TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC PHONG ĐIỀN

Lý do chọn đề tài: Do đặc điểm địa lý cũng như sự phân bố dân cư của tỉnh Thừa Thiên Huế nói chung, huyện Phong Điền nói riêng là trải dài từ miền núi đến vùng biển nên đặc điểm của lướ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Họ và Tên: THÂN NGUYÊN KHÁNH LỘC

Giảng viên hướng dẫn: TS PHAN ĐÌNH CHUNG

DUT.LRCC

Công trình được hoàn thành tại TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS PHAN ĐÌNH CHUNG

Phản biện 1: TS Trần Vinh Tịnh

Phản biện 2: TS Lê Hữu Hùng

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ ngành Kỹ thuật

Điện họp tại Trường Đại học Bách khoa vào ngày 30 tháng 11 năm 2019

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

 Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách khoa

 Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

DUT.LRCC

MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài:

Do đặc điểm địa lý cũng như sự phân bố dân cư của tỉnh Thừa Thiên Huế nói chung, huyện Phong Điền nói riêng là trải dài từ miền núi đến vùng biển nên đặc điểm của lưới điện phân phối 22kV được phân bố trên diện rộng, đi qua nhiều địa hình phức tạp có nhiều cây cối, bán kính cấp điện lớn, và một số xuất tuyến trung áp chưa có kết nối mạch vòng, kết cấu lưới điện chưa phù hợp … vì vậy số lần mất điện nhiều, thời gian mất điện lớn, thời gian xử lý sự cố kéo dài

Để thực hiện cung cấp điện đảm bảo chất lượng điện năng, an toàn và liên tục; cũng

như đáp ứng được chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện của Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế

đã giao cho Điện lực Phong Điền thì việc tính toán và đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền là vô cùng cấp thiết

II Mục tiêu nghiên cứu:

 Tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền hiện trạng

 Đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền hiện trạng (theo kết quả tính toán)

 Đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền

 Tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền sau áp dụng giải pháp

 Đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất để lựa chọn giải pháp tối ưu nhất

III Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

 Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Độ tin cậy của lưới điện phân phối

 Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền trong trường hợp lưới điện bị sự cố

IV Phương pháp nghiên cứu:

- Xây dựng sơ đồ độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền;

 Thống kê và tính toán và đánh giá chỉ tiêu độ tin cậy hiện trạng;

 Đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền;

 Tính toán chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện sau khi áp dụng các giải pháp So sánh

và lựa chọn phương pháp tối ưu nhất để áp dụng trên lưới điện thuộc Điện lực Phong Điền quản lý

V Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Trước những yêu cầu ngày càng cao về cung cấp điện đảm bảo chất lượng, an toàn

và liên tục, việc tính toán độ tin cậy cung cấp điện và xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền là yêu cầu rất cần thiết đối với thực tế

DUT.LRCC

GVHD: TS PHAN ĐÌNH CHUNG Tóm tắt luận văn thạc sĩ

- Từ kết quả tính toán của đề tài, đánh giá được độ tin cậy cung cấp điện của lưới

điện phân phối Điện lực Phong Điền trong trường hợp lưới điện bị sự cố nhằm định lượng

được tính liên tục cung cấp điện, từ đó đề xuất những giải pháp hợp lý nhất về mặt kinh

tế, kỹ thuật, cũng như quản lý vận hành; đảm bảo độ tin cậy của lưới điện ngày càng được nâng cao, đáp ứng nhu cầu phát triển chung của xã hội

VI Dàn ý nội dung chính:

Căn cứ mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, luận văn được bố cục gồm 4 chương

Phần mở đầu

- Lý do chọn đề tài:

- Mục tiêu nghiên cứu:

- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Phương pháp nghiên cứu:

- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Chương 1: Tổng quan về độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền Chương 2: Các phương pháp tính toán độ tin cậy trong hệ thống điện

Chương 3: Tính toán, đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền hiện trạng

Chương 4: Các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực

Phong Điền

Kết luận và kiến nghị DUT.LRCC

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

ĐIỆN LỰC PHONG ĐIỀN 1.1 Đặc điểm của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền

1.1.1 Đặc điểm tự nhiên xã hội:

Địa hình Phong Điền trên nét chung là hình ảnh thu gọn của địa hình tỉnh Thừa Thiên Huế, có đầy đủ cả núi đồi, đồng bằng, đầm phá và bờ biển Đó là kết quả của một quá trình biến đổi không ngừng của bộ phận lãnh thổ thuộc sườn Đông Trường Sơn từ hàng trăm triệu năm về trước đến nay

- Lưới điện phân phối thuộc Điện lực Phong Điền được trải dài ở nhiều khu vực gồm: 09 xã và 01 thị trấn thuộc huyện Phong Điền trong đó có 01 khu phụ tải tập trung là Khu Công nghiệp (KCN) Phong Điền

1.1.2 Đặc điểm của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền:

- Lưới điện của Điện lực Phong Điền như phụ lục 1 là lưới điện phân phối mạch vòng, vận hành hở

- Quy mô lưới điện:

+ Đường dây trung áp: 217 km, gồm 5 xuất tuyến 22kV được cấp điện qua 01 TBA 110kV Phong Điền (E65), 01 xuất tuyến 22kV được cấp điện qua TBA 110kV Đồng Lâm,

02 trạm cắt được cấp điện từ 02 xuất tuyến 22kV

+ Trạm biến áp phân phối: 194 trạm biến áp với tổng dung lượng 50,498MVA + Đường dây hạ áp: 398 km

+ Tụ bù trung áp: 04 cụm với tổng dung lượng 1200 kVAr Tụ bù hạ áp: 148 cụm với tổng dung lượng 15270 kVAr, trong đó tài sản khách hàng 21 cụm với dung lượng

6300 kVAr

+ Thiết bị đóng cắt gồm :14 Recloser, 31 dao cắt phụ tải ngành điện

+ Sản lượng điện thương phẩm của Điện lực Phong Điền năm 2017 là 205,17 triệu kWh, chiếm 20,27 tổng sản lượng toàn Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế (1012 triệu kWh) Phụ tải điện của Điện lực Phong Điền gồm nhiều thành phần từ sinh hoạt, công nghiệp xây dựng, thương nghiệp, nhà hàng, nông nghiệp… với tổng số 20.819 khách hàng

1.2 Thực trạng về các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền

1.2.1 Tổng hợp sự cố và độ tin cậy thực tế trong từ năm 2014 đến năm 2018 của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền

DUT.LRCC

GVHD: TS PHAN ĐÌNH CHUNG Tóm tắt luận văn thạc sĩ

Bảng 1.1 Điện lực Phong Điền

TT Năm

Số vụ sự cố đường dây

Chạm chập, move

CSV Đứt

dây

Động vật

Thiết

bị

Tụt lèo HLT Khác

1.2.2 Thiệt hại kinh tế do ảnh hưởng của độ tin cậy hiện trạng:

- Việc mất điện sẽ gây ra các hậu quả về kinh tế và xã hội rất lớn Trên quan điểm phân loại hậu quả do mất điện, người ra chia thành 2 loại:

- Loại phụ tải mà khi mất điện thì gây ra các hậu quả mang tính chính trị, xã hội

- Loại phụ tải mà khi mất điện gây ra các hậu quả về kinh tế

1.2.3 Đánh giá về độ tin cậy hiện trạng của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền:

Nhìn chung lưới điện hiện nay có độ tin cậy thấp, thời gian mất điện thường kéo dài đặc biệt vào mùa mưa bão từ tháng tám đến tháng mười hai hàng năm Do nhu cầu về độ tin cậy cung cấp điện ngày càng cao của phụ tải cần thiết phải xây dựng các giải pháp để nâng cao độ tin cho lưới điện Phong Điền Trong chương này sẽ trình bày phần tính toán độ tin cậy cho lưới điện huyện Phong Điền, trên cơ sở số liệu tính toán để đề ra các giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cho lưới điện huyện Phong Điền

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy trên lưới điện:

a Các yếu tố chủ quan:

- Sơ đồ kết lưới phân phối: Một sơ đồ lưới phân phối hợp lý có khả năng kết nối linh hoạt

có thể giảm cường độ hỏng hóc và giảm thời gian mất điện cho phụ tải

- Chất lượng thiết bị trong lưới điện: Ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ hỏng hóc của lưới phân phối Các thiết bị đóng cắt như máy cắt điện, dao cách ly…

- Mức độ hiện đại hóa của các thiết bị điều khiển và tự động hóa: Với các thiết bị thế hệ

cũ không có khả năng điều khiển từ xa, việc điều khiển lưới mất nhiều thời gian do phải

đi thao tác tại chỗ đặt thiết bị

- Kết cấu đường dây và trạm biến áp: Thời gian sửa chữa bảo dưỡng đường dây và trạm biến áp phụ thuộc nhiều vào kết cấu, nếu kết cấu hợp lý có thể làm giảm thời gian sửa chữa phục hồi thiết bị do đó làm giảm thời gian mất điện cho các phụ tải

- Trình độ đội ngũ cán bộ, công nhân làm công tác quản lý vận hành và sửa chữa sự

cố

b Các yếu tố khách quan:

- Thiên tai, sự kiện bất khả kháng

- Môi trường: Môi trường ô nhiễm hoặc vùng ven biển cũng ảnh hưởng đến

độ bền lưới điện

1.3 Các giải pháp đã áp dụng để nâng cao độ tin cậy:

1.3.1 Đối với đường dây trung áp:

- Tăng cường công tác kiểm tra định kỳ đường dây và trạm, nâng cao chất lượng công tác thí nghiệm định kỳ thiết bị, tổ chức theo dõi lưu trữ số liệu thí nghiệm quá khứ để chẩn đoán tình trạng thiết bị

- Tăng cường công tác kiểm tra lưới điện bằng camera nhiệt Fluke Ti200 nhằm phát hiện sớm và xử lý kịp thời các vị trí tiếp xúc kém, quá tải gây phát nhiệt

DUT.LRCC

GVHD: TS PHAN ĐÌNH CHUNG Tóm tắt luận văn thạc sĩ

- Về hành lang an toàn lưới điện (HLATLĐ): Phối hợp với chính quyền địa phương và cơ quan chức năng để rà soát, thống kê chính xác các cây cao ở trong và ngoài hành lang tuyến

có khả năng ngã đổ vào đường dây, tiến hành lập phương án hỗ trợ, đền bù, vận hành động

để phát quang hành lang tuyến

- Thống kê các xuất tuyến, nhánh rẽ có chất lượng dây dẫn kém, bị lão hóa hoặc có nguy cơ quá tải dây dẫn để đưa vào kế hoạch đầu tư xây dựng hoặc sửa chữa lớn hằng năm

- Thống kê các vị trí tồn tại tiềm ẩn nguy cơ gây sự cố cao, cần xử lý gấp như: Vỡ

sứ, tiếp xúc kém gây chạm chập, khoảng cách pha đất không đảm bảo, lập phương án sửa chữa thường xuyên để xử lý hàng tháng, hàng quý

- Tính toán, phân tích và khảo sát thực tế hiện trường để đề xuất phương án lắp đặt

bổ sung hoặc hoán chuyển các thiết bị phân đoạn, xây dựng mạch liên lạc giữa các xuất tuyến trung áp nhằm vận hành linh hoạt khi bị sự cố cũng như phát huy tối đa hiệu quả của thiết bị

- Lập kế hoạch công tác bảo dưỡng ngắn hạn, trung hạn và dài hạn nhằm định hướng

và kết hợp tối đa công tác trong một lần cắt điện, hạn chế cắt điện lặp lại nhiều lần trên cùng một xuất tuyến

- Lắp đặt chụp cách điện tại đầu sứ cách điện, các đầu cực thiết bị, các vị trí tiếp xúc,

ưu tiên thực hiện trên các đoạn tuyến đi qua khu vực bụi rậm, đồng ruộng thường xuyên xảy ra sự cố do động vật, bò sát

- Sử dụng phương pháp lắp ốp tôn vào các cột điện để hạn chế nguy cơ sự cố do động vật bò sát

1.3.2 Đối với các TBA phụ tải:

a) Tổ chức công tác thí nghiệm định kỳ các TBA, đặc biệt tập trung cho các hạng mục thí nghiệm để phát hiện tình trạng thiết bị, lỗi thiết bị, hệ thống nhằm phát hiện kịp thời các sự cố tiềm ẩn có nguy cơ cao như MBA

- Thường xuyên theo dõi mức độ mang tải của các TBA phụ tải, sử dụng công cụ đo

xa DSPM (hiện nay 100% các TBA tại Điện lực Phong Điền đều đã lắp đặt hệ thống theo dõi thông số vận hành từ xa)

- Lập kế hoạch và tiến hành cân pha, sang tải tại các TBA bị lệch pha, đảm bảo I0< 15(Ia + Ib + Ic)/3 tại mọi thời điểm

b) Lập kế hoạch và triển khai thực hiện việc cắt điện để bảo dưỡng TBA phụ tải định

kỳ

- Kiểm tra định kỳ trị số tiếp đất tại các TBA, lập phương án bổ sung tiếp đất tại các

vị trí có trị số tiếp đất không đạt

- Lập kế hoạch và thực hiện thí nghiệm chống sét van theo đúng quy định

- Lắp đặt chụp cách điện đầu cực MBA tại một số TBA thường xuyên bị ngắn mạch

DUT.LRCC

đầu cực MBA (do chim, chuột, rắn …) và lắp chụp cách điện đầu cực ATM tại các TBA

có nhiều xuất tuyến

1.3.3 Đối với các thiết bị đóng cắt (TBĐC), cụm bù trung áp, tủ bù hạ áp:

- Lập kế hoạch và thực hiện thí nghiệm định kỳ (TNĐK) các TBĐC, cụm bù trung

áp, tủ bù hạ áp đầy đủ các hạng mục

- Kiểm tra, thay các ống catốt bị cong vênh, thay dây chảy vận hành lâu ngày của FCO phân đoạn, nhánh rẽ của đường dây và tại TBA, lựa chọn dây chảy phù hợp với công suất của MBA

1.3.4 Đối với ĐDHA:

- Tăng cường công tác phát quang hành lang tuyến dọc đường dây 0,4kV;

- Tiến hành tháo hạ các vị trí sử dụng cầu đồng hạ thế để đấu nối dây xuống công tơ,

sử dụng kẹp răng để thay thế

- Sử dụng camera nhiệt Fluke Ti200 để tăng cường công tác kiểm tra, phát hiện các xuất tuyến có khả năng đầy tải hoặc quá tải, đề xuất lập phương án SCTX để san tải, xử lý tiếp xúc

- Kiểm tra, thống kê các vị trí công tơ đo đếm (thùng công tơ, cầu dao, áptômát, dây dẫn về công tơ, ) vận hành lâu năm bị hư hỏng và lập kế hoạch thực hiện sửa chữa theo từng quý

- Kiểm tra công suất sử dụng điện của các khách hàng để phát hiện các trường hợp công suất tăng cao, để thay thế kịp thời hệ thống đo đếm phù hợp với công suất sử dụng

- Theo dõi tình trạng vận hành vô công, tính toán, đề xuất điều chỉnh, bổ sung tụ bù

hạ áp hợp lý nhằm nâng cao chất lượng điện năng

DUT.LRCC

GVHD: TS PHAN ĐÌNH CHUNG Tóm tắt luận văn thạc sĩ

Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 Khái niệm về độ tin cậy 1:

Định nghĩa về độ tin cậy:

"Độ tin cậy là xác suất để hệ thống (hoặc phần tử) hoàn thành nhiệm vụ yêu cầu trong khoảng thời gian nhất định và trong điều kiện vận hành nhất định"[2]

Các chỉ tiêu độ tin cậy các phần tử

Các 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 (sửa chữa) trung bình t, thời gian mất điện hằng năm trung bình T của phụ tải

2.2 Các phương pháp đánh giá độ tin cậy

2.2.1 Phương pháp đồ thị - giải tích

2.2.2 Phương pháp không gian trạng thái

DUT.LRCC

Chương 3 TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

ĐIỆN LỰC PHONG ĐIỀN HIỆN TRẠNG

3.1 Tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền hiện trạng:

3.1.1 Thu thập số liệu các phần tử trên lưới điện:

Để tính toán độ tin cậy phải thu thập các số liệu như sau:

λ: Cường độ hỏng hóc của phần tử HT

MTTR: Thời gian trung bình để sửa chữa

MTTS: Thời gian trung bình để đóng cắt

PSS: Xác suất đóng cắt thành công

Mλ: Suất sự cố thoáng qua trên năm

Suất sự cố thiết bị (): Suất sự cố thiết bị là số lần hỏng hóc của một đơn vị thiết bị trong một đơn vị thời gian và được tính theo công thức :

 = Số lần sự cố/Tổng số thiết bị Thời gian trung bình sửa chữa sự cố :

Ttb = Tổng thời gian sự cố/Số lần sự cố Thời gian thao tác sự cố được tính từ khi xảy ra sự cố (máy cắt nhảy) cho đến khi

cô lập được phân đoạn bị sự cố và đóng máy cắt trở lại tiếp tục cung cấp điện cho các phân đoạn phía trước

Trường hợp mất điện do sự cố:

Suất sự cố thiết bị (sc): Số lần mất điện sự cố của một đơn vị thiết bị trong một đơn vị thời gian và được tính theo công thức:

sc = Số lần mất điện sự cố/Tổng số thiết bị Thời gian trung bình sửa chữa sự cố:

Ttbsc = Tổng thời gian mất điện sự cố/Số lần mất điện sự cố Trường hợp mất điện do kế hoạch:

Suất sự cố thiết bị (kh): Số lần mất điện kế hoạch của một đơn vị thiết bị trong một đơn vị thời gian và được tính theo công thức:

kh = Số lần mất điện kế hoạch/Tổng số thiết bị Thời gian trung bình sửa chữa sự cố:

Ttbkh = Tổng thời gian mất điện kế hoạch/Số lần mất điện kế hoạch

Từ dữ liệu xuất ra từ chương trình ta có thông tin chi tiết về các chỉ tiêu ĐTC CCĐ

của từng năm của Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế, cụ thể như Bảng 3.2 và Bảng 3.3

DUT.LRCC

GVHD: TS PHAN ĐÌNH CHUNG Tóm tắt luận văn thạc sĩ

Bảng 3.2: Thống kê và phân loại sự cố trên lưới điện thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế từ năm 2014-2018

TT Năm

Số vụ sự cố đường dây

Số vụ

sự cố MBA

Phân loại sự cố

TC

sự cố đường dây

TC

sự cố TBA

Chạm chập, move

CSV Đứt

dây

Động vật Thiết bị

Tụt lèo HLT Khác

T

Q

Tsc (h) VC

T

Q

Tsc (h) VC

T

Q

Tsc (h) VC TQ

Tsc (h)

DUT.LRCC