NÂNG CAO độ TIN cậy và HIỆU QUẢ vận HÀNH BẰNG các GIẢI PHÁP tự ĐỘNG TRÊN lưới PHÂN PHỐI 35kv TỈNH bắc kạn 2019

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮTLĐPP Lưới điện phân phối CLĐA Chất lượng điện áp PSS/ADEPT Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity ToolDRA Analysis Tí

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

CAO DIỄM THANH

NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY VÀ HIỆU QUẢ VẬN HÀNH BẰNG CÁC GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 35kV

TỈNH BẮC KẠN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

CAO DIỄM THANH

NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY VÀ HIỆU QUẢ VẬN HÀNH

BẰNG CÁC GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 35kV TỈNH BẮC KẠN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Mã ngành: 8520201 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS TRƯƠNG TUẤN ANH

Thái nguyên, năm 2019

Trang 4

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiệntrên cơ sở nghiên cứu về lý thuyết và tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham khảokhác nhau: Sách, báo, tạp chí chuyên ngành, internet, thư viện các trường, cơ quan Qua số liệu thu thập thực tế, tổng hợp lại, không sao chép bất kỳ luận văn nàotrước đó và dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Trương Tuấn Anh - Giảng viêntrường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên

Dữ liệu nghiên cứu được thu thập thực tế tại Công ty Điện lực Bắc Kạn Các

số liệu và kết quả tính toán trong luận văn là trung thực; các đánh giá, kiến nghị đưa

ra xuất phát từ thực tiễn, kinh nghiệm và chưa từng được công bố trong bất kỳ mộtcông trình nào khác

Tác giả luận văn

Cao Diễm Thanh

Trang 5

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

TS Trương Tuấn Anh đã giúp đỡ, hướng dẫn hết sức chu đáo, nhiệt tình trong quá trình thực hiện để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này;

Các CBNV trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình tiến hành thực nghiệm đề tài và bảo vệ luận văn thạc sĩ;

Các đồng chí lãnh đạo và tập thể cán bộ công nhân viên của Công ty Điện lực Bắc Kạn đã giúp đỡ tác giả thực hiện việc nghiên cứu, thu thập các

số liệu để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này; các đồng nghiệp là những người đã hoàn thành chương trình cao học, đã dành thời gian đọc, đóng góp, chỉnh sửa cho luận văn thạc sĩ này hoàn thiện tốt hơn;

Gia đình, bạn bè của tác giả đã giúp đỡ, tạo điều kiện về thời gian, động viên tác giả trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này;

Tác giả mong muốn tiếp tục nhận được sự chia sẻ, hỗ trợ và tạo điều kiện của Hội đồng Chấm luận văn thạc sĩ, các bạn bè, đồng nghiệp, gia đình

và người thân để bản luận văn này hoàn thiện hơn.

Xin trân trọng cảm ơn

Trang 6

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN VÀ LƯỚI ĐIỆN 35 KV ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ BẮC KẠN 7

1 1 Mô hình Điều độ tại Công ty Điện lực Bắc Kạn 7

1.1.1 Sơ đồ tổ chức Điều độ chung 7

1.1.2 Mô hình phòng Điều độ Công ty Điện lực Bắc Kạn 7

1.1.3 Phân cấp quyền điều khiển, quyền kiểm tra của các cấp điều độ 8

1.1.4 Mô hình quản lý Đội quản lý vận hành lưới điện cao thế Bắc Kạn 9

1.1.5 Mô hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn 10

1.1.6 Mô hình quản lý các Điện lực còn lại 10

1.2 Lưới điện tỉnh Bắc Kạn 11

1.2.1 Nguồn điện 11

1.2.2 Lưới điện 11

2.3 Lưới điện 35kV thành phố Bắc Kạn 13

2.3.1 Xuất tuyết đường dây ĐDK 372 13

Chương 2 CẤU TRÚC LƯỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP VÀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN 19

2.1 CẤU TRÚC LƯỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP 19

2.1.1 Phương án nối dây trong lưới điện phân phối 19

2.1.2 Sơ đồ lưới điện phân phối trung áp trên không 20

2.2.3 Sơ đồ lưới điện phân phối cáp trung áp 21

2.2.4 Sơ đồ hệ thống phân phối điện 24

2.2 ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN 25

2.2.1 Khái niệm chung về độ tin cậy 25

2.2.2 Độ tin cậy của hệ thống 26

2.2.3 Độ tin cậy của phần tử 33

2.2.4 Chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của lưới phân phối 45

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN CHỈ SỐ ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THEO SƠ ĐỒ 54

Trang 7

3.1 Khái niệm chung 54

3.2 Sơ đồ lưới điện hình tia không phân đoạn 55

3.3 Sơ đồ lưới điện hình tia có phân đoạn 57

3.3.1 Sơ đồ lưới điện hình tia có phân đoạn rẽ nhánh được bảo vệ bằng cầu chì 57

3.3.2 Lưới điện hình tia phân đoạn bằng các dao cách ly và rẽ nhánh có bảo vệ bằng cầu chì 58

3.3.3 Lưới điện hình tia phân đoạn bằng các máy cắt và rẽ nhánh có bảo vệ bằng cầu chì .59

3.4 Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở 60

3.5 Các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối 64

3.5.1 Sử dụng các thiết bị điện có độ tin cậy cao 64

3.5.2 Sử dụng các thiết bị tự động, các thiết bị điều khiển từ xa 64

3.5.3 Sử dụng linh hoạt các sơ đồ đi dây, kết dây 65

3.5.4 Tổ chức và sửa chữa nhanh sự cố 65

3.6 Nâng cao hiệu quả vận hành bằng các giải pháp tự động hóa trên lưới điện trung thế 66

3.6.1 Thiết bị chỉ thị phân đoạn sự cố (FPIs) 66

3.6.2 Thiết bị tự động đóng lặp lại (Automatic Recloser - AR) 68

3.6.3 Chức năng tự động khép mạch vòng (Loop Automation- LA) 70

3.6.4 Recloser và thiết bị tự động phân đoạn sự cố (Sectionalisers Automation - SA) 71

Chương 4 TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 35KV THÀNH PHỐ BẮC KẠN 73

4.1 Giới thiệu về phần mềm PSS/ADEPT 73

4.1.1 Cài đặt đặt các thông số cơ bản của lưới điện 74

4.1.2 Lập sơ đồ và nhập các thông số của các phần tử trên sơ đồ 75

4.2 Thiết kế sơ đồ tính toán trên phần mềm PSS/ADEPT 76

4.2.1 Thông số đường dây 76

4.2.2 Thông số máy biến áp 77

4.2.3 Thông số nút tải 77

4.2.4 Giao diện cài đặt thông số bài toán tính toán độ tin cậy 78

4.3 Tính toán độ tin cậy của lưới điện 35kV thành phố Bắc Kạn 78

4.3.1 Tính toán các chỉ số độ tin cậy phương án 1 80

4.3.4 Tổng hợp kết quả tính toán các chỉ số độ tin cậy 81

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

PHỤ LỤC 86

Trang 9

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

LĐPP Lưới điện phân phối

CLĐA Chất lượng điện áp

PSS/ADEPT Power System Simulator/Advanced Distribution

Engineering Productivity ToolDRA Analysis Tính toán độ tin cậy lưới điện

SAIFI

Tần suất ngừng cung cấp điện trung bình hệ thống (System Average Interruption Frequency Index)

SAIDI

Thời gian ngừng cung cấp điện trung bình của

hệ thống (System Average Interruption Duration Index)

CAIFI

Tần suất mất điện trung bình của khách hàng (Customer Average Interruption Frequency Index)

CAIDI

Thời gian mất điện trung bình của khách hàng (Customer Average Interruption Duration Index)

MAIFI

Tần suất trung bình của mất điện thoáng qua của hệ thống (Momentary Average Interruption Frequency index)

Trang 10

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 372 13

Bảng 1.2 Đường dây 35kV xuất tuyến ĐDK 372 14

Bảng 3.1 Thông số của hệ thống 56

Bảng 3.2 Số liệu về khách hàng và tải trung bình ở các nút phụ tải 56

Bảng 3.3 Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của lưới điện hình tia không phân đoạn rẽ nhánh không được bảo vệ bằng cầu chì 56

Bảng 3.4 Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của lưới điện hình tia không phân đoạn rẽ nhánh được bảo vệ bằng cầu chì 57

Bảng 3.5 Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của lưới điện hình tia phân đoạn bằng dao cách ly và rẽ nhánh được bảo vệ bằng cầu chì 59

Bảng 3.6 Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của lưới điện hình tia phân đoạn bằng máy cắt và rẽ nhánh được bảo vệ bằng cầu chì 60

Bảng 3.7 Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của lưới điện kín vận hành hở 61

Bảng 3.8 Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống Hình 2.5 trong trường hợp hạn chế công suất chuyển tải 62

Bảng 3.9 Tổng hợp các chỉ tiêu độ tin cậy của các hệ thống từ hình 3.1 đến hình 3.5 63

Bảng 4.1 Số liệu tính toán độ tin cậy cung cấp điện 79

Bảng 4.2 Vị trí lắp đặt các thiết bị lộ 372 - E26.1 79

Bảng 4.5 Tổng hợp kết quả tính toán các chỉ số độ tin cậy phương án 1 80

Bảng 4.8 Tổng hợp kết quả tính toán các chỉ số độ tin cậy lộ 372 - E26.1 81

Trang 11

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức điều độ chung 7

Hình 1.2 Mô hình phòng điều độ công ty điện lực Bắc Kạn 7

Hình 1.3 Mô hình quản lý Đội quản lý vận hành lưới điện cao thế Bắc Kạn 9

Hình 1.4 Mô hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn 10

Hình 1.5 Mô hình quản lý các Điện lực còn lại 10

Hình 2.1 Sơ đồ lưới phân phối trên không hình tia không phân đoạn 20

Hình 2.2 Sơ đồ lưới phân phối cáp mạch vòng kín 22

Hình 2.3 Cung cấp điện bằng hai đường dây song song 22

Hình 2.4 Mạch liên nguồn 23

Hình 2.5 Cung cấp điện thông qua trạm cắt 23

Hình 2.6 Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung 23

Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống phân phối điện 24

Hình 2.8 Trạng thái hỏng hóc của hệ thống điện 28

Hình 2.9 Cấu trúc độ tin cậy của hệ thống điện 31

Hình 2.10 Đường quan hệ R(t) theo thời gian 34

Hình 2.11 Quan hệ (t) 37

Hình 2.12 (t) khi xét đến bảo dưỡng định kỳ 38

Hình 2.13 Mô tả trạng thái của phần tử 40

Hình 2.14 Graph trạng thái 42

Hình 2.15 Sửa chữa sự cố thực tế và bảo dưỡng định kỳ 44

Hình 2.16 Sơ đồ tự động đóng nguồn dự phòng 47

Hình 3.1 Sơ đồ lưới điện hình tia không phân đoạn 55

Hình 3.2 Sơ đồ lưới điện hình tia có phân đoạn rẽ nhánh được bảo vệ bằng cầu chì 57

Hình 3.3 Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn bằng dao cách ly và rẽ nhánh được bảo vệ bằng cầu chì 58

Hình 3.4 Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn bằng máy cắt và rẽ nhánh được bảo vệ bằng cầu chì 59

Hình 3.5 Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở 61

Hình 3.6 Nguyên tắc phân đoạn sự cố dựa trên thiết bị FPIs 67

Hình 3.7 Giải pháp giám sát xa các thiết bị FPIs 68

Hình 3.8 Thiết bị tự động đóng lặp lại (Automatic Recloser) 68

Hình 3.9 Sơ đồ mô tả chức năng tự động khép mạch vòng của các AR 70

Hình 3.10 Sơ đồ minh họa phương thức phối hợp giữa recloser và các thiết bị SA 71

Trang 12

Hình 4.1 Giao diện phần mềm PSS/ADEPT 5.0 74

Hình 4.2 Thẻ thiết lập thông lưới điện 75

Hình 4.3 Thanh công cụ Diagram 75

Hình 4.4 Thư viện thiết lập thông số đường dây 76

Hình 4.5 Thẻ thiết lập thông số đường dây 76

Hình 4.6 Thẻ thiết lập thông số máy biến áp 77

Hình 4.7 Thiết lập thông số phụ tải 77

Hình 4.8 Thiết lập số khách hàng tính độ tin cậy đường dây 77

Hình 4.9 Thiết lập thông số tính toán độ tin cậy 78

Hình 4.10 Xuất kết quả tính toán độ tin cậy 78

Trang 13

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Phân phối điện là khâu cuối cùng của hệ thống điện đưa điện năng trực tiếpđến các hộ tiêu thụ điện Trong quá trình sản xuất, truyền tải và phân phối điệnthường xảy các sự cố lưới điện đặc biệt là sự cố ngắn mạch

Nhiệm vụ kỹ thuật và mục tiêu nói chung đặt ra cho các Công ty Điệnlực/Tổng Công ty Điện lực trực thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) là phảiđưa ra các giải pháp tối ưu nhằm quản lý vận hành ổn định hệ thống điện… Trong

đó, việc ứng dựng các giải pháp tự động sẽ mang lại hiệu quả vận hành an toàn,nâng cao tin cậy cho lưới điện, đảm bảo cấp điện liên tục, ổn định

Trải qua các giai đoạn xây dựng và phát triển, hiện nay lưới điện phân phốitỉnh Bắc Kạn đang khai thác có hai cấp điện áp là 22kV cho khu vực thành phố BắcKạn, cấp điện áp 35kV cấp điện cho khu vực vùng ven thành phố Bắc Kạn và cáchuyện trên địa bàn Tỉnh

Với đặc điểm lưới điện phân phối trung áp phân bố rộng trong không gian,nhiều cấp điện áp, chiều dài đường dây lớn, nhiều rẽ nhánh và nhiều chủng loại dâydẫn khác nhau Trong những năm qua, khối lượng đường dây và trạm biến áp phânphối cấp điện của Công ty Điện lực Bắc Kạn đưa vào vận hành khai thác ngày cànglớn, cụ thể như sau:

1 Đường dây cao thế 110kV 134,79 km

2 Đường dây trung thế 22÷35kV 1.762,5 km

4 Trạm biến áp 110kV 02 TBA dung lượng 75 MVA

5 TBA phân phối 1.055 trạm với tổng dung lượng: 166.232,5

kVA

7 Trạm cắt 22kV 04 trạm cắt Schneider

8 Tụ bù trung thế 21 bộ với tổng dung lượng 12.600 kVAr

9 Tụ bù hạ thế 338 bộ với tổng dung lượng 14.410 kVAr

Trang 14

12 MBA tự ngẫu giữ ổn định điện áp

35kV 02 máy dung lượng 12,5 MVA

Trong đó:

- Lộ đường dây 371 trạm E26.1 có chiều dài 716,94km, sử dụng dây dẫnAC120; AC95; AC70 và AC50 cấp điện cho phụ tải huyện Pác Nặm, huyện NgânSơn, phần lớn phụ tải các xã của huyện Ba Bể, một số xã của huyện Bạch Thông(các xã Nguyên Phúc, Cẩm Giàng, Sỹ Bình, Vũ Muộn, Cao Sơn, Phương Linh, TúTrĩ, Vi Hương và Thị trấn Phủ Thông) và một phần thành phố Bắc Kạn Lộ liên kếtcấp điện với lộ 371 trạm 110 kV Chợ Đồn, liên hệ mạch vòng với lộ 373, 376 trạm

110 kV Bắc Kạn

- Lộ đường dây 372 trạm E26.1 có chiều dài 52,54km, sử dụng dây dẫnAC120 cấp điện cho một phần phụ tải thành phố Bắc Kạn và huyện Bạch Thông,liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110 kV Chợ Đồn

- Lộ đường dây 373 trạm E26.1 có chiều dài 485,38km, sử dụng dây dẫnAC120; AC95; AC70 và AC50 cấp điện cho phụ tải huyện Chợ Mới và huyện Na

Rì và một phần phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn Lộ liên kết cấp điện với lộ 371,

374 trạm 110 kV Bắc Kạn

- Lộ đường dây 374 trạm E26.1 có chiều dài 49,28km, sử dụng dây dẫnAC120; AC70 và AC50 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn và huyệnChợ Mới

- Lộ đường dây 376 và 378 trạm E26.1 chiều dài 12,3km, sử dụng dây dẫnAC120 cấp điện cho phụ tải huyện Bạch Thông

- Các lộ đường dây 371, 373, 375, 377, 379 trạm E26.2 có chiều dài341,71km, sử dụng dây dẫn AC120; AC95; AC70 và AC50 cấp điện cho phụ tảihuyện chợ Đồn Với lộ 371 liên kết mạch vòng với lộ 371 Trạm E26.1, lộ 373 liênkết mạch vòng với lộ 372 Trạm 110kV Bắc Kạn

- Các lộ đường dây 471, 472, 474 Trạm E26.1 có chiều dài 55,78km sử dụngdây dẫn AC 70, AC 120 và M120, M240 cấp điện cho khu vực thành phố Bắc Kạn

Trang 15

Cùng với khối lượng quản lý vận hành đường dây và trạm biến áp ngày cànglớn, việc hư hỏng, sự cố xảy ra trên lưới điện của Công ty Điện lực Bắc Kạn nhìnchung tăng so với năm trước, đặc biệt trên lưới điện trung thế.

Thống kê sự cố đường dây cao thế và TBA lũy kế đến hết năm 2018 như sau:

Số

Lũy kế 2018

Suất

sự cố Suất sự cố 2017 so với cùng kỳ % tăng, giảm

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng này:

- Nguyên nhân khách quan như tình hình thời tiết diễn biến xấu bất thườngcùng với địa hình đồi núi phức tạp trên địa bàn tỉnh Cụ thể là do mưa, sét gây rađứt dây dẫn, cây đổ vào đường dây Các sự cố chủ yếu xảy ra ở lưới 35 kV do lướiđiện tỉnh Bắc Kạn chủ yếu là cấp 35 kV, đi qua địa hình đồi núi phức tạp, chiều dàiđường trục lớn

- Các nguyên nhân chủ quan liên quan do thiếu kinh phí đầu tư đổi mới thiết bị

và đặc biệt là do công tác vận hành

Bất cứ sự hư hỏng nào trên lưới điện phân phối trung áp, gây gián đoạn việccung cấp điện đều ảnh hưởng trực tiếp đến các phụ tải, giảm độ tin cậy cung cấpđiện cho khách hàng Tổng hợp kết quả thực hiện chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điệnnăm 2018 của Công ty Điện lực Bắc Kạn như sau:

Trang 17

Do vậy cần khắc phục các nhược điểm trong công tác vận hành, nhằm đảmbảo cấp điện an toàn, ổn định, liên tục Ngoài việc khảo sát các chế độ lưới điện, sựthay đổi phụ tải… để làm cơ sở nghiên cứu tính toán lựa chọn các thông số cài đặtphù hợp cho thiết bị trên lưới điện, có biện pháp nâng cao chất lượng công tác quản

lý vận hành thì việc áp dụng các giải pháp tự động hóa trên lưới điện phân phốitrung áp là một yêu cầu rất cần thiết

Với các lý do trên, đề tài “Nâng cao độ tin cậy và hiệu quả vận hành bằng các giải pháp tự động trên lưới phân phối 35kV tỉnh Bắc Kạn” là thiết thực, góp

phần vào nâng cao hiệu quả trong vận hành, chủ động hơn trong việc phân vùng sự

cố lưới điện, giảm thiểu thời gian và phạm vi mất điện do sự cố, nâng cao độ tincậy, chất lượng cung cấp điện và đề xuất các hướng đầu tư khai thác hiệu quả cácchức năng tự động hóa trên lưới điện phân phối trung áp tỉnh Bắc Kạn

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu hiện trạng lưới điện phân phối 35kV gồm các lộ đường dây 372,

373 và 374 trạm biến áp 110kV E26.1 lưới điện thành phố Bắc Kạn

Trang 18

- Ứng dụng các phần mềm PSS/ADEPT, ETAP mô phỏng lưới điện phân phốitỉnh Bắc Kạn và tính toán các số liệu phục vụ nghiên cứu của đề tài

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Lưới điện phân phối 35kV thành phố Bắc Kạn gồm các lộ đường dây 372,

373 và 374 trạm biến áp 110kV E26.1

- Phần mềm PSS/ADEPT với chức năng tính toán độ tin cậy

4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết: Phân tích đánh giá và hệ thống hóa các công trình

nghiên cứu được công bố thuộc lĩnh vực liên quan: Bài báo, sách tham khảo, tài liệuhướng dẫn…

- Nghiên cứu thực tiễn: Nghiên cứu thực tế thiết bị, các số liệu kỹ thuật cần

thiết của các lộ đường dây 35kV lưới điện thành phố Bắc Kạn

5 Tên và bố cục của đề tài

Tên đề tài: " Nâng cao độ tin cậy và hiệu quả vận hành bằng các giải pháp tự động trên lưới phân phối 35kV tỉnh Bắc Kạn "

Chương 1 Tổng quan về lưới điện tỉnh Bắc Kạn và lưới điện 35kV điện lựcthành phố Bắc Kạn

Chương 2 Cấu trúcc lưới phân phối trung áp và độ tin cậy cung cấp điện.Chương 3 Phương pháp phân tích và tính toán chỉ số độ tin cậy của lưới điệnphân phối theo sơ đồ

Chương 4 Tính toán độ tin cậy lưới điện trung áp 35kV thành phố Bắc Kạn

Trang 19

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN VÀ LƯỚI ĐIỆN 35 KV ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ BẮC KẠN

1 1 Mô hình Điều độ tại Công ty Điện lực Bắc Kạn

1.1.1 Sơ đồ tổ chức Điều độ chung

Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức điều độ chung

1.1.2 Mô hình phòng Điều độ Công ty Điện lực Bắc Kạn

Hình 1.2 Mô hình phòng điều độ Công ty điện lực Bắc Kạn

- Chỉ huy điều độ lưới điện thuộc quyền điều khiển, nhân lực:

Trang 20

- Bộ phận trực điều độ: Đi ca theo chế độ 3 ca - 5 kíp, nhiệm vụ chỉ huy điều

độ lưới điện thuộc quyền điều khiển và theo dõi tính toán các chỉ số độ tin cậy lướiđiện

- Tổng số lao động hiện tại tại phòng Điều độ Công ty Điện lực Bắc Kạn: 11người (01 trưởng phòng, 01 phó phòng, 08 điều độ viên, 01 học kèm cặp điều độviên)

- Công ty Điện lực Bắc Kạn trang bị các thiết bị Recloser với tổng số lượng 59trạm, trong đó lộ đường dây 371 có 28 trạm với 02 loại là Cooper và Nulec Trong

đó đại đa số các Recloser đã được kết nối từ xa bằng sóng 3G và đường truyền códây, các kết nối đến Phòng điều độ Công ty tuy nhiên tại phòng điều độ chưa cóphần mềm theo dõi online đồng thời thể hiện hết các MC, muốn khai thác và cài đặtcác thông số trên MC các điều độ viên phải thực hiện thao tác vào từng MC mớilàm được

- Sau các sự cố việc xác định đúng nguyên nhân phân vùng sự cố còn gặpnhiều khó khăn do công tác cài đặt các thông số bảo vệ trên Recloser còn bất cập,các Recloser còn có các tác động bảo vệ đồng thời và vượt cấp

1.1.3 Phân cấp quyền điều khiển, quyền kiểm tra của các cấp điều độ

- Tuân thủ theo quy định tại thông tư 40/TT – BCT do Bộ Công thương banhành ngày 05/11/2015 và tại công văn 342/EVN-ĐĐQG-KTSX của Tập đoàn Điệnlực Việt Nam

- Phân cấp quyền điều khiển cụ thể như sau: Các thiết bị từ máy cắt tổng trung

áp và thiết bị đóng cắt đi kèm đến cấp 110kV thuộc quyền của A1; thiết bị bù, cácthiết bị đóng cắt phía hạ áp của các MBA 110kV cấp điện cho khu vực địa phươngthuộc quyền điều khiển của Điều độ lưới điện phân phối

- Chỉ huy thao tác:

+ Cấp điều độ có quyền điều khiển (A1, Bx) viết phiếu, duyệt phiếu và chỉ huythực hiện thao tác khi phải phối hợp thao tác thiết bị tại nhiều trạm điện, nhà máyđiện hoặc trong trường hợp thao tác xa từ cấp điều độ có quyền điều khiển

+ Đơn vị quản lý vận hành viết phiếu, duyệt phiếu và thực hiện thao tác trongnội bộ phạm vi 01 trạm điện Trước khi thực hiện phiếu thao tác phải được cấp điều

độ có quyền điều khiển cho phép

Trang 21

+ Thực hiện thao tác: Điều độ viên chỉ huy thao tác trên thiết bị thuộc quyềnđiều khiển tương ứng với trực ca vận hành các đơn vị QLVH.

- Giao nhận lưới điện:

+ Đối với các thao tác do A1 lập, phê duyệt và chỉ huy trực tiếp: Giao/nhậnthiết bị qua điều độ Bx, sau đó điều độ Bx giao/nhận với đội quản lý lưới điện caothế hoặc trực trạm 110kV hoặc TVH các Điện lực để bàn giao/tiếp nhận với đơn vịcông tác

+ Đối với thao tác trong phạm vi nội bộ 01 trạm điện (110kV): Sau khi thaotác xong và làm các biện pháp an toàn cần thiết, việc giao nhận thiết bị với đội côngtác do trực chính TBA thực hiện (có thông báo cho cấp điều độ có quyền điều khiển

để nắm thông tin)

+ Đối với các thao tác do B26 lập, phê duyệt và chỉ huy trực tiếp: Giao/nhậnthiết bị qua trực ban các đơn vị QLVH thiết bị như trực ca TBA 110kV, trực bancác tổ trực vận hành các Điện lực… để bàn giao/tiếp nhận với đơn vị công tác

1.1.4 Mô hình quản lý Đội quản lý vận hành lưới điện cao thế Bắc Kạn

NV Lái xe(01)

Tổ QLVH

ĐZ 110kV(01TT

và 07 CN))

Trạm 110kV Bắc Kạn - E26.1(01 TT

và 06 trực HV)

Trạm 110kV Chợ Đồn

- E26.2(01 TT

và 06 trực VH)

Trang 22

1.1.5 Mô hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn

- Tổng số lao động: 99 người

Hình 1.4 Mô hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn.

1.1.6 Mô hình quản lý các Điện lực còn lại

Hình 1.5 Mô hình quản lý các Điện lực còn lại.

GIÁM ĐỐC(01)

Tổ trực vận hành tra giám Tổ kiểm

sát mua bán điện

PHÓ GIÁM ĐỐCPHỤ TRÁCH KT

Tổ trực vận hành tra giám Tổ kiểm

sát mua bán điện

PHÓ GIÁM ĐỐCPHỤ TRÁCH KD (01)

03 đội sản xuất

Trang 23

1.2 Lưới điện tỉnh Bắc Kạn

1.2.1 Nguồn điện

Hiện tại, tỉnh Bắc kạn được cấp điện từ các nguồn:

- Nguồn điện 110kV cấp từ trạm biến áp 220kV Cao Bằng qua đường dây171-E26.1 Bắc Kạn - 171 E16.2 Cao Bằng

- Nguồn điện 110kV cấp từ trạm biến áp 220kV Phú Lương Thái Nguyên quađường dây 173E26.1 Bắc Kạn - 172E6.6 Phú lương

- Nguồn điện 35kV cấp từ Thái Nguyên qua mạch vòng đường dây 373 TháiNguyên - Bắc Kạn (Điểm đo đếm 104 tại huyện Chợ Mới tỉnh Bắc Kạn)

- Nguồn điện 35kV cấp từ Lạng Sơn qua mạch vòng đường dây 373 Lạng Sơn

- Bắc Kạn (Điểm đo đếm mạch vòng Lạng Sơn - Bắc Kạn tại huyện Na Rì)

- Ngoài ra trên đại bàn tỉnh còn có nhà máy thuỷ điện: Thuỷ điện Tà Làng,Thuỷ điện Thượng Ân, Thuỷ điện Nặm Cắt các nhà máy phát lên lưới 35kV

Lộ liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110 kV Chợ Đồn, liên hệ mạch vòng với lộ

373, 376, 378 trạm 110 kV Bắc Kạn với tổng chiều dài đường dây 712,5 km gồm

484 TBA với tổng công suất đặt là 43.197kVA

Trang 24

- Lộ đường dây 372 cấp điện cho phụ tải một phần cho khu vực thành phố BắcKạn và một phần cho huyện Bạch Thông Lộ liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110

kV Chợ Đồn và liên kết với lưới điện thuỷ điện Nặm Cắt với tổng chiều dài đườngdây 50,8km gồm 27TBA với tổng công suất đặt là 2.680kVA

- Lộ đường dây 373 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực thànhphố Bắc Kạn và cho toàn huyện Chợ Mới, huyện Na Rì với tổng chiều dài đườngdây 520km gồm 301TBA với tổng công suất đặt là 34.068kVA

- Lộ đường dây 374 cấp điện cho phụ tải một phần cho khu vực thành phố BắcKạn và huyện Chợ Mới với tổng chiều dài đường dây 49,28km, với tổng công suấtđặt các TBA là 10.090 kVA

- Lộ đường dây 376 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực huyệnBạch Thông với tổng chiều dài đường dây 8,8km

- Lộ đường dây 378 cấp điện cho phụ tải một phần huyện Bạch Thông vớitổng chiều dài đường dây 4km với tổng công suất đặt là 250kVA

- Lộ đường dây 471 cấp điện cho khu vực thành phố Bắc Kạn với tổng chiềudài đường dây 10,51km gồm 22TBA với tổng công suất đặt là 10.040kVA

- Lộ đường dây 472 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn với tổngchiều dài đường dây 20,4km gồm 57TBA với tổng công suất đặt là 13.447kVA

- Lộ đường dây 474 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn với tổngchiều dài đường dây 24,33km gồm 59TBA với tổng công suất đặt là 12.905kVAb) TBA 110kV - E26.2 Chợ Đồn:

Trạm biến áp 110kV Chợ Đồn đặt tại huyện Chợ Đồn với công suất1x25MVA -110/35/22kV với các xuất tuyến ngăn lộ đường dây:

- Lộ đường dây 371 cấp điện cho phụ tải khu vực huyện Chợ Đồn với tổngchiều dài đường dây 125km gồm 79TBA với tổng công suất đặt là 9.809kVA

- Lộ đường dây 373 cấp điện cho phụ tải khu vực Nam Cường, huyện ChợĐồn với tổng chiều dài đường dây 96,266km gồm 46TBA với tổng công suất đặt là10.282kVA

- Lộ đường dây 375 cấp điện cho phụ tải khu vực Nghĩa Tá, huyện Chợ Đồnvới tổng chiều dài đường dây 57,266km gồm 42TBA với tổng công suất đặt là19.267,5kVA

Trang 25

- Lộ đường dây 377 cấp điện cho phụ tải khu vực Bản Thi, huyện Chợ Đồnvới tổng chiều dài đường dây 41,734km gồm 17TBA với tổng công suất đặt là1.451,5kVA

- Lộ đường dây 379 cấp điện cho phụ tải khu công nghiệp Bản Thi, huyện ChợĐồn với tổng chiều dài đường dây 30,491km gồm 6TBA với tổng công suất đặt là3.031,5kVA

2.3 Lưới điện 35kV thành phố Bắc Kạn

2.3.1 Xuất tuyết đường dây ĐDK 372

2.3.1.1 Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 372

Bảng 1.1 Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 372.

7 Dương Quang 100 Y/Yo-12 35/0,4 6 540 2100 3,5

8 Sông Cầu 4 75 Y/Yo-12 35/0,4 5,7 400 1500 3,5

9 Đôn Phong 1 75 Y/Yo-12 35/0,4 5,45 257 1270 0,59

10 Đôn Phong 2 50 Y/Yo-12 35/0,4 4,0 148 552 0,62

11 Đôn Phong 3 75 Y/Yo-12 35/0,4 5,7 400 1500 3,5

12 Quan Nưa 100 Y/Yo -12 35/0,4 5,6 346 1898 2,61

Trang 26

22 Bản Pè 2 50 Y/Yo-12 35/0,4 4,0 148 552 0,62

23 Nội Trú 100 Y/Yo-12 35/0.4 5,3 345 1957 1,9

24 TBA NMTĐ Nặm Cắt 100 Y/Yo-12 35/0.4 5,3 345 1957 1,9

25 Cty CP Đóng tàu PhươngĐông 250 Y/Yo - 12 35/0,4 4,48 798 3246 1,69

26 Hồ chứa nước Nặm Cắt 180 Y/Yo - 12 35/0,4 4,66 295 1937 0,2

27 Khuổi Kén 250 Y/Yo - 12 35/0,4 4,48 798 3246 1,69

2.3.1.2 Đường dây 35kV xuất tuyến ĐDK 372

Bảng 1.2 Đường dây 35kV xuất tuyến ĐDK 372.

1 Đường trục Bắc Kạn - Đo đếm 102A-3 22,97 AC-120

8 Nhánh rẽ TBA UBND xã Dương Quang VT15R3 0,32 AC - 50

9 Nhánh rẽ TBA Sông Cầu 4 VT 35 BK - CĐồn 0,093 AC - 50

10 Nhánh rẽ TBA Đôn Phong 1 VT 35 Đôn Phong +3 0,11 AC - 50

11 Nhánh rẽ TBA Đôn Phong 2 VT 35 Đôn Phong+7 1,035 AC - 50

12 Nhánh rẽ TBA Đôn Phong 3 VT 30 -372+ R65 8,812 AC - 70

13 Nhánh rẽ TBA Quan Nưa VT 13 nhánh Đ Phong 0,02 AC - 50

14 Nhánh rẽ TBA Bản Mún VT 81đoạn B Kạn - B Lũng CDt 2,082 AC - 50

15 Nhánh rẽ TBA Nà Pịt VT 81đoạn B Kạn - B Lũng CĐ 0,050 AC - 50

16 Nhánh rẽ TBA Sông cầu 10 VT 27R2 nội trú + 3 0,228 AC - 50

Trang 27

26 Nhánh rẽ TBA Cty CP Đóng tàu Phương Đông 0,04 AC - 50

27 Nhánh rẽ TBA Hồ chứa nước Nặm Cắt 0,6000 AC - 70

Tổng chiều dài: 50,8700 km

TT TBA Sđm Tổ nối dây Uđm (kV) UN % P0 PN i0 %

1 Xuất Hoá 180 Y/Yo-12 35/0,4 6,64 989 4090 3,4

2 Đăng Kiểm 180 Y/Yo-12 35/0,4 6,2 540 2100 5,4

3 Pặc Tràng 180 Y/Yo-12 35/0,4 5,7 350 1750 5

5 Nông Thượng 1 75 Y/Yo-12 35/0,4 5,7 395 1450 3,2

6 Nông Thượng 2 160 YD/Yn-12-11 35/0,4 5,7 400 1450 3,2

7 Nông Thượng 3 75 Y/Yo-12 35/0,4 5,7 400 1450 3,2

8 Xuất Hoá 1 50 Y/Yo - 12 35/0,4 4,95 228 1185 0,97

9 Nà Cà 75 Y/Yo - 12 35/0,4 3,97 300 1342 1,6

10 TBA Khuổi Cuồng 180 Y/Yo - 12 35/0,4 4,66 295 1937 0,2

11 TBA Xuất Hoá 2 100 Y/Yo - 12 35/0,4 5,1 248 1415 1,85

12 TBA Nông Thượng 4 75 Y/Yo - 12 35/0,4 5,18 266 1380 2,03

13 TBA Nông Thượng 5 75 Y/Yo - 12 35/0,4 5,18 265 1390 2,02

20 TBA Phiêng My 100 Y/Yo-12 35/0,4 5,1 204 1215 2

21 TBA Nam Đội Thân 75 Y/Yo - 12 35/0,4 5,18 265 1390 2,02

Trang 28

27 Khai Thác Nước 180 Y/Yo-12 35/0,4 6,6 540 3201 1,0

28 Xưởng SX BT 180 Y/Yo-0 35/0,4 6,4 900 2850 3

29 T.T Điều Dưỡng 150 Y/Yo-12 35/0,4 5,3 525 2415 1,91

1 Đường trục Bắc Kạn - Cao Kỳ 16,15 AC-95

3 Nhánh rẽ TBA Xuất Hoá VT80R2 0,12 AC-50

4 Nhánh rẽ TBA Đăng Kiểm VT50R1 0,13 AC-50

5 Nhánh rẽ TBA Phặc Tràng VT 19+3 0,04 AC - 50

6 Nhánh rẽ TBA N Thượng 1 VT 22 nhánh N Thượng 3 CDt 0,15 AC - 50

7 Nhánh rẽ TBA N Thượng 2 VT 35 nhánh N Thượng 3 CDt 0,158 AC - 50

8 Nhánh rẽ TBA Nông Thượng 3 VT 38R49 CDt 6,435 AC - 50

9 Nhánh rẽ TBA Mỹ Thanh VT 7 +33 CDt 6,837 AC50+70

10 Nhánh rẽ TBA Thôn Thác Giềng VT trạm cắt TG 0,03 AC - 70

11 Nhánh rẽ TBA Xuất Hoá 1 VT 02 nhánh Xuất Hoá 2,238 AC - 50

12 Nhánh rẽ TBA Nà Cà VT đầu TBA Mỹ Thanh 2,97 AC - 50

13 Nhánh rẽ TBA Khuổi Cuồng VT 54 ĐDK Bắc Kạn - Cao Kỳ 0,75 AC - 50

14 Nhánh rẽ TBA Xuất Hoá 2 VT 85 Lộ 373 Bắc Kạn - Cao Kỳ 0,02 AC - 50

15 Nhánh rẽ TBA Nông Thượng 4 VT 25 nhánh rẽ Nông Thượng 0,065 AC - 50

16 Nhánh rẽ TBA Đoàn Kết VT 69 0,069 AC - 50

17 Nhánh rẽ TBA Huyền Tụng 4 VT 8 đi Mỹ Thanh 0,450 AC - 50

18 Nhánh rẽ TBA Mỹ Thanh 2 VT 3 đi Nà Cà 1,450 AC - 50

19 Nhánh rẽ TBA Nông Thượng 5 VT 8 Nhánh rẽ Nông Thượng - Thanh Vận 0,04 AC - 50

20 Nhánh rẽ Huyền Tụng 6 VT 6 Đường trục 0,13 AC - 50

21 Từ CDP 373-7/1A NM Nước đến CDP373-7/1B ĐT1 1,657 AC - 95

22 Từ CDP 373-7/2 Đồi Thông 1 đến CDP373-7/1A ĐT 1

23 Từ CDP 373-7/2 NM Nước đến CDP373-7/1B NMN

24 Đoạn từ MC Thác Giềng đến vị trí 40 đi Na Rì 7,611 AC - 95

25 Nhánh rẽ TBA Tân Sơn 1(vị trí 5B đoạn TG-NR) 3,6 AC - 50

26 Nhánh rẽ Tân Sơn 2 (vị trí 39 đoạn TG-NR) 0,046 AC - 50

27 Nhánh rẽ Nà Khu (vị trí 38 đoạn TG-NR)(Tân Sơn 4) 2,523 AC - 50

Trang 29

29 Nhánh rẽ TBA Nam Đội Thân 0,511 AC - 50

35 Nhánh rẽ TBA Khai thác nước VT27R4 0,285 AC - 50

36 Nhánh rẽ TBA Nhà máy nước VT36 0,00 AC - 50

37 Nhánh rẽ TBA Xưởng SXBT VT 53 BK - CK 0,151 AC - 35

38 Nhánh rẽ TT điều dưỡng người có công VT5 N.Thượng 0,02 AC - 50

39 Nhánh rẽ TBA khu TT NM Xi Măng VT 90 BK - CK 0,02 AC - 50

40 Nhánh rẽ TBA Tinh bột sắn (VT 5A TG-NR) 0,15 AC - 50

41 Nhánh rẽ TBA Cầu thác Giềng (VT 5A TG-NR) 0,015 AC - 50

42 Nhánh rẽ TBA Xưởng CB Gừng (VT 9NR Tân Sơn 1) 0,167 AC - 50

43 NR TBA Nhà máy thủy điện Thác Giềng 1 ( VT 16 ) 0,08 AC - 50Tổng chiều dài: 64,939 km

TT TBA Sđm Tổ nối dây Uđm UN % P0 PN i0 %

1 TBA Xử lý nước thải 75 Y/Yo - 12 35/0,4 5,18 265 1390 2,02

2 TTrộn BT Phúc Lộc 250 Y/Yo-12 35/0,4 5,48 705 3894 1,86

3 Mỏ đá vôi 400 Y/Yn-0 35/0,4 4,07 880 6098 0,65

4 Tân Cư 1 75 Y/Yo - 12 35/0,4 5,18 265 1390 2,02

5 Đài Việt 320 Y-Yo-12 35/0,4 4,01 900 5460 0,58

6 Xuất Hóa 3 75 Y/Yo - 12 35/0,4 5,18 265 1390 2,02

7 Tập thể NMXM 50 Y/Yo-12 35/0,4 4,87 465 1599 1,9

8 Mỏ đá Suối Viền 250 Y/Yo-12 35/0,4 6,6 850 3516 2,6

9 Nhà máy gạch không nung 100 Y/Yo - 12 35/0,4 5,1 248 1415 1,85

Trang 30

17 T.Giêng 75 Y/Yo-0 35/0,4 5,5 254 1328 0,37

18 Tinh Bột sắn 250 Y/Yo-12 35/0,4 6,6 850 3516 2,6

19 Tân Sơn 1 75 Y/Yo-0 35/0,4 5,5 254 1328 0,37

20 Xưởng chế biến gừng 100 Y/Yo - 12 35/0,4 5,1 248 1415 1,85

21 Thác Giềng 1 50 Y/Yo-12 35/0,4 5,2 340 1250 3,1

22 Cầu thác giềng 160 Y/Yo - 12 35/0,4 4,36 395 1537 0,5

23 NM TĐ Thác giềng 1 320 Y-Yo-12 35/0,4 4,01 900 5460 0,58

24 Tân Sơn 4 (Nà khu) 31,5 Y/Yo-12 35/0,4 4,6 178 890 1,7

25 Tân Sơn 2 31,5 Y/Yo-12 35/0,4 4,6 178 890 1,7

26 Trại lợn giống 100 Y/Yo - 12 35/0,4 5,1 248 1415 1,85

27 NM Miến dong Tân Sơn 560 Y-Yo-12 35/0,4 5,6 1030 5660 1,95

1 Xuất tuyến 35kV khu công nghiệp Xuất Hoá 18,114 AC - 120

2 Nhánh rẽ TBA NM Ôtô TRALAS VT 78A BK - CK 0,055 AC - 70

3 Nhánh rẽ TBA cấp điện cho NMSX đá vôi trắng và đá kiềm 0,14 AC - 50

4 Nhánh rẽ TBA ôtô TraLas VT 111-ĐDK-374 1,25 AC - 70

5 Nhánh rẽ nhà máy xi măng( Từ CD 90-31ữVT 13) 2,545 AC - 70

6 Nhánh cấp điện cho khu CN Thanh Bình 0,93 AC - 120

9 Nhánh rẽ TBA Trại giam VT90R5+3 0,73 AC - 50

10 Nhánh rẽ TBA 05-06 VT90 R5+3 0,04 AC - 50

11 Nhánh rẽ TBA NM Xi Măng VT13 nhánh Xi Măng 0,02 AC - 50

12 Nhánh Trạm trộn bê tông phúc Lộc VT 64 0,115 AC - 50

13 Nhánh rẽ TBA Mỏ đá Suối Viền 0,045 AC - 50

15 Nhánh rẽ TBA Mỏ đá Cốc Ngần 0,145 AC - 50

16 Nhánh rẽ nhà máy gạch không nung 0,05 AC - 50

17 Nhánh rẽ nhà máy miến dong Tân Sơn 0,068 AC - 50

18 NR TBA Xử lý nước thải ( VT 24 ) 0,24 AC - 50Tổng chiều dài: 26,542 km

Trang 31

Chương 2 CẤU TRÚC LƯỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP

VÀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN2.1 CẤU TRÚC LƯỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP

Lưới điện phân phối thực hiện nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm biến

áp trung gian, thanh cái nhà máy điện cung cấp cho các phụ tải như một địa phương,một thành phố, quận, huyện có bán kính cung cấp điện nhỏ Điện áp sử dụngthường là 6, 10, 22, 35 kV và phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp/ hạ

áp, phụ tải trung áp và lưới hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220V

Lưới điện phân phối có chiều dài tương đối lớn, đường dây phân nhánh, hìnhtia hoặc mạch vòng, cung cấp điện trực tiếp cho các hộ tiêu thụ Do đó nhữngnguyên nhân ảnh hưởng đến quá trình chuyển tải của lưới phân phối đều có liênquan trực tiếp đến các hộ tiêu thụ

2.1.1 Phương án nối dây trong lưới điện phân phối

Sơ đồ nối dây của mạng điện phân phối có thể sử dụng một trong các hìnhthức nối dây như: hình tia, phân nhánh hoặc mạch vòng kín Việc sử dụng sơ đồ nốidây nào tuỳ thuộc vào mức độ yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện của mỗi một loại

hộ phụ tải và tuỳ 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 6, 10, 22, 35 kV cũng thường hay dùng loại sơ đồ hình tia

bị sự cố 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 điện cho đến khi sự cố được

xử lý xong

Trang 32

Đối với các phụ tải quan trọng đòi hỏi mức độ tin cậy cao, phải có phương án

dự phòng riêng bằng đường dây trung áp hay hạ áp

2.1.2 Sơ đồ lưới điện phân phối trung áp trên không

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

mỹ quan như ở lưới phân phối khu vực thành phố Mặt khác, mật độ phụ tải củamạng điện nông thôn không cao, phân tán, đường dây khá dài, do đó sử dụng lướiđiện phân phối trên không sẽ giúp cho việc dễ dàng nối các dây dẫn, tìm điểm sự cố

và khắc phục sự cố không khó khăn như lưới phân phối cáp

Phương án nối dây thường áp dụng theo sơ đồ hình tia, các trạm biến áp phânphối được cung cấp điện từ thanh cái hạ áp của trạm biến áp trung gian thông quacác đường trục chính

Lưới phân phối hình tia không phân đoạn, Hình 2.1: Đơn giản, rẻ tiền nhưng

độ tin cậy thấp, không đáp ứng được các nhu cầu của các phụ tải quan trọng

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

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

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

2 Máy cắt nhánh; 3 Dao cách ly

2

3

Trang 33

+ Lưới phân phối hình tia có phân đoạn: Các đường trục chính được phânđoạn 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… các thiết bị này có thể thao tác tại chỗ hoặc điều khiển từ

xa Lưới này có độ tin cậy cao hay thấp phụ thuộc vào thiết bị phân đoạn và thiết bịđiều khiển chúng

+ Lưới điện kín vận hành hở: Lưới này có cấu trúc mạch vòng kín hoặc hainguồn, có các thiết bị phân đoạn trong mạch vòng Bình thường lưới điện vận hành

hở, khi có sự cố hoặc sửa chữa đường dây người ta sử dụng các thiết bị đóng cắt đểđiều chỉnh hồ sơ cấp điện, lúc đó phân đoạn sửa chữa bị mất điện, các phân đoạncòn lại vẫn được cấp điện bình thường

Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở có độ tin cậy cao hơn các sơ đồ trước Về mặtnguyên tắc lưới có thể vận hành kín song đòi hỏi thiết bị bảo vệ, điều khiển phải đắttiền và hoạt động chính xác Vận hành lưới hở đơn giản và rẻ hơn nhiều so với lướiđiện kín

Lưu ý: các dây dẫn đường trục phải được kiểm tra theo điều kiện sự cố để cóthể tải điện dự phòng cho các trục khác khi bị sự cố

2.2.3 Sơ đồ lưới điện phân phối cáp trung áp

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

an toàn và mỹ quan đô thị do đó không được phép đi dây trên không mà phải chônxuống đất tạo thành lưới phân phối cáp

Nhược điểm của lưới phân phối cáp là đắt tiền, sơ đồ phức tạp dẫn đến việctìm điểm sự cố khó khăn, sửa chữa sự cố lâu và việc đấu nối được hạn chế đến mứctối đa vì xác suất hỏng các chỗ nối là rất cao

2.2.3.1 Sơ đồ lưới phân phối cáp trung áp mạch vòng kín

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

Trang 34

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 cólợi hơn về tổn thất điện năng nhưng đòi hỏi cao hơn về hệ thống bảo vệ rơle và thiết

bị đóng cắt nếu muốn đạt độ tin cậy cao

2.2.3.2 Cung cấp điện bằng hai đường dây cáp song song

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

Hình 2.3 Cung cấp điện bằng hai đường dây song song

2.2.3.3 Mạch liên nguồn

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

TGII

Trang 35

Hình 2.4 Mạch liên nguồn

2.2.3.4 Mạng phân phối được cung cấp điện thông qua trạm cắt

Khi trạm biến áp trung gian ở xa trung tâm phụ tải thì mạng điện phân phốiđược cung cấp điện thông qua trạm cắt Người ta sử dụng hai đường dây liên lạcgiữa trạm cắt và hai phân đoạn thanh cái hạ áp của trạm biến áp trung gian, sau đócác đường dây phân phối được cung cấp điện trực tiếp từ trạm cắt

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

2.2.3.5 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 bảođược độ tin cậy có thể sử dụng sơ đồ như sau:

Dây dẫn các đường dây phân phối chọn đủ cho các trạm phân phối mà nó cấpđiện, vì đã có đường dây dự phòng chung cho tất cả các đường dây phân phối

2

Hình 2.6 Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung

1 Thanh góp trạm biến áp trung gian; 2 Trạm cắt

Thanh cái TBA

Trang 36

2.2.4 Sơ đồ hệ thống phân phối điện

Hệ thống phân phối điện bao gồm nhiều trạm trung gian được nối liên thôngvới nhau bởi mạng lưới đường dây phân phối tạo thành nhiều mạch vòng kín Trongquá trình vận hành bình thường các mạch kín này được tách ra tại các điểm cắt củalưới để vận hành hở mạch thông qua các thiết bị phân đoạn Các điểm cắt này đượcthay 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 trênmáy tính điện tử từ các số liệu đo xa đặt trên các điểm kiểm tra của hệ thống phânphối điện Khi xảy ra sự cố, máy tính điện tử sẽ tính toán đưa ra phương án vậnhành thay thế tốt nhất Nhân viên vận hành thực hiện các sơ đồ tối ưu đó bằng cácthiết bị điều khiển từ xa

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

2.2 ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN

2.2.1 Khái niệm chung về độ tin cậy

Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống phân phối điện

Trang 37

Trong sự phát triển về khoa học và kỹ thuật, độ tin cậy đã trở thành chỉ tiêuthen chốt, đặc biệt đối với những hệ có cấu trúc phức tạp nhằm hoàn thành nhữngchức năng quan trọng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau.

Các phương pháp nghiên cứu về độ tin cậy theo những hướng như sau:

- Nghiên cứu cơ sở toán học về độ tin cậy: nhằm đưa ra quy luật và những tính

toán định lượng về độ tin cậy Đây là hướng xuất phát để tạo nên khoa học về độcậy

- Nghiên cứu thống kê về độ tin cậy: nhằm thu thập xử lý số liệu và đưa ra

những đặc trưng thống kê về những chỉ tiêu độ tin cậy Dựa trên tính chất đám đôngcủa số liệu thông kê, nhằm đưa ra những yếu tố ảnh hưởng đến những chỉ tiêu cơbản về độ tin cậy

- Nghiên cứa bản chất vật lý về độ tin cậy: nhằm khảo sát nguyên nhân của sự

cố, hiện tượng già cỗi, điều kiện môi trường, độ bền vật liệu v.v ảnh hưởng đến độtin cậy trong các quá trình vật lý và hoá học khác nhau

Độ tin cậy bao gồm các vấn đề về lý thuyết và thực tế nhằm nghiên cứu nhữngnguyên nhân, quy luật của sự cố, những phương pháp tính toán và biện pháp nângcao độ tin cậy Ngoài ra khi lựa chọn độ tin cậy của hệ phải quan tâm đến hành vikinh tế để đạt được lời giải tối ưu tổng thể

Mô hình toán học đánh giá định lượng độ tin cậy dựa trên nền tảng lý thuyếtxác suất vì các sự cố xảy ra là một sự kiện ngẫu nhiên, cũng như khoảng thời gianlàm việc, khoảng thời gian cần thiết để sửa chữa sự cố v.v đều là những đại lượngngẫu nhiên

Như vậy nghiên cứu về độ tin cậy cung cấp điện là một chỉ tiêu chất lượngquan trọng của hệ thống điện Mô tả, đánh giá và điều khiển hành vi đó là một trongnhững nhiệm vụ chủ yếu khi thiết kế và điều khiển hệ thống điện

2.2.2 Độ tin cậy của hệ thống

2.2.2.1 Khái niệm về độ tin cậy của hệ thống điện

Trang 38

Hệ thống điện là tập hợp các phần tử như: máy phát điện, máy biến áp, đườngdây tải điện… tương tác trong một cấu trúc nhất định và có sự điều khiển thống nhấttrong hoạt động nhằm thực hiện nhiệm vụ sản xuất, truyền tải và phân phối điệnnăng đến các hộ tiêu thụ Đảm bảo các yêu cầu về chất lượng điện năng, độ tin cậyhợp lý, phát triển tối ưu và vận hành với hiệu quả kinh tế cao nhất.

Hệ thống điện là một hệ thống phục hồi, các phần tử trong hệ thống sau khi bịhỏng sẽ được phục hồi và đưa trở lại làm việc, do đó trạng thái hỏng hóc của hệthống cũng được phục hồi sau một thời gian nhất định

Độ tin cậy của hệ thống được xác định theo độ tin cậy của các phần tử

Độ tin cậy của hệ thống: 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 vậnhành nhất định

Hệ thống điện làm việc liên tục do đó khái niệm khoảng thời gian không có ýnghĩa bắt buộc Như vậy độ tin cậy được đo bằng đại lượng thích hợp hơn đó là độsẵn sàng:

- Độ sẵn sàng là xác suất để hệ thống hay phần tử hoàn thành hoặc sẵn sànghoàn thành nhiệm vụ trong thời điểm bất kỳ Độ sẵn sàng được tính bằng tỷ số giữathời gian hệ thống ở trạng thái tốt và tổng thời gian hoạt động

- Ngược lại độ sẵn sàng là độ không sẵn sàng: là xác suất để hệ thống hoặcphần tử ở trạng thái hỏng

2.2.2.2 Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của hệ thống điện

- Xác suất thiếu điện cho phụ tải: xác suất phụ tải lớn hơn công suất của nguồnđiện

- Xác suất thiếu điện trong thời gian phụ tải cực đại

- Điện năng thiếu cho phụ tải, đó là kỳ vọng điện năng phụ tải bị cắt do hỏnghóc hệ thống trong một năm

- Thiệt hại kinh tế tính bằng tiền do mất điện

- Thời gian mất điện trung bình cho một phụ tải trong một năm

- Số lần mất điện trung bình cho một phụ tải trong một năm

2.2.2.3 Trạng thái và hỏng hóc của hệ thống điện

1 Trạng thái của phần tử

Trang 39

- Phần tử của hệ thống điện có thể ở các trạng thái khác nhau phụ thuộc vàotình trạng kỹ thuật và chức năng của chúng Mỗi trạng thái kéo dài trong mộtkhoảng thời gian nhất định.

- Thông số đặc trưng trạng thái của phần tử: thời gian trạng thái, xác suất trạngthái và tần suất trạng thái

- Tất cả các trạng thái có thể xảy ra của một phần tử tạo thành một tập đủ cáctrạng thái, phần tử ở trạng thái nào trong tập đủ là đại lượng ngẫu nhiên và được đobởi xác suất phần tử ở trạng thái đó gọi tắt là xác suất trạng thái

Tổng xác suất trạng thái của tập đủ các trạng thái bằng 1

Xác suất trạng thái tốt của phần tử chính là độ sẵn sàng, còn xác suất trạng tháihỏng là độ không sẵn sàng của phần tử

2 Trạng thái và hỏng hóc của hệ thống

Trạng thái của hệ thống điện là tổ hợp các trạng thái của tất cả các phần tử tạothành nó Xác suất trạng thái của hệ thống điện chính là tích của các xác suất trạngthái của các phần tử nếu các phần tử của hệ thống điện độc lập với nhau

- Số trạng thái của hệ thống điện rất lớn: 2n trạng thái, n là số phần tử

- Thông số đặc trưng trạng thái của hệ thống điện: thời gian trạng thái (Ti); tầnsuất trạng thái (fi); xác suất trạng thái (Pi)

- Tập các trạng thái của hệ thống điện:

+ Tập trạng thái tốt: hệ thống điện làm việc tốt

+ Tập trạng thái hỏng: hệ thống điện bị hỏng theo tiêu chuẩn đã chọn

Tổng xác suất của tập đủ các trạng thái của hệ thống điện: Pi = 1

Mô tả mối quan hệ trạng thái hỏng máy phát và đường dây (gồm cả máy biếnáp) với các trạng thái hỏng hóc của hệ thống điện (hình 2.8)

- Trạng thái không hoàn thành nhiệm vụ:

+ Phụ tải bị mất điện

+ Hệ thống điện bị sụp đổ, mất điện một phần hoặc toàn hệ thống

- Nguyên nhân trực tiếp khiến phụ tải mất điện :

+ Thiếu công suất phát

+ Nút tải bị cô lập do sự cố đường dây cấp điện trực tiếp

+ Đường dây bị quá tải hoặc điện áp nút không đạt yêu cầu

Trang 40

+ Hệ thống điện bị phân rã.

- Trạng thái hỏng máy phát và đường dây có gây nên trạng thái hỏng của hệthống điện hay không còn tuỳ thuộc vào cấu trúc của hệ thống điện:

+ Độ dư thừa công suất phát

+ Độ dư thừa khả năng tải của lưới điện

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

1 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 xã hội và kinh tế rất lớn

- Theo hậu quả mất điện phụ tải được chia làm hai loại:

+ Phụ tải mà khi mất điện gây ra các hậu quả mang tính chính trị - xã hội: cầnphải được cấp điện với độ tin cậy cao nhất có thể

+ Phụ tải mà khi mất điện gây ra các hậu quả kinh tế: bài toán kinh tế - kỹthuật trên cơ sở cân nhắc giữa vốn đầu tư vào hệ thống điện và tổn thất kinh tế domất điện

- Hai khái niệm về tổn thất kinh tế do mất điện:

Đường dây quá tải hoặc điện

Định dạng
Số trang	103
Dung lượng	6,15 MB