào

khác cho tới thời điểm này

Tp.HCM, Ngày 15 tháng 8 năm 2019 Tác giả luận văn

Nguyễn Quang Tùng

Trang 7

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Biểu đồ thống kê tỷ lệ số lần khách hàng mất điện trung bình của

khách hàng (Saifi) năm 2017 12

Hình 1.2 Biểu đồ thống kê tỷ lệ thời gian mất điện trung bình của khách hàng (Saidi) trong năm 2017 12

Hình 1.3 Biểu đồ thống kê tỷ lệ các nguyên nhân gây sự cố bật máy cắt đầu nguồn trong năm 2017 (35 vụ) 14

Hình 1.4 Biểu đồ thống kê tỷ lệ các nguyên nhân gây sự cố phân đoạn và nhánh rẽ trung thế trong năm 2017 (101 vụ) 16

Hình 1.5 Biểu đồ thống kê tỷ lệ các nguyên nhân gây sự cố tại trạm biến áp trong năm 2017 (29 vụ) 17

Hình 1.6 Biểu đồ thống kê tỷ lệ các nguyên nhân gây sự cố lưới điện hạ thế trong năm 2017 (53 vụ) 18

Hình 1.7 Biểu đồ thống kê tỷ lệ khách hàng mất điện 19

Hình 2.1 Sơ đồ lưới phân phối hình tia không phân đoạn 24

Hình 2.2 Sơ đồ lưới phân phối hình tia có đặt cầu chì 26

Hình 2.3 Sơ đồ lưới phân phối hình tia phân đoạn bằng dao cách ly 27

Hình 2.4 Sơ đồ lưới phân phối mạch kín, vận hành hở 29

Hình 3.1 Giao diện chính của phần mềm ETAP 33

Hình 3.2 Các chức năng của phần mềm ETAP 33

Hình 3.3 Trang info của nguồn 34

Hình 3.4 Trang rating của nguồn 35

Hình 3.5 Trang reliability của nguồn 35

Hình 3.6 Trang info của đường dây 36

Hình 3.7 Trang reliability của đường dây 37

Hình 3.8 Trang info cáp ngầm 38

Hình 3.9 Trang reliability của phụ tải 39

Hình 3.10 Thanh chức năng chính để đánh giá độ tin cậy 39

Hình 3.11 Thanh tùy chỉnh thông số 39

Trang 8

Hình 3.12 Trang tùy chọn các trường hợp phân tích 40 Hình 3.13 Bảng vẽ mô phỏng tuyến trung thế Rạch Tra 43 Hình 4.1 Trạm Đông Thạnh 12 trước, sau khi bọc hóa FCO, lắp giáp bọc 49 Hình 4.2 Trạm Bến Đá CC sau khi chụp FCO và sứ cao MBT, lắp giáp bọc INOX 50 Hình 4.3 Ảnh chụp nhiệt bằng camera nhiệt LBS Vạn Hạnh 52 Hình 4.4 Hiện tượng phóng điện cục bộ tuyến Ấp Đồn 53

Trang 9

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1: Thống kê khối lượng hệ thống lưới điện 1

Bảng 1-2: Thống kê khối lượng trạm biến áp 3

Bảng 1-3: Thống kê các lộ ra trung thế 3

Bảng 1-4: Thống kê độ tin cậy cung cấp điện 11

Bảng 1-5: Thống kê các nguyên nhân gây sự cố đường trục trung thế 13

Bảng 1-6: Thống kê các nguyên nhân gây sự cố phân đoạn, nhánh rẽ 15

Bảng 1-7: Thống kê các nguyên nhân gây sự cố máy biến thế 16

Bảng 1-8: Thống kê các nguyên nhân gây sự cố lưới điện hạ thế 18

Bảng 2-1: Số liệu chiều dài, cường độ sự cố nhánh hình 2.1 24

Bảng 2-2: Số liệu khách hàng tại các nút phụ tải lưới phần phối hình 2.1 24

Bảng 2-3: Kết quả tính toán độ tin cậy các nút phụ tải hình 2.1 24

Bảng 2-4: Kết quả tính toán độ tin cậy tại các nút phụ tải hình 2.2 26

Bảng 2-5: Bảng so sánh độ tin cậy tại các nút hình 2.1 và 2.2 27

Bảng 2-7: Bảng so sánh độ tin cậy tại các nút phụ tải hình 2.2 và 2.3 29

Bảng 2-9: Bảng so sánh độ tin cậy tại các nút phụ tải hình 2.3 và 2.4 30

Bảng 3-1: Số liệu đường dây trung thế 41

Bảng 3-2: Số liệu các thiết bị đóng cắt, bảo vệ 41

Bảng 3-3: Số liệu máy biến thế 41

Bảng 3-4: Cường độ hỏng hóc và thời gian sửa chữa đường dây trung thế 42

Bảng 3-5: Cường độ hỏng hóc, thời gian sửa chữa thiết bị bảo vệ, đóng cắt 42 Bảng 3-6: Cường độ hỏng hóc, thời gian sửa chữa máy biến thế 42

Bảng 3-7: Tổng hợp kết quả mô phỏng tuyến Rạch Tra 44

Bảng 3-8: So sánh độ tin cậy giữa thực tế và kết quả mô phỏng 46

Bảng 4-1: Kết quả độ tin cậy tuyến Rạch Tra sau cải tạo 60

Bảng 4-2: So sánh độ tin cậy trước và sau cải tạo tuyến Rạch Tra 61

Trang 10

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ ĐỘ

TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN HÓC MÔN 1

1 Giới thiệu về lưới điện phân phối trên địa bàn huyện Hóc Môn 1

1.1 Vị trí địa lý, phạm vi cung cấp điện của Công ty Điện lực Hóc Môn 1

1.2 Đặt điểm hệ thống lưới điện, phụ tải huyện Hóc Môn 3

a Nguồn điện 3

b Các phụ tải quan trọng 5

c Nhận xét hiện trạng lưới điện 6

2 Độ tin cậy cung cấp điện trên địa bàn huyện Hóc Môn 6

2.1 Khái niệm độ tin cậy cung cấp điện 6

2.1.1 Các chỉ số về độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối 7

2.1.2 Các chỉ số về độ tin cậy của lưới điện phân phối được tính toán 7

2.2 Các bộ chỉ số độ tin cậy cung cấp điện 9

2.3 Hiện trạng độ tin cậy cung cấp điện trên địa bàn huyện Hóc Môn 10

2.3.1 Thống kê độ tin cậy cung cấp điện 10

2.3.2 Các nguyên nhân chủ yếu gây sự cố lưới điện 13

a Mất điện đường trục các tuyến dây trung thế 13

b Mất điện phân đoạn, nhánh rẽ tuyến dây trung thế 15

c Mất điện trạm biến thế 16

d Mất điện lưới điện hạ thế 17

e Tổng hợp phân loại sự cố gây mất điện khách hàng 19

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN 20

2.1 Các phương pháp đánh giá độ tin cậy cung cấp điện 20

2.1.1 Phương pháp đồ thị giải tích 20

2.1.2 Phương pháp không gian trạng thái 20

2.1.3 Phương pháp cây hỏng hóc 21

Trang 11

2.1.4 Phương pháp Monte - Carlo 21

2.2 Các ví dụ đánh giá độ tin cậy cung cấp điện 22

2.2.1 Lưới phân phối hình tia không phân đoạn 23

2.2.2 Lưới phân phối hình tia không phân đoạn có đặt chì nhánh rẽ 26

2.2.3 Lưới phân phối phân đoạn bằng dao cách ly 27

2.2.4 Lưới phân phối kín vận hành hở 29

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ETAP TÍNH ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN HÓC MÔN 32

3.1 Giới thiệu về phần mềm ETAP 32

3.1.1 Công cụ Reliability Assessment 34

3.1.2 Hệ thống nguồn 34

3.1.3 Cáp, đường dây 36

3.1.4 Phụ tải 38

3.1.5 Module tính độ tin cậy hệ thống điện 39

3.2 Ứng dụng tính toán độ tin cậy cung cấp điện 40

3.2.1 Số liệu kỹ thuật của tuyến dây trung thế Rạch Tra 41

3.2.2 Thông số cường độ hỏng hóc và thời gian sửa chữa 42

3.2.3 Bản vẽ sơ đồ đơn tuyến 43

3.2.4 Bản vẽ mô phỏng tuyến Rạch Tra trên phần mềm ETAP 43

3.2.5 Kết quả mô phỏng tín toán độ tin cậy cung cấp điện tuyến Rạch Tra 43 3.2.6 Đánh giá, nhận xét kết quả tính toán độ tin cậy cung cấp điện tuyến Rạch Tra 45

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN HÓC MÔN 48

4.1 Các giải pháp để thực hiện nâng cao độ tin cậy cung cấp điện 48

4.1.1 Giải pháp giảm sự cố trên hệ thống lưới điện 48

4.1.2 Giải pháp khắc phục nhanh sự cố 54

Trang 12

4.1.3 Giải pháp về thi công bảo trì, sửa chữa lớn, đầu tư xây dựng theo kế

hoạch 55

4.1.4 Giải pháp về đầu tư xây dựng 56

4.2 Giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện tuyến Rạch Tra 58

4.2.1 Độ tin cậy tuyến Rạch Tra sau khi cải tạo đường trục 58

4.2.2 Hiệu quả của việc cải tạo đường trục tuyến Rạch Tra 61

a Chi phí thực hiện cải tạo 61

b Hiệu quả sau khi cải tạo 61

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 64

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

DANH MỤC PHỤ LỤC ĐÍNH KÈM 66

Phụ lục 1: Thống kê các sự cố mất điện tuyến Rạch Tra trong các năm qua (Tình hình vận hành từng tháng trong 3 năm từ năm 2016 đến 2018) 66

Phụ Lục 2: Bản vẽ sơ đồ đơn tuyến Tuyến Rạch Tra 86

Phụ lục 3: Bản vẽ mô phỏng tuyến Rạch Tra trên phần mềm ETAP 87

Phụ Lục 4: Kết quả mô phỏng tính độ tin cậy cung cấp điện tuyến Rạch Tra 88 Phụ Lục 5: Kết quả mô phỏng tính độ tin cậy cung cấp điện tuyến Rạch Tra sau cải tạo 136

Trang 13

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM

1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ ĐỘ TIN

CẬY CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN HÓC MÔN

1 Giới thiệu về lưới điện phân phối trên địa bàn huyện Hóc Môn

1.1 Vị trí địa lý, phạm vi cung cấp điện của Công ty Điện lực Hóc Môn

Huyện Hóc Môn là một huyện ngoại thành thuộc thành phố Hồ Chí Minh Phía Bắc giáp huyện Củ Chi và huyện Thuận An tỉnh Bình Dương, phía đông giáp Quận 12, phía tây giáp quận Bình Tân, Bình Chánh, phía Nam giáp Quận 12 Trên địa bàn có 12 xã và thị trấn Khối lượng hệ thống lưới điện trên địa bàn huyện do Công ty Điện lực Hóc Môn quản lý bao gồm:

Bảng 1-1: Thống kê khối lượng hệ thống lưới điện

Đơn

vị tính

KHỐI LƯỢNG ĐẾN CUỐI KỲ

Trang 14

2

Đơn

vị tính

KHỐI LƯỢNG ĐẾN CUỐI KỲ

4 Lưới thông tin đi chung trụ km - 493 493

5 Tụ bù trên đường dây trung thế

Trang 15

lộ ra); Đông Thạnh (2x63)MVA (8 lộ ra); Lưu Động Bà Điểm (1x40)MVA (3

lộ ra); Vĩnh Lộc (2x63)MVA (3 lộ ra); Láng Cát (2x63)MVA (3 lộ ra), trong

đó có 02 lộ ra chuyên dùng là Tân Hiệp 1 và Tân Hiệp 2 cấp điện cho các Nhà máy nước Tân Hiệp 1, Nhà máy nước Tân Hiệp 2

Bảng 1-3: Thống kê các lộ ra trung thế

mức (A)

Phụ tải max (A)

Trang 16

4

mức (A)

Trang 17

5

mức (A)

Trong khu vực huyện Hóc Môn có các phụ tải quan trọng như:

- Ủy ban nhân dân huyện Hóc Môn, cấp nguồn chính từ lộ ra Thị Trấn, nguồn dự phòng tuyến Giếng Nước

- Huyện Ủy huyện Hóc Môn, cấp nguồn chính từ lộ ra Hòa Phú 1, nguồn

dự phòng tuyến Giếng Nước và Xuân Thới Sơn

- Bệnh Viện Hóc Môn cấp nguồn chính từ lộ ra Giếng Nước, nguồn dự phòng tuyến Hòa Phú 1 và tuyến Nhị Tân và tuyến Hồng Châu

- Trung Tâm Y tế Dự phòng cấp nguồn chính từ lộ ra Nhị Tân, nguồn

dự phòng tuyến Tân Xuân

- Ban chỉ huy Quân sự huyện cấp nguồn chính từ lộ ra Nhị Tân, nguồn

dự phòng tuyến Tân Xuân và tuyến Hồng Châu

Trang 18

6

- Ban chỉ huy Công an huyện cấp nguồn chính từ lộ ra Thị Trấn, nguồn

dự phòng tuyến Giếng Nước

- Đội cảnh sát Phòng cháy chữa cháy huyện cấp nguồn chính từ lộ ra Trung Đông, nguồn dự phòng tuyến Cầu Bến Nọc

- Nhà Máy Nước Tân Hiệp 1 cấp nguồn chính từ lộ ra Tân hiệp 1, nguồn

dự phòng Nhị Tân, Hòa Phú 2 có phương án cung cấp điện riêng cho Nhà Máy Nước Tân Hiệp 1

- Nhà Máy Nước Tân Hiệp 2 cấp nguồn chính từ lộ ra Hồng Châu, nguồn

dự phòng Hòa Phú 2, Tân Hiệp 2 có phương án cung cấp điện riêng cho Nhà Máy Nước Tân Hiệp 2

c Nhận xét hiện trạng lưới điện:

- Về nguồn điện: hiện tại các trạm biến áp trung gian trên địa bàn huyện Hóc Môn vừa thiếu vừa phân bố không đều, khu vực phía Tây Bắc của huyện tập trung phần lớn phụ tải nhưng lại chưa có nguồn Dự án xây dựng mới Trạm biến áp 110kV Hóc Môn 2 dự kiến sớm nhất cũng phải đến năm

2019 mới có thể kịp đóng điện khai thác

- Hiện trạng lưới điện trung thế cung cấp cho địa bàn huyện Hóc Môn có kết cấu mạch vòng ở chế độ hở; chiều dài lưới trung thế còn khá lớn do việc xây dựng mới các trạm trung gian chưa kịp thời theo quy hoạch; mức độ tự động hóa lưới điện phân phối còn thấp; tổn thất lưới điện còn cao, độ tin cậy lưới điện còn thấp, một số tuyến dây trung thế còn vận hành ở chế độ đầy tải,…

- Tính đến nay, trên lưới điện trung thế đang vận hành có 80 Recloser (mới được đầu tư hoàn tất trong năm 2018), hiện nay đang đầu tư để thực hiện điều khiển từ xa tất cả các Recloser này

2 Độ tin cậy cung cấp điện trên địa bàn huyện Hóc Môn

2.1 Khái niệm độ tin cậy cung cấp điện

Độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối được hiểu là khả năng của hệ thống cung cấp đầy đủ và liên tục điện năng cho hộ tiêu thụ, với chất

Trang 19

2.1.1 Các chỉ số về độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối

a) Chỉ số về thời gian mất điện trung bình của lưới điện phân phối (System Average Interruption Duration Index - SAIDI);

b) Chỉ số về số lần mất điện trung bình của lưới điện phân phối (System Average Interruption Frequency Index - SAIFI);

c) Chỉ số về số lần mất điện thoáng qua trung bình của lưới điện phân phối (Momentary Average Interruption Frequency Index - MAIFI)

2.1.2 Các chỉ số về độ tin cậy của lưới điện phân phối được tính toán

a) SAIDI được tính bằng tổng số thời gian mất điện kéo dài trên 05 phút của khách hàng sử dụng điện và Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện chia cho tổng số khách hàng sử dụng điện và Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện, xác định theo công thức sau:

t

t y

t

n i

i i t

SAIDI SAIDI

K

K T SAIDI

Trang 20

t

t y

t

n i i t

SAIFI SAIFI

K K SAIFI

Trang 21

số Khách hàng sử dụng điện và Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện, xác định theo công thức sau:

Trong đó:

- n: Tổng số lần mất điện thoáng qua trong tháng t thuộc phạm vi cung cấp

điện của Đơn vị phân phối điện;

- K i : Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện bị ảnh hưởng bởi lần mất điện thoáng qua thứ i trong tháng t;

- K t : Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện trong tháng t;

- MAIFI t : Chỉ số về số lần mất điện thoáng qua trung bình của lưới điện phân phối trong tháng t;

MAIFI y : Chỉ số về số lần mất điện thoáng qua trung bình của lưới điện phân phối trong năm y

2.2 Các bộ chỉ số độ tin cậy cung cấp điện

Độ tin cậy cung cấp điện được thống kê và đánh giá qua hai bộ chỉ số bao gồm “Độ tin cậy cung cấp điện toàn phần” và “Độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối” Mỗi bộ chỉ số độ tin cậy cung cấp điện bao gồm 03 chỉ

số SAIDI, SAIFI và MAIFI được xác định theo quy định như trên

t

t y

t

n i i t

MAIFI MAIFI

K K MAIFI

Trang 22

10

Bộ chỉ số “Độ tin cậy cung cấp điện toàn phần” được sử dụng để đánh giá chất lượng cung cấp điện cho khách hàng mua điện của Đơn vị phân phối điện và được tính toán theo quy định như trên khi không xét các trường hợp ngừng cung cấp điện do các nguyên nhân sau:

a) Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối đề nghị cắt điện;

b) Thiết bị của Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối không đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, an toàn điện để được khôi phục cung cấp điện;

c) Do sự cố thiết bị của khách hàng sử dụng lưới điện phân phối;

d) Do các sự kiện bất khả kháng, ngoài khả năng kiểm soát của Đơn vị phân phối điện hoặc do Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối điện vi phạm quy định của pháp luật theo Quy định điều kiện, trình tự ngừng, giảm mức cung cấp điện do Bộ Công Thương ban hành

Bộ chỉ số “Độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối” là một trong các chỉ tiêu được sử dụng để đánh giá hiệu quả hoạt động của Đơn vị phân phối điện được tính toán theo quy định như trên khi không xét các trường hợp ngừng cung cấp điện do các nguyên nhân sau:

a) Các trường hợp được quy định tại các mục trên;

b) Do mất điện từ hệ thống điện truyền tải;

c) Sa thải phụ tải theo lệnh điều độ của Cấp điều độ có quyền điều khiển; d) Cắt điện khi xét thấy có khả năng gây mất an toàn nghiêm trọng đối với con người và thiết bị trong quá trình vận hành hệ thống điện

2.3 Hiện trạng độ tin cậy cung cấp điện trên địa bàn huyện Hóc Môn

2.3.1 Thống kê độ tin cậy cung cấp điện:

Trang 23

hiện/chỉ tiêu)

Năm 2017 (thực hiện/chỉ tiêu)

- Chỉ số Saifi, Saidi của độ tin cậy cung cấp điện chủ yếu bị ảnh hưởng bởi sự cố lưới điện (chiếm tỷ lệ cao hơn so với trường hợp cắt điện theo kế hoạch công tác) Do đó, độ tin cậy cung cấp điện chủ yếu bị ảnh hưởng bởi

sự cố lưới điện phân phối là chủ yếu, để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện,

Trang 24

Cắt điện kế hoạch và đột xuất 20%

Sự cố lưới điện 57%

Cắt điện kế hoạch và đột xuất 43%

Trang 25

13

- Độ tin cậy của Công ty Điện lực Hóc Môn qua các năm có cải thiện, thời gian xử lý sự cố nhanh hơn, số lần và thời cắt điện công tác có giảm Tuy nhiên so với các đơn vị khác trong Tổng Công ty, chỉ số về độ tin cậy cung cấp điện còn cao

- Số vụ sự cố lưới điện trung thế bật máy cắt đầu nguồn cũng như bật recloser, đứt chì nhánh rẽ giảm đáng kể

2.3.2 Các nguyên nhân chủ yếu gây sự cố lưới điện

a Mất điện đường trục các tuyến dây trung thế:

- Do vật lạ (kim tuyến, diều) vướng vào đường dây trung thế chưa được bọc các điện, các điểm hở trên lưới điện trung thế

- Do động vật (chuột, dơi, chim, rắn…) xâm nhập vào hệ thống lưới điện (các điểm hở trên lưới điện như DS, FCO, LBFCO, Recloser, máy biến thế, LA…)

- Sự cố các thiết bị trên lưới điện trung thế (DS, FCO, LBFCO, Recloser, máy biến thế, LA, TU, TI…)

- Do sự cố các đầu cáp ngầm, hộp nối cáp ngầm trung thế bởi nhiều nguyên nhân (suy giảm cách điện, chất lượng thi công, vận hành tải cao, động vật xâm nhập…)

- Do cây xanh ngã, đỗ vào lưới điện trung thế

- Do sét đánh trực tiếp hoặc gián tiếp vào đường dây, thiết bị

- Do phóng sứ cách điện

- Do ảnh hưởng bởi mưa giông, bão

Bảng 1-5: Thống kê các nguyên nhân gây sự cố đường trục trung thế

điện trung thế

Số vụ sự cố

Trang 26

Cây rơi, cây chạm lưới điện,

6, 17%

Sét, 6, 17%

Động vật bò lên thiết bị, 5, 14%

Hư, nổ thiết bị,

3, 8%

Hư, nổ đầu cáp, hộp nối, 3, 9%

Phóng sứ, đào trúng cáp ngầm, 2, 6%

Trang 27

15

b Mất điện phân đoạn và nhánh rẽ trung thế:

Bảng 1-6: Thống kê nguyên nhân gây sự cố phân đoạn, nhánh rẽ

Trang 28

16

Hình 1.4 Biểu đồ thống kê tỷ lệ các nguyên nhân gây sự cố phân đoạn

và nhánh rẽ trung thế trong năm 2017 (101 vụ)

c Mất điện trạm biến thế:

- Do sự cố máy biến thế (suy giảm cách điện)

- Đứt cò đấu trung thế do tiếp xúc xấu

- Hư hỏng các vật tư thiết bị (TU, TI, LA, FCO…)

- Đứt chì trung thế do quá tải, chì mục

- Hư cáp suất hạ thế do hỏng cách điện (quá tải, vận hành lâu năm…)

Sét 11%

Phóng sứ 6%

Đứt cò đấu, mối nối 5%

Hư, nổ thiết bị 11%

Hư, nổ cáp 1%

Cây rơi, cây chạm lưới điện 20%

Vật lạ, diều vướng đường dây 6%

Động vật bò lên

thiết bị 18%

Không phát hiện 7%

Nguyên nhân khác 2%

Trang 29

d Mất điện lưới điện hạ thế:

- Hư hỏng cầu dao hạ thế, CB hạ thế

Sự cố MBT 7%

Hư cò đấu trung thế 3%

Nổ chì trung

thế

17%

Hư hỏng cáp xuất hạ thế 28%

Hư hỏng tủ bảng điện hạ thế

3%

Hư hỏng thiết bị (LA,

TU, TI, CDHT ) 14%

Nguyên nhân khác 28%

Trang 30

18

- Cháy cáp ABC hạ thế do hư hỏng cách điện

- Các điểm tiếp xúc phát nhiệt (kẹp IPC, đầu cosse CB, cầu dao…)

- Do va chạm cây xanh

- Do động vật (chuột, dơi, chim, rắn…) xâm nhập vào hệ thống lưới điện

Bảng 1-8: Thống kê nguyên nhân sự cố lưới điện hạ thế

Trang 31

19

e Tổng hợp phân loại sự cố gây mất điện cho khách hàng:

- Qua thống kê cho thấy số lượng khách hàng mất điện do sự cố phân đoạn nhánh rẽ chiếm tỷ lệ rất lớn (49%), các sự cố lưới điện hạ thế chiếm tỷ

Sự cố phân đoạn, nhánh rẽ 49%

Trang 32

20

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN

2.1 Các phương pháp đánh giá độ tin cậy

2.1.1 Phương pháp đồ thị giải tích:

Phương pháp này bao gồm việc lập sơ đồ độ tin cậy và áp dụng phương pháp giải tích bằng đại số Boole, lý thuyết xác suất thống kê, tập hợp để tính toán độ tin cậy Sơ đồ độ tin cậy của hệ thống được xây dựng trên cơ sở phân tích ảnh hưởng của hư hỏng phần tử đến hư hỏng hệ thống Sơ đồ độ tin cậy bao gồm các nút (nguồn, tải, trung gian) và các nhánh Nút và nhánh tạo thành mạng lưới nối nút nguồn và nút tải của sơ đồ Trạng thái hoạt động của hệ thống là trạng thái có ít nhất một đường nối từ nút nguồn đến nút tải Khi nút nguồn và nút tải bị tách rời do hỏng các phần tử thì hệ thống ở trạng thái hỏng

2.1.2 Phương pháp không gian trạng thái:

Trong phương pháp này hệ thống được diễn tả bởi các trạng thái hoạt động và các khả năng chuyển giữa các trạng thái đó Trạng thái hệ thống được xác định bởi tổ hợp các trạng thái phần tử Mỗi tổ hợp trạng thái phần tử cho một trạng thái hệ thống Phần tử có thể có nhiều trạng thái khác nhau, chẳng hạn tốt, hỏng hay bảo dưỡng định kỳ Sự thay đổi trạng thái của phần tử sẽ dẫn đến thay đổi trạng thái của hệ thống Nếu phần tử có 2 trạng thái và hệ thống có n phần tử thì số trạng thái của hệ thống là 2n Hệ thống luôn ở một trong các trạng thái có thể của không gian trạng thái, nên tổng các xác suất trạng thái bằng 1 Phương pháp không gian trạng thái có thể sử dụng quá trình ngẫu nhiên Markov để tính xác suất trạng thái và tần suất trạng thái, từ đó tính được các chỉ tiêu độ tin cậy của hệ thống

Quá trình Markov là mô hình toán học diễn tả quá trình ngẫu nhiên trong

đó phần tử hoặc hệ thống liên tiếp chuyển từ trạng thái này qua trạng thái

Trang 33

21

khác và thỏa mãn điều kiện: Nếu hệ thống đang ở trạng thái nào đó thì sự chuyển trạng thái tiếp theo xảy ra tại các thời điểm ngẫu nhiên và chỉ phụ thuộc vào trạng thái đương thời chứ không phụ thuộc vào quá khứ của quá trình Đối với hệ thống điện sự chuyển trạng thái xảy ra khi hỏng hóc hay phục hồi các phần tử Giả thiết thời gian làm việc và thời gian phục hồi các phần tử có phân bố mũ, thì thời gian hệ thống ở các trạng thái cũng phân bố

mũ và cường độ chuyển trạng thái bằng hằng số và không phụ thuộc vào thời gian

2.1.3 Phương pháp cây hỏng hóc:

Phương pháp cây hỏng hóc được mô tả bằng đồ thị quan hệ nhân quả giữa các dạng hỏng hóc trong hệ thống, giữa hỏng hóc hệ thống và các hỏng hóc thành phần trên cơ sở hàm đại số Boole Cơ sở cuối cùng để tính toán là các hỏng hóc cơ bản của các phần tử Cây hỏng hóc mô tả quan hệ logic giữa các phần tử hay giữa các phần tử và từng mãng của hệ thống, giữa các hỏng hóc cơ bản và hỏng hóc hệ thống Phương pháp cây hỏng hóc là phương pháp rất hiệu quả để nghiên cứu độ tin cậy của các hệ thống phức tạp, có thể áp dụng cho hệ thống điện

2.1.4 Phương pháp mô phỏng Monte - Carlo:

Phương pháp Monte - Carlo mô phỏng hoạt động của các phần tử trong

hệ thống như một quá trình ngẫu nhiên Nó tạo ra lịch sử hoạt động của các phần tử và của hệ thống một cách nhân tạo trên máy tính điện tử, sau đó sử dụng các phương pháp đánh giá thống kê để phân tích rút ra các kết luận về

độ tin cậy của phần tử và hệ thống

Mỗi phương pháp đều có ưu thế riêng cho từng loại bài toán Phương pháp Monte-Carlo được sử dụng chủ yếu cho giải tích độ tin cậy của hệ thống điện Phương pháp cây hỏng hóc thích hợp với độ tin cậy của các nhà máy điện Các bài toán về độ tin cậy của nguồn điện thường sử dụng phương pháp không gian trạng thái Bài toán độ tin cậy của lưới điện sử dụng phương pháp

Trang 34

22

không gian trạng thái phối hợp với phương pháp đồ thị - giải tích rất có hiệu quả Ở đây chúng ta sử dụng phương pháp đồ thị - giải tích cho việc đánh giá

độ tin cậy của lưới điện phân phối

2.2 Các ví dụ đánh giá độ tin cậy cung cấp điện

Nhiều hệ thống phân phối được thiết kế và xây dựng theo dạng hình tia Một số hệ thống khác được xây dựng mạch vòng nhưng vận hành hở như mạng hình tia Mục đích của những điểm thường mở là giảm đi sự mất điện của hệ thống, khi hệ thống bị sự cố hay trong quá trình bảo dưỡng, điểm thường mở này có thể được đóng và điểm khác được mở để giảm tối thiểu tải tổng bị mất điện

Thực tế ở Việt Nam lưới điện phân phối hầu hết có dạng hình tia, trên trục chính và các nhánh rẽ có thể có hoặc không có các thiết bị đóng cắt Một trong những nhiệm vụ quan trọng của các thiết bị này là phân đoạn lưới điện nhằm hạn chế số lần và thời gian mất điện khi lưới điện bị sự cố hoặc sửa chữa Các thiết bị phân đoạn thường được sử dụng trên lưới điện gồm các loại chính sau:

- Máy cắt điện: là một thiết bị dùng trong mạng điện cao áp để đóng, cắt dòng điện phụ tải và cắt dòng điện ngắn mạch, có thể tự động đóng cắt hoặc điều khiển từ xa Khi mạng điện có sự cố máy cắt phân đoạn sẽ tự động tách đoạn bị sự cố ra khỏi mạng điện, đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các

hộ phụ tải ở các đoạn đường dây không bị sự cố Đây là loại thiết bị đóng cắt làm việc tin cậy, nhưng giá thành cao nên máy cắt chỉ được dùng ở những nơi quan trọng

- Dao cách ly (DCL): Là loại thiết bị có nhiệm vụ tạo ra một khoảng cách trông thấy giữa bộ phận mang điện và bộ phận không mang điện nhằm đảm bảo an toàn khi công tác trên lưới điện Dao cách ly chỉ dùng để đóng, cắt khi không có dòng điện Khi có sự cố trên đoạn đường dây, dao cách ly phân đoạn sẽ tách đoạn đường dây này ra khỏi mạng điện chính, đảm bảo cho

Trang 35

23

các hộ phụ tải khác không bị ảnh hưởng và giúp cho việc xác định sự cố được tiến hành dễ dàng, sau khi sự cố được khắc phục đoạn đường dây bị sự cố được đóng trở lại vào mạng điện Cơ cấu phân đoạn này cũng được sử dụng

để cắt điện khi sửa chữa định kỳ và kiểm tra thiết bị

- Cầu chì: Là một khí cụ điện dùng để bảo vệ khi có ngắn mạch trên lưới điện Cầu chì là loại khí cụ bảo vệ đơn giản, rẻ tiền, nhưng độ nhạy kém

Nó chỉ tác động khi dòng điện lớn hơn định mức nhiều lần, chủ yếu là khi xuất hiện dòng điện ngắn mạch

Trong tính toán độ tin cậy lưới phân phối hình tia gồm các phần tử mắc nối tiếp, nên các chỉ số độ tin cậy tại một nút nào đó của hệ thống được xác định như sau:

 =   i TI =   i r i

Trong đó:

λi : Cường độ mất điện trung bình của từng PT trong một năm (lần/năm)

ri : Thời gian mất điện trung bình của từng PT cho một lần mất điện (giờ/lần)

TI : Thời gian mất điện trung bình năm của hệ thống

2.2.1 Lưới phân phối hình tia không phân đoạn

Xét lưới phân phối hình tia như Hình 1 Bất cứ sự cố trên nhánh nào cũng

dẫn đến bảo vệ rơle tác động cắt máy cắt (MC) đầu nguồn và làm mất điện toàn hệ thống Máy cắt chỉ đóng lại và khôi phục cấp điện sau khi đã sửa chữa xong nhánh bị sự cố Giả thiết cường độ sự cố trung bình của các phần tử (nhánh) là λ 0 = 0,12 (lần/km.năm) và thời gian sửa chữa sự cố trung bình của các phần tử là r = 2 (giờ) Số liệu về chiều dài nhánh, cường độ sự cố nhánh,

số lượng khách hàng tại các nút phụ tải như bảng 2-1 và bảng 2-2

Trang 36

Bảng 2-2: Số liệu khách hàng tại các nút phụ tải lưới phân phối hình 2.1

Trang 37

Trang 38

Trang 39

LPP hình tia LPP hình tia có cầu chì trên các nhánh rẽ

sự cố cao hơn, thời gian mất điện sẽ nhiều hơn Các chỉ tiêu độ tin cậy của hệ thống:

SAIFI = 1,22 (lần/khách hàng.năm) SAIDI = 2,22 (giờ/khách hàng.năm)

2.2.3 Lưới phân đoạn bằng dao cách ly:

Trang 40

sự cố bằng dao cách ly phân đoạn là 0,34 (giờ) Độ tin cậy tại các nút phụ tải như bảng 2-6

Bảng 2-6: Kết quả tính toán độ tin cậy tại các nút phụ tải hình 2.3

Định dạng
Số trang	200
Dung lượng	5,53 MB