CHƯƠNG 8. TỔNG QUAN VỀ TÍNH TOÁN ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA
8.2. YÊU CẦU ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY TRONG VẬN HÀNH VÀ QUY HOẠCH THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN
8.2.1. Các nguyên nhân gây mất điện
Hệ thống điện là một hệ thống lớn gồm nhiều phần tử, liên kết với nhau theo những sơ đồ phức tạp. Hệ thống điện thường nằm trên địa bàn rộng của một quốc gia hay vùng lãnh thổ. Khi các phần tử của hệ thống hư hỏng có thể
dẫn đến ngừng cung cấp điện cho khách hàng cho từng vùng hoặc toàn hệ thống. Nguyên nhân gấy mất điện có rất nhiều, người ta phân ra thành bốn nhóm nguyên nhân chính như sau :
- Do thời tiết: lũ lụt, mưa bão, lốc xoáy, giông sét, sóng thần…
- Do hư hỏng các thành phần của hệ thống điện như + Phần điện và phần máy;
+ Bảo vệ và điều khiển;
- Do hoạt động của hệ thống như :
+ Do trạng thái của hệ thống (phụ tải, khả năng ổn định, thông số hoạt động…);
+ Do nhân viên vận hành (điều độ, bảo dưỡng…);
- Các nguyên nhân khác (môi trường, tác động của ngoại vật….)
Theo thống kê khoảng 50% sự cố được khôi phục trong khoảng thời gian 60 phút. Khoảng 90% sự cố lớn được khôi phục trong khoảng 7 giờ .
Kinh nghiệm cho thấy rằng, hầu hết các sự cố của lưới phân phối bắt nguồn từ yếu tố thiên nhiên như: sét, bão, mưa, lũ lụt, động vật… Những sự mất điện khác có thể quy cho khiếm khuyết của thiết bị, vật liệu và hành động của con người như: xe ôtô đâm phải cột, phương tiện chạm vào dây dẫn, cây đổ, phá hoại, máy đào phải cáp ngầm. Một số sự cố nguy hiểm và lan rộng trong hệ thống phân phối do bão, lũ lụt. Trong trường hợp đó sự phục hồi cấp điện bị ngăn cản bởi những nguy hiểm, và hầu hết các đơn vị điện lực không có đủ người, phương tiện, máy móc thiết bị để phục hồi nhanh lưới điện trên một vùng địa lý rộng lớn và phức tạp.
Nhìn chung, có thể phân chia, sắp xếp lại để giảm thiểu số lượng khách hàng bị ảnh hưởng của hỏng hóc thiết bị hoặc thời gian mất điện là nhỏ nhất.
Sẵn sàng hoạt động là sự lựa chọn duy nhất của ngành điện để nâng cao độ tin cậy. Giảm thiểu thời gian mất điện, bằng cách kịp thời sửa chữa thiết bị hư hỏng.
Việc phối hợp giữa lập kế hoạch bảo trì phòng ngừa với phân tích độ tin cậy có thể rất hiệu quả. Việc phân tích sự cố giúp xác định rõ những điểm yếu nhất của hệ thống phân phối và giải quyết nhanh và chính xác các điểm đó. Sự phân tích được thực hiện chỉ ở những khúc quan trọng của hệ thống. Những thông tin kết quả được sử dụng trong quyết định xây dựng hệ thống tới mức an toàn nào đó hoặc chấp nhận rủi ro mất điện.
8.2.2. Ảnh hưởng của độ tin cậy đến tổn thất kinh tế và cấu trúc lưới điện
Điện năng là động lực chính của toàn bộ nền kinh tế quốc dân. Việc mất điện sẽ gây ra các hậu quả xã hội, kinh tế rất lớn. Theo hậu quả của mất điện, các phụ tải được chia làm 2 nhóm:
- Nhóm phụ tải mà sự mất điện gây ra các hậu quả mang tính chính trị - xã hội (phụ tải loại 1).
- Nhóm phụ tải mà sự mất điện gây ra hậu quả kinh tế (phụ tải loại 2 và 3).
Đối với nhóm trên, các hộ phụ tải cần được cấp điện với độ tin cậy cao nhất có thể (ví dụ các hộ phụ tải trong phần 1 thiết kế lưới điện của đồ án).
Còn đối với các loại thuộc nhóm sau là bài toán kinh tế - kỹ thuật trên cơ sở cân nhắc giữa vốn đầu tư vào hệ thống điện và tổn thất kinh tế do mất điện.
Tổn thất kinh tế có thể nhìn từ quan điểm hệ thống điện hoặc quan điểm của khách hàng. Tổn thất này được tính toán từ các tổn thất thật ở phụ tải và theo các quan điểm của hệ thống điện. Nó nhằm phục vụ công việc thiết kế, quy hoạch hệ thống điện sao cho thỏa mãn được nhu cầu về độ tin cậy của phụ tải, đồng thời đảm bảo hiệu quả kinh tế của hệ thống điện.
Tổn thất do độ tin cậy được tính cho lưới phân phối, lưới truyền tải và nguồn điện một cách riêng biệt. Nó cũng được tính cho từng loại phụ tải cho một lần mất điện, cho 1 kW hoặc 1kWh tổn thất và cũng được tính cho độ dài thời gian mất điện.
Phân tích độ tin cậy nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố bên trong và bên ngoài đến độ tin cậy của hệ thống điện. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của hệ thống điện là:
- Độ tin cậy của phần tử:
+ Cường độ hỏng hóc, thời gian phục hồi.
+ Sửa chữa định kỳ.
+ Ngừng điện công tác.
- Cấu trúc của hệ thống:
- Sự ghép nối giữa các phần tử trong sơ đồ trạm, hình dáng lưới điện.
- Khả năng thao tác và đổi nối trong sơ đồ (tự động hoặc bằng tay).
- Hệ thống tổ chức quản lý và vận hành:
- Tổ chức và bố trí các đơn vị cơ động can thiệp khi sự cố.
+ Tổ chức lưới lưới phục hồi sự cố và sửa chữa định kỳ.
+ Dự trữ thiết bị, sửa chữa.
+ Dự trữ công suất trong hệ thống.
+ Cấu trúc và hoạt động của hệ thống điều khiển vận hành.
+ Sách lược bảo quản định kỳ thiết bị.
- Ảnh hưởng môi trường + Phụ tải điện.
+ Yếu tố thời tiết khí hậu, nhiệt độ và độ ô nhiễm môi trường.
- Yếu tố con người: trình độ của nhân viên vận hành, yếu tố kỹ thuật, tự động hóa vận hành.
Trong bài toán giải tích độ tin cậy, các yếu tố trên là yếu tố đầu vào còn đầu ra là chỉ tiêu độ tin cậy của hệ thống điện.
Tuy nhiên việc tính đến mọi yếu tố rất phức tạp, cho nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào xét được mọi yếu tố ảnh hưởng.
Tùy từng phương pháp mà một số yếu tố bị bỏ qua hoặc đơn giản hóa.
Nội dung đồ án này chủ yếu tìm hiểu khái niệm và phương pháp đánh giá chỉ tiêu độ tin cậy cho lưới điện phân phối, là phần hệ thống điện trực tiếp cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ.