ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN TUYÊN HÓA – TỈNH QUẢNG BÌNH. LUẬN VAN THAC SY

Trong nghiên cứu này, tác giả đã thống kê cường độ hỏng hóc của các thiết bị trên lưới điện thuộc iện lực Quảng Bình và từ đó, tác giả sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán các chỉ tiê

C : Kỹ thuật điện : 8520201

LUẬN N THẠC Ỹ THUẬT

N i T P Đì C

Đ N - Năm 2019

LỜI CA ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, có trích dẫn một số tài liệu chuyên ngành điện và một số tài liệu do các nhà xuất bản ban hành

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

Tác giả luận văn

ỗ Việt Lâm

TRANG TÓ TẮT TIẾNG IỆT & TIẾNG ANH

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN TUYÊN HÓA-TỈNH QUẢNG BÌNH

ọc viên : ỗ Việt Lâm huyên ngành : iện kỹ thuật

Mã số: 8520201 Khóa: K34 Trường ại học Bách khoa -

Tóm tắt – Trong sản xuất kinh doanh, ông ty iện lực Quảng Bình luôn đặt mục tiêu chất

lượng điện năng lên hàng đầu, trong đó độ tin cậy cung cấp điện là một tiêu chí quan trọng cần phải đạt được Từ mục tiêu trên, tác giả đã thực hiện đề tài đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối huyện Tuyên Hóa- Tỉnh Quảng Bình Trong nghiên cứu này, tác giả đã thống kê cường độ hỏng hóc của các thiết bị trên lưới điện thuộc iện lực Quảng Bình và từ đó, tác giả sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy (SA F , SA D , A F , A D ), phân tích số liệu, thông tin mất điện khách hàng trên từng xuất tuyến cho lưới điện phân phối trung áp huyện Tuyên óa Từ kết quả tính toán trên phần mềm PSS/ADEPT, tác giả đã phân tích đánh giá độ tin cậy hiện trạng, từ đó đề xuất lắp đặt bổ sung các thiết bị phân đoạn trên các xuất tuyến để nâng cao độ tin cậy cho lưới điện iện lực Tuyên

óa Từ giải pháp đã được đề xuất, tác giả đã chứng minh hiệu quả của giả pháp đề xuất thông qua việc tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy và so sánh với độ tin cậy hiện trạng cho lưới điện iện lực Tuyên óa Kết quả so sánh cho thấy rằng giải pháp đề xuất đã nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và đáp ứng được độ tin cậy yêu cầu từ ông ty iện lực Quảng Bình

Từ ó – iện lực Tuyên óa; lưới điện phân phối, độ tin cậy; giải pháp; SA D ; SA F

PROPOSAL OF SOLUTIONS TO ENHANCE THE POWER SUPPLY RELIABILITY OF THE DISTRIBUTION GRID OF TUYEN HOA POWER BRANCH-

QUANG BINH PROVINCE Abstract - In production and business, Quang Binh Power Company always sets the power

quality issue to the top, in which, power supply reliability is an important target to be achieved From the above objective, the author has implemented the topic of calculation and proposal of schemes to enhance the reliability criteria of the distribution grid of Tuyen Hoa Branch of Quang Binh Power Company In this study, the author had collected the failure data of all equipment in Quang Binh Power ompany’s distribution grid to calculate the equipment failure rate and then author used PSS/ADEPT software to calculate the reliability (SAIFI , SAIDI, CAIFI, CAIDI), data analysis, information on power outages of customers on all feeders of Tuyen oa Branch’s distribution grid From these results, author had analyzed and evaluated the current reliability criterions and then author suggested to install additionally some segmentation devices such as Recloser, F O…etc on the feeders to improve grid reliability From the proposed scheme, the author demonstrated the effectiveness of the proposed solution by calculating again the reliability criteria of Tuyen oa Branch’s distribution grid and comparing its results with the current reliability The comparison of results show that with the proposed solution, the power supply reliability of Tuyen oa Branch’s distribution grid is enhanced and satisfies the power supply reliability criteria required by Quang Binh Power Company

Key words – Tuyen Hoa Power branch, distribution grid, reliability, solution, SAIDI, SAIFI

ỤC LỤC

TRANG BÌA

LỜ AM OA

TRA TÓM TẮT T Ế V ỆT & T Ế A

MỤ LỤ

DAN MỤ Á Ữ V ẾT TẮT

DA MỤ Á BẢ

DA MỤ Á Ì

MỞ ẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 1

3 ối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

4 Phương pháp nghiên cứu 2

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

6 ấu trúc của luận văn 2

ƯƠ 1 TỔ QUA VỀ Ộ T ẬY U ẤP Ệ LƯỚ Ệ P Â P Ố 3

1.1 TỔ QUA VỀ Ộ T ẬY 3

1.1.1 ịnh nghĩa 3

1.1.2 ác chỉ tiêu độ tin cậy các phần tử 4

1.1.3 Biểu thức tính toán độ tin cậy và các chỉ tiêu độ tin cậy 12

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ÁNH GIÁ Ộ TIN ẬY 16

CHƯƠNG 2 Ệ TR V Ộ TIN ẬY LƯỚ Ệ T UỘ Ệ LỰ TUYÊN HÓA 17

2.1 Ệ TR LƯỚ Ệ P Â P Ố Ệ LỰ TUYÊ ÓA 17

2.1.1 iới thiệu chung lưới điện trên địa bàn iện lực Tuyên óa quản lý 17

2.1.2 ặc điểm 18

2.1.3 Phụ tải: 22

2.2 Ộ T ẬY U ẤP Ệ Ã T Ự Ệ ỦA Ệ LỰ TUYÊ HÓA 23

ƯƠ 3 TÍ TOÁ Á Ỉ T ÊU Ộ T ẬY O LƯỚ Ệ Ệ LỰ TUYÊ ÓA BẰ P Ầ MỀM PSS/ADEPT 26

3.1 Ớ T ỆU P Ầ MỀM PSS/ADEPT 26

3.1.1 hức năng cơ bản của phần mềm 26

3.1.2 Các cửa sổ ứng dụng của PSS/ADEPT 27

3.1.3 Dữ liệu phục vụ tính toán độ tin cậy 27

3.1.4 Tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy bằng phần mềm PSS/ADEPT 33

3.2 ÁP DỤ TÍ TOÁ Ộ T ẬY O LƯỚ Ệ T UỘ Ệ LỰ

TUYÊN HÓA 36

3.2.1 Dữ liệu tính toán 36

3.2.2 Tính toán độ tin cậy cho các xuất tuyến 38

3.2.3 ộ tin cậy toàn lưới điện phân phối iện lực Tuyên óa: 46

3.2.4 hận xét đánh giá 46

ƯƠ 4 Á Ả P ÁP Â AO Ộ T ẬY TRO LƯỚ Ệ P Â P Ố Ệ LỰ TUYÊ ÓA 48

4.1 P Â TÍ Á UYÊ Â Ả ƯỞ Ế Ộ T ẬY ỦA LƯỚ Ệ Ệ LỰ TUYÊ ÓA 48

4.1.1 Yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của lưới điện 48

4.1.2 guyên nhân sự cố ảnh hưởng đến độ tin cậy của lưới điện phân phối iện lực Tuyên óa 48

4.2 Ề XUẤT Ả P ÁP Â AO Ộ T ẬY Á XUẤT TUYẾ 49

4.2.1 Xuất tuyến 471 ồng Lê 49

4.2.2 Xuất tuyến 472 ồng Lê 52

4.2.3 Xuất tuyến 471 Minh ầm 53

4.2.4 Xuất tuyến 472 Minh ầm 55

4.2.5 Xuất tuyến 475 Văn óa 57

4.3 Á Á Ộ T ẬY SAU K T Ự Ệ Ả P ÁP 58

KẾT LUẬ V K Ế Ị 62

DA MỤ T L ỆU T AM K ẢO 64

PHỤ LỤC 65 QUYẾT Ị AO Ề T LUẬ VĂ T SĨ (BẢ SAO)

BẢ SAO KẾT LUẬ ỦA Ộ Ồ , BẢ SAO Ậ XÉT ỦA Á

P Ả B Ệ

TBP : Thiết bị phân đoạn

EVN : Tập đoàn iện lực Việt am

EVNCPC: Tổng ông ty iện lực miền Trung

TR : Thời gian trung bình sự cố

TS : Thời gian trung bình sửa chữa

SAIFI : hỉ số tần suất mất điện trung bình của hệ thống

SAIDI : hỉ số thời gian mất điện trung bình của hệ thống

CAIDI : hỉ số thời gian mất điện trung bình của khách hàng

CAIFI : hỉ số tần suất mất điện trung bình của khách hàng

DANH ỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Khối lượng iện lực Tuyên óa quản lý 17

Bảng 2.2: Khối lượng các xuất tuyến 22kV iện lực Tuyên Hóa quản lý 22

Bảng 2.3: Kế hoạch EVNCPC giao cho Công ty iện lực Quảng Bình đến năm 2020 24

Bảng 2.4: Thực hiện độ tin cậy của iện lực Tuyên óa năm 2015-2018 25

Bảng 3.1: Thanh ghi dữ liệu độ tin cậy 34

Bảng 3.2: Thống kê số lượng thiết bị trên lưới điện 22kV iện lực Tuyên óa 36

Bảng 3.3: Thông số độ tin cậy của các phần tử trên L PP do sự cố 37

Bảng 3.4: Thông số độ tin cậy của các phần tử trên L PP do BQ K 38

Bảng 3.5: Kết quả tính toán độ tin cậy Xuất tuyến 471 ồng Lê 38

Bảng 3.6: Kết quả tính toán độ tin cậy Xuất tuyến 472 ồng Lê 41

Bảng 3.7: Kết quả tính toán độ tin cậy Xuất tuyến 471 Minh ầm 43

Bảng 3.8: Kết quả tính toán độ tin cậy Xuất tuyến 472 Minh ầm 44

Bảng 3.9: Kết quả tính toán độ tin cậy Xuất tuyến 475 Văn óa 44

Bảng 3.10: ộ tin cậy trên các xuất tuyến do sự cố 46

Bảng 3.11: ộ tin cậy trên các xuất tuyến do sửa chữa 46

Bảng 3.12: Kết quả tính toán độ tin cậy cho toàn iện lực Tuyên óa 46

Bảng 3.13: hỉ tiêu độ tin cậy iện lực Tuyên óa phải đạt được năm 2018 46

Bảng 4.1: Kết quả tính toán độ tin cậy cho xuất tuyến 471 ồng Lê sau khi áp dụng các giải pháp 51

Bảng 4.2: Kết quả tính toán độ tin cậy cho xuất tuyến 472 ồng Lê sau khi áp dụng các giải pháp 53

Bảng 4.3: Kết quả tính toán độ tin cậy cho xuất tuyến 471 Minh ầm sau khi áp dụng các giải pháp 54

Bảng 4.4: ộ tin cậy cho xuất tuyến 472 Minh cầm sau khi áp dụng các giải pháp 55

Bảng 4.5: ộ tin cậy cho xuất tuyến 475 Văn óa sau khi áp dụng các giải pháp 57

Bảng 4.6: ác chỉ tiêu về độ tin cậy của các xuất tuyến sau khi áp dụng giải pháp 58

Bảng 4.7: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu về độ tin cậy của iện lực Tuyên óa hiện trạng và sau khi thực hiện giải pháp 58

Bảng 4.8: Bảng so sánh các chỉ tiêu về độ tin cậy của iện lực Tuyên óa hiện trạng và sau khi thực hiện giải pháp 59

DANH ỤC CÁC HÌNH

ình 1.1: ồ thị xác suất 6

ình 1.2: ường cong cường độ sự cố 8

ình 1.3: Trục thời gian thông số dòng sự cố 10

ình 2.1: Bản đồ hành chính uyện Tuyên óa 17

ình 2.2: ầu chì tự rơi 19

Hình 2.3: Dao cách ly (DCL) 20

ình 2.4: Dao cắt có tải tiếp điểm hở 20

ình 2.5: Dao cắt có tải tiếp điểm kín 21

ình 2.6: Recloser của ShinSung và tủ điều khiển SEL 351 21

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý lưới điện phân phối iện lực Tuyên Hóa 23

Hình 3.1: Thiết lập thông số mạng lưới 28

ình 3.2: ộp thoại network properties 29

ình 3.3: ộp thoại thuộc tính nút Source 30

ình 3.4: ộp thoại thuộc tính nút tải 30

ình 3.5: ộp thoại thuộc tính đoạn đường dây 31

ình 3.6: ộp thoại thuộc tính máy biến áp 31

ình 3.7: ộp thoại thuộc tính nút tải điện năng 32

ình 3.8: ộp thoại thuộc tính thiết bị đóng cắt 32

ình 3.9: ác chọn lựa cho các bài toán độ tin cậy cung cấp điện 33

ình 3.10: Sơ đồ khối tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy bằng phần mềm PSS/ADEPT 35 ình 3.11: Xuất tuyến 471 ồng Lê trên PSS/ADEPT 39

ình 3.12: Kết quả độ tin cậy do sự cố XT471 ồng Lê 39

ình 3.13: Kết quả độ tin cậy do BQ K XT471 ồng Lê 40

Hình 3.14: Xuất tuyến 472 ồng Lê trên PSS/ADEPT 40

ình 3.15: Kết quả độ tin cậy do sự cố XT472 ồng Lê 41

Hình 3.16: Kết quả độ tin cậy do BQ K XT472 ồng Lê 41

ình 3.17: Xuất tuyến 471 Minh ầm trên PSS/ADEPT 42

ình 3.18: Kết quả độ tin cậy do sự cố XT471 Minh ầm 42

ình 3.19: Kết quả độ tin cậy do BQ K XT471 Minh ầm 42

ình 3.20: Xuất tuyến 472 Minh ầm 43

ình 3.21: Kết quả độ tin cậy do sự cố XT472 Minh ầm 44

ình 3.22: Kết quả độ tin cậy do BQ K XT472 Minh ầm 44

ình 3.23: Xuất tuyến 475 Văn óa 45

ình 3.24: Kết quả độ tin cậy do sự cố XT475 Văn óa 45

ình 3.25: Kết quả độ tin cậy do BQ K XT475 Văn óa 45

ình 4.1: Sơ đồ xuất tuyến 471 ồng Lê sau khi áp dụng giải pháp 50

ình 4.2: ộ tin cậy XT471 ồng Lê (BQ K) sau khi thực hiện giải pháp 51

ình 4.3: ộ tin cậy XT471 ồng Lê (sự cố) sau khi thực hiện giải pháp 51

ình 4.4: Sơ đồ xuất tuyến 472 ồng Lê sau khi áp dụng giải pháp 52

ình 4.5: ộ tin cậy XT472 ồng Lê (sự cố) sau khi thực hiện giải pháp 53

ình 4.6: ộ tin cậy XT472 ồng Lê (BQ K) sau khi thực hiện giải pháp 53

ình 4.7: Sơ đồ xuất tuyến 471 Minh ầm sau khi áp dụng giải pháp 54

ình 4.8: ộ tin cậy XT471 Minh ầm (sự cố) sau khi thực hiện giải pháp 55

ình 4.9: ộ tin cậy XT471 Minh ầm (BQ K) sau khi thực hiện giải pháp 55

ình 4.10: Sơ đồ xuất tuyến 472 Minh ầm khi áp dụng giải pháp 56

ình 4.11: ộ tin cậy XT472 Minh ầm (sự cố) sau khi thực hiện giải pháp 56

ình 4.12: ộ tin cậy XT472 Minh ầm (BQ K) sau khi thực hiện giải pháp 57

ình 4.13: Sơ đồ xuất tuyến 475 Văn óa khi áp dụng giải pháp 57

ình 4.14: ộ tin cậy XT475 Văn óa (sự cố) sau khi thực hiện giải pháp 58

ình 4.15: ộ tin cậy XT475 Văn óa (BQ K) sau khi thực hiện giải pháp 58

ình 4.16: So sánh SA F của lưới điện iện lực Tuyên óa 60

ình 4.17: So sánh SA D của lưới điện iện lực Tuyên óa 60

Ở ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

hỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện là chỉ tiêu chính trong hoạt động SXKD của các công ty phân phối điện lực, cụ thể là ông ty iện lực Quảng Bình Theo nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện ngày càng trở nên quan trọng, nó thể hiện mức độ quan tâm của ngành iện đối với khách hàng, trong đó việc đảm bảo nguồn điện liên tục cũng như việc phát hiện nhanh chóng và xử lý sự cố để khôi phục cấp điện là rất quan trọng

Tuyên óa là một huyện miền núi phía tây của tỉnh Quảng Bình, phía Bắc giáp các huyện ương khê, ẩm Xuyên và Kỳ Anh của tỉnh à Tĩnh, phía Tây giáp huyện Minh oá và nước bạn Lào, phía am giáp huyện Bố Trạch, phía ông giáp huyện Quảng Trạch của tỉnh Quảng Bình Tính đến thời điểm 31/12/2017, dân số toàn huyện

là 78.560 người, phân bố trên 19 xã, 1 thị trấn, đa số là người dân tộc kinh, ngoài ra có người Mã Liềng sống quy tụ trong 5 bản của 2 xã Thanh oá, Lâm oá gồm 113 hộ,

462 khẩu và 9 hộ

iện lực Tuyên óa được giao quản lý vận hành kinh doanh bán điện trên địa bàn huyện Tuyên óa bao gồm 17 xã, 01 thị trấn (02 xã : Lâm óa và gư óa do iện lực Minh óa và iện lực Quảng Trạch quản lý bán điện) Lưới điện do iện lực Tuyên óa quản lý nằm trên địa hình quản lý phức tạp, nhiều đường dây đi qua những vùng núi cao, vực thẳm gây ra nhiều sự cố mất điện thường xuyên và thời gian mất điện lớn cho các hộ tiêu thụ

ể giảm thiểu số lần mất điện và tăng thời gian cung cấp điện cho phụ tải, việc tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện thuộc iện lực Tuyên Hóa quản lý và từ đó đưa ra các giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cho iện lực Tuyên Hóa là hết sức cần thiết Vì vậy, luận văn này sẽ đề xuất giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối huyện Tuyên Hóa tỉnh Quảng Bình

2 ỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

- Tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới điện hiện trạng

- ề xuất giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy làm việc cho lưới điện phân phối huyện Tuyên Hóa – tỉnh Quảng Bình

3 ĐỐI TƯỢNG À PHẠ I NGHIÊN CỨU

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Tìm hiểu về đặc điểm kinh tế xã hội và kết cấu lưới điện hiện trạng trên địa

bàn của iện lực Tuyên Hóa quản lý

- Thu thập dữ liệu và các thông số vận hành thực tế của lưới điện phân phối do

iện lực Tuyên Hóa quản lý

- ghiên cứu lý thuyết tính toán độ tin cậy của LPP có cấu trúc hình tia

- Tính toán và đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện iện lực Tuyên

Hóa – tỉnh Quảng Bình sử dụng chương trình PSS/ADEPT

- ề xuất các giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện

phân phối iện lực Tuyên Hóa – tỉnh Quảng Bình

5 Ý NGH A KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

âng cao độ tin cậy cung cấp điện là nhiệm vụ trọng tâm của ngành iện, được

tập trung chỉ đạo thực hiện, với các chỉ tiêu, nhiệm vụ cụ thể cho từng ơn vị thành

viên âng cao độ tin cậy cung cấp điện nằm trong nỗ lực chung của ngành iện cũng

như các đơn vị thành viên nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động của doanh nghiệp, quản

lý tốt các nguồn lực của hà nước vì mục tiêu phát triển bền vững, đáp ứng các yêu

cầu cấp bách cũng như những mục tiêu trung và dài hạn mà hính phủ yêu cầu đối với

Tập đoàn iện lực Việt am

ề tài đặt trọng tâm vào việc tính toán, đánh giá và đề xuất các giải pháp nâng

cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện Tuyên óa sẽ góp phần quan trọng trong

việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho ông ty iện lực Quảng Bình nói chung và

iện lực Tuyên óa nói riêng Việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lưới điện Tuyên

Hóa góp phần phát triển kinh tế - xã hội của huyện Tuyên óa

6 CẤU TRÚC CỦA LUẬN N

goài phần Mở đầu và Kết luận kiến nghị, luận văn gồm 4 chương:

hương 1: Tổng quan về độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối

hương 2: iện trạng và độ tin cậy lưới điện thuộc iện lực Tuyên óa

hương 3: Tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy cho lưới điện iện lực Tuyên Hóa

bằng phần mềm PSS/ADEPT

hương 4: ác iải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối huyện Tuyên Hóa

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN Ề ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN LƯỚI ĐIỆN

ộ tin cậy của phần tử hoặc cả hệ thống được đánh giá một cách định lượng dựa trên hai yếu tố cơ bản: tính làm việc an toàn và tính sữa chữa được

ộ tin cậy của hệ thống điện được hiểu là khả năng của hệ thống đảm bảo việc cung cấp đầy đủ và liên tục điện năng cho các hộ tiêu thụ với chất lượng hợp chuẩn

ộ tin cậy của các phần tử là yếu tố quyết định độ tin cậy của hệ thống Có hai loại phần tử: phần tử không phục hồi và phần tử phục hồi Trong hệ thống điện thì các phần tử được xem là các phần tử phục hồi Với hệ thống nói chung và hệ thống điện nói riêng độ tin cậy được định nghĩa chung có tính chất kinh điển như sau:

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

ối với hệ thống điện, độ tin cậy được đánh giá thông qua khả năng cung cấp điện liên tục và đảm bảo chất lượng điện năng

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

ệ thống điện là hệ thống phục hồi, nên khái niệm về khoảng thời gian xác định không còn mang ý nghĩa bắt buộc vì hệ thống làm việc liên tục Do vậy độ tin cậy được đo bởi một đại lượng thích hợp hơn đó là độ sẵn sàng

Độ sẵn sàng là xác suất để hệ thống hay phần tử hoàn thành hoặc sẵn sàng hoàn thành nhiệm vụ trong thời điểm bất kỳ

ộ sẵn sàng cũng là xác suất để hệ thống ở trạng thái tốt trong thời điểm bất kỳ

và được tính bằng tỉ số giữa thời gian hệ thống ở trạng thái tốt và tổng thời gian hoạt động Ngược lại với độ sẵn sàng là độ không sẵn sàng, đó là xác suất để hệ thống hay phần tử ở trạng thái hỏng

ối với hệ thống điện, độ sẵn sàng (hay độ tin cậy) hoặc độ không sẵn sàng chưa

đủ để đánh giá độ tin cậy trong các bài toán cụ thể, do đó phải sử dụng thêm nhiều chỉ tiêu khác cũng có tính xác suất để đánh giá

Hệ t điệ và các p ầ tử:

ệ thống là tập hợp những phần tử tương tác trong một cấu trúc nhất định nhằm thực

hiện một nhiệm vụ xác định, có sự điều khiển thống nhất sự hoạt động cũng như sự phát triển

Trong HT các phần tử là máy phát điện, MBA, đường dây…nhiệm vụ của

HT là sản xuất và truyền tải phân phối điện năng đến các hộ tiêu thụ iện năng phải đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng pháp định như điện áp, tần số, và độ tin cậy hợp lý ( TC không phải là một chỉ tiêu pháp định, nhưng xu thế phải trở thành một chỉ tiêu pháp định với mức độ hợp lý nào đó)

HT phải được phát triển một cách tối ưu và vận hành với hiệu quả kinh tế cao nhất

 Về mặt TC, HT là một hệ phức tạp, thể hiện ở các điểm:

- Số lượng các phần tử rất lớn

- ấu trúc phức tạp

- Rộng lớn trong không gian

- Phát triển không ngừng theo thời gian

Phần tử là một bộ phận tạo thành hệ thống mà trong quá trình nghiên cứu T ,

nó được xem như là một tổng thể không chia cắt được (ví dụ như linh kiện, thiết bị…)

mà độ tin cậy cho trước, hoặc dựa trên những số liệu thống kê

Phần tử ở đây có thể hiểu theo một cách rộng rãi hơn Bản thân phần tử cũng có thể cấu trúc phức tạp, nếu xét riêng nó là một hệ thống

Ví dụ: MF là một hệ thống rất phức tạp nếu xét riêng nó, nhưng khi nghiên cứu

T của T ta có thể xem MF là một phần tử với các thông số đặc trưng có T như cường độ hỏng hóc, thời gian phục hồi, xác suất để MF làm việc an toàn trong khoảng thời gian quy định…đã được xác định

a số phần tử của hệ thống là phần tử phục hồi Tính phục hồi của phần tử thể hiện khả năng ngăn ngừa phát triển và loại trừ sự cố như sách lược Bảo quản định kỳ (BQ K) hoặc sữa chữa phục hồi khi sự cố

1.1.2 Cá ỉ ti độ ti ậ á p ầ tử

ác chỉ tiêu độ tin cậy lưới phân phối được đánh giá khi dùng 3 khái niệm cơ bản, đó là cường độ mất điện trung bình (do sự cố hoặc theo kế hoạch), thời gian mất điện (sữa chữa) trung bình t, thời gian mất điện hằng năm trung bình T của phụ tải

1.1.2.1 Đối với phần tử không phục hồi

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

gian phục vụ (là đại lượng ngẫu nhiên), vì thời điểm hỏng của phần tử là ngẫu nhiên không biết trước

a Thời gian vận hành an toàn

iả sử ở thời điểm t = 0 phần tử bắt đầu làm việc và đến thời điểm t = phần tử bị

sự cố, khoảng thời gian t = được gọi là thời gian làm việc an toàn của phần tử là một đại lượng ngẫu nhiên có thể nhận mọi giá trị trong khoảng 0

iả thiết trong khoảng thời gian khảo sát t, phần tử xảy ra sự cố với xác suất Q(t) Khi đó ta có hàm phân bố:

Q(t) = P { < t} (1.1) ghĩa là phần tử bị sự cố trong khoảng thời gian t vì P{ < t} là xác suất phần tử làm việc an toàn trong khoảng thời gian nhỏ hơn khoảng thời gian khảo sát t iả thiết Q(t) liên tục và tồn tại một hàm mật độ xác suất q(t) được xác định theo biểu thức sau:

dQ(t)q(t)

(1.2)

0Δt

Δt)tτP(tΔt

1lim

=q(t)

Từ đó ta có:

dtq(t)t0

Q(t)

(1.4)

Q(0) = 0 ; Q( ) =1

b Độ tin cậy của phần tử

Bên cạnh hàm phân phối Q(t) mô tả xác xuất sự cố của phần tử, thường sử dụng hàm P(t) để mô tả độ tin cậy của phần tử theo định nghĩa:

'P

t

q(t)dtP(t)

t)Δt)/τt

τP(tΔt

1lim

=λ(t)

(1.7)

P(t < t+ t / > t ): Là xác suất để phần tử bị sự cố trong khoảng thời gian từ t đến (t+ t) với điều kiện phần tử đó đã làm việc tốt đến thời điểm t

ọi A là sự kiện phần tử bị sự cố trong khoảng thời gian từ t đến t

B là sự kiện phần tử đã làm việc tốt đến thời điểm t

Theo lý thuyết xác suất, xác suất giao giữa 2 sự kiện A và B là: P(A B) = P(A).P(B/A) = P(B).P(A/B)

Hay là : P(A/B) =

P(B)

B)P(A

1

t

Hình 1.1: Đồ thị xác suất

P(A/B) =

P(B)P(A)

P(t < t+ t/ > t ) =

t)P(τ

Δt)tτP(t

0Δt

t)P(τ

Δt)tτP(t.Δt

1limλ(t)

0Δt

t)P(τ

1Δt)

tτ.P(tΔt

1limλ(t)

(t) =

Q(t)1

q(t)P(t)

q(t)

(1.8) ông thức (1.9) cho ta quan hệ giữa 4 đại lượng: ường độ sự cố (t), hàm mật độ

q(t), hàm phân bố Q(t), và độ tin cậy P(t)

Theo (1.7) ta đã có :

P’(t) = - q(t) = - (t).P(t) => λ(t).P(t)

dtdP(t)

t

0

t0

lnP(t)

lnP(0)lnP(t)

λ(t).dtP(t)

dP(t)

λ(t).dtP(t)

λ(t)dte

P(t) (1.9)

ây là công thức cơ bản cho phép tính được độ tin cậy của phần tử không phục hồi

khi đã biết cường độ sự cố, còn cường độ sự cố này được xác định nhờ phương pháp

thống kê quá trình sự cố của phần tử trong quá khứ

ối với T thường sử dụng điều kiện:

(t) = = hằng số (thực tế nhờ BQ K)

Do đó: P(t) = e- t

q(t) = .e- t

Một trong những lĩnh vực cần quan tâm khi nghiên cứu độ tin cậy của phần tử (hoặc của hệ) là xác định quan hệ của cường độ sự cố theo thời gian

Theo nhiều số liệu thống kê thấy rằng quan hệ của cường độ sự cố với thời gian thường có dạng như hình vẽ sau:

ường cong cường độ sự cố được chia làm 3 giai đoạn (hình 1.2a)

- Miền : Mô tả giai đoạn chạy thử của phần tử hững sự cố ở giai đọan này thường do chế tạo, vận chuyển Tuy giá trị (t) ở giai đoạn này cao nhưng thời gian kéo dài nhỏ hờ chế tạo và nghiệm thu có chất lượng, giá trị cường độ sự cố trong giai đoạn này có thể giảm nhiều

- Miền : Mô tả giai đoạn sử dụng bình thường của phần tử ây cũng là giai đoạn chủ yếu của tuổi thọ phần tử Ở giai đoạn này, các sự cố thường xảy ra ngẫu nhiên, đột ngột do nhiều nguyên nhân khác nhau, vì vậy thường giả thiết cường độ sự cố bằng hằng số

- Miền : Mô tả giai đoạn làm việc của phần tử khi đã già cỗi Khi này những sự

cố thường xảy ra ngẫu nhiên còn do tính tất yếu của hiện tượng thoái hoá, già cỗi iá trị cường độ sự cố trong giai đoạn này là hàm tăng theo thời gian (xảy ra sự cố khi t tiến đến vô cùng)

ối với các phần tử phục hồi như ở hệ thống điện, các phần tử này có các bộ phận luôn bị già hóa nên (t) luôn là hàm tăng nên phải áp dụng các biện pháp bảo dưỡng định kỳ (BD K) để phục hồi độ tin cậy của phần tử Sau khi bảo dưỡng định kỳ, phần

tử lại có độ tin cậy như ban đầu Bảo dưỡng định kỳ làm cho cường độ sự cố có giá trị quanh một giá trị trung bình tb (h 1.2b)

t

Hình 1.2a

(1)

(2)

tb

Hình 1.2b

Thời điểm bảo dưỡng

t

λ(t) λ(t)

Hình 1.2: Đường cong cường độ sự cố

Khi xét khoảng thời gian dài ta có thể xem:

(t) = tb = const để tính toán độ tin cậy

Tổng quát có thể hình dung quan hệ (t) theo thời gian như là sự hợp thành của hai quá trình mâu thuẫn (1) và (2) diễn ra đối với phần tử (hình 1.2a)

Quá trình biểu diễn bằng đường (1) trên hình vẽ mô tả các kết quả điều khiển, quản

lý, sửa chữa phần tử, nhằm mục đích làm giảm cường độ sự cố, kéo dài tuổi thọ cho phần tử

Quá trình biểu diễn bằng đường (2) trên hình vẽ mô tả kết quả tác động của ngoại cảnh đến phần tử, dẫn đến làm tăng cường độ sự cố lên, giảm tuổi thọ và làm tan rã phần tử

d Thời gian trung bình làm việc an toàn của phần tử T lv

Tlv được định nghĩa là giá trị trung bình của thời gian làm việc an toàn dựa trên số liệu thống kê về của nhiều phần tử cùng loại, nghĩa là Tlv là kỳ vọng toán của đại lượng ngẫu nhiên :

0

t.q(t)dtE[τ[

lvT

0

P(t)dt0

P(t).t0

tdP(t)

P(t)dtdt

dt(t)tdt

'Plv

T

0

P(t)dtlv

0

λteλ

1dt0

λtelv

T

λ

1lvTKhi đó độ tin cậy của phần tử không phục hồi có dạng:

P(t) = lv

Tt

Vì đặc biệt trong hệ thống điện phần lớn các phần tử là phục hồi, nên ta tiếp tục xét một số đặc trưng độ tin cậy của phần tử có phục hồi

ối với những phần tử có phục hồi, trong thời gian sử dụng, khi bị sự cố sẽ được sửa chữa và phần tử được phục hồi Trong một số trường hợp để đơn giản thường giả thiết là sau khi phục hồi phần tử có độ tin cậy bằng khi chưa xảy ra sự cố hững kết luận ở mục trên ta đã xét đều đúng với phần tử có phục hồi khi sự làm việc của nó trong khoảng thời gian đến lần sự cố đầu tiên hưng khi xét sau lần phục hồi đầu tiên

Δt)tτP(tΔt

1limω(t)

iả thiết xác suất của thời gian làm việc an toàn Tlv của phần tử có phân bố mũ, với cường độ sự cố bằng const, khi đó khoảng thời gian giữa 2 lần sự cố liên tiếp T1, T2

Hình 1.3: Trục thời gian thông số dòng sự cố

cũng có phân bố mũ và dòng sự cố tối giản Vậy thông số của dòng sự cố là: (t) = (t) = = const

b Thời gian trung bình giữa 2 lần sự cố T lv

Là kỳ vọng toán của T1, T2,T3, ,Tn Với giả thiết T tuân theo luật phân bố mũ

Tlv = E(t) = λ

1 (1.15)

c Thời gian trung bình sửa chữa sự cố T S

TS là kỳ vọng toán của 1, 2, 3 (thời gian sửa chữa sự cố)

ể đơn giản ta cũng xem xác suất của TS cũng tuân theo phân bố mũ Khi đó tương

tự đối với xác suất làm việc an toàn của phần tử P(t) = e- t , ta có thể biểu thị xác suất

ở trong khoảng thời gian t phần tử đang ở trạng thái sự cố nghĩa là sửa chữa chưa kết

thúc Xác suất đó có giá trị:

μt e H(t) (1.16) Trong đó = 1/ TS là cường độ phục hồi sự cố [1/năm]

Từ đây có thể viết xác suất để sửa chữa được kết thúc trong khoảng thời gian t đó

là hàm xác suất:

t μ e 1 H(t) 1 G(t) (1.17)

Và hàm mật độ phân bố xác suất là:

μtμedt

dG(t)g(t) (1.18)

ếu phần tử có tính sửa chữa cao thì TS càng nhỏ ( càng lớn) nghĩa là chỉ sau một khoảng thời gian ngắn phần tử đã có thể khôi phục lại khả năng làm việc

μsTlvTlv

T

A (1.19)

A chính là xác suất duy trì sao cho ở thời điểm khảo sát bất kỳ, phần tử ở trạng thái làm việc (đôi khi còn gọi là xác suất làm việc của phần tử)

e Hàm tin cậy của phần tử R(t)

Là xác suất để trong khoảng thời gian t khảo sát phần tử làm việc an toàn với điều

kiện ở thời điểm đầu (t = 0) của khoảng thời gian khảo sát đó, phần tử đã ở trạng thái

làm việc Vậy R(t) là xác suất của giao 2 sự kiện:

Trong tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy theo IEEE 1366, ý nghĩa của các thông

số, hỉ tiêu trong công thức tính toán như sau:

i: biểu thị một sự kiện ngừng cấp điện

ri: thời gian khôi phục đối với mỗi sự kiện ngừng cấp điện

CI: tổng số lần mất điện khách hàng của hệ thống

CMi: số phút khách hàng bị ngừng cấp điện

IMi: số lần ngừng cấp điện thoáng qua

IME: số sự kiện ngừng cấp điện thoáng qua

Ni: số khách hàng bị ngừng cấp điện vĩnh cửu đối với sự kiện i

Nmi: số khách hàng bị ngừng cấp điện thoáng qua đối với sự kiện i

NT: tổng số khách hàng phục vụ cho các khu vực

Li: tải bị cắt đối với một sự kiện ngừng cấp điện

LT: tổng tải được cung cấp

CN: tổng số khách hàng có một lần ngừng cấp điện vĩnh cửu trong thời kỳ

báo cáo

CNT(k>n): Tổng số khách hàng có hơn n lần ngừng cấp điện vĩnh cửu và sự

kiện ngừng cấp điện vĩnh cửu trong thời kỳ báo cáo

k: số lần ngừng cấp điện thể hiện bởi một khách hàng riêng lẻ trong thời

kỳ báo cáo

TMED: giá trị ngưỡng để xác định ngày sự kiện đặc biệt

1.1.3.1 Các chỉ tiêu ngừng cấp điện vĩnh cửu

1.1.3.1.1 Chỉ tiêu tần suất ngừng cấp điện trung bình hệ thống SAIFI

hỉ tiêu tần suất ngừng cấp điện trung bình của hệ thống cho biết trung bình một

khách hàng bị ngừng cấp điện vĩnh cửu bao nhiêu lần trong thời kỳ báo cáo (thưòng là

trong một năm)

Về mặt toán học, SAIFI được xác định như sau:

SAIFI =

Tổng số lần mất điện khách hàng của hệ thống

(1.21) Tổng số khách hàng của hệ thống

ông thức tính toán :

T T

i

N

CI N

N

Trong đó:

Ni : số khách hàng bị ngừng cấp điện vĩnh cửu đối với sự kiện i

NT : tổng số khách hàng được cấp điện, được xác định bằng tổng số khách

hàng của hệ thống phân phối

CI : tổng số lần mất điện khách hàng của hệ thống

1.1.3.1.2 Chỉ tiêu thời gian ngừng cấp điện trung bình hệ thống (SAIDI)

hỉ tiêu thời gian ngừng cấp điện trung bình của hệ thống cho biết trung bình

một khách hàng bị ngừng cấp điện vĩnh cửu bao nhiêu giờ trong thời kỳ báo cáo

(thưòng là trong một năm)

(1.23) Tổng số khách hàng của hệ thống

Công thức tính toán :

T T

i i

N

CMI N

N r

1.1.3.1.3 Chỉ tiêu thời gian ngừng cấp điện trung bình của khách hàng (CAIDI)

CAIDI = Tổng số giờ mất điện khách hàng của hệ thống

(1.25) Tổng số khách hàng bị ngừng cấp điện

Công thức tính toán :

SAIFI

SAIDI N

N r CAIDI

i

i i

(1.26)

1.1.3.1.4.Chỉ tiêu tổng thời gian ngừng cấp điện trung bình khách hàng (CTAIDI)

CTAIDI = Tổng số giờ mất điện khách hàng của hệ thống

(1.27) Tổng số khách hàng có một lần ngừng cấp điện

Công thức tính toán :

CN

N r CTAIDI i i (1.28)

Tổng số khách hàng có một lần ngừng cấp điện được xác định bằng cách cộng

dồn tất cả các khách hàng có bị ngừng điện Mỗi khách hàng được tính chỉ 1 lần bất kể

có 1, 2 hay nhiều lần bị ngừng điện

Tổng số khách hàng có một lần ngừng cấp điện cùng có thể được xác định bằng tổng số khách hàng của hệ thống trừ đi số khách hàng của hệ thống không bị ngừng điện

1.1.3.1.5 Chỉ tiêu tần suất ngừng cấp điện trung bình khách hàng (CAIFI)

hỉ tiêu tần suất ngừng cấp điện trung bình của khách hàng cho biết số lần bị

ngừng cấp điện vĩnh cửu trung bình đối với một khách hàng có bị ngừng cấp điện

CAIFI = Tổng số lần mất điện khách hàng của hệ thống (1.29)

Tổng số khách hàng có bị ngừng cấp điện Công thức tính toán:

CN

N

1.1.3.1.6 Chỉ tiêu sẵn sàng cấp điện trung bình (ASAI)

hỉ tiêu sẵn sàng cấp điện trung bình cho biết phần trăm về thời gian khách hàng được cấp điện so với tổng số giờ khách hàng yêu cầu

(1.31) Tổng số giờ khách hàng yêu cầu

Công thức tính toán:

T

n k n

N

CN CEMI ( ) (1.34)

1.1.3.2 Các chỉ tiêu dựa theo phụ tải

ác chỉ tiêu đưa ra ở phần này dựa trên phụ tải hơn là khách hàng bị ảnh hưởng

AS F đôi khi được sử dụng để đo lường tính năng hệ thống phân phối cung cấp số lượng khách hàng ít, phụ tải tập trung lớn như các khách hàng công nghiệp, thương mại Về lý thuyết, nếu tải phân bố đồng nhất, AS F giống như SA F

1.1.3.2.1 Chỉ tiêu tần suất ngừng cấp điện trung bình hệ thống (ASIFI)

ác chỉ tiêu đưa ra ở phần này dựa trên phụ tải hơn là khách hàng bị ảnh hưởng

AS F đôi khi được sử dụng để đo lường tính năng hệ thống phân phối cung cấp số lượng khách hàng ít, phụ tải tập trung lớn như các khách hàng công nghiệp, thương mại Về lý thuyết, nếu tải phân bố đồng nhất, AS F giống như SAIFI

ASIFI = Tổng số lần mất phụ tải của hệ thống

(1.35) Tổng số phụ tải của hệ thống

ác chỉ tiêu đưa ra ở phần này dựa trên phụ tải hơn là khách hàng bị ảnh hưởng

ASIDI = Khoảng thời gian phụ tải bị ngừng cấp điện

(1.37) Tổng số phụ tải được cung cấp

Công thức tính toán:

T

i i

L

L r ASIDI (1.38)

1.1.3.3 Các chỉ tiêu đối với ngừng điện thoáng qua

1.1.3.3.1 Chỉ tiêu tần suất ngừng cấp điện trung bình thoáng qua (MAIFI)

(1.39) Tổng số khách hàng của hệ thống

Công thức tính toán:

T

mi i

N

N IM

Công thức tính toán:

T

mi E E

N

N IM

1.1.3.3.3 Chỉ tiêu tần suất trung bình sự kiện ngừng điện thoáng qua (MAIFI E )

CEMSMIn =

Tổng số khách hàng có hơn n lần ngừng cấp

Tổng số khách hàng của hệ thống Công thức tính toán:

T

n k n

N

CNT

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY [1], [2]

ể đánh giá TC của các sơ đồ cung cấp điện, ta cần phải khảo sát những chỉ tiêu định lượng cơ bản về TC của các sơ đồ nối điện khác nhau của hệ cung cấp điện 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, …

Các phương pháp phổ biến hiện nay thường dùng để giải tích TC 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 toán T của nguồn điện Phương pháp cây hỏng hóc lại thích hợp cho bài toán T của các nhà máy điện Phương pháp Mote - arlo cho phép xét đến nhiều yếu tố trong đó có tác động vận hành đến chỉ tiêu T

và được sử dụng chủ yếu cho giải tích độ tin cậy của hệ thống điện ối với độ tin cậy của lưới điện thường sử dụng kết hợp phương pháp không gian trạng thái với phương pháp đồ thị giải tích

CHƯƠNG 2 HIỆN TRẠNG VÀ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN THUỘC ĐIỆN LỰC

TUYÊN HÓA

2 1 HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC TUYÊN HÓA

2.1.1 Gi i t iệ l i điệ tr đị b Điệ lự Tuyên Hóa q ả lý

Tuyên Hóa là huyện miền núi Tuyên óa, nằm ở phía Tây Tỉnh Quảng Bình, như hình 2.1 ịa hình Tuyên Hóa khá phức tạp, bị chia cắt mạnh bởi các khối núi và sông suối chằng chịt trong các thung lũng nhỏ hẹp úi ở đây có độ dốc rất lớn, dễ gây sạt lở

Khối lượng lưới điện do iện lực Tuyên óa quản lý Bảng 2.1:

Bảng 2.1: Khối lượng Điện lực Tuyên Hóa quản lý

- Tổng số công tơ: 20.122 công tơ

Lưới điện iện lực Tuyên Hóa nhận điện lưới từ các TBA 110kV Tuyên Hóa, Văn óa, Sông ianh ác TBA 110kV cấp điện cho iện lực Tuyên Hóa qua các xuất tuyến như sau:

TBA 110kV Tuyên Hóa: gồm các xuất tuyến 471 ồng Lê, 472 ồng Lê

TBA 110kV Văn óa: gồm các xuất tuyến 475 Văn óa

TBA 110kV Sông Gianh: cấp điện trạm trung gian Minh ầm qua XT 371 Sông ianh: 471 Minh ầm và 472 Minh ầm

2.1 2 Đặ điểm [3]

- Lưới điện phân phối iện lực Tuyên Hóa chủ yếu là lưới hình tia, trải dài phân bố qua nhiều địa hình ( 85% miền núi, 15% trung du) phần lớn được tiếp nhận từ lưới điện trung áp nông thôn

ác thiết bị sau được sử dụng nhiều trên lưới điện phân iện lực Tuyên Hóa

+ ầu chì tự rơi (F O)

+ Dao cách ly (DCL)

+ Dao phụ tải (DPT tiếp điểm kín và DPT tiếp điểm hở)

+ Máy cắt

+ Thiết bị tự đóng lặp lại RE LOSER

Cầu chì tự rơi – FCO (Fuse Cut Out): Là thiết bị điện dùng để đóng cắt, bảo vệ

cho các trạm biến áp có công suất bé (công suất dưới 4200 kVA), hoặc các đường dây nhánh rẽ có công suất bé (có dòng làm việc lớn nhất dưới 75A)

ấu tạo của cầu chì tự rơi (Hình 2.2) gồm: Vỏ cách điện bằng sứ, cơ cấu tự rơi,

cơ cấu khoá và ống cầu chì Ống cầu chì được chế tạo bằng vật liệu chịu nhiệt, ở lớp trong có ống dập hồ quang (amiăng), có thể ngăn ngừa cho ống khỏi bị cháy, đồng thời khi dây chảy bị đứt sẽ sản sinh ra chất khí giúp cho việc dập tắt hồ quang ầu tiếp xúc động dẫn điện ở hai đầu ống được cố định nhờ lực căng của dây chảy sau khi được kéo căng Khi dây chảy bị đứt, đầu ống tiếp xúc sẽ tách khỏi má tiếp xúc cố định và rơi xuống một cách nhanh chóng

Hình 2.2: Cầu chì tự rơi

Dao cách ly – DS (Disconnector Switch): Là thiết bị đóng cắt làm nhiệm vụ tạo

khoảng cách an toàn trong lưới điện như hình 2.3 Dao cách ly chỉ đóng cắt khi không tải, hoặc các dòng nhỏ không đáng kể (ví dụ như dòng dung các thanh cái hoặc biến điện áp), hoặc các dòng điện lớn hơn khi không có điện áp đáng kể xuất hiện giữa các đầu cực dao cách ly

Vì chức năng của dao cách ly là tạo khe hở cách ly, giúp nhân viên vận hành làm việc an toàn, nên điện áp chịu đựng của khe hở (giữa hai má dao cách ly ở trạng thái cắt) lớn hơn 15% so với điện áp đến đất

Dao cách ly có thể đặt trong nhà hay ngoài trời ác dao cách ly thường được điều khiển đóng cắt bằng tay tại chỗ, hoặc có thể điều khiển đóng cắt từ xa bằng các môtơ điện

Hình 2.3: Dao cách ly (DCL)

Dao cắt có tải - LBS (Load Break Switch): Dao cắt có tải (Hình 2.4) là dạng

phát triển của dao cách ly thông thường, với công nghệ chế tạo tiếp điểm và phương pháp xử lý hồ quang, cho phép thao tác đóng cắt với dòng điện làm việc của lưới đi qua nó ở các chế độ vận hành bình thường trong điều kiện nhất định

Tuy nhiên do dao cắt có tải không cắt được dòng ngắn mạch nên cấu tạo buồng cắt thường đơn giản

Về lĩnh vực an toàn có thể phân biệt dao cắt có tải làm hai loại:

+ Dao cắt có tải tiếp điểm hở

Hình 2.4: Dao cắt có tải tiếp điểm hở

+ Dao cắt có tải tiếp điểm kín: có cấu tạo như hình 2.5

Hình 2.5: Dao cắt có tải tiếp điểm kín

Máy cắt tự động đóng lặp lại ACR (Automatic Circuit Recloser) gọi tắt là

Recloser: Recloser có tên gọi đầy đủ theo tiêu chuẩn A S 37.100-1981 là

Automatic Circuit Recloser, hình 2.6

Recloser là thiết bị tự điều khiển dùng để cắt, đóng lại tự động một mạch điện xoay chiều với một chu trình mở, đóng lại định trước, cùng với các chức năng khôi phục, giữ trạng thái đóng hay cắt hẳn

Về nguyên lý hoạt động, Recloser là một thiết bị tự điều khiển với các mạch chức năng cần thiết để cảm biến các quá dòng điện, định thời gian và cắt các sự cố quá dòng điện, sau đó tự động đóng để cấp điện trở lại ếu sự cố vĩnh cửu, Recloser sẽ cắt hẳn sau một số lần thao tác đóng cắt cài đặt trước (nhiều nhất là 4 lần) để cách ly phần

tử bị sự cố ra khỏi hệ thống hư vậy, Recloser không những giúp phát hiện và cô lập vùng sự cố mà còn nâng cao độ tin cậy cung cấp điện

Hình 2.6: Recloser của ShinSung và tủ điều khiển SEL 351

2.1 3 P ụ tải

Khu vực iện lực Tuyên Hóa quản lý thì phụ tải thường xuyên biến động theo mùa và thời gian: vào mùa hè thì tải tăng trưởng cao do nhu cầu sử dụng tuy nhiên vào mùa đông thì tải lại giảm mạnh khiến cho các TBA vận hành non tải ặc biệt, vào dịp tết Nguyên án thì nhu cầu phụ tải tăng rất cao, gây quá tải cục bộ tại một số TBA phụ tải khu vực Thị trấn ồng Lê và các xã Mai Hóa, Tiến Hóa

Thông số kỹ thuật chính của các xuất tuyến trung áp, các trạm biến áp thuộc tuyến theo bảng 2.2:

Bảng 2.2: Khối lượng các xuất tuyến 22kV Điện lực Tuyên Hóa quản lý

TT X ất t ế

Tổ

iề dài (km)

L ại â Trạm biế áp Dây

trầ (km)

Dâ b (km)

l ợ

Công

ất đặt (KVA)

Phương thức kết dây ở chế độ vận hành bình thường:

TBA 110kV Tuyên Hóa:

+ T2-25000 kVA-110/35/22kV cấp tải cho các xuất tuyến 22, 35kV cụ thể như sau:

- Xuất tuyến 471, 472 nhận nguồn từ thanh cái 41

TBA 110kV Văn óa:

+ T1-25000 kVA-110/35/22kV cấp tải cho các xuất tuyến 22, 35kV cụ thể như sau:

- Xuất tuyến 475 nhận nguồn từ thanh cái 41

Trạm trung gian Minh ầm:

+ T1-32000 kVA-35/22kV cấp tải cho các xuất tuyến 22, 35kV cụ thể như sau:

- Xuất tuyến 471, 472 nhận nguồn từ thanh cái 41

Sơ đồ nguyên lý các xuất tuyến của iện lực Tuyên Hóa được trình bày ở hình 2.7

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý lưới điện phân phối Điện lực Tuyên Hóa

2 2 ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN ĐÃ THỰC HIỆN CỦA ĐIỆN LỰC TUYÊN HÓA

Theo quy định của Tổng công ty iện lực miền trung, độ tin cậy của lưới điện phân phối được đánh giá qua chỉ tiêu suất sự cố (cường độ mất điện trung bình do sự cố), được phân theo đường dây và trạm biến áp, chia thành sự cố thoáng qua và sự cố vĩnh cửu hỉ tiêu Tổng Công ty iện lực miền Trung giao cho các công ty điện lực thành viên theo lộ trình đến năm 2020 như Bảng 2.3

Bảng 2.3: Kế hoạch EVNCPC giao cho Công ty Điện lực Quảng Bình đến năm

(lầ )

SAIDI (phút)

SAIFI (lầ )

MAIFI (lầ )

SAIDI (phút)

SAIFI (lầ )

MAIFI (lầ )

SAIDI (phút)

SAIFI (lầ )

Bảng 2.4: Thực hiện độ tin cậy của Điện lực Tuyên Hóa năm 2015-2018

N ậ xét

Từ Bảng 2.4 cho thấy: năm 2015 đến năm 2017: các chỉ tiêu T có xu hướng giảm dần đều theo từng năm Việc chỉ tiêu giảm cho thấy các giải pháp nâng cao T hiện nay đều đã phát huy được hiệu quả, tuy nhiên vẫn chưa ổn định, các chỉ số độ tin cậy chưa đạt mục tiêu của ông ty iện lực Quảng Bình giao Do đó, cần có đề xuất các giải pháp để tiếp tục cải thiện T trong thời gian tới

Số liệu thống kê cho thấy các chỉ số SA D , SA F , MA F cao, thời gian mất điện nhiều do nhiều nguyên nhân chủ quan cũng như khách quan Do vậy việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện là điều hết sức quan trong trong thời điểm hiện nay Mục tiêu của đề tài là sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán và đánh giá các chỉ tiêu độ tin cậy lưới điện hiện trạng của iện lực Tuyên óa thông qua các chỉ

số SA F , SA D , A D Từ đó đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy làm việc của lưới điện iện lực Tuyên óa

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY CHO LƯỚI ĐIỆN ĐIỆN LỰC TUYÊN HÓA BẰNG PHẦN Ề P /ADEPT

3 1 GIỚI THIỆU PHẦN Ề P /ADEPT [4]

ùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, ngày nay hàng loạt các

sản phẩm phần mềm hữu hiệu phục vụ cho việc tính toán, phân tích lưới điện lần lượt

ra đời ặc biệt là một số phần mềm tính toán, phân tích và đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối như Delphi, Visual Basic, PSS/ADEPT

iện nay, Tập đoàn iện lực Việt am đang sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán các chế độ vận hành, tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối

Productivity Tool) của hãng Shaw Power Technologies - USA là phần mềm phục vụ cho việc quy hoạch, thiết kế và phân tích hệ thống điện PSS/ADEPT có giao diện thân thiện với người sử dụng, các phím chức năng được thể hiện trên các thanh công cụ giúp người sử dụng dễ thao tác và sử dụng hơn

3.1.1 C ứ ă ơ bả ủ p ầ mềm

Phần mềm PSS/ADEPT (The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) là công cụ phân tích lưới điện phân phối với các chức năng sau:

- Tính phân bố công suất (Load Flow - module có sẵn): phân tích và tính toán điện áp, dòng điện, công suất trên từng nhánh và từng phụ tải cụ thể

- ặt tụ bù tối ưu CAPO (Optimal Capacitor Placement): tìm ra những điểm tối

ưu để đặt các tụ bù cố định và tụ bù ứng động (điều khiển được) sao cho tổn thất công suất trên lưới là nhỏ nhất

- Tính ngắn mạch (All Fault- module ): tính toán ngắn mạch tại tất cả các nút trên lưới, bao gồm các loại ngắn mạch như ngắn mạch 1 pha, 2 pha và 3 pha

- Tìm điểm mở tối ưu TOPO (Tie Open Point Optimization): tìm ra những điểm phân đoạn, liên kết lưới điện để đường dây có tổn hao công suất nhỏ nhất và đó chính

là điểm dừng tối ưu lưới điện trong mạnh vòng 3 pha

- Tính toán các thông số của đường dây (Line Properties ulculator): tính toán các thông số của đường dây truyền tải

- Tính toán phối hợp và bảo vệ ( Protection and Coordination)

- Phân tích sóng hài (Hamornics): phân tích các thông số và ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới

- Tính độ tin cậy trên lưới điện (DRA- Distribution Reliability Analysis): tính toán các thông số độ tin cậy trên lưới điện như SA F , SA D , A F ,

A D …

3.1.2 Cá ử ổ ứ ụ ủ P /ADEPT

* Cử ứ ụ ủ P /ADEPT b ồm iề t p ầ í

- Cử ổ View: bao gồm các thông tin cho các ứng dụng, đồ họa và 3

cửa sổ chính để thiết kế và phân tích một sơ đồ mạch diện (xem hình ….)

+ Diagram View: là cửa sổ chính trong ứng dụng của PSS/ADEPT ó

luôn xuất hiện khi chúng ta bắt đầu một ứng dụng, tạo một sơ đồ lưới xuất thông

số cụ thể

+ Equipment List View : ác chức năng trong cửa sổ này được trình bày

một cách trật tự và dễ hiểu khi sử dụng

+ Progress View: iển thị các thông báo khi chương trình thực hiện Các

thông báo này có thể là những thông báo lỗi hay những cảnh báo về một hoạt động của chương trình, và cũng có thể là kết quả hiển thị khi thực thi một chức năng tính toán cụ thể như tính phân bố công suất, tính ngắn mạch, tính toán khởi động động

cơ

+ Report Preview: iển thị các kết quả sau khi phân tính và tính toán một

bài toán cụ thể, từ đây ta có thể in ấn các kết quả này một cách dễ dàng thông qua File\Print

- Thanh trạng thái (StatusBar): để hiển thị thông tin trạng thái của chương

trình khi PSS/ADEPT đang tính toán

- Thanh menu chính (Main Menu): gồm các hàm chức năng trong

PSS/ADEPT

- Thanh công cụ (ToolBar): cung cấp công cụ giúp cho việc vẽ sơ đồ mạch

điện thực hiện nhanh chóng và dễ dàng

3.1.3 Dữ liệ p ụ vụ tí t á độ ti ậ

- Sơ đồ nguyên lý lưới điện: Sơ đồ nguyên lý 1 sợi, sơ đồ vận hành, các phương thức vận hành

- Số liệu tính toán: gồm số liệu Quản lý Kỹ thuật và kinh doanh của các tuyến dây nổi, cáp ngầm trung thế và trạm biến áp, cụ thể là:

Thông số quản lý kỹ thuật của đường dây và thiết bị như: Tiết diện, khoảng cách chiều dài, thông số dây dẫn, máy biến áp, thiết bị bảo vệ đóng cắt, tụ bù, máy điều áp,…

Thông số vận hành, đo đạc định kỳ của đơn vị: ác thông số vận hành dòng, áp, cos , công suất,…

họn nút lệnh mục onstruction dictionnary để chọn thư viện dây

+ họn file Exemple\pti.con

+ họn OK

-Xác định thông số thuộc tính của lưới điện: Khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT thiết lập ngay từ đầu các thuộc tính của lưới điện như: iện áp qui ước là điện áp pha hay điện áp dây và trị số, tần số, công suất biểu kiến cơ bản……

Cách thao tác: Vào meu File\ Network Properties (hộp thoại etwork Properties) iao diện etwork Properties như hình 3.2

* B 2 Tạ ơ đồ

Vẽ sơ đồ lưới điện cần tính toán vào chương trình PSS/ADEPT

ập nhật số liệu đầu vào cho sơ đồ lưới điện: Từ số liệu quản lý kỹ thuật của iện lực Tuyên Hóa ta lần lượt nhập vào các giá trị thuộc tính của các phần

tử như sau:

- Số liệu cần chuẩn bị nhập vào nút nguồn-Source:

Hình 3.2: Hộp thoại network properties

Tên nguồn, điện áp nguồn , công suất định mức cơ bản của nguồn, các giá trị điện trở, điện kháng thứ tự thuận, nghịch, zero… hư hình 3.3

liệ ầ ẩ bị ập v nút:

Tên vị trí đặt, điện áp định mức, tọa độ, kiểu nút… như hình 3.4

- liệ ầ ẩ bị ập v đ ạ dây:

Hình 3.3: Hộp thoại thuộc tính nút Source

Hình 3.4: Hộp thoại thuộc tính nút tải

Tên đoạn, số pha, chiều dài, dòng định mức, loại dây, thông số đường dây (điện trở-kháng trở thứ tự thuận-nghịch-không),… như hình 3.5.

Hình 3.5: Hộp thoại thuộc tính đoạn đường dây