Phối hợp các thông số phụ tải thu nhập từ SCADA DMS xác định các điểm mở tối ưu cho lưới điện phân phối trung thế theo chế độ tải

Hình 4.1 Mô hình khai thác dữ liệu SCADA/DMS cho chương trình PSS/ADEPT Hình 4.2 Tổng quan UDW Hình 4.3 Hệ thống UDW giao tiếp với các thiết bị ngoại vi Hình 4.4 Sơ đồ khối tính toán dữ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TR ƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LỜI NÓI ĐẦU

Mục tiêu phát triển hệ thống điện hiện đại nằm trong xu thế chung của sự phát triển khoa học kỹ thuật và kinh tế, nhằm thỏa mãn đòi hỏi ngày càng cao của xã hội phản ánh những tiến bộ vượt bậc của khoa học kỹ thuật, đáp ứng các nhu cầu đa dạng của xã hội và môi trường, và hướng tới thị trường điện cạnh tranh trong tương lai

Hệ thống điện Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển hiện nay, được thừa hưởng những thành tựu của khoa học kỹ thuật công nghệ mới, tiên tiến nhất trong việc xây dựng và phát triển mới, sẽ bỏ qua sự được những chi phí nghiên cứu thử nghiệm mà các nước khác đã trải qua Vì thế việc ứng dụng những kỹ thuật mới vào hệ thống điện nói chung, hệ thống điều độ nói riêng

sẽ góp phần xây dựng phương thức vận hành lưới điện hợp lý, nâng cao hiệu quả, chất lượng và ổn định cung cấp điện

Bản luận văn này, với nội dung chính là “ Phối hợp các thông số phụ tải thu thập được từ SCADA/DMS – Xác định các điểm mở tối ưu cho Lưới điện phân phối trung thế theo chế độ tải” phục vụ cho công tác Phương

thức Điều độ được thể hiện trong 5 chương

Trong quá trình thực hiện luận văn, cùng với sự nỗ lực của bản thân, tôi

vô cùng biết ơn sự giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và cơ quan làm việc

Xin được đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Đức Cường, các Thầy, Cô giáo trong Bộ môn Hệ thống điện – ĐHBKHN đã truyền thụ kiến thức và phương pháp nghiên cứu khoa học

Xin được cảm ơn các bạn bè, đồng nghiệp trong Công ty Điện lực TP Hà Nội đã giúp đỡ tôi cả về tài liệu, kinh nghiệm và điều kiện làm việc thực tế trong quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn tới muốn cảm ơn Trung tâm đào tạo sau đại

khoá học này Cuối cùng, tôi rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô, các chuyên gia và các bạn bè đồng nghiệp đóng góp cho bản luận văn

Hà Nội 10/2008

Bành Ph ước Chung

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và là công trình nghiên cứu của tôi, chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày 28 tháng 10 năm 2008

Tác giả luận văn

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

CH ƯƠNG 1

GIỚI THIỆU LUẬN VĂN

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn 2

1.3 Phạm vi nghiên cứu 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 3

1.5 Điểm mới của luận văn 3

1.6 Giá trị thực tiễn của luận văn 4

1.7 Bố cục của luận văn 4

CH ƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI TRUNG THẾ 2.1 Giới thiệu chung về lưới điện phân phối trung thế 5

2.1.1 Đặc điểm chung 5

2.2 Các thiết bị được sử dụng để phân đoạn trong lưới điện phân phối trung thế 6

2.2.2 Dao cách ly (DS) 6

2.2.2 Dao cách ly có điều khiển 7

2.2.3 Cầu dao phụ tải (LBS) 7

2.2.4 Máy cắt (breaker) 8

2.2.5 Máy cắt có trang bị tự đóng lại (Recloser) 9

2.2.6 DAS 10

2.3 Một số cấu trúc lưới phân phối trung thế 10

2.3.1 Lưới phân phối trung thế một nguồn không phân đoạn 10

2.3.2 Lưới phân phối trung thế một nguồn có phân đoạn 11

2.3.3 Lưới phân phối trung thế hai nguồn có thiết bị phân đoạn 11

2.3.4 Lưới phân phối trung thế phân đoạn bằng DAS 12

2.4 Đánh giá độ tin cậy của một số cấu hình lưới điện phân phối trung thế

14

2.4.1 Đánh giá độ tin cậy của hệ thống có các phần tử làm việc nối tiếp 22 2.4.2 Đánh giá độ tin cậy của hệ thóng có các phần tử làm việc song song

……… ……23

2.4.3 Đánh giá độ tin cậy của hệ thống phức tạp 24

2.5 Đánh giá độ tin cậy và tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng của một số lưới phân phối trung thế thường gặp 24

2.5.1 Lưới phân phối trung thế một nguồn không phân đoạn 25

2.5.2 Lưới phân phối trung thế một nguồn phân đoạn bằng dao cách ly

26

2.5.3 Lưới phân phối trung thế hai nguồn có thiết bị phân đoạn 28

2.6 Phương thức vận hành của lưới điện phân phối thế 29

CH ƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN ĐIỂM PHÂN ĐOẠN TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI VÀ CHỨC NĂNG TOPO TRONG CHƯƠNG TRÌNH PSS/ADEPT 3.1 Các chỉ tiêu quyết định đến việc phương pháp lựa chọn điểm mở 31 3.1.1 Tổn thất điện áp 31

3.1.2 Tổn thất công suất tác dụng 32

3.1.4 Hiệu quả kinh tế 33

3.2 Các nghiên cứu về tái cấu hình lưới, lựa chọn điểm mở hợp lý 33

3.2.1 Phương pháp kỹ thuật hoán đổi nhánh 34

3.2.2 Phương pháp kỹ thuật nhánh và cận 35

3.2.3 Các thuật toán khác 35

3.3 Chương trình PSS/ADEPT và chức năng tính toán điểm phân đoạn 36 3.3.1 Giới thiệu Chương trình 36

3.3.2 Chức năng xác định điểm phân đoạn hợp lý (TOPO) trong Chương trình PSS/ADEPT ……… 40

3.3.3 Sử dụng Chương trình PSS/ADEPT để kiểm tra các bài toán mẫu 42

3.3.3.1 Bài toán kiểm tra mạch điện của Baran và Wu 42

3.3.3.2 Kiểm tra baì toán lưới Civanlar ba nguồn 54

3.3.4 Sử dụng Chương trình PSS/ADEPT để xác định điểm mở hợp lý cho mạch vòng 472, 475E1.8 Yên Phụ 60

CH ƯƠNG 4 KHAI THÁC CƠ SỞ DỮ LIỆU SCADA/DMS VÀ ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH PSS/ADEPT TÍNH TOÁN ĐIỂM MỞ CHO LƯỚI ĐIỆN TRUNG THẾ QUẬN BA ĐÌNH 4.1 Giới thiệu sơ lược về về hệ thống SCADA/DMS Điện lực Hà Nội .66

4.2 Kho cơ sở dữ liệu quá khứ trong hệ thống SCADA/DMS, khả năng khai thác dữ liệu cung cấp cho chương trình PSS/ADEPT 67

4.2.1 Giới thiệu hệ thống UDW 67

4.2.2 Các chức năng của UDW .69

4.2.3 Công cụ xây dựng cơ sở dữ liệu DE .70

4.2.4 Đánh giá về khả năng khai thác sử dụng dữ liệu trong hệ thống

SCADA/DMS cho chương trình PSS/ADEPT ……… 71

4.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu trung tâm SCADA/DMS cho lưới điện Quận Ba Đình và khai thác tạo dữ liệu đầu vào cho chương trình PSS/ADEPT ……… 72

4.3.1 Hiện trạng lưới điện Ba Đình ……… 72

4.3.2 Xây dựng, cấu hình cơ sở dữ liệu SCADA/DMS 75

4.3.3 Thiết lập các thông số hệ thống cho phép khai thác dữ liệu và tạo dữ liệu đầu vào cho chương trình PSS/ADEPT ……… 82

4.4 Phần mềm chuyển định dạng dữ liệu và các kết quả chạy chương trình PSS/ADEPT ……… 87

4.4.1 Phần mềm convert dữ liệu và ứng dụng 87

4.4.2 Sử dụng chương trình PSS/ADEPT chạy file dat 88

4.4.3 Kết quả chạy chương trình và khả năng mở rộng ứng dụng 89

CH ƯƠNG 5 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 94 PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Lưới phân phối trung thế một nguồn không phân đoạn

Hình 2.2 Lưới phân phối trung thế một nguồn có lắp thiết bị phân đoạn Hình 2.3 Lưới phân phối trung thế hai nguồn có lắp thiết bị phân đoạn Hình 2.4 Lưới phân phối trung thế một nguồn lắp đặt DAS

Hình 2.5 Lưới phân phối trung thế hai nguồn lắp đặt DAS

Hình 2.6 Đồ thị biến thiên của các hàm p(t), q(t)

Hình 2.7 Đồ thị hàm λ(t)

Hình 2.8 Luật phân bố mũ của thời gian sửa chữa

Hình 2.9 Hệ thống n phần tử nối tiếp

Hình 2.10 Hệ thống m phần tử song song

Hình 3.1 Giao diện chính của chương trình PSS/ADEPT

Hình 3.2 Bảng dữ liệu đầu vào chương trình PSS/ADEPT

Hình 3.3 Lưu đồ thuật toán bài toán xác định điểm mở mạch vòng tái cấu

hình lưới giảm tổn thất công suất tác dụng

Hình 3.4 Sơ đồ ban đầu của mạch điện Baran và Wu 1 nguồn

Hình 3.5 Lưới điện Baran Wu 1 nguồn khi đóng tất cả các khoá điện Hình 3.6 Mạch điện Baran và Wu sau khi tìm điểm phân đoạn hợp lý Hình 3.7 Sơ đồ ban đầu của Mạch điện Civanlar ba nguồn

Hình 3.8 Lưới điện Civanlar ba nguồn khi đóng tất cả các khoá điện Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý đường dây 472 và 475E1.8 Yên Phụ

Hình 4.1 Mô hình khai thác dữ liệu SCADA/DMS cho chương trình

PSS/ADEPT Hình 4.2 Tổng quan UDW

Hình 4.3 Hệ thống UDW giao tiếp với các thiết bị ngoại vi

Hình 4.4 Sơ đồ khối tính toán dữ liệu trong UDW

Hình 4.5 Tổng quan về hệ thống phần mềm DE

Hình 4.6 Mô hình đường đi của dữ liệu trong hệ thống SCADA/DMS Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý đường dây 477E1.8 và 486E1.9

Hình 4.8 Giao diện đồ hoạ (GE) của phần mềm DE

Hình 4.9 Form cho phép cấu hình các thống số của các phần tử trong hệ

thống DMS Hình 4.10 Sơ đồ lưới điện đang làm việc ở chế độ vận hành online

Hình 4.11 Các mẫu cho phép lưu dữ liệu đo lường

Hình 4.12 Khai báo mẫu cho phép lưu các giá trị đo ứng với từng tín hiệu đo Hình 4.13 Giao diện phần mềm Caculator Wizard

Hình 4.14 Giao diện của phần mềm Sxreports khi chạy cùng Excel

Hình 4.15 Giao diện của file cơ sở dữ liệu được xuất dưới định dạngExcel Hình 4.16 Giao diện của phần mềm convert định dạng xls sang dat

Hình 4.17 Sơ đồ khối quá trình xây dựng cơ sở dữ liệu trung tâm

SCADA/DMS và xác định điểm phân đoạn Hình 4.18 Sơ đồ nguyên lý đường dây 477E1.8 và 486E1.9

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Thông số của mạnh điện Baran và Wu 1 nguồn

Bảng 3.2 Phân bố tải và điện áp của lưới điện vòng kín Baran -Wu

Bảng 3.3 Phân bố tải và điện áp lưới điện Baran-Wu khi mở khoá điện 9-10 Bảng 3.4 Phân bố tải và điện áp của của lưới điện Baran-Wu khi mở khoá

điện 9-10 và 13-14 Bảng 3.5 Phân bố tải và điện áp của lưới điện Baran-Wu khi mở khoá điện

Bảng 3.8 Thông số của mạch điện Civanlar ba nguồn

Bảng 3.9 Phân bố tải và điện áp của mạng điện vòng kín Civanlar ba nguồn Bảng 3.10 Phân bố tải và điện áp của mạng điện Civanlar ba nguồn khi mở

Bảng 3.13 Thông số tuyến cáp ngầm đường dây 472E1.8 và 475E1.8

Bảng 3.14 Thông số phụ tải đường dây 472E1.8 và 475E1.8 Yên Phụ

Bảng 4.1 Bảng tổng hợp số liệu kỹ thuật Điện lực Ba Đình đang quản lý Bảng 4.2 Thông số phụ tải đường dây 477E1.8 và 486E1.9

Bảng 4.3 Kết quả tính toán tổn thất công suất tác dụng (∆P) trên đường dây

477E1.8 và 486E1.9 trước và sau khi thay đổi phương thức Bảng 4.4 Kết quả tính toán điện áp tại các điểm nút trên đường dây 477E1.8

và 486E1.9 trước và sau khi thay đổi phương thức

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề

Lưới điện phân phối trung thế là hệ thống làm nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm biến áp trung gian đến các phụ tải, hộ dùng điện

Theo kết cấu, lưới điện trung thế thường được thiết kế dưới dạng hình tia (cấp điện cho các phụ tải vùng nông thôn độ tin cậy cung cấp điện không cao) hoặc mạch vòng kín (thường sử dụng cho lưới phân phối trong các thành phố)

Việc vận hành mạch vòng kín với nhiều nguồn cung cấp sẽ nâng cao tính linh hoạt, độ tin cậy cung cấp điện cho lưới phân phối Tuy nhiên, việc vận hành kín lại kèm theo sự phức tạp trong vận hành: bảo vệ có hướng, việc phối hợp giữa các cấp trong hệ thống bảo vệ rất phức tạp Bên cạnh đó, việc vận hành khép vòng kín, dòng ngắn mạch khi xảy ra sự cố sẽ tăng lên rất nhiều đòi hỏi các thiết bị trên lưới cần phải có tiêu chuẩn cao hơn về khả năng chịu ngắn mạch dẫn tới giá thành các công trình tăng lên rất nhiều không đảm bảo tính kinh tế

Hiện nay, điện năng dùng để truyền tải và phân phối của toàn hệ thống vẫn còn rất lớn trên 11% tổng điện năng sản xuất, trong đó tổn thất chính nằm trên hệ thống phân phối trung thế, hạ thế trong khoảng từ 8 ÷ 9 % Vì vậy, trong giai đoạn hiện nay, cùng với sự tăng trưởng kinh tế cao, các công trình điện đưa vào chưa đúng tiến độ thì việc nghiên cứu phương thức vận hành lưới điện sẽ mang lại rất nhiều lợi ích thiết thực: giảm tổn thất điện áp, điện năng và nâng cao độ tin cậy, chất lượng điện năng và khả năng cung cấp điện

ổn định cho các phụ tải là rất quan trọng

Xuất phát từ các lý do ở trên, cùng với việc hiện đại hoá Lưới điện phân

phối (Lắp đặt Hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập tự động) thì yêu cầu đặt ra là cần xác định được các điểm mở tối ưu cho lưới điện phân phối trung thế từ các thông số thu thập được từ công tác vận hành

Việc lựa chọn các điểm mở hợp lý cho lưới điện nhằm đảm bảo phù hợp các mục tiêu vận hành nhất như để giảm tổn thất công suất ∆P, giảm tổn thất điện năng, giảm tổn thất điện áp và nâng cao tính linh hoạt trong công tác thay thế, sữa chữa thiết bị

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn

Đặt vấn đề nghiên cứu phân tích tìm ra điểm mở mạch vòng hợp lý trong lưới điện thiết kế kín để vận hành hở, nâng cao độ tin cậy, tính kinh tế cũng như các thông số kỹ thuật, giảm tổn thất công suất từ đó áp dụng vào lưới điện phân phối thực tế, cụ thể là:

- Phân tích đánh giá độ tin cậy cung cấp điện đối với một số cấu trúc lưới điện phân phối thường gặp

- Đánh giá mô hình lưới điện phân phối kín vận hành hở

- Sử dụng chương trình PSS/ADEPT để kiểm tra một số bài toán tính

toán lựa chọn điểm mở cho lưới điện phân phối trung thế

- Áp dụng tính toán thực tế vị trí các điểm mở tối ưu cho lưới điện phân phối Quận Ba Đình Hà nội

- Phối hợp SCADA/DSM để xác định điểm mở tối ưu dựa vào biểu đồ thị phụ tải

1.3 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu trong luận văn này dựa trên các tài liệu giảng dạy của ngành điện tại các trường đại học, các tạp chí khoa học và các công trình nghiên cứu thạc sĩ, tiến sĩ khoa học trong và ngoài nước Nội dung của luận văn nghiên cứu xoay quanh vấn đề lựa chọn điểm phân đoạn hợp lý để mở mạch vòng

trong lưới điện phân phối thiết kế kín nhưng vận hành hở Các nội dung chính trong luận văn bao gồm:

- Đặc điểm cấu trúc và độ tin cậy của lưới điện phân phối trong hệ thống địên

- Các phương pháp tính toán, chọn điểm mở dao trong lưới phân phối và chức năng TOPO trong phần mềm PSS/ADEPT

- Cơ sở dữ liệu quá khứ hệ thống SCADA/DMS và vấn đề khai thác dữ liệu hệ thống SCADA/DMS sử dụng cho dữ liệu đầu vào chuơng trình PSS/ADEPT

- Áp dụng thực tế đối với lưới điện Quận Ba Đình:

+ Xây dựng cơ sở dữ liệu trung tâm SCADA/DMS tạo dữ liệu đầu vào cho chuơng trình PSS/ADEPT

+ Sử dụng chương trình PSS/ADEPT tính toán điểm mở dao cho luới điện quận Ba Đinh

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Các giải thuật tìm kiếm điểm mở mạch vòng hợp lý, tái cấu hình lưới giảm tổn thất công suất tác dụng

- Sử dụng các bài toán chuẩn để đánh giá độ chính xác của giải thuật

1.5 Điểm mới của luận văn

- Lựa chọn giải thuật để tìm ra điểm mở mạch vòng hợp lý trong lưới điện phân phối trung thế

- Xây dựng, khai thác các dữ liệu thu thập được từ hệ thống SCADA/DMS của Công ty Điện lực Hà Nội để xác định các điểm mở dao tối ưu theo biểu đồ phụ tải

1.6 Giá trị thực tiễn của luận văn

Luận văn đã đề cập đến các phương pháp tìm kiếm tính toán nhằm lựa chọn điểm hợp lý để mở mạch vòng cho các lưới phân phối trung thế có cấu trúc kín, nâng cao chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện

Dựa trên phương pháp nghiên cứu, có thể áp dụng tính toán để đưa ra các phương thức vận hành hợp lý nhất cho lưới điện phân phối kín vận hành

hở, giảm tổn thất điện năng, giảm hiện tượng quá tải trong các giờ cao điểm Vấn đề khai thác cơ sở dữ liệu quá khứ hệ thống SCADA/DMS hiện đang rất được quan tâm Việc xây dựng cơ sở dữ liệu SCADA/DMS tạo được

dữ liệu đầu vào cho chương trình PSS/ADETP có ý nghĩa quan trọng trong thực tế vận hành, xây dựng phương thức vận hành cho lưới điện phân phối theo đặc điểm của đồ thị phụ tải

1.7 Bố cục của luận văn

Luận văn được trình bày trong 5 chương

Chương 1: Giới thiệu luận văn

Chương 2: Đặc điểm cấu trúc và độ tin cậy của lưới phân phối trung thế Chương 3: Các phương pháp tính toán, chọn điểm phân đoạn trong lưới phân phối và chức năng TOPO trong chương trình PSS/ADEPT

Chương 4: Khai thác cơ sở dữ liệu SCADA/DMS và ứng dụng chương trình PSS/ADEPT tính toán điểm mở cho lưới điện trung thế Quận Ba Đình

Chương 5: Kết luận, kiến nghị

Các phụ lục và tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ ĐỘ TIN CẬY CỦA

LƯỚI PHÂN PHỐI TRUNG THẾ 2.1 Giới thiệu chung về lưới điện phân phối trung thế

2.1.1 Đặc điểm chung

Lưới điện phân phối trung thế là lưới điện làm nhiệm vụ phân phối trực tiếp điện năng từ các trạm biến áp trung gian (hoặc thanh cái Nhà máy điện) đến các trạm biến áp hạ áp cung cấp cho khách hàng

Lưới phân phối trung thế thường có các cấp điện áp 6, 10, 15, 22, 35kV phân phối điện cho các trạm biến áp phân phối và các phụ tải trung thế (các động cơ công suất lớn, lò điện v.v ) Việc lựa chọn sử dụng cáp ngầm hoặc đường dây trên không hiện nay phụ thuộc vào hành lang tuyến, chi phí đầu tư, tính chất phụ tải cũng như phụ thuộc vào mỹ quan của công trình, khu vực được quy hoạch

Các đường dây phân phối trung thế thường có cấu trúc ở dạng lưới hình tia không phân đoạn, hình tia phân đoạn và mạch vòng kín nhưng vận hành hở Do có số lượng các phần tử cao hơn nhiều so với các thành phần khác trong hệ thống điện nên xác suất sự cố của lưới trung thế chiếm phần lớn trong hệ thống lưới truyền tải và phân phối

Hiện nay, đối với lưới điện ở thành phố, hoặc các khu công nghiệp, khu đông dân cư và có cấp điện cho các phụ tải quan trong thì các đường dây trung thế hầu hết đều được cấp nguồn từ hai hoặc từ nhiều nguồn khác nhau Khi có sự cố, thì thời gian khôi phục lại điện cho phụ tải phụ thuộc rất nhiều vào cấu trúc của lưới phân phối

2.2 Các thiết bị được sử dụng để phân đoạn trong lưới điện phân phối trung thế

Nhằm đảm bảo an toàn, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và giảm thời gian gián đoạn cung cấp điện cho khách hàng, hiện nay trên các đường dây trung thế nhười ta thường sử dụng các thiết bị phân đoạn như Dao cách ly (DS), cầu dao phụ tải, máy cắt và một số thiết bị tự động để làm thiết bị phân đoạn như: các cầu dao có điều khiển, máy cắt tự động đóng lại (Recloser), hệ

thống phân phối tự động DAS v.v

Tuỳ theo tính chất phụ tải và yêu cầu cung cấp điện mà đầu tư chi phí để lựa chọn thiết bị, cấu trúc lưới điện cũng như mức độ tự động hoá (Điều khiển, bảo vệ) của hệ thống cho phù hợp

2.2.1 Dao cách ly (DS - Distance Switch)

Dao cách ly là thiết bị có chức năng tạo khoảng hở nhìn thấy được nhằm tăng cường ổn định về tâm lý cho công nhân sửa chữa đường dây và thiết bị Dao cách ly dùng để đóng cắt không điện và chỉ có thể đóng cắt dòng không tải Dao cách ly thường được đóng mở bằng tay thông qua cơ cấu chuyển động đặt trên cột, hoặc gắn lên tường (đối với loại trong nhà) Dao cách ly được chế tạo nhiều chủng loại, kiểu cách khác nhau, có dao cách ly ngoài trời, trong nhà; dao cách ly một, hai, ba trụ sứ; dao cách ly lưới chém thẳng, quay ngang; dao cách ly một cực (cầu dao một lửa), ba cực (cầu dao liên động)

Trong các thiết bị dùng để phân đoạn thì Dao cách ly là loại thiết bị rẻ tiền phù hợp với lưới điện trung thế, nhất là đối với lưới điện khu vực nông thôn, cấp điện cho phụ tải ít quan trọng và được lắp chính cho đường dây trên không

Dao cách ly có nhược điểm là không đóng cắt được có tải và không điều khiển được nên khi thao tác cần phải cắt điện đầu nguồn dẫn đến tăng thời gian, số lần mất điện cho phụ tải và giảm độ ổn định cung cấp điện Tuy nhiên

vì các lý do kinh tế, nên đối với lưới điện ngoại thành và nông thôn người ta vẫn sử dụng Dao cách ly làm thiết bị phân đoạn

2.2.2 Dao cách ly có điều khiển

Dao cách ly có điều khiển khác với dao cách ly thường là có thể điều khiển được từ xa, khi xảy ra sự cố bằng thao tác đóng cắt từ xa có thể xác định và cách ly phân đoạn sự cố, ưu điểm này của DS có điều khiển làm giảm thời gian tìm kiếm xác định sự cố và thời gian gián đoạn cung cấp điện

Tuy nhiên, do không đóng cắt có tải được nên khi chuyển tải vẫn phải cắt máy cắt từ nguồn cấp đến nên vẫn gây ra tình trạng mất điện không cần thiết, làm giảm độ tin cậy và ổn định của hệ thống điện Vì vậy, DS có điều khiển chưa được sử dụng rộng rãi trong lưới điện phân phối trung thế ở Việt Nam

2.2.3 Cầu dao phụ tải (LBS - Load break switch)

Cầu dao phụ tải là một khí cụ điện dùng để đóng cắt có tải mạch cao áp, dao phụ tải còn dùng để cách ly phần thiết bị điện cần sửa chữa với phần còn lại của lưới điện Các đầu tiếp xúc của dao phụ tải có buồng dập hồ quang nên

có thể thao tác được đối với mạch điện mang tải tới dòng định mức của cầu dao

LBS có thể được phân ra 2 loại: Dao phụ tải kín (thường dùng trong các

tủ ring main unit -RMU ) và dao phụ tải hở (thường dùng làm dao phân đoạn đường dây đặt ngoài trời)

Cầu dao phụ tải hiện được sử dụng tương đối phổ biến hiện nay ở các khu vực các đô thị có mật độ phụ tải cao hoặc khu công nghiệp có lưới điện phân phối trung thế ngầm

Do LBS không kết hợp được với các điều khiển, bảo vệ nên vẫn phải thao tác tại chỗ nên thời gian thao tác cô lập sự cố vẫn còn kéo dài Tuy nhiên, việc sử dụng LBS vẫn rất có hiệu quả khi thao tác chuyển đổi phương thức (thao tác hoà không mất điện) hoặc thao tác tách thiết bị ra sửa chữa mà không phải cắt máy cắt đầu nguồn

ở trên đường dây, ở tại các trạm biến áp (trạm cắt, trạm phân phối)

Khi có sự cố trên một phần tử của lưới điện, máy cắt có hệ thống bảo vệ làm nhiệm vụ phân đoạn ở trước phần tử sự cố sẽ tự cắt và cô lập phần tử sự

cố Phần đường dây và các phụ tải ở phía trước sẽ vẫn được cấp điện bình thường Việc sử dụng máy cắt điều khiển từ xa có thể giúp cho điều độ viên điều khiển việc đóng cắt phân đoạn lưới dừng điện kế hoạch, cô lập điểm sự

cố một cách nhanh chóng, giảm đáng kể thời gian so với thao tác tại chỗ

Ngoài ra máy cắt điều khiển từ xa còn có ưu điểm là có thể đóng cắt có tải nên việc chuyển tải giữa các đường dây để san tải trong những lúc phụ tải đỉnh, tránh quá tải các đường dây, giảm tổn thất điện áp và tổn thất công suất

có thể thực hiện rất dễ dàng không cần phải ngừng điện đầu nguồn, độ tin cậy cung cấp điện và ổn định hệ thống điện rất cao

Tuy nhiên, do hiện nay do việc đầu tư thiết bị và hệ thống thông tin phục

vụ điều khiển cần phải có chi phí lớn nên cấu trúc dùng máy cắt điều khiển từ

xa này chưa thể áp dụng vào lưới điện phân phối của Việt Nam tại thời điểm này

2.2.5 Máy cắt có trang bị tự đóng lại (Recloser)

Đối với lưới điện có cấu trúc là đường dây trên không, thì phần lớn sự cố trong hệ thống phân phối điện là sự cố thoáng qua Chính vì vậy, để tăng cường độ liên tục cung cấp điện cho phụ tải, thay vì sử dụng máy cắt người ta

sử dụng máy cắt có trang bị đóng lại (Recloser) Recloser thực chất là máy cắt

tự đóng lại kèm thêm hệ thống bảo vệ và điều khiển cho phép người ta cài đặt các giá trị chỉnh định theo yêu cầu Ngoài ra Recloser còn sử dụng để đo và lưu trữ 1 số đại lượng cần thiết như : U, I, P và lưu giữ các giá trị sự cố Khi xuất hiện ngắn mạch Recloser mở ra (cắt mạch) sau 1 thời gian t1 nó

sẽ tự đóng mạch Nếu sự cố còn tồn tại nó sẽ cắt mạch, sau thời gian t2 Recloser sẽ tự đóng lại mạch Và nếu sự cố vẫn còn tồn tại nó sẽ lại cắt mạch

và sau thời gian t3 nó sẽ tự đóng lại mạch 1 lần nữa và nếu sự cố vẫn còn tồn tại thì lần này Recloser sẽ cắt mạch luôn Số lần và thời gian đóng cắt do người sử dụng lập trình

Đối với đường dây trên không tỷ lệ sự cố thoáng qua rất cao do phóng điện chuỗi sứ khi quá điện áp khí quyển, do phóng điện giữa các pha do cây cối, vật lạ rơi vào, đường dây và máy biến áp bị cắt ra do các thiết bị bảo vệ làm việc không chọn lọc v.v Vì vậy TĐL có xác suất thành công cao, được

sử dụng hiệu quả với các lưới phân phối trung thế trên không

Với việc sử dụng TĐL các sự cố thoáng qua sẽ được khôi phục cung cấp điện trong thời gian tối thiểu, do đó thiệt hại kinh tế do ngừng cung cấp điện

thống điện, việc lắp đặt, thao tác và vận hành TĐL lại tương đối dễ dàng nên được sử dụng phổ biến trên lưới phân phối trung thế trên không ở Việt Nam

2.2.6 DAS (Distribution Automation System)

Lưới điện phân phối trung thế sử dụng DAS có ưu điểm nổi trội so với các hệ thống lưới điện phân phối trung thế sử dụng các thiết bị phân đoạn khác ở khả năng tự động hoá: giám sát và điều khiển từ xa Hệ thống máy tính điều khiển thường được đặt ở Trung tâm điều độ

Hệ thống DAS cung cấp chức năng điều khiển và giám sát từ xa các dao cách ly phân đoạn tự động, phối hợp giữa các điểm phân đoạn trên lưới điện phân phối trung thế, nhờ đó cô lập được phân đoạn sự cố, khôi phục việc cung cấp điện năng cho phần còn lại của hệ thống không bị sự cố Thời gian cách

ly thiết bị sự cố bởi DAS là rất nhỏ (chỉ cỡ khoảng vài phút) do đó độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối trung thế phân đoạn bằng DAS rất cao Tuy nhiên, do chi phí đầu tư khá cao cùng với hiện trạng lưới điện phân phối trung thế ở Việt Nam thường có tình trạng chắp vá, thiếu đồng bộ nên việc triển khai hệ thống DAS thì phải cải tạo và lắp đặt thêm rất nhiều thiết bị (Động cơ, hệ thống bảo vệ, điều khiển), chi phí sẽ tăng rất nhiều nên đang ở giai đoạn lắp đặt thử nghiệm

2.3 Một số cấu trúc lưới phân phối trung thế

2.3.1 Lưới phân phối trung thế một nguồn không phân đoạn

Hình 2.1 Lưới phân phối trung thế một nguồn không phân đoạn

Lưới phân phối trung thế một nguồn không phân đoạn là lưới điện có cấu hình vận hành đơn giản Trong quá trình vận hành, khi có hỏng hóc bất kỳ phần tử nào trên lưới phân phối một nguồn không phân đoạn thì cũng gây mất điện cho toàn bộ đường dây Do vậy lưới phân phối một nguồn không phân đoạn thường được sử dụng cho phụ tải không quan trọng chi phí đầu tư cho lưới này nhỏ

2.3.2 Lưới phân phối trung thế một nguồn có phân đoạn

Hình 2.2 Lưới phân phối trung thế một nguồn có lắp thiết bị phân đoạn

Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, lưới phân phối hình tia được phân thành nhiều đoạn bằng các thiết bị đóng cắt có thể là dao cách ly thường hoặc

tự động, máy cắt v.v Khi xảy ra sự cố ở một phân đoạn nào đó máy cắt đầu

nguồn sẽ tác động tạm thời cắt toàn bộ lưới phân phối sau đó nhân viên vận hành sẽ xác định phần tử sự cố và cô lập bằng các thiết bị phân đoạn Cuối cùng nguồn được đóng lại tiếp tục cấp điện cho phân đoạn nằm trước phân đoạn sự cố về phía nguồn

Như vậy, so với lưới phân phối một nguồn không phân đoạn, ở lưới phân phối một nguồn có phân đoạn khi xảy ra sự cố các phụ tải nằm trước phân đoạn sự cố về phía nguồn chỉ mất điện trong thời gian tìm kiếm và cô lập sự

cố Độ tin cậy của lưới có thiết bị phân đoạn tăng đáng kể so với lưới phân phối một nguồn không có thiết bị phân đoạn

Đối với lưới phân đoạn bằng dao cách ly, máy cắt có điều khiển từ xa thì thời gian phân đoạn sẽ được rút ngắn đo đó việc khôi phục cung cấp điện cho

Thanh cái

2.3.3 Lưới phân phối trung thế hai nguồn có thiết bị phân đoạn

Hình 2.3 Lưới phân phối trung thế hai nguồn có lắp thiết bị phân đoạn

Với kết cấu lưới phân phối một nguồn có phân đoạn thì khi xảy ra sự cố

và đã phân đoạn xong thì toàn bộ các phụ tải từ khu vực điểm sự cố trở về cuối nguồn đều mất điện cho dù các thiết bị trên lưới điện trong vùng này vẫn

có vận hành tốt Do vậy, sơ đồ lưới phân phối mạch vòng do 2 hoặc nhiều nguồn cung cấp sẽ khắc phục được các nhược điểm này Khi xảy ra sự cố nguồn điện lưới mạch vòng có nhiều nguồn cung cấp sẽ khôi phục cung cấp điện được các khu vực không bị sự cố nhanh hơn (chỉ mất điện các phụ tải nằm trong phạm vi giữa các thiết bị phân đoạn có sự cố), độ tin cậy cung cấp điện được nâng cao

Sơ đồ lưới điện phân phối hai nguồn phân đoạn (M) bằng dao cách ly có

ưu điểm là độ tin cậy cung cấp điện cao, do có hai nguồn cung cấp nên khi xảy ra sự cố một trong hai nguồn điện hoặc sự cố trên một phân đoạn thì các phụ tải thuộc các phân đoạn còn lại trên lưới chỉ mất điện trong thời gian tìm kiếm và cách ly sự cố

2.3.4 Lưới phân phối trung thế phân đoạn bằng DAS (Distributrion

automation system)

Lưới điện phân phối sử dụng DAS để phân đoạn có ưu điểm là vận hành đơn giản, khả năng tự động hoá cao nên thời gian phân đoạn và cách ly sự cố rất nhỏ chỉ khoảng vài giây nên có độ tin cậy cung cấp điện cao Do DAS có chi phí đầu tư lớn nên chỉ được lắp đặt cho các phụ tải loại 1 (ở Việt nam,

hiện nay DAS mới được lắp đặt ở giai đoạn thử nghiệm)

Nguyên tắc làm việc của DAS là khi có sự cố xảy ra trên một phân đoạn bất kỳ trên lưới điện thì máy cắt đầu nguồn và các máy cắt phân đoạn sẽ cắt

ra, sau đó máy cắt sẽ lần lượt đóng lại (theo thứ tự từ đầu nguồn đến điểm sự cố) cho đến khi gặp điểm sự cố sẽ cắt ra lần nữa Máy cắt cuối cùng đóng vào điểm sự cố sẽ được tách ra, các máy cắt ở phía trước sẽ được tự động đóng lại lần nữa để cấp điện cho các phụ tải

Cấu trúc lưới sử dụng DAS hai nguồn cung cấp sẽ giảm được thời gian và phạm vi mất điện của phụ tải

Hình 2.4 Lưới phân phối trung thế một nguồn lắp đặt DAS

Hình 2.5 Lưới phân phối trung thế hai nguồn lắp đặt DAS

2.4 Đánh giá độ tin cậy của một số cấu hình lưới điện phân phối trung thế

Trong giai đoạn hiện nay, việc lập quy hoạch, thiết kế lưới điện và lập phương thức vận hành đều phải xét đến tính kinh tế Do đó, chúng ta cần đánh giá về mất điện: tần suất, thời gian, phạm vi mất điện hay nói cách khác là cần thiết phải đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của hệ thống

- Độ tin cậy (ĐTC) của hệ thống là khả năng của hệ thống đảm bảo việc cung

MC

1

MC MC

l i 1

l

Thanh cái

áp, tần số) hợp chuẩn Độ tin cậy luôn gắn với việc hoàn thành một nhiệm cụ thể, trong khoảng thời gian nhất định và trong hoàn cảnh cụ thể

Khi nghiên cứu về quá trình hỏng hóc xảy ra trong hệ thống điện cần quan tâm đến tính làm việc an toàn của các phần tử trong hệ thống điện (hoặc của toàn hệ thống) hoàn thành chức năng quy định trong điều kiện bình thường Khi xét tính chất này cần đưa vào những chỉ tiêu như xác suất làm việc tin cậy, cường độ sự cố, xác suất để hệ làm việc trong khoảng thời gian quy định

trong giới hạn thời gian làm việc đã cho Xác suất này có thể tính được cho khoảng thời gian (0,t) bất kỳ:

p(0,t) = p(t) = P(T≥t) (2.1)

Trong đó: T - là thời gian làm việc tin cậy đặc trưng cho khoảng thời gian từ khi bắt đầu làm việc đến lần hỏng hóc đầu tiên (gọi là thời gian làm việc tin cậy)

Đối lập với xác suất làm việc tin cậy là xác suất hỏng hóc

được xác định theo công thức:

Hàm q(t) là hàm phân bố (định luật phân bố tích phân) của đại lượng ngẫu nhiên T Dạng của các hàm p(t) và q(t) phụ thuộc vào tính chất bên trong của đối tượng và điều kiện làm việc của nó, đồng thời hàm p(t) là một hàm không tăng theo thời gian và p(t) → 0 khi t → ∞

Đồ thị biến thiên của các hàm p(t) và q(t) trình bày trên hình 6:

Hình 2.6 Đồ thị biến thiên của các hàm p(t), q(t)

Hàm p(t) của một đối tượng cho trước có thể tìm được bằng phương pháp thống kê theo công thức đánh giá xác suất của sự kiện

Cho trước các trị số t = ti khác nhau có thể tìm được bằng thực nghiệm các điểm p(ti) tương ứng và xây dựng đồ thị của hàm p(t)

Mật độ xác suất của thời gian làm việc tin cậy T là đạo hàm của hàm q(t):

Đại lượng f(t) dt (phần tử xác suất) là xác suất mà đại lượng ngẫu nhiên

T rơi vào đoạn t < T < t +dt , nghĩa là hỏng hóc của đối tượng xảy ra trên chính đoạn này

Hàm f(t) có thể xác định bằng phương pháp thống kê như một biểu đồ xác suất như sau: có N đối tượng cùng loại được đưa ra thử nghiệm, số lượng hỏng hóc ∆n(t) xảy ra trong khoảng thời gian (t; t+∆t) được ghi lại Tung độ

f*(t) của biểu đồ xác suất trên mỗi đoạn đơn vị của trục hoành t xác định theo công thức

f * (t) =

t N

t n

hỏng hóc của phần tử (đối tượng) không phục hồi, xác định đối với thời điểm

đã cho với điều kiện là hỏng hóc đó chưa xảy ra

Cường độ hỏng hóc λ(t) =

) (

) (

t p

t f

Kết hợp (2.3) và (2.5) cường độ hỏng hóc có thể xác định theo công thức:

λ(t) = λ*(t) =

t t n

t n

∆

×

∆ ) (

) (

(2.7)

trong đó: n(t) - số đối tượng làm việc tốt cho đến thời điểm t đang khảo sát

t p d t

p

t p t

p

t f

) (

) ( )

(

) ( ) (

0

) (

e 0 )

e 0 )

Công thức trên gọi là luật phân bố mũ của độ tin cậy Từ đồ thị của λ(t) trên hình 1.2 có thể thấy rằng λ = const chỉ trong giai đoạn làm việc ổn định của đối tượng (t1, t2) Giai đoạn đầu (0, t1) và giai đoạn cuối (t > t2) cường độ hỏng hóc phụ thuộc rất nhiều vào thời gian Luật phân bố mũ được dùng khá rộng rãi khi nghiên cứu độ tin cậy của các phần tử vì nó đơn giản và tiện lợi Đối với luật phân bố mũ, xác suất làm việc tin cậy không phụ thuộc vào thời gian làm việc t trước đó mà phụ thuộc vào độ dài của đoạn τ đang xét:

cường độ hỏng hóc thay đổi tùy thuộc vào điều kiện và chế độ làm việc Thông thường cường độ hỏng hóc còn được xác định bằng thống kê bằng tỉ số giữa số hỏng hóc xảy ra trong một đơn vị thời gian với số đối tượng còn chưa hỏng hóc

Số hạng đầu tiên của vế phải bằng không vì đối với một lượng ngẫu nhiên có kỳ vọng toán học hữu hạn thì khi t → ∞ xác suất p(t) giảm nhanh hơn là mức tăng của t Khi đó:

Như vậy thời gian làm việc tin cậy trung bình có thể biểu diễn bằng diện tích giới hạn giữa đường cong p(t) với các trục tọa độ

Giá trị gần đúng mt có thể tìm theo công thức đánh giá m*

t

N

t m

m

N i i t

ti thời gian làm việc tin cậy của đối tượng thứ i

N số đối tượng được đưa ra thử nghiệm

Khi hàm tin cậy có dạng hàm mũ, ta có:

e t p

t

m

t e

suất khắc phục được hỏng hóc trong khoảng thời gian cho trước, trong những điều kiện sửa chữa nhất định Đó là xác suất để cho thời gian sửa chữa (là một đại lượng ngẫu nhiên Ts) bé hơn thời gian t cho trước:

Hàm ps(t) là luật phân bố tích phân của thời gian phục hồi hay còn gọi

Mật độ xác suất của thời gian phục hồi hệ thống là đạo hàm của hàm

) (

t q

t f

Vế trái của đẳng thức là xác suất khôi phục hệ thống trong khoảng thời gian (t; t + dt) Theo định luật nhân xác suất nó bằng tích của hai xác suất: xác suất để hệ thống cho đến thời điểm t chưa phục hồi xong và xác suất của việc khôi phục hệ thống trong thời gian (t; t + dt)

[1 ( )] ( ) )

(

t t p dt

t

dp

s s

Hình 2.8 Luật phân bố mũ của thời gian sửa chữa

Khi xác định thời gian phục hồi bằng thực nghiệm, người ta chia toàn bộ khoảng thời gian phục hồi ra thành từng đoạn ∆ti = ti+1 - ti Trị số của cường

độ phục hồi đối với mỗi đoạn được xác định theo công thức:

[ i ] i

i s

t t n N

t n

) (

*

Trong đó ∆n(t i ) số hệ thống có thời gian sửa chữa nằm trong đoạn ∆ti =

ti+1 - ti

n(t i ) là số hệ thống đã được phục hồi trong khoảng thời gian (0,ti)

N là tổng số các hệ thống cùng loại được khảo sát

định như là kỳ vọng toán học của đại lượng ngẫu nhiên Ts (thời gian khôi phục khả năng làm việc của hệ thống)

2 0

2

) (

n

t m

n

i

s t

tsi thời gian cần thiết để phát hiện và khắc phục hỏng hóc thứ i

n số lần hỏng hóc trong thời gian khai thác

2.4.1 Đánh giá độ tin cậy của hệ thống có các phần tử làm việc nối tiếp

Cho hệ thống có n phần tử làm việc nối tiếp với nhau như dưới hình 9

2.3.2 Đánh giá độ tin cậy của hệ thống có các phần tử làm việc song song

Xét một hệ thống gồm m phần tử làm việc song song (hình 2.10), thì về

mặt độ tin cậy hệ thống này hỏng hóc khi tất cả các phần tử trong hệ thống bị hỏng

1 2

m

Hình 2.10 Hệ thống m phần tử song song.

Nếu biết xác suất hỏng hóc của phần tử thứ j là qj(t) thì xác suất hỏng hóc của toàn hệ thống sẽ bằng tích các xác suất hỏng hóc của các phần tử trong hệ thống

2.3.3 Đánh giá độ tin cậy của hệ thống phức tạp

Khi có nhiều phần tử mắc nối tiếp hoặc song song cần phải đẳng trị hoá

về một phần tử tương đương về khả năng tải và độ tin cậy Nguyên tắc để đẳng trị hoá là:

• Các phần tử nối tiếp được thay thế bằng một phần tử tương đương

có khả năng tải bằng khả năng tải bé nhất trong các khả năng tải của các phần tử mắc nối tiếp, còn xác suất độ tin cậy p sẽ bằng tích xác suất độ tin cậy của các phần tử nối tiếp;

• Các phần tử song song được thay thế bởi một phần tử tương đương

có khả năng tải bằng tổng các khả năng tải của các phần tử song song và xác suất độ tin cậy sẽ được xác định bằng cách tổ hợp các trạng thái

2.5 Đánh giá độ tin cậy và tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng của một

số lưới phân phối trung thế thường gặp

Lưới phân phối trung thế thường gặp thường có các dạng lưới hình tia hở một nguồn có và không có thiết bị phân đoạn, lưới kín có hai hoặc nhiều nguồn cung cấp, vận hành hở bằng thiết bị phân đoạn Trong đó việc sử dụng các thiết bị phân đoạn khác nhau có ảnh hưởng lớn đến độ tin cậy cung cấp điện, tuỳ theo khả năng điều khiển từ xa, mức độ tự động Ta sẽ so sánh

và tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng của một số mô hình lưới cơ bản với các giả thiết như sau:

Các giả thiết cơ bản:

• Đường dây chỉ đặt máy cắt ở đầu xuất tuyến, đầu các nhánh rẽ có đặt dao cách ly

• Bỏ qua xác suất hỏng hóc đồng thời tại hai hoặc nhiều điểm trong lưới điện

• Không xét đến thiếu hụt điện năng cho các hộ tiêu thụ do sửa chữa định

kỳ (giả thiết là giống nhau cho các mô hình được khảo sát)

• Xác suất hỏng hóc và kỳ vọng thiếu hụt điện năng được tính theo trị số trung bình của các thông số sau đây:

+ Cường độ (hay tần suất hỏng hóc: λ, lần/năm

+ Thời gian tìm kiếm và cách ly phần tử sự cố: T, giờ/lần

+ Thời gian sửa chữa và khắc phục sự cố: τ, giờ/lần

+ Công suất trung bình Picủa đồ thị phụ tải thứ i

2.5.1 Lưới phân phối trung thế một nguồn không phân đoạn (Hình2.1)

Lưới phân phối trung thế một nguồn không phân đoạn được cấp từ nguồn (A) gồm một đường trục chính có chiều dài L không phân đoạn và các nhánh có chiều dài li, được đấu nối với đường trục chính qua dao cách ly Khi xảy ra sự cố, hỏng hóc được phân biệt: trên đường trục (với chiều dài L) và trên đường nhánh rẽ i (với chiều dài li)

Hỏng hóc trên đường trục:

Do đường trục không có thiết bị phân đoạn nên khi xảy ra hỏng hóc bất

kỳ trên đường trục đều gây ra mất điện toàn bộ lưới điện

Số lần hỏng hóc: λL

Thời gian mất điện toàn tuyến: λL(T+τ)

Thiếu hụt điện năng do hỏng hóc trên đường trục:

=

i i

P T

L

1

) (

λ

Hỏng hóc trên nhánh:

Hỏng hóc trên các nhánh i nối với đường trục qua dao cách ly chỉ gây

mất điện toàn tuyến trong thời gian tìm kiếm và cách ly sự cố, trong thời gian sửa chữa các phụ tải còn lại vẫn có điện

Thời gian mất điện toàn tuyến: λ.li.T

Thiếu hụt điện năng toàn tuyến trong thời gian tìm kiếm sự cố trên nhánh i:

∆ENi = ∑

=

n i i

l

1

.

1

i n i i n

i i n

Tổng thiếu hụt điện năng trung bình hàng năm của lưới điện là:

∆E = ∆ET + ∆EN

1 1

1 1

i n i i n

i i n

i i n

i

P T

) (

.

1 1

1

i n i i n

i i n

i

l T T

Hỏng hóc trên đường trục:

Khi xảy ra hỏng hóc trên đường trục, phần tử sự cố nằm trên đường trục của một phân đoạn do đó ta có thể cách ly phân đoạn sự cố bằng các thiết bị phân đoạn Các phần từ nằm phía trước các phân đoạn sự cố về phía nguồn sẽ chỉ mất điện trong thời gian tìm kiếm và cách ly sự cố, các phân đoạn phía sau phân đoạn sự cố tính theo chiều từ nguồn điện đến phân đoạn sự cố sẽ mất

điện trong cả thời gian tìm kiếm và sửa chữa bằng với thời gian mất điện của phân đoạn sự cố

Số lần hỏng hóc trên phân đoạn X : λLX

Khi hỏng trên phân đoạn đầu nguồn (I) tất cả các các hộ tiêu thụ đều mất điện trong thời gian tìm kiếm và sửa chữa sự cố (T+τ)

Khi hỏng hóc trên phân đoạn thứ II, phân đoạn I sẽ bị mất điện trong thời gian tìm kiếm chỗ hỏng hóc (T), các phân đoạn từ II đến M sẽ bị mất điện trong thời gian tìm và sửa chữa sự cố (T+τ)

Thiếu hụt điện năng khi hư hỏng trên đường trục:

(

[ )

(

] [ ]

i I

i i II

M I i i

∈

+ + +

+ +

+

M i i M

I i i M

M III i i II

I i i

.

] 1 [ ]

[ ]

[

τλ

τλ

Hỏng hóc trên các nhánh:

Hỏng hóc trên các nhánh i thuộc phân đoạn X:

Khi xảy ra hỏng hóc trên các nhánh i thuộc phân đoạn X, toàn bộ lưới

điện sẽ bị mất điện trong thời gian tìm kiếm sự cố T, nhánh hỏng i bị mất điện trong thời gian tìm kiếm và sửa chữa sự cố (T + τ)

Thiếu hụt điện năng trung bình do có nhánh hỏng trên phân đoạn X là:

X i

i i

M I i i X

τλλ

Tổng thiếu hụt điện năng trung bình năm do hư hỏng trên các nhánh là:

) (

M I i

X N

] [ ]

X i i i M

I i i X

i i M I i

P l T P

l

λ

Tổng thiếu hụt điện năng trung bình năm của lưới điện là:

∆E = ∆ET + ∆EN

=





 ( + ) ∑ + [ ∑ +( + ) ∑ ]+. L I T τ P i L II T P i T τ P i

λ