NGHIÊN CỨU ĐẦU TƯ, PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN 22kV THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI GIAI ĐOẠN 2018 - 2020 ĐỂ GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN. LUẬN VĂN THẠC SỸ

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH NGHIÊN CỨU ĐẦU TƯ, PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN 22KV THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI, TỈNH QUẢNG BÌNH GIAI ĐOẠN 2018 – 2020 ĐỂ GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ NÂN

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO

ĐỂ GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ NÂNG CAO

ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS ĐOÀN ANH TUẤN

Đà Nẵng - Năm 2018

Trang 2

LỜI CAM ĐOAN

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

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai

công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Người cam đoan

Trần Văn Sa ́ nh

Trang 3

MỤC LỤC

TRANG BÌA

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Tên đề tài 1

2 Lý do chọn đề tài 1

3 Mục đích và mục tiêu nghiên cứu: 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

5 Nội dung nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu 2

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

8 Bố cục đề tài 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN 22KV THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI 4

1.1 Vai trò của lưới điện phân phối trong hệ thống điện[1]: 4

1.1.1 Đặc điểm lưới điện phân phối: 5

1.1.1.1 Sơ đồ hình tia: 5

1.1.1.2 Sơ đồ mạch vòng: 6

1.1.2 Tổn thất và nguyên nhân gây tổn thất: 7

1.1.2.1 Tổn thất kỹ thuâ ̣t: 7

1.1.2.2 Tổn thất thương ma ̣i: 8

1.1.3 Các biện pháp giảm tổn thất điện năng[1]: 9

1.1.3.1 Tái cấu trúc lưới điện: 9

1.1.3.2 Cải thiện về điều kiện vận hành: 9

1.1.3.3 Bù công suất phản kháng: 9

1.1.3.4 Cải thiện chất lượng vật tư, thiết bị: 10

1.1.3.5 Giảm tổn thất thương mại: 10

1.1.4 Khái niệm chung về độ tin cậy cung cấp điện[2] 11

1.1.4.1 Định nghĩa về độ tin cậy cung cấp điện 11

1.1.4.2 Các tham số liên quan 12

1.2 Hiện trạng nguồn và lưới điện của thành phố Đồng Hới 13

1.2.1 Đặc điểm hiện trạng nguồn và lưới điện thành phố Đồng Hới 13

1.2.1.1 Nguồn điện: Hiện tại, thành phố Đồng Hới được cấp điện từ 2 nguồn chính: 13

1.2.1.2 Lưới điện phân phối: 14

1.2.1.3.Trạm biến áp phân phối 16

Trang 4

1.2.2 Nhu cầu điện năng thành phố Đồng Hới: 17

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG, ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 19

2.1 Phân bố công suất trong lưới điện phân phối[1] 19

2.1.1 Các phương trình cơ bản 19

2.1.2 Phân bố công suất và tổn thất công suất: 21

2.2 Các phương pháp tính toán TTĐN trong lưới điện phân phối[1]: 22

2.2.1 Phương pháp tích phân đồ thị: 22

2.2.2 Phương pháp dòng điện trung bình bình phương: 23

2.2.3 Phương pháp thời gian tổn thất: 24

2.2.4 Phương pháp đường cong tổn thất: 24

2.2.5 Phương pháp tính toán TTĐN theo quy định của EVN: 26

2.3 Một số phương pháp đánh giá độ tin cậy cung cấp điện[2] 27

2.3.1 Phương pháp đồ thị - giải tích 27

2.3.2 Phương pháp không gian trạng thái 29

2.3.3 Phương pháp cây hỏng hóc 30

2.3.4 Phương pháp Monte – Carlo 30

2.3.5 Các tiêu chí tính toán đánh giá độ tin cậy của lưới điện 31

2.3.6 Phân tích các yếu tố làm ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện[2] 33

2.3.6.1 Yếu tố về độ tin cậy của mỗi phần tử trên lưới điện 33

2.3.6.2 Yếu tố về cấu trúc của lưới điện vận hành 33

2.3.6.3 Yếu tố về tổ chức của đơn vị quản lý vận hành 33

2.3.6.4 Yếu tố về môi trường vận hành lưới điện và phụ tải sử dụng điện 33

2.3.6.5.Yếu tố về con người 34

2.4 Kết luận Chương 2: 34

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG, ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN 22kV THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI 35

3.1 Giới thiệu về phần mềm PSS/Adept 35

3.1.1 Tính toán về phân bố công suất (Load Flow) 36

3.1.1.1 Thiết lập thông số mạng lưới 36

3.1.1.2 Tạo sơ đồ mô phỏng 36

3.1.1.3 Chạy chức năng tính toán phân bố công suất 49

3.1.2 Module phân tích độ tin cậy DRA 49

3.1.2.1 Giới thiệu chung 49

3.1.2.2 Trình tự sử dụng DRA 49

3.2 Kết quả tính toán tổn thất điện năng trên lưới điện 22kV thành phố Đồng Hới bằng phần mềm PSS/ADEPT 62

3.3 Kết quả tính toán độ tin cậy các Xuất tuyến 22kV lưới điện thành phố Đồng Hới bằng phần mềm PSS/ADEPT 67

Trang 5

3.4 Kết quả thực hiện TTĐN và ĐTC cung cấp điện 8 tháng năm 2017 trên các xuất

tuyến 22kV thành phố Đồng Hới như sau: 67

3.5 Dự báo phụ tải giai đoạn 2018 ÷ 2020 70

3.5.1 Dự báo phụ tải tỉnh Quảng Bình [7] 70

3.5.2 Dự báo phụ tải thành phố Đồng Hới 71

3.6 Kết luận Chương 3 72

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU ĐẦU TƯ, PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN 22KV THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI GIAI ĐOẠN 2018 ÷ 2020 74

4.1 Định hướng đầu tư, phát triển lưới điện giai đoạn 2018-2020 74

4.2 Đề xuất phương án đầu tư, phát triển lưới điện 22KV thành phố Đồng Hới giai đoạn 2018- 2020 75

4.2.1 Cải tạo và phát triển lưới điện 22kV thành phố Đồng Hới (năm 2019-2020) 75 4.2.2 Xây dựng mới các TBA nằm ở trung tâm phụ tải (năm 2019-2020) 85

4.2.3 Thay thế các MBA kém chất lượng (năm 2018-2020) 90

4.4 Đánh giá hiệu quả các chỉ tiêu giảm TTĐN, ĐTC: 92

4.5 Đánh giá hiệu quả tài chính dự án: 92

4.6 Kết luận Chương 4 98

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

PHỤ LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

BẢN SAO CÁC BIÊN BẢN, NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN

THẠC SĨ

Trang 6

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH

NGHIÊN CỨU ĐẦU TƯ, PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN 22KV THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI, TỈNH QUẢNG BÌNH GIAI ĐOẠN 2018 – 2020 ĐỂ GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN

NĂNG VÀ NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN Học viên: TRẦN VĂN SÁNH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 8520201 Khóa: K34.KTĐ.QB Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt – Trong những năm qua, cùng với quá trình tái cơ cấu doanh nghiệp, Tập

đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã thực hiện nhiều giải pháp đồng bộ, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất - kinh doanh và tăng năng suất lao động, hướng đến xây dựng EVN trở thành một trong các tập đoàn điện lực hàng đầu ASEAN Ngành Điện miền Trung nói chung và Công ty điện lực Quảng Bình nói riêng đang vươn lên mạnh mẽ, phấn đấu hoàn thành kế hoạch sản xuất kinh doanh, năng suất lao động đến năm 2020

mà EVN giao, trong đó nhiệm vụ hàng đầu của doanh nghiệp là đảm bảo cung cấp điện cho phát triển kinh tế xã hội của địa phương Theo định hướng phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2020 của tỉnh Quảng Bình, thành phố Đồng Hới trở thành thành phố du lịch, cơ sở hạ tầng điện lực cần đầu tư để đáp ứng cho mục tiêu đó Vì vậy việc đánh giá lại hiện trạng lưới điện 22kV, dự báo tốc độ phát triển phụ tải điện, từ đó nghiên cứu giải pháp đầu tư, phát triển lưới điện thành phố Đồng Hới giai đoạn 2018 - 2020 là

vấn đề mà tác giả luận văn này quan tâm và thực hiện

Từ khóa – Lưới điện 22kV, đầu tư và phát triển

INVESTMENT AND DEVELOPMENT OF 22KV ELECTRICITY IN DONG HOI CITY, QUANG BINH PROVINCE 2018 - 2020 TO REDUCE ELECTRIC-

ITY LIGHT AND ENHANCE THE ELECTRICITY SUPPLY

Summary - In the past years, together with the restructuring of the business, the

Vi-etnam Electricity Group (EVN) has implemented many synchronous solutions, tributing to improving the efficiency of production and business and increasing labor productivity , aiming to build EVN into one of ASEAN's leading power conglomer-ates The central power sector in general and Quang Binh Power Company in particu-lar are striving strongly to fulfill the plan of business production and productivity up to

con-2020 which EVN assigns The business is to provide electricity for local economic development According to the socio-economic development orientations up

socio-to 2020 of Quang Binh province, Dong Hoi city becomes a socio-tourist city and electricity infrastructure is needed to meet that target Therefore, the re-evaluation of the current situation of the 22kV power grid, forecasting the growth rate of additional electricity, from which research solutions investment, development of power grid in Dong Hoi period 2018 - 2020 is the issue that the author This essay is of interest and implemen-tation

Keywords – 22kV grid, investment and development

Trang 7

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

EVN Tập đoàn điện lực Việt Nam

EVNCPC Tổng Công ty điện lực miền Trung

QBPC Công ty điện lực Quảng Bình

ĐLĐH Điện lực Quảng Bình

XDM Xây dựng mới

ΔA Tổn thất điê ̣n năng

ΔP Tổn thất công suất tác du ̣ng

ΔQ Tổn thất công suất phản kháng

Trang 8

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật năm 2017 13

Bảng 1.2 Công suất trung bình max năm 2017 13

Bảng 1.3 Thống kê tổng quát đường dây trung áp thành phố Đồng Hới 16

Bảng 1.4 Điện năng tiêu thụ của thành phố Đồng Hới giai đoạn 2013-2017 17

Bảng 1.5 Tình hình tiêu thụ điện năng theo các thành phần phụ tải tại thành phố

Đồng Hới 18

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp tính toán TTĐN mùa hè (tháng 4-8/2017) 63

Bảng 3.2 Bảng tổng hợp tính toán TTĐN mùa đông (tháng 1-3/2017) 64

Bảng 3.3 Bảng tổng hợp tính toán TTĐN tháng 8 tháng năm 2017 65

Bảng 3.4 Tổn thất không tải MBA 66

Bảng 3.5 Bảng TTĐN trên các xuất tuyến 22 kV thành phố Đồng Hới 67

Bảng 3.6 Bảng thực hiện ĐTC trên các xuất tuyến 22 kV thành phố Đồng Hới 68

Bảng 3.7 Thông số kỹ thuật các xuất tuyến 22 kV thành phố Đồng Hới 69

Bảng 3.8 Nhu cầu phụ tải Vùng 1 theo dự thảo Quy hoạch 70

Bảng 3.9 Công suất vận hành các MBA thuộc Vùng 1 năm 2016 70

Bảng 3.10 Nhu cầu phụ tải của các xuất tuyến lưới điện 22kV Đồng Hới 71

Bảng 4.1 Bảng tổng hợp tổn thất công suất trước và sau đầu tư 83

Bảng 4.2 Bảng tổng hợp độ tin cậy trước và sau đầu tư 83

Bảng 4.3 Bảng tổng hợp tổn thất điện năng sau đầu tư 84

Bảng 4.4 Bán kính cấp điện tối ưu cho lưới hạ áp 85

Bảng 4.5 Thông số vận hành các TBA đề xuất phương án đầu tư 86

Bảng 4.6 Quy mô danh mục Xây dựng mới các TBA nằm ở trung tâm phụ tải 88

Trang 9

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống phân phối hình tia 6

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống phân phối mạch vòng 6

Hình 2.1 Sơ đồ thay thế hình  của đường dây 21

Hình 2.2a Đồ thi ̣ phu ̣ tải chữ nhâ ̣t hóa 22

Hình 2.2b Đồ thi ̣ phu ̣ tải hình thang hóa 22

Hình 2.3 Xây dựng biểu đồ TTCS và xác đi ̣nh TTĐN bằng đường cong tổn thất 26

Hình 2.4 Sơ đồ độ tin cậy các phần tử nối tiếp 28

Hình 2.5 Sơ đồ độ tin cậy các phần tử song song 28

Hình 2.6 Sơ đồ độ tin cậy các phần tử hỗn hợp 29

Hình 3.1 Xác định thông số thuộc tính của lưới điện 36

Hình 3.2 Sơ đồ mô phỏng và chạy chức năng phân bố công suất xuất tuyến 471- Đồng Hới 38

Hình 3.3 Sơ đồ mô phỏng và chạy chức năng phân bố công suất tuyến 472 - Đồng Hới 39

Hình 3.10 Sơ đồ mô phỏng và chạy chức năng phân bố công suất tuyến 471 – Bắc Đồng Hới 46

Hình 3.13 Sơ đồ mô phỏng và chạy chức năng DRA xuất tuyến 471- Đồng Hới 51

Trang 10

Hình 3.21 Sơ đồ mô phỏng và chạy chức năng DRA xuất tuyến 471- Bắc Đồng Hới 59 Hình 3.22 Sơ đồ mô phỏng và chạy chức năng DRA xuất tuyến 473- Bắc Đồng Hới 60 Hình 3.23 Sơ đồ mô phỏng và chạy chức năng DRA xuất tuyến 477- Bắc Đồng Hới 61 Hình 4.1 Sơ đồ mô phỏng và chạy chức năng phân bố công suất tuyến 472 –Đồng Hới (sau cải tạo) 77

Hình 4.2 Sơ đồ mô phỏng và chạy chức năng phân bố công suất tuyến 475 –Đồng Hới (sau cải tạo) 79

Hình 4.3 Sơ đồ mô phỏng và chạy chức năng DRA xuất tuyến 475- Bắc Đồng Hới (sau cải tạo) 80

Hình 4.4 Sơ đồ mô phỏng và chạy chức năng phân bố công suất tuyến 473 –Đồng Hới (sau cải tạo) 82

Trang 11

MỞ ĐẦU

Những năm qua, kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Bình nói chung và thành phố Đồng Hới nói riêng phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là các lĩnh vực xây dựng, công nghiệp, thương mại du lịch Cơ sở hạ tầng được tăng cường đầu tư theo định hướng quy hoạch phát triển kinh tế thành phố Đồng Hới trở thành thành phố du lịch đến năm

2020 Do đó, mức độ phát triển phụ tải điện với tốc độ tăng trưởng nhanh Cụ thể, trong những năm gần đây tốc độ tăng trưởng của phụ tải điện trên địa bàn thành phố Đồng Hới luôn trên 10%/năm, lĩnh vực thương mại du lịch tăng trên 20%, thủy sản tăng trên 40%

Để đảm bảo cung cấp điện cho thành phố du lịch Đồng Hới - Trung tâm văn hóa, chính trị, xã hội của tỉnh Quảng Bình trong giai đoạn 2018 ÷ 2020, góp phần hoàn thành chỉ tiêu tổn thất điện năng, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của Công ty điện lực giao, việc nghiên cứu đánh giá hiện trạng, dự báo phụ tải điện, từ đó đề xuất giải pháp đầu tư cải tạo và phát triển lưới điện 22kV thành phố Đồng Hới theo lộ trình là

việc làm cần thiết

1 Tên đề tài

“Nghiên cứu đầu tư, phát triển lưới điện 22kV thành phố Đồng Hới, tỉnh Qua ̉ng Bình giai đoạn 2018 – 2020 để giảm tổn thất điê ̣n năng và nâng cao độ tin cậy cung câ ́p điê ̣n”

2 Lý do chọn đề tài

Vấn đề đang đặt ra cho ngành điện nói chung và Công ty Điện lực Quảng Bình, Điện lực Đồng Hới nói riêng hiện nay là doanh nghiệp phải đảm bảo nhu cầu điện năng đảm bảo cho sự phát triển kinh tế-xã hội, an ninh, quốc phòng của địa phương kèm với các chỉ tiêu như nâng cao độ tin cậy, giảm tổn thất điện năng, dịch vụ khách hàng ngày càng cao

Thực hiện chỉ đạo của Chính phủ đối với hoạt động của Tập đoàn điện lực Việt Nam theo lộ trình đến năm 2020 với 02 chỉ tiêu chính là nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, giảm tổn thất điện năng Vấn đề trở thành mục tiêu và nhiệm vụ quan trọng hàng đầu trong đánh giá hiệu quả sản xuất kinh doanh của ngành điện Để giải quyết vấn đề này lộ trình đến năm 2020, cần thực hiện đồng bộ nhiều giải pháp từ giải pháp không cần vốn đầu tư như biện pháp quản lý vận hành, kỹ thuật, kinh doanh … đến biện pháp cần vốn đầu tư

Để góp phần hoàn thành chỉ tiêu giao lộ trình đến năm 2020 và những năm tiếp theo, thì giải pháp hiệu quả nhất là đầu tư cải tạo, phát triển lưới điện đáp ứng nhu cầu của phụ tải được đánh giá là trọng tâm và cần thiết nhất theo quy hoạch phát triển kinh

tế - xã hội của thành phố

Vì vậy, đề tài mang tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Trang 12

3 Mục đích và mục tiêu nghiên cứu:

3.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của đề tài nhằm giảm tổn thất điện năng, nâng cao các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện theo kế hoạch giao của Công ty điện lực Quảng Bình cho Điện lực Đồng Hới, đáp ứng nhu cầu sử dụng điện phát triển kinh tế-xã hội thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình lộ trình đến năm 2020

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu:

Lưới điện 22kV đang vận hành của thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình

4.2 Phạm vi nghiên cứu:

Luận văn tập trung nghiên cứu đầu tư cải tạo, phát triển lưới điện 22kV thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2018 - 2020 nhằm giảm tổn thất điện năng, nâng cao nâng cao chất lượng, đáp ứng nhu cầu cấp điện cho thành phố Đồng Hới

5 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng lưới điện 22kV của thành phố Đồng Hới;

- Nghiên cứu đầu tư, phát triển lưới điện 22kV của thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2018 ÷ 2020

6 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập số liệu về hiện trạng, phân tích, tổng hợp để giới thiệu tổng quan về nguồn và lưới điện 22kV của thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình

- Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để phân tích, đánh giá khả năng vận hành của lưới điện 22KV năm 2017

- Đánh giá lại hiệu quả sau khi thực hiện các giải pháp đầu tư, phát triển lưới điện

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đứng trước những nhiệm vụ nghiên cứu do thực tiễn đặt ra, luận văn đã tiếp cận, có định hướng đúng và giải quyết được các nhiệm vụ nghiên cứu một cách khoa học từ thu thập thông tin, xử lý số liệu, tính toán hợp lý,… Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể được sử dụng như tài liệu tham khảo cho công tác vận hành sau này Ngoài

ra, có thể áp dụng tính toán nhằm đưa ra các giải pháp hợp lý để đầu tư, phát triển lưới điện trung thế cho các khu vực lân cận Vì vậy đề tài luận văn có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

8 Bố cục đề tài

Trang 13

Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn gồm có các chương như sau:

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN 22KV THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG, ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG, ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN 22kV THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU ĐẦU TƯ, PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN 22KV THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI GIAI ĐOẠN 2018 ÷ 2020

Trang 14

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN 22KV THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI

1.1 Vai trò của lưới điện phân phối trong hệ thống điện [1] :

Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, các đường dây tải điện

và các thiết bị khác như là máy cắt, tụ bù, thiết bị điều khiển, thiết bị bảo vệ … được nối với nhau thành một hệ thống thống nhất làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng Tuỳ theo mục đích nghiên cứu mà hệ thống điện được chia thành các phần hệ thống tương đối độc lập nhau

• Về mặt quản lý vận hành, HTĐ được chia thành:

- Các nhà máy điện

- Lưới điện cao áp, siêu cao áp (≥ 220kV) và các trạm khu vực do các công ty truyền tải quản lý

- Lưới điện truyền tải 110kV và phân phối do các công ty điện lực quản lý

• Về mặt điều độ được chia thành 3 cấp:

- Điều độ quốc gia (A0)

- Điều độ các miền (A1, A2, A3)

- Điều độ các điện lực, các nhà máy điện

• Về mặt nghiên cứu tính toán, HTĐ được chia ra thành:

- Lưới hệ thống 500kV

- Lưới truyền tải 110, 220kV

- Lưới phân phối trung áp 22 và 35kV

- Lưới phân phối hạ áp 0,4kV

Hệ thống điện phát triển không ngừng trong không gian, theo thời gian và để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của phụ tải, rất nhiều các nhà máy điện có công suất lớn được đầu tư xây dựng Tuy nhiên vì lý do kinh tế và môi trường mà các nhà máy thường được xây dựng ở những nơi gần nguồn nguyên liệu hoặc việc chuyên chở nhiên liệu thuận lợi, ít tốn kém Trong khi đó các trung tâm phụ tải lại ở xa, do vậy phải dùng lưới truyền tải để truyền tải điện năng đến các hộ tiêu thụ Đồng thời, vì lý

do kinh tế cũng như an toàn, người ta không thể cung cấp trực tiếp cho các hộ tiêu thụ bằng lưới truyền tải có điện áp cao mà phải dùng LĐPP có cấp điện áp thấp hơn

Vì vậy, LĐPP được xem như là cấp cấu trúc thấp nhất của hệ thống điện, thường bao gồm 2 cấp điện áp:

a) Điện áp sơ cấp (22kV hoặc là 35kV);

b) Điện áp thứ cấp hay còn gọi điện áp tiêu thụ (là 110V, 220V, 380V)

Chính vì lẽ đó LĐPP sẽ làm nhiệm vụ phân phối điện năng cho các phụ tải nhỏ (sinh hoạt) và các phụ tải tương đối nhỏ (các cơ sở thương mại hay công nghiệp nhỏ) hoặc

Trang 15

một địa phương (thành phố, quận, huyện, lỵ…) có bán kính cung cấp điện nhỏ, thường dưới 50km

1.1.1 Đặc điểm lưới điện phân phối:

Do vai trò là cung cấp điện trực tiếp đến khách hàng của LĐPP như đã trình bày

ở trên nên các mạch phân phối thường cách biệt nhau về địa lý nghĩa là mỗi mạch phân phối cung cấp riêng biệt cho một khu vực Tuy vậy, trong một số trường hợp vẫn

có sự đan xen nhau giữa các vùng của mạch phân phối, hiện tại mạch phân phối đơn giản được cấp từ một nguồn riêng gọi là trạm biến áp phân phối, phụ tải của những mạch này được giữ đủ nhỏ sao cho một mạch như vậy có thể bị mất điện mà không gây biến động trong các phần mạch còn lại Thông thường LĐPP trung áp được nhận điện từ:

- Thanh cái thứ cấp các trạm biến áp 110, 220kV

- Các trạm biến áp trung gian 35/6kV, 35/10kV, 35/15kV hoặc 35/22kV

- Thanh cái nhà máy điện, trạm phát diezen…

Sơ đồ cấp điện của lưới điện phân phối có các dạng cơ bản sau:

1.1.1.1 Sơ đồ hình tia:

Đây là loại sơ đồ đơn giản và thông dụng nhất (hình 1.1) Từ trạm nguồn có nhiều xuất tuyến đi ra cấp điện cho từng nhóm trạm phân phối Trục chính của các xuất tuyến này được phân đoạn để tăng độ tin cậy cung cấp điện Thiết bị phân đoạn

có thể là cầu chì, dao cách ly, máy cắt hoặc các Recloser có thể tự đóng lập lại Giữa các trục chính của một trạm nguồn hoặc giữa các trạm nguồn khác nhau có thể được nối liên thông với nhau để dự phòng khi sự cố, cắt điện công tác trên đường trục hay các trạm biến áp nguồn Máy cắt và dao cách ly liên lạc được mở trong khi làm việc để vận hành hở

Các phụ tải điện sinh hoạt 0,4kV được cung cấp từ các trạm biến áp phân phối Mỗi trạm biến áp phân phối là sự kết hợp giữa cầu chì, máy biến áp và tủ điện phân phối hạ áp Đường dây hạ áp 0,4kV của các trạm biến áp phân phối này thường có cấu trúc hình tia

Trang 16

Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống phân phối hình tia

1.1.1.2 Sơ đồ mạch vòng:

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống phân phối mạch vòng

Thường được áp dụng cho lưới điện phân phối đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện

và chất lượng điện năng cao (hình 1.2) Các xuất tuyến được cấp điện trực tiếp từ các trạm khác nhau và trên mỗi tuyến đều có 2 máy cắt đặt ở hai đầu Các trạm biến áp phân phối được đấu liên thông và mỗi máy biến áp đều có 2 dao cách ly đặt ở hai phía Máy biến áp được cấp điện từ phía nào cũng được Sơ đồ mạch vòng dạng này thường được áp dụng cho lưới điện phân phối dùng cáp trung thế

Trong thực tế, lưới điện phân phối tại Việt Nam là sự phối hợp của hai loại sơ đồ trên Chúng bao gồm nhiều trạm trung gian được nối liên thông với nhau bởi một mạng lưới đường dây phân phối tạo thành nhiều mạch vòng kín Đối với các khu vực đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao thì sơ đồ lưới phân phối thường được áp dụng kiểu sơ đồ dạng thứ hai

Trang 17

Tuy có kết cấu mạch vòng nhưng hầu hết LĐPP luôn vận hành hở (hay vận hành hình tia)

Tuy nhiên khi vận hành hở LĐPP như vậy thì tổn thất công suất, tổn thất điện năng và chất lượng điện áp luôn luôn kém hơn khi LĐPP được vận hành kín Để khắc phục tình trạng này và tạo tính linh hoạt trong các LĐPP vận hành hở, cần phải xác định các trạng thái đóng cắt của các dao cách ly phân đoạn như thế nào để cực tiểu hoá tổn thất công suất, điện năng hay một hàm chi phí F định trước

Trong công tác vận hành, LĐPP được điều khiển thống nhất cho phép vận hành kinh tế trong trạng thái bình thường và rất linh hoạt trong tình trạng sự cố đảm bảo độ tin cậy cao Với sự trợ giúp của máy tính và hệ thống SCADA/EMS, điểm mở lưới để vận hành hở được thay đổi thường xuyên trong quá trình vận hành khi đồ thị phụ tải thay đổi Khi xảy ra sự cố, máy tính cũng tính ngay cho phương án vận hành thay thế tốt nhất và nhân viên vận hành sẽ thực hiện các sơ đồ tối ưu bằng các thiết bị điều khiển từ xa

Trong trường hợp không có các thiết bị điều khiển và đo lường từ xa thì vẫn có thể vận hành kinh tế nhưng theo mùa trong năm Người ta tính chọn sơ đồ vận hành tối ưu cho khoảng thời gian trong đó phụ tải gần giống nhau (thường là trong từng mùa do điều kiện khí hậu các ngày giống nhau), sau đó thao tác các thiết bị phân đoạn để thực hiện

1.1.2 Tổn thất va ̀ nguyên nhân gây tổn thất:

Tổn thất điê ̣n năng trên LĐPP có thể phân ra các thành phần tổn thất kỹ thuật và tổn thất phi kỹ thuật hay còn go ̣i là tổn thất thương mại

1.1.2.1 Tổn thâ ́t kỹ thuật:

Tổn thất kỹ thuật là tiêu hao điện năng tất yếu xảy ra trong quá trình truyền tải và phân phối điện Do dây dẫn, máy biến áp, thiết bị trên lưới đều có trở kháng nên khi dòng điện chạy qua gây tiêu hao điện năng do phát nóng máy biến áp, dây dẫn và các thiết bị điện Ngoài ra đường dây dẫn điện cao áp từ 110 kV trở lên còn có tổn thất vầng quang; dòng điện qua cáp ngầm, tụ điện còn có tổn thất do điện môi, đường dây điện đi song song với đường dây khác như dây chống sét, dây thông tin có tổn hao điện năng do hỗ cảm

Tổn thất kỹ thuật trên lưới điện bao gồm TTCS tác dụng và TTCS phản kháng TTCS phản kháng do từ thông rò, gây từ trong các máy biến áp và cảm kháng trên đường dây TTCS phản kháng chỉ làm lệch góc và ít ảnh hưởng đến TTĐN TTCS tác dụng có ảnh hưởng đáng kể đến TTĐN Tổn thất kỹ thuâ ̣t có các nguyên nhân chủ yếu như sau:

- Đường dây quá dài, bán kính cấp điện lớn, tiết diện dây dẫn quá nhỏ, đường dây

bị xuống cấp, không được cải tạo nâng cấp, trong quá trình vâ ̣n hành làm tăng nhiê ̣t đô ̣ dây dẫn, điện áp giảm dưới mức cho phép và tăng TTĐN trên dây dẫn;

Trang 18

- Máy biến áp vận hành non tải hoă ̣c không tải lớn hơn so với điê ̣n năng sử du ̣ng,

mặt khác tải thấp sẽ không phù hợp với hệ thống đo đếm dẫn tới TTĐN cao;

- Máy biến áp vận hành quá tải do dòng điê ̣n tăng cao làm phát nóng cuô ̣n dây và

dầu cách điê ̣n của máy dẫn đến tăng tổn thất điê ̣n năng trên máy biến áp đồng thời gây

sụt áp và làm tăng tổn thất điê ̣n năng trên lưới điê ̣n phía ha ̣ áp;

- Tổn thất do thiết bi ̣ cũ, la ̣c hâ ̣u: các thiết bi ̣ cũ thường có hiê ̣u suất thấp, máy biến áp là loại có tỷ lệ tổn thất cao hoặc vật liệu lõi từ không tốt dẫn đến sau một thời gian vận hành tổn thất có xu hướng tăng lên;

- Nhiều thành phần sóng hài của các phụ tải công nghiệp tác động vào các cuộn dây máy biến áp làm tăng TTĐN;

- Tổn thất dòng rò: Sứ cách điê ̣n, chống sét van và các thiết bi ̣ không được kiểm tra, bảo dưỡng hợp lý dẫn đến dòng rò, phóng điê ̣n;

- Đối với hệ thống nối đất trực tiếp, lă ̣p la ̣i không tốt dẫn đến TTĐN sẽ cao;

- Hành lang tuyến không đảm bảo: không thực hiê ̣n tốt viê ̣c phát quang, cây mo ̣c chạm vào đường dây gây dòng rò hoă ̣c sự cố;

- Hiện tượng quá bù, hoă ̣c vi ̣ trí và dung lượng bù không hợp lý;

- Tính toán phương thức vâ ̣n hành không hợp lý, để xảy ra sự cố để dẫn đến phải

sử du ̣ng phương thức vâ ̣n hành bất lợi dẫn đến tổn thất điê ̣n năng cao;

- Vận hành không đối xứng liên tục dẫn đến tăng tổn thất trên dây trung tính, dây pha và cả trong máy biến áp, đồng thời cũng gây quá tải ở pha có dòng điện lớn;

- Vận hành với hệ số cosφ thấp do phụ tải có hệ số cosφ thấp, thực hiê ̣n lắp đă ̣t và

vận hành tu ̣ bù không phù hợp Cosφ thấp dẫn đến tăng dòng điện truyền tải hệ thống

và tăng TTĐN;

- Các điểm tiếp xúc, các mối nối tiếp xúc kém nên làm tăng nhiê ̣t đô ̣, tăng TTĐN;

- Hiện tượng vầng quang điê ̣n: đối với đường dây điê ̣n áp cao từ 110kV trở lên xuất hiê ̣n hiê ̣n tượng vầng quang điê ̣n gây TTĐN;

- Chế đô ̣ sử du ̣ng điê ̣n không hợp lý: công suất sử du ̣ng của nhiều phụ tải có sự chênh lệch quá lớn giữa giờ cao điểm và thấp điểm

1.1.2.2 Tổn thất thương mại:

Tổn thất thương ma ̣i phụ thuộc vào cơ chế quản lý, quy trình quản lý hành chính,

hệ thống công tơ đo đếm và ý thức của người sử dụng Tổn thất thương ma ̣i cũng một phần chịu ảnh hưởng của năng lực và công cụ quản lý của bản thân các công ty Điện lực, trong đó có phương tiện máy móc, máy tính, phần mềm quản lý

Tổn thất thương mại bao gồm các dạng tổn thất như sau:

- Các thiết bi ̣ đo đếm như công tơ, TU, TI không phù hợp với tải có thể quá lớn hay quá nhỏ hoă ̣c không đa ̣t cấp chính xác yêu cầu, hê ̣ số nhân của hệ thống đo không đúng, các tác đô ̣ng làm sai lê ̣ch ma ̣ch đo đếm điê ̣n năng, gây hỏng hóc công tơ, các

mạch thiết bi ̣ đo lường…

Trang 19

- Sai sót khâu quản lý: TU mất pha, TI, công tơ hỏng chưa ki ̣p xử lý, thay thế ki ̣p thờ i, không thực hiê ̣n đúng chu kỳ kiểm đi ̣nh và thay thế công tơ đi ̣nh kỳ theo quy

đi ̣nh của Pháp lê ̣nh đo lường, đấu nhầm, đấu sai sơ đồ đấu dây…là các nguyên nhân dẫn đến đo đếm không chính xác gây tổn thất điê ̣n năng

- Sai sót trong nghiệp vu ̣ kinh doanh: đo ̣c sai chỉ số công tơ, thống kê tổng hợp không chính xác, bỏ sót khách hàng…

- Không thanh toán hoặc chậm thanh toán hóa đơn tiền điện

- Sai sót thống kê phân loại và tính hóa đơn khách hàng

- Sai sót trong khâu tính toán xác đi ̣nh tổn thất kỹ thuâ ̣t

1.1.3 Các biện pháp giảm tổn thất điện năng[1]:

1.1.3.1 Tái cấu trúc lưới điện:

Các hệ thống điện phân phối thường được hình thành và phát triển nhanh chóng tại các địa phương bắt đầu từ một thời kỳ khởi tạo nào đó, cấu trúc tự nhiên được hình thành sau nhiều năm thường không hợp lý: sơ đồ chắp vá, công suất trạm không phù hợp và không nằm tại những vị trí tối ưu so với nơi tập trung phụ tải, bài toán được đặt

ra là cần phải xác định một cấu trúc hợp lý liên kết các đường dây và trạm sao cho hệ thống lưới điện phân phối phải đảm bảo nhu cầu điện năng trong một thời gian tương đối dài Việc giải bài toán này thường là xây dựng và lựa chọn các tiêu chuẩn thiết kế như: tiêu chuẩn giới hạn lựa chọn tiết diện và khoảng cách dây dẫn đường trục, chọn gam công suất máy biến áp, chiều dài các dây dẫn phân nhánh, số lộ các xuất tuyến từ các trạm biến áp trung gian…

1.1.3.2 Cải thiện về điều kiện vận hành:

Đối với một tải tiêu thụ cho trước mà mạng điện cần phải truyền tải để cung cấp thì tổn thất công suất trong mạng, chất lượng điện áp hay độ tin cậy cung cấp điện là cao hay thấp sẽ phụ thuộc vào chính cấu trúc của mạng và luôn luôn tồn tại một cấu trúc mà trong đó tổn thất là nhỏ nhất hoặc độ tin cậy cung cấp điện là cao nhất Chính

vì vậy mà với một lưới điện phân phối có các khả năng điều khiển như: đóng cắt thiết

bị bù, chuyển đổi đầu phân áp (dưới tải) các trạm biến áp, đóng cắt các thiết bị phân đoạn để thay đổi cấu hình hệ thống, thay đổi các phần tử làm việc song song…thì ở một trạng thái phụ tải đã biết cần phải xác định phương thức vận hành tối ưu nhằm đạt được hiệu quả vận hành kinh tế cao nhất Phương thức vận hành cần đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật, chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện;

1.1.3.3 Bù công suất phản kháng:

Bài toán thường được đặt ra là tính toán dung lượng bù và lựa chọn vị trí lắp đặt hợp lý để nhận được hiệu quả kinh tế tối đa đối với hệ thống phân phối Vấn đề cần được giải quyết là phải làm sao cho số tiền tiết kiệm được do việc tăng hiệu quả kinh

tế lớn hơn số tiền chi phí vào việc lắp đặt tụ bù

Trang 20

Trong tình hình hiện nay, khi mà lưới điện phân phối tại các tỉnh, thành phố khu vực miền Trung đã và đang được nâng cấp cải tạo theo tiêu chuẩn 22kV, kết cấu lưới đang dần được hợp lý hoá để nâng cao khả năng cung cấp điện, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ được trang bị những thiết bị có công nghệ tiên tiến thì vấn đề được quan tâm hàng đầu tại các Công ty Điện Lực là làm sao lựa chọn một phương thức vận hành hợp

lý để đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật đã đề ra

1.1.3.4 Cải thiện chất lượng vật tư, thiết bị:

Các đường dây cũ bi ̣ quá tải, nhiều mối nối, chất lượng dây dẫn xuống cấp do mang tải và vận hành trong một thời gian dài, được thay bằng dây dẫn có tiết diện lớn hơn, đảm bảo chất lượng và tiêu chí kỹ thuật chuyên ngành Các đường dây mô ̣t pha trên mạng nông thôn do khoảng cách dài nên gây su ̣t áp và tổn thất điê ̣n năng được chuyển đổi thành đường dây ba pha Hoặc là chuyển đổi vận hành pha 3 dây cho lưới điện hạ áp 1 pha 2 dây

Đối với các thiết bị bảo vệ đóng cắt trên lưới, thay thế các thiết bị cũ, vận hành lâu ngày, tiêu hao điện năng lớn bằng các thiết bị có công năng tương tự, chất lượng tốt của các nhà sản xuất uy tín;

Đối với máy biến áp phân phối, có kế hoạch thay thế dần các máy biến áp đã vận hành lâu năm (trên 15 năm) bằng các máy biến áp tổn thất thấp loại Amorphous và ưu tiên sử dụng các máy biến áp này cho các hạng mục công trình xây dựng mới

1.1.3.5 Giảm tổn thất thương mại:

Các biện pháp giảm tổn thất thương ma ̣i tuy không mới, vấn đề là cách thức triển khai để có hiệu quả cao nhất tùy theo đặc điểm thực tế Các biê ̣n pháp giảm tổn thất thương ma ̣i như sau:

- Đảm bảo chất lượng kiểm định ban đầu để công tơ đo đếm chính xác trong cả chu kỳ làm việc và thực hiện kiểm định, thay thế định kỳ công tơ đúng thời hạn theo quy định (5 năm đối với công tơ 1 pha, 2 năm đối với công tơ 3 pha);

- Đối với hệ thống đo đếm lắp đặt mới cần đảm bảo thiết kế lắp đặt hệ thống đo đếm bao gồm công tơ, TU, TI và các thiết bị giám sát từ xa (nếu có) đảm bảo cấp chính xác, được niêm phong kẹp chì và có các giá trị định mức (dòng điện, điện áp, tỉ

số biến…) phù hợp với phụ tải, đảm bảo không có sai sót trong quá trình lắp đặt;

- Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống đo đếm (công tơ, TU, TI…) để đảm bảo các thiết

bị đo đếm trên lưới được niêm phong quản lý tốt, có cấp chính xác phù hợp đảm bảo

đo đếm đúng Kịp thời phát hiện và thay thế ngay thiết bị đo đếm bị sự cố (công tơ kẹt cháy, TU, TI cháy hỏng…), hư hỏng hoặc bị can thiệp trái phép trên lưới điện;

- Từng bước áp dụng công nghệ mới, lắp đặt thay thế các thiết bị đo đếm có cấp chính xác cao cho phụ tải lớn, như thay thế công tơ điện tử 3 pha, áp dụng các phương pháp đo xa, giám sát thiết bị đo đếm từ xa cho các phụ tải lớn nhằm tăng cường theo dõi, phát hiện sai sót, sự cố trong đo đếm;

Trang 21

- Nâng cao chất lượng ghi, đảm bảo ghi đúng lộ trình, chu kỳ, đảm bảo chính xác kết quả ghi chỉ số công tơ và kết quả sản lượng để tính toán TTĐN, đồng thời cũng nhằm mục đích phát hiện kịp thời công tơ đứng cháy, hư hỏng ngay trong quá trình ghi chỉ số để xử lý kịp thời;

- Khoanh vùng đánh giá TTĐN: thực hiện lắp đặt công tơ ranh giới, công tơ cho từng xuất tuyến, công tơ tổng từng TBA phụ tải qua đó theo dõi đánh giá biến động TTĐN của từng xuất tuyến, từng TBA công cộng hàng tháng và lũy kế đến tháng thực hiện để có biện pháp xử lý đối với những biến động TTĐN Đồng thời dựa trên so sánh kết quả lũy kế với kết quả tính toán TTĐN kỹ thuật để đánh giá thực tế vận hành cũng như khả năng có TTĐN thương mại thuộc khu vực đang xem xét;

- Tăng cường công tác kiểm tra chống các hành vi lấy cắp điện, phối hợp với các

cơ quan truyền thông tuyên truyền ngăn ngừa biểu hiện lấy cắp điện Giáo dục các nhân viên quản lý vận hành, các đơn vị và người dân quan tâm đến vấn đề giảm TTĐN, tiết kiệm điện năng;

- Thực hiện tốt quản lý kìm, chì niêm phong công tơ, TU, TI , hộp bảo vệ hệ thống đo đếm; xây dựng quy định kiểm tra, xác minh đối với các trường hợp công tơ cháy, mất cắp, hư hỏng… nhằm ngăn ngừa hiện tượng thông đồng với khách hàng vi phạm sử dụng điện Tăng cường phúc tra ghi chỉ số công tơ để đảm bảo việc ghi chỉ số đúng quy định của quy trình kinh doanh

1.1.4 Khái niệm chung về độ tin cậy cung cấp điện [2]

1.1.4.1 Định nghĩa về độ tin cậy cung cấp điện

Độ tin cậy là xác suất để đối tượng (gồm hệ thống hay phần tử) hoàn thành nhiệm vụ chức năng định trước, duy trì được giá trị các thông số làm việc đã thiết lập với một giới hạn đã cho, ở một thời điểm nhất định và trong những điều kiện làm việc quy định trước

Độ tin cậy của hệ thống điện được hiểu là khả năng của đối tượng đảm bảo cung cấp đầy đủ và liên tục điện năng cho các hộ tiêu thụ điện với chất lượng (gồm tần số, điện áp) hợp chuẩn Độ tin cậy là chỉ tiêu quan trọng trong sự phát triển kỹ thuật điện, nhất là khi xuất hiện những hệ thống điện phức tạp có sức ảnh hướng lớn đến sự phát triển kinh tế – xã hội – chính trị

Như vậy độ tin cậy luôn gắn với việc hoàn thành một nhiệm vụ cụ thể trong một khoảng thời gian nhất định và trong một hoàn cảnh nhất định

Còn đối với đối tượng phục hồi (như hệ thống điện và các phần tử của nó) thì độ tin cậy là khái niệm khoảng thời gian xác định không có ý nghĩa bắt buộc nữa vì hệ thống làm việc liên tục Do đó, độ tin cậy được đo bởi một đại lượng thích hợp hơn đó

là độ sẵn sàng

Độ sẵn sàng là xác suất để đối tượng hoàn thành hoặc sẵn sàng hoàn thành nhiệm

vụ trong thời điểm bất kỳ Độ tin cậy được đánh giá một cách định lượng dựa trên yếu

Trang 22

tố cơ bản là: tính làm việc an toàn và tính sửa chữa được Theo lý thuyết độ tin cậy các phần tử được chia làm hai nhóm: phần tử có phục hồi và không phục hồi

Ở phần tử không phục hồi chỉ xét đến sự kiện sự cố xảy ra ở lần đầu tiên, còn với phần tử có phục hồi thì phải xét quá trình diễn ra và sửa chữa sự cố Trong quá trình vận hành mỗi phần tử sẽ ở một trong hai trạng thái: làm việc hoặc sự cố (sửa chữa)

1.1.4.2 Các tham số liên quan

Một số khái niệm cơ bản liên quan đến ĐTC cung cấp điện như sau:

- Nguồn: là các nhà máy, trạm điện có chức năng phân phối – truyền tải đến các

hộ sử dụng điện của hệ thống

- Phụ tải: là các hộ sử dụng điện tại các điểm đấu nối của hệ thống điện hay còn gọi là những nơi tiêu thụ điện năng Phụ tải thể hiện khả năng tiêu thụ điện năng của

một hay nhiều khách hàng

- Hệ thống điện phân phối: là hệ thống điện nhận điện từ lưới truyền tải sau đó

truyền dẫn đến các phụ tải phía sau

- Sự kiện: là thời điểm hệ thống rơi vào trạng thái đặc biệt, có thể là sự cố hoặc

thực hiện công tác – thao tác trên hệ thống điện

- Cô lập điện cưỡng bức: là tình trạng một phần tử không thể thực hiện được các

chức năng cho trước, các yêu cầu kỹ thuật công nghệ do một sự kiện nào đó tác động vào hoặc do bản chất phần tử bị lỗi và bị buộc phải cô lập

- Thiết bị đóng cắt: dùng để đóng cắt trên lưới điện phân phối, có thể thao tác

bằng tay, tự động hoặc bằng động cơ Gồm có: Máy cắt, Recloser, FCO, dao cách ly…

- Ngừng cấp điện: là hiện tượng mất điện ở một hay nhiều khách hàng tại điểm

đấu nối đến điểm phân phối tùy thuộc vào cấu trúc của hệ thống và sự kiện diễn ra

- Thời gian ngừng cung cấp điện: là thời gian từ lúc bắt đầu ngừng cấp điện cho

khách hàng đến khi khôi phục cấp điện trở lại đối với khách hàng này Quá trình khôi phục cấp điện gồm nhiều giai đoạn: khôi phục một phần sau đó khôi phục cho tất cả các khách hàng

- Mất điện nằm ngoài lưới điện phân phối: khi các đối tượng ở nguồn phát, ở lưới

truyền tải hay do thiết bị của khách hàng gây nên sự ngừng cung cấp điện được xem là

sự kiện nằm ngoài hệ thống phân phối

- Mất điện thoáng qua: là các sự kiện dẫn tới sự mất điện của khách hàng với thời

gian nhỏ hơn hoặc bằng 5 phút

- Mất điện điện kéo dài: là các sự kiện dẫn tới sự mất điện của khách hàng với

thời gian lớn hơn 5 phút

- Mất điện theo kế hoạch: là các sự kiện đã được định trước hay chọn trước do xây dựng, bảo dưỡng, thí nghiệm định kỳ hoặc sửa chữa

Trang 23

- Mất điện điện đột xuất: là các sự kiện xảy ra bất thường được yêu cầu phải thực

hiện để không làm ảnh hưởng đến các thiết bị, lưới điện, các khách hàng khác của hệ thống điện

1.2 Hiện trạng nguồn và lưới điện của thành phố Đồng Hơ ́ i

1.2.1 Đặc điểm hiện trạng nguồn và lưới điện thành phố Đồng Hới

1.2.1.1 Nguồn điện: Hiện tại, thành phố Đồng Hới được cấp điện từ 2 nguồn chính:

- Trạm 110kV Đồng Hới công suất 2x40MVA, đặt tại phường Bắc Nghĩa thành phố Đồng Hới

- Trạm 110kV Bắc Đồng Hới công suất 25MVA, đặt tại xã Lý Trạch, huyện Bố Trạch

Thông số kỹ thuật các TBA 110kV theo bảng 1.1 và 1.2

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật năm 2017

TBA MBA Cấp điện áp

Công suất (MVA)

I đm (A)

Imax (A)

P (MW)

Mức mang tải (%)

Uvh (KV)

ĐH T1 115/38,5/24 40 200,8 119 22,517 59,26

23.6 37,7 T2 115/24/6,6 40 962,28 736 27,853 46,87 23,60

Nguồn số liệu: Công ty điện lực Quảng Bình

Bảng 1.2: Công suất trung bình max năm 2017

TBA MBA Cấp điện áp

Công suất (MVA)

I đm (A)

Itb max (A)

P (MW)

Mức mang tải (%)

Uvh (KV)

ĐH T1 115/38,5/24 40

200,8 124 1,347 61,76

23.6 37,7 T2 115/24/6,6 40 962,28 492 5,345 51,15 23,60 BĐH T1 115/24 25 601,42 332 3,601 55,14 332

Nguồn số liệu: Công ty điện lực Quảng Bình

Trang 24

1.2.1.2 Lưới điện phân phối:

Khối lượng đường dây, trạm Điện lực quản lý đến 31/12/ 2017:

TT

Khối lượng

Tổng Ngành điện Khách hàng

Trang 25

9 Máy cắt trung thế máy 1 - 1

Nguồn số liệu: Báo cáo QLKT Điện lực Đồng Hới

Trong đó:

- Trạm 110kV Đồng Hới gồm 08 đường dây 22kV và 02 đường dây 35kV:

+ Đường dây 22kV xuất tuyến 471-Đồng Hới: có tổng chiều dài 16,6km; 61 trạm biến áp 22/0,4kV tổng công suất đặt 19,76MVA cấp điện cho các phường Nam

Lý, Đức Ninh Đông, Bắc Lý, Đồng Phú với 5.509 khách hàng;

+ Đường dây 22kV xuất tuyến 472-Đồng Hới: có tổng chiều dài 35,54km; 10 trạm biến áp 22/0,4kV tổng công suất đặt 2,07MVA cấp điện cho các phường Phường Bắc Nghĩa, Đồng Sơn, xã Nghĩa Ninh thuộc TP Đồng Hới với 2.968 khách hang và 41 trạm cấp cho các xã huyện Quảng Ninh;

+ Đường dây 22kV xuất tuyến 473-Đồng Hới: có tổng chiều dài 34,9km; 69 trạm biến áp 22/0,4kV tổng công suất đặt 17,97MVA cấp điện cho các phường Hải Đình, Phú Hải, xã Bảo Ninh với 3.622 khách hàng;

+ Đường dây 22kV xuất tuyến 474-Đồng Hới: có tổng chiều dài 28,6km; 43 trạm biến áp 22/0,4kV tổng công suất đặt 11,78MVA cấp điện cho các phường Hải Đình, xã Đức Ninh với 4.257 khách hàng;

+ Đường dây 22kV xuất tuyến 475-Đồng Hới: có tổng chiều dài 34,7km; 54 trạm biến áp 22/0,4kV tổng công suất đặt 11,37MVA cấp điện cho các phường Bắc Nghĩa, Đồng Sơn, xã Nghĩa Ninh, Thuận Đức với 5.540 khách hàng;

Lý, Bắc Lý, xã Đức Ninh với 6.316 khách hàng;

+ Đường dây 22kV xuất tuyến 477-Đồng Hới: có tổng chiều dài 23,8km; 33 trạm biến áp 22/0,4kV tổng công suất đặt 9,57MVA cấp điện cho các phường Đức Ninh Đông, Đồng Phú, xã Đức Ninh với 1.157 khách hàng;

Lý, Đồng Phú, Đồng Mỹ, xã Bảo Ninh với 3.278 khách hàng;

- Trạm 110kV Bắc Đồng Hới gồm 03 đường dây 22kV:

Trang 26

+ Đường dây 22kV xuất tuyến 471-Bắc Đồng Hới: có tổng chiều dài 16,4km;

35 trạm biến áp 22/0,4kV tổng công suất đặt 8,25MVA cấp điện cho các phường Bắc

Lý, Đồng Phú, xã Lộc Ninh với 3.347 khách hàng;

+ Đường dây 22kV xuất tuyến 473-Bắc Đồng Hới: có tổng chiều dài 24,4km;

57 trạm biến áp 22/0,4kV tổng công suất đặt 13,41MVA cấp điện cho các phường Hải Thành, xã Lộc Ninh, Quang Phú với 3.712 khách hàng;

+ Đường dây 22kV xuất tuyến 477-Bắc Đồng Hới: có tổng chiều dài 125km; 99 trạm biến áp 22/0,4kV tổng công suất đặt 25,01MVA cấp điện cho các phường Bắc

Lý, xã Lộc Ninh, Thuận Đức, thị trấn Nông trường Việt Trung(huyện Bố trạch), xã Trường Sơn (huyện Quảng Ninh) với 4.841 khách hàng;

Lưới điện phân phối thành phố Đồng Hới sau các trạm 110kV là mạng điện kín vận hành hở, gồm có 11 xuất tuyến 22kV và 02 xuất tuyến 35kV, trong đó đường dây 22kV dài 306,1km, chiếm 92,73% lưới trung thế

Lưới điện 22kV cấp điện thành phố Đồng Hới cấp điện hầu hết các phụ tải trên địa bàn, các đường dây tiết diện chủ yếu từ AC-120 đến A/XLPE-300 Chi tiết chiều dài 13 xuất tuyến được thống kê tổng quát trong bảng 1.3

Bảng 1.3: Thống kê tổng quát đường dây trung áp thành phố Đồng Hới

TT Tên tuyến Dây dẫn trục

chính (mm2)

Iđm (A)

Trên không (km)

Cáp ngầm (km)

Tổng chiều dài (km)

Trang 27

1.2.2 Nhu cầu điện năng thành phố Đồng Hới:

- Theo số liệu thống kê của Điện lực Đồng Hới thì tình hình tiêu thụ điện năng của toàn thành phố trong giai đoạn 2013-2017 được trình bày trong Bảng 1.8 và Bảng 1.9

- Theo bảng thống kê cho thấy, trong giai đoạn 2013-2017 mức tăng trưởng sản lượng điện thương phẩm trung bình 10,027%/năm Trong 5 thành phần phụ tải, thành phần quản lý tiêu dùng có cơ cấu tiêu thụ điện lớn nhất, tiếp đến là thành phần công nghiệp, xây dựng, tiếp theo là các thành phần thương nghiệp, khách sạn nhà hàng và các hoạt động khác, thấp nhất là thành phần nông, lâm, thủy sản Cơ cấu có sự chuyển dịch theo hướng tăng thành phần tiêu thụ trong công nghiệp, xây dựng, quản lý tiêu dùng dân cư, thành phần khách sạn, nhà hàng đang chiếm 21% tổng sản lượng và tăng nhanh hàng năm theo định hướng phát triển của thành phố trở thành thành phố du lịch năm 2020

Điện năng tiêu thụ của thành phố Đồng Hới giai đoạn 2013-2017 như Bảng 1.4

Bảng 1.4: Điện năng tiêu thụ của thành phố Đồng Hới giai đoạn 2013-2017

Năm Sản lượng

điện năng (kWh)

Tổn thất điện năng (%)

Số lượng khách hàng (KH)

Mức tăng trưởng (%/năm)

Trang 28

Bảng 1.5: Tình hình tiêu thụ điện năng theo các thành phần phụ tải tại thành phố Đồng Hới

TB (%/năm)

Trang 29

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG, ĐỘ TIN

CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

2.1 Phân bố công suất trong lưới điện phân phối [1]

Khảo sát phân bố công suất thường áp dụng cho hệ thống 3 pha cân bằng, dựa trên sơ đồ tương đương 1 pha của HTĐ và tính toán trên đơn vị có tên hoặc đơn vị tương đối Việc khảo sát phân bố công suất đòi hỏi các dữ kiện thông tin chi tiết hơn việc khảo sát ngắn mạch, chẳng hạn như tổng trở đường dây, máy biến áp, đầu phân áp của máy biến áp, điện dung của đường dây, số liệu công suất nguồn và phụ tải

Đối tượng của khảo sát phân bố công suất là xác định giá trị điện áp và góc pha ở các điểm nút, dòng công suất trên các nhánh và tổn thất công suất trong mạng điện Mục đích của phân bố công suất thay đổi trong phạm vi rộng, trong đó nhằm phục vụ cho thiết kế và công tác quản lý vận hành hệ thống điện, khảo sát hệ thống ở chế độ trước và sau sự cố, điều chỉnh điện áp và công suất, vận hành kinh tế hệ thống điện…

2.1.1 Các phương trình cơ bản

Để có thể tính toán giải tích mạng điện cần phải xây dựng các hệ phương trình cơ bản theo định luật Kirhoff 1 và 2 Tuỳ theo từng phương pháp lựa chọn mà có thể có 3 dạng phương trình cơ bản sau:

Phương trình dòng điện điểm nút:

Trường hợp tổng quát, phương trình dòng điện tại nút k sẽ là:

(2.1) Tập hợp các phương trình dòng điện nút viết dưới dạng ma trận như sau:

(2.2) Với : ma trận tổng dẫn thanh cái được thành lập như sau:

▪ : Tổng số các tổng dẫn có nối đến nút k

▪ với là tổng dẫn của nhánh nối giữa nút j và nút k Chiều dòng điện qui ước là dương khi nó đi vào trong một nút, mặc dù dòng điện

đi vào các nút từ nút máy phát và phụ tải là chưa biết nhưng chúng đều có thể viết theo

P, Q và U Chẳng hạn, dòng điện đi vào nút k có thể biểu diễn như sau:

(2.3) Kết hợp với phương trình (2.1) ta có:

n kn k

kk k

k

2 2 1

k

k k k

U

Q j P I



=

Trang 30

(2.4) Hay là:

(2.5)

Như vậy với n nút, ta có một hệ phương trình với n ẩn Ở đây điện

áp tại nút k được biểu diễn theo điện áp tại các nút khác và điện áp của chính nó Chính vì vậy hệ phương trình trên có thể giải gần đúng bằng phương pháp lặp Gauss-Seidel;

Phương trình điện áp vòng:

Trường hợp tổng quát, phương trình Kirhoff 2 viết cho mạch vòng thứ k sẽ là:

(2.6) Trong đó:

▪ : Tổng trở đầu vào của nút k

▪ : Tổng trở tương hổ giữa nút k và nút j

Tập hợp các phương trình mạch vòng viết dưới dạng ma trận như sau:

(2.7) Với là ma trận tổng trở thanh cái

Khi nút k là nút phụ tải, công suất đưa vào thanh cái nút k là (Pk + j.Qk), lúc này dòng điện đi vào nút k sẽ là:

Với Uchuẩn là điện áp nút cân bằng Nút 1, 2, , k, …,n là các nút phụ tải

Từ phương trình này, cũng tương tự như đối với phương trình dòng điện nút, ta thấy điện áp nút Uk được biễu diễn theo điện áp của chính nó và điện áp của các nút

n kn k

kk k

k k

k

U

Q j

2 2 1 1

i ki k

k k kk

U

Q j P Y

U ,  , ,  2

1

n kn k

kk k

k k

3 3 2 2 1

i

i i i

i i ki chuân

U

Q j P Z U

Trang 31

khác Chính vì thế ta có thể sử dụng phương pháp lăp Gauss-Seidel để tìm điện áp các nút trong mạng điện

Phương trình công suất nút:

Từ phương trình dòng điện nút (2.1) đã trình bày như trên, ta có thể tính được dòng công suất đi vào nút k từ phương trình:

(trong hệ đơn vị tương đối) Hay:

(2.10) Lúc này phương trình phân bố công suất nút k sẽ là:

trong đó:

và N: số nút

, : tính bằng radian

Như vậy đối với nút phụ tải k, trong bốn biến số thì hai biến số Pk

và Qk là đã biết Vấn đề còn lại là xác định hai biến Điều này hoàn toàn có thể xác định bằng phương pháp Newton-Raphson

2.1.2 Phân bố công suất và tổn thất công suất:

Sau khi giải các phương trình cơ bản trên bằng các phương pháp lặp, biết được điện áp các nút ta có thể tính toán được dòng và tổn thất công suất trên các nhánh Mô

tả sơ đồ đường dây nối giữa nút i và nút j như hình vẽ

Hình 2.1: Sơ đồ thay thế hình  của đường dây

*

S =U I

kn n k k n kn k

k k k

k k

n kn k

kk k

k k k k

k

U U Y U

U Y U

U

Y

U Y U

Y U

Y U Y U jQ P

+ +

= +

.

)

.

.(

1 2

2 2

2 1 1 1

1

* 2

2 1 1

) cos(

.

) cos(

.

1 2

1

k n kn N

k n n

kn n k kk

k N

n

k n kn kn

n k

.

) sin(

.

1 2

1

k n kn N

k n n

kn n k kk

k N

n

k n kn kn

n k

U =  

kn kn

k k k

P , , , 

k k

U , 

Trang 32

Ta có:

(2.11) (2.12) Công suất biểu kiến Sij từ nút i đến nút j và công suất Sji từ nút j đến nút i là:

Tổn thất công suất trên nhánh i-j là tổng đại số dòng công suất và được xác định:

(2.13)

2.2 Các phương pháp tính toán TTĐN trong lưới điện phân phối [1] :

TTĐN trong LĐPP được xác định theo công thức sau:

Trong phần này chúng ta trình bày những phương pháp tính toán TTĐN của LĐPP thường được sử dụng;

2.2.1 Phương pháp tích phân đồ thị:

Giả sử quy luật biến thiên của dòng điện như Hình 3.1a và 2.1b, hệ tọa độ I-t Chia trục hoành (t) thành n đoạn bằng nhau với độ dài ∆t Như vậy việc xác định TTĐN được thay bằng việc tính diện tích các hình chữ nhật (Hình 3.1a) hay hình thang (hình 2.1b)

Biểu thức dưới dấu tích phân trong trường hợp thứ nhất sẽ bằng :

j j i j ij j l

t t I dt

IT

o

n t n

t t

1

2 1

2 2

Trang 33

Trường hợp thứ hai:

Khi I0 = In công thức (2.17) sẽ nhận được dạng (2.16)

Theo phương pháp này TTĐN [kWh] được xác định theo công thức:

Trong đó thứ nguyên của I [A], S[kVA], U[kV]

Phương pháp tích phân đồ thị có độ chính xác cao nhưng khó thực hiện Tính toán thực tế không sử dụng đồ thị phụ tải năm mà sử dụng đồ thị phụ tải ngày đặc trưng Tuy nhiên việc tính toán TTĐN không đảm bảo được chính xác, vì trong hệ thống luôn có sự thay đổi thường xuyên và không thường xuyên của những ngày khảo sát

2.2.2 Phương pháp dòng điện trung bình bình phương:

Giả sử rằng dọc theo đường dây hệ thống truyền tải dòng điện Itb không đổi ở trong khoảng thời gian t, sẽ gây nên tổn thất đúng bằng trị số dòng điện biến thiên trong khoảng thời gian đó ứng với đồ thị phụ tải nghĩa là:

Trong đó: - R: Điện trở tác dụng của đường dây [Ω]

- T: Thời gian tính toán [h]

Lưới phân phối thường sử dụng phương pháp này và cho kết quả gần đúng Giá trị Itb có thể tính gần đúng theo công thức kinh nghiệm Dalesxky:

2 2

.

n

t t n

o T

o t

n

t dt

3

1

2

10

I n

t R A

3 1

1

2 2

2

I I n

t R A

dt I R T RI A

T

o t tbbp = 

=

3 3

T

dt I I

T

o t

Trang 34

(2.24)

Giá trị các đại lượng τ, Tmax được xác định phụ thuộc vào tính chất phụ tải hoặc qua các số liệu thống kê Phương pháp này chỉ đúng khi chúng ta xác định được chính xác các giá trị trên

2.2.3 Phương pháp thời gian tổn thất:

Theo phương pháp này TTĐN được xác định theo biểu thức:

Để xác định TTĐN theo công thức (2.25) cần phải xác định τ, τ được xác đi ̣nh nhờ mối quan hệ giữa Tmax và cosφ Quan hệ τ =f (Tmax, cosφ) có nhiều phương pháp xây dựng khác nhau Mỗi đường cong biểu diễn quan hệ đó được xây dựng theo một

số điều kiê ̣n khác nhau như không tính đến dáng điệu đồ thị phụ tải, hay không xét đến

sự biến đổi hệ số công suất Hoặc chúng ta có thể xác định τ bằng các công thức kinh nghiệm sau đây:

a Công thức kinh điển:  = (0.124 + Tmax.10-4)2.8760

Pmax khi thiết lập đồ thị phụ tải trong phạm vi khá lớn là điều có thể xảy ra

2.2.4 Phương pháp đường cong tổn thất:

Hoạt đô ̣ng của hệ thống cung cấp điê ̣n ít nhiều mang tính ngẫu nhiên và bất đi ̣nh Tuy nhiên tính quy luâ ̣t và có điều khiển vẫn là chủ đa ̣o Chẳng ha ̣n đồ thị phụ tải mang tính ngẫu nhiên nhưng hình dáng khá ổn đi ̣nh Vì vậy, một phương thức vận hành tương ứng với một cấu trúc, một phương án điều khiển đã lựa chọn thì các đặc trưng tổn thất cũng có thể coi là xác định Nói riêng, có thể xét đường cong quan hệ:

∆P = f(P )



T I

Itbbp= max



2 max 2

−+

−

=

max min

max

min max

max

287601

87608760

2

P P

P

P T

T T

8760.87,08760.13,0



Trang 35

Trong đó: ∆P∑: Tổng TTCS trong lưới

P∑: Tổng công suất thanh cái của mạng lưới cung cấp điện

Đường cong (Hình 3.2) có thể xây dựng bằng đo đạc hoặc tính toán Tuy nhiên phép đo thực tế rất phức tạp, bởi đòi hỏi phải xác định đồng thời trị số công suất của tất cả các nút phụ tải và nguồn cung cấp Bằng tính toán, đường cong có thể xây dựng như sau:

Giả thiết biết da ̣ng biểu đồ phu ̣ tải và cosφ của tất cả các nút (hoă ̣c nhóm nút) phụ tải Coi thanh cái cung cấp là nút cân bằng, tính toán phân bố dòng và xác đi ̣nh TTCS tổng ΔPΣ ứ ng với mỗi thời điểm của biểu đồ phu ̣ tải (ví du ̣ theo giờ trong ngày)

Kết quả nhâ ̣n được cho phép xây dựng đoa ̣n đường cong TTCS từ PΣmin đến PΣmax củ a biểu đồ phu ̣ tải thanh cái Rõ ràng đường cong xây dựng được có tính xác đi ̣nh cao nếu thực tế cosφ và tỷ lê ̣ công suất giữa các nút ít thay đổi Đây là giả thiết duy nhất và có thể chấp nhâ ̣n được với phương pháp xây dựng đường cong tổn thất Khi cấu trúc lưới

và phương thức vâ ̣n hành thay đổi, mô ̣t ho ̣ đường cong tương ứng cần được xây dựng

Vớ i mô ̣t cấu trúc lưới và mô ̣t phương thức vâ ̣n hành hoàn toàn xác đi ̣nh (khi đó

sẽ tồn ta ̣i mô ̣t đường cong tổn thất duy nhất) dễ dàng có thể xác đi ̣nh được TTĐN tổng trong ngày thông qua biểu đồ tổng công suất thanh cái

Trên hình 2.2 trình bày quá trình xây dựng biểu đồ TTCS và xác đi ̣nh TTĐN nhờ

sử du ̣ng đường cong tổn thất Diê ̣n tích của biểu đồ TTCS chính là TTĐN và có thể

tính theo phương pháp tích phân đồ thi ̣:

Hoặc có thể xác đi ̣nh TTĐN bằng phương pháp tính toán Do TTCS gồm có 2 thành phần là tổn thất tải và tổn thất không tải, ta ̣i mỗi thời điểm vâ ̣n hành ta có biểu thứ c xác đi ̣nh TTCS :

ΔPi = ΔPkt +ΔPt

Từ đó TTĐN được tính như sau:

TTĐN trong 1 ngày (24h) sẽ là: (2.26)

- ΔA0: TTĐN không tải, không phu ̣ thuô ̣c vào sự biến đô ̣ng của phu ̣ tải, phu ̣ thuộc vào tổn hao không tải của các máy biến áp trong lưới là chính

- ΔAt: TTĐN tải, phu ̣ thuô ̣c vào sự biến thiên công suất tiêu thu ̣ của tải theo thời gian cũng như cấu trúc của lưới điê ̣n

Đô ̣ chính xác của đường cong hay nói đúng hơn là đô ̣ phù hợp của đường cong

́ i thực tế phu ̣ thuô ̣c vào mức đô ̣ đầy đủ của các thông tin có được Chẳng ha ̣n, khi



=

o i ti

A A

Trang 36

không có biểu đồ phu ̣ tải các nút mà chỉ biết phân bố phu ̣ tải các nút ở mô ̣t vài thời điểm quan sát Khi có đường cong vẫn có thể xây dựng được bằng cách thay đổi tỷ lê ̣ công suất các nút và giữ nguyên cosφ phép tính khá đơn giản, nhưng đô ̣ chính xác chỉ đủ cao khi da ̣ng của biểu đồ phu ̣ tải các nút và cosφ ít thay đổi

Sự quan sát thống kê lâu năm ta ̣i mô ̣t lưới cung cấp điê ̣n có thể cho phép chính

xác hóa dần đường cong tổn thất xây dựng cho lưới Cần lưu ý rằng điểm khởi đầu của đường cong tổn thất không đi qua gốc to ̣a đô ̣, bởi vì ngay cả khi không tải trong lưới điê ̣n đã tồn ta ̣i mô ̣t lượng tổn hao không tải nhất đi ̣nh

2.2.5 Phương pháp tính toán TTĐN theo quy định của EVN:

Do đặc thù của lưới điện phân phối có khối lượng đường dây và trạm biến áp phụ tải lớn, công suất phụ tải biến đổi liên tục theo thời gian nên trong phạm vi sai số cho phép trong công tác quản lý vận hành và quản lý kinh doanh điện năng Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) sử dụng thống nhất phương pháp tính tổn thất điện năng như sau:

= ΔP0.T +ΔPMax .T.Kđt (2.27) Trong đó:

ΔA: Tổn thất điện năng trong giai đoạn đang xét (kWh)

ΔP0: Tổn thất công suất không tải (kW)

ΔPmax: Tổn thất công suất tại thời điểm công suất cực đại của lưới điện (kW)

T: Thời gian tính toán của giai đoạn xem xét TTĐN (giờ)

Kđt: Hệ số đồ thị phụ tải ảnh hưởng đến TTĐN trong giai đoạn tính toán

Si, Smax : là giá trị phụ tải đầu xuất tuyến tại các thời điểm ti và tmax

Hi ̀nh 2.3: Xây dựng biểu đồ TTCS và xác đi ̣nh TTĐN bằng đường cong tổn thất



=

 +



=

o i ti

A A



1

2 max 24

1)

Trang 37

2.3 Một số phương pháp đánh giá độ tin cậy cung cấp điện [2]

Để đánh giá ĐTC của các sơ đồ cung cấp điện, ta cần phải khảo sát những chỉ tiêu định lượng cơ bản về ĐTC của các sơ đồ nối điện khác nhau Các chỉ tiêu đó là: Xác suất làm việc an toàn P(t) của hệ trong thời gian khảo sát, thời gian trung bình T giữa các lần sự cố, hệ số sẵn sàng A của hệ, thời gian trung bình sửa chữa sự cố, thời gian trung bình sửa chữa định kỳ, …

Tính toán ĐTC của các sơ đồ cung cấp điện nhằm phục vụ bài toán tìm phương

án cung cấp điện tối ưu hài hòa giữa hai chỉ tiêu: Vốn đầu tư thấp nhất và độ đảm bảo cung cấp điện cao nhất

Các phương pháp phổ biến hiện nay thường dùng để giải thích ĐTC của hệ thống điện là:

- Phương pháp đồ thị - giải tích

- Phương pháp không gian trạng thái

- Phương pháp cây hỏng hóc

- Phương pháp mô phỏng Monte – Carlo

Mỗi phương pháp phù hợp với từng loại bài toán Phương pháp không gian trạng thái được sử dụng chủ yếu trong bài toàn ĐTC của nguồn điện Phương pháp cây hỏng hóc thích hợp cho bài toán ĐTC của các nhà máy điện Phương pháp Monte – Carlo cho phép xét đến nhiều yếu tố, trong đó có tác động vận hành đến chỉ tiêu ĐTC và được sử dụng chủ yếu cho giải tích ĐTC của hệ thống điện Đối với ĐTC của lưới điện thường được sử dụng kết hợp giữa hai phương pháp không gian trạng thái và phương pháp đồ thị - giải tích

2.3.1 Phương pháp đồ thị - giải tích

Phương pháp này xây dựng mối quan hệ trực tiếp giữa ĐTC của hệ thống với ĐTC của các phần tử đã biết thông qua việc lập sơ đồ ĐTC, áp dụng phương pháp giải tích bằng đại số Boole và lý thuyết xác suất các tập hợp để tính toán ĐTC

Sơ đồ ĐTC của hệ thống điện được xây dựng trên cở sở phân tích ảnh hưởng hỏng hóc phần tử đến hỏng hóc của hệ thống Sơ đồ ĐTC bao gồm nút (nút nguồn, nút tải và các nút trung gian) và nhánh tạo nên mạng lưới nối liên nút nguồn và nút tải của

sơ đồ Có thể có nhiều đường nối từ nút phát đến nút tải, mỗi đường gồm nhiều nhánh nối tiếp

Trạng thái tốt của hệ thống là trạng thái trong đó có ít nhất một đường nối từ nút phát đến nút tải Trạng thái hỏng của hệ thống là trạng thái khi nút phát bị tách rời với nút tải do hỏng hóc với phần từ

Đối với hệ thống điện, sơ đồ ĐTC có thể trùng hoặc không trùng với sơ đồ nối điện (sơ đồ vật lý) tùy thuộc vào tiêu chuẩn hỏng hóc của hệ thống được lựa chọn

Trang 38

Sơ đồ các phần tử nối tiếp

Hệ thống chỉ làm việc an toàn khi tất cả n phần tử đều làm việc tốt, hệ thống hỏng khi có một phần tử hỏng

Hình 2.4: Sơ đồ độ tin cậy các phần tử nối tiếp

Giả sử đã biết cường độ hỏng hóc và thời gian phục hổi trung bình của các phần

Sơ đồ các phần tử song song

Hệ thống làm việc tốt khi có ít nhất một phần tử làm việc tốt và sẽ hỏng khi tất cả các phần tử khác đều hỏng

Hình 2.5: Sơ đồ độ tin cậy các phần tử song song

2

Trang 39

Giả sử đã biết cường độ hỏng hóc và cường độ phục hồi của phần tử lần lượt là λi

Trạng thái hệ thống được xác định bởi tổ hợp các trạng thái của các phần tử Mỗi

tổ hợp trạng thái của phần tử cho một trạng thái của hệ thống Phần tử có thể có nhiều trạng thái khác nhau như trạng thái tốt, trạng thái hỏng, trạng thái bảo quản định kỳ…

Do đó, mỗi sự thay đổi trạng thái của phần tử đều làm cho hệ thống chuyển sang một trạng thái mới

Tất cả các trạng thái có thể có hệ thống tạo thành không gian trạng thái Hệ thống luôn luôn ở một trong những trạng thái này nên tổng các xác suất trạng thái bằng 1

Phương pháp không gian trạng thái áp dụng quá trinhg Markov để tính xác suất trạng thái và tần suất trạng thái

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 khác và thỏa

3

4

Trang 40

mãn điều kiện: Nếu hệ thống đang ở trạng thái nào đó thì sự chuyển trạng thái tiếp theo xãy 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

Nếu hệ thống có n trạng thái, ở thời điểm t hệ thống đang ở trạng thái I thì ở đơn

vị thời gian tiếp theo hệ thống có thể ở trạng thái I (i = 1…n) với xác suất pii hay chuyển sang trạng thái j với xác suất Pij (j = 1…n và i ≠ j)

Quá trình Markov được phân ra:

- Rời rạc trong không gian và liên tục trong thời gian

- Rời rạc trong không gian và thời gian

- Liên tục trong không gian và thời gian

Đối với hệ thống điện, sự chuyển trạng thái xãy ra khi hỏng hóc hay phục hồi các phần tử Với 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 theo phân bố mũ và cường độ chuyển trạng thái bằng hằng số và không phụ thuộc vào thời gian, ta sử dụng 2 quá trình a và b

Ưu thế của phương pháp không gian trạng thái là có thể xét các phần có nhiều trạng thái khác nhau và với các giả thiết nhất định có thể áp dụng phương pháp quá trình Markov một cách hiệu quả để tính xác suất trạng thái và tần suất trạng thái, từ đó tính được các chỉ tiêu độ tin cậy của hệ thống

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 cở 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 mảng của hệ thống, giữa các hỏng hóc cơ bản và hỏng hóc hệ thống

2.3.4 Phương pháp 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 (lịch sử đồ) của hệ thống và của phần tử 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

Định dạng
Số trang	177
Dung lượng	11,55 MB