Đánh giá độ tin cậy và các giải pháp nâng cao độ tin cậy - Áp dụng đánh giá độ tin cậy lưới điện trung áp tỉnh Tuyên Quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP -* - TỐNG THANH QUANG ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY - ÁP DỤNG ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TỈNH TUYÊN QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP -* - TỐNG THANH QUANG ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY - ÁP DỤNG ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TỈNH TUYÊN QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS - TS Trần Bách THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới tác giả công trình nghiên cứu, tác giả tài liệu nghiên cứu mà trích dẫn tham khảo để hoàn thành luận văn Đặc biệt, vô cảm ơn PGS TS Trần Bách tận tình hướng dẫn trình thực nghiên cứu Tuyên Quang, tháng 8/2010 Tác giả Tống Thanh Quang Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang Danh mục bảng, biểu Danh mục hình vẽ, đồ thị Lời nói đầu……………………………………………………………………………………… Chƣơng 1: Tổng quan độ tin cậy lƣới điện phân phối………… 1.1 Tổng quan lƣới điện phân phối………………………………….… 1.1.1 Định nghĩa phân loại 1.1.2 Phần tử lưới điện phân phối 1.1.3 Cấu trúc sơ đồ lưới điện phân phối 1.1.4 Đặc điểm lưới điện phân phối miền Bắc 1.2 Tổng quan độ tin cậy cung cấp điện 1.2.1 Các khái niệm độ tin cậy 1.2.2 Độ tin cậy hệ thống 1.2.3 Độ tin cậy phần tử 1.2.3.1 Phần tử không phục hồi 1.2.3.2 Phần tử phục hồi 1.3 Các phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy 1.3.1 Phương pháp đồ thị giải tích 1.3.2 Phương pháp không gian trạng thái 1.3.3 Phương pháp hỏng hóc 1.3.4 Phương pháp mô Monte - Carlo 1.4 Các tiêu đánh giá độ tin cậy lƣới điện phân phối 1.5 Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ tin cậy lƣới điện phân phối Chƣơng 2: Phƣơng pháp phân tích - Tính toán độ tin cậy lƣới điện phân phối 2.1 Phân phối xác suất số tin cậy 2.2 Các sơ đồ lƣới điện dùng để tính toán độ tin cậy 2.2.1 Sơ đồ lưới điện hình tia không phân đoạn 2.2.2 Lưới điện hình tia rẽ nhánh có bảo vệ cầu chì 2.2.3 Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở 2.2.4 Hệ thống song song 2.3 Xây dựng toán tính toán đánh giá độ tin cậy 2.3.1 Đẳng trị lưới phân phối thành sơ đồ tương đương 2.3.2 Mô tả lưới phân phối theo cấu trúc ngược Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 10 12 12 13 13 13 17 22 22 23 25 25 26 29 30 30 31 33 35 39 43 46 47 49 2.3.3 Tính ma trận ảnh hưởng 2.3.4 Thuật toán ma trận đường nối 2.3.5 Thuật toán tính ma trận ảnh hưởng 2.3.6 Chương trình tính toán Trang 50 52 53 54 Chƣơng 3: Tính toán - đánh giá - phân tích độ tin cậy lƣới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang 3.1 Giới thiệu tổng quát lƣới điện phân phối tỉnh Tuyên Quang 3.1.1 Nguồn điện 3.1.2 Lưới điện trung áp 3.2 Tính toán độ tin cậy lƣới điện phân phối tỉnh Tuyên Quang 3.2.1 Lựa chọn số xuất tuyến để đưa vào tính toán………… 3.2.2 Các số liệu đưa vào tính toán……………………………………… 3.2.3 Kế đẳng trị sơ đồ lưới điện xuất tuyến……… 3.2.4 Kết tính toán độ tin cậy…………………… ………………… 3.2.5 Các tiêu độ tin cậy bổ sung…………………………………… 3.3 Đánh giá độ tin cậy lƣới điện phân phối tỉnh Tuyên Quang…… 3.3.1 Hiện trạng độ tin cậy lưới điện phân phối……………… 3.3.2 Tính thiết hại kinh tế lưới điện phân phối……………… 3.3.3 Đánh giá chung độ tin cậy lưới điện phân phối tỉnh Tuyên 55 55 55 56 59 59 61 62 65 68 68 68 70 Quang.……………………………………………………………………………………… 72 Chƣơng 4: Áp dụng số giải pháp nâng cao độ tin cậy lƣới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang 4.1 Tính chọn vị trí để lắp đặt thêm thiết bị phân đoạn…… … 4.2 Lắp đặt thêm số cầu dao phụ tải máy cắt phân đoạn… 4.2.1 Lắp đặt thêm số cầu dao phụ tải…………………………… 4.2.2 Lắp đặt thiết bị phân đoạn máy cắt Recloser… …… 4.2.3 Sử dụng trạm biến áp có thời gian phục hồi nhanh…….… 76 76 80 81 81 82 Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG - BIỂU Trang Bảng 2.1: Xác suất xuất số lần điện………………………………… … 30 Bảng 2.2: Thông số hệ thống 34 Bảng 2.3: Số liệu khách hàng tải trung bình nút phụ tải 34 Bảng 2.4: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 2.1 34 Bảng 2.5: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 2.2 36 Bảng 2.6: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 2.3 37 Bảng 2.7: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 2.4 39 Bảng 2.8: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 2.5 trường hợp không hạn chế công suất chuyển tải 40 Bảng 2.9: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 2.5 trường hợp hạn chế công suất chuyển tải 42 Bảng 2.10: Tổng hợp tiêu độ tin cậy hệ thống từ hình 2.1 đến hình 2.5 42 Bảng 2.11: Dữ liệu độ tin cậy hệ thống hình 2.6 46 Bảng 3.1: Công suất trạm biến áp 110 tỉnh Tuyên Quang 55 Bảng 3.2: Công suất trạm biến áp trung gian tỉnh Tuyên Quang 56 Bảng 3.3: Số lượng xuất tuyến trạm 110kV trạm trung gian 58 Bảng 3.4: Số liệu đẳng trị lưới điện xuất tuyến 375 E14.1 Tuyên Quang… 62 Bảng 3.5: Số liệu đẳng trị lưới điện xuất tuyến 373 E14.2 Chiêm Hoá…… 63 Bảng 3.6: Số liệu đẳng trị lưới điện xuất tuyến 972 Hưng Thành… 63 Bảng 3.7: Số liệu đẳng trị lưới điện xuất tuyến 973 Gò Chẩu……… 64 Bảng 3.8: Số liệu đẳng trị lưới điện xuất tuyến 973 Sơn Dương…… 64 Bảng 3.9: Kết tính toán độ tin cậy xuất tuyên 375 E14.1 Tuyên Quang 65 Bảng 3.0: Kết tính toán độ tin cậy xuất tuyên 373 E14.2 Chiêm Hoá 65 Bảng 3.11: Kết tính toán độ tin cậy xuất tuyên 972 Hưng Thành……… 66 Bảng 3.12: Kết tính toán độ tin cậy xuất tuyên 973 Gò Chẩu… 67 Bảng 3.13: Kết tính toán độ tin cậy xuất tuyên 973 Sơn Dương 67 Bảng 3.14: Các tiêu độ tin cậy điện cố……………………………… 68 Bảng 3.15: Các tiêu độ tin cậy điện công tác sửa chữa…………… 68 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang Bảng 3.16: Kết tính toán thiệt hại điện………………………… 70 Bảng 3.17: Phân loại cố vĩnh cửu năm 2008 lưới điện tỉnh Tuyên Quang…… 73 Bảng 4.1 Kết độ tin cậy xuất tuyến 375 E14.1 có lắp DCL 76 Bảng 4.2 Các tiêu độ tin cậy xuất tuyến 375 E14.1 có lắp DCL… 77 Bảng 4.3 Kết độ tin cậy xuất tuyến 373 E14.2 có lắp DCL……… 77 Bảng 4.4 Các tiêu độ tin cậy xuất tuyến 373 E14.2 có lắp DCL… 78 Bảng 4.5 Kết độ tin cậy xuất tuyến 972 Hưng Thành có lắp DCL……… 78 Bảng 4.6 Các tiêu độ tin cậy xuất tuyến 972 Hưng Thành có lắp DCL 79 Bảng 4.7 Kết độ tin cậy xuất tuyến 973 Gò Chẩu có lắp DCL… 79 Bảng 4.8 Các tiêu độ tin cậy xuất tuyến 973 Gò Chẩu có lắp DCL……… 80 Bảng 4.9 Kết độ tin cậy xuất tuyến 973 Sơn Dương có lắp DCL 80 Bảng 4.10 Các tiêu độ tin cậy xuất tuyến 973 Sơn Dương có lắp DCL 81 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Hàm tin cậy R(t)……………………………………………………………… 15 Hình 1.2: Hàm cường độ hỏng hóc (t)……………………………………………… 16 Hình 1.3: Mô hình giản đồ chuyển trạng thái 18 Hình 1.4: Mối liên hệ trạng thái phần tử………………………… 21 Hình 1.5: Sơ đồ nối tiếp 23 Hình 1.6: Sơ đồ song song 23 Hình 1.7: Sơ đồ hỗn hợp 23 Hình 2.1: Sơ đồ lưới điện hình tia không phân đoạn…………………………… 33 Hình 2.2: Sơ đồ lưới điện hình tia có nhánh rẽ bảo vệ cầu… 35 Hình 2.3: Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn dao cách ly, nhánh rẽ bảo vệ cầu chì……………………………………………………………………… 37 Hình 2.4: Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn máy cắt………………… 38 Hình 2.5: Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở………………………………………… 40 Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống lưới điện song song…………………………………… 44 Hình 2.7: Thuật toán tìm ma trận đường nối……………………………………… 52 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn -1- LỜI NÓI ĐẦU Nhiệm vụ hệ thống điện sản xuất, truyền tải phân phối điện đến hộ tiêu thụ, phải đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng điện theo quy định độ tin cậy cung cấp điện cung cấp điện hợp lý Độ tin cậy cung cấp điện với chất lượng điện hai tiêu quan trọng để đánh giá hệ thống điện, nghiên cứu, tính toán, kỹ thuật công nghệ áp dụng cho hệ thống điện với mục đích đảm bảo hai tiêu Khi quy hoạch, thiết kế vận hành hệ thống điện, đảm bảo hệ thống điện phát triển tối ưu vận hành đạt hiệu kinh tế cao Quá trình quy hoạch hệ thống điện thể phân bố dự trữ công suất nguồn, công suất dự phòng, kết cấu lưới nhằm đảm bảo độ tin cậy cần thiết Việc tính toán độ tin cậy hệ thống điện ngày ý, nhiều công trình nghiên cứu cho phép đưa thuật toán hiệu giải triệt để việc tính toán độ tin cậy hệ thống điện áp dụng tính toán cho lưới điện có cấu trúc phức tạp Lưới điện trung áp cấp điện trực tiếp cho phụ tải chiếm khối lượng đầu tư lớn (khoảng 15% tổng vốn đầu tư), tổn thất lưới điện lớn Đặc biệt cấp điện áp 6kV, 10kV, 22kV lấy qua trạm trung gian 35/6kV 35/10kV hệ thống điều áp tải(khoảng 40-50% tổn thất hệ thống điện), độ tin cậy cung cấp điện kém, thường xuyên xẩy cố, hỏng hóc cần tính toán, đề nghị sử dụng biện pháp nâng cao độ tin cậy đảm bảo tiêu chuẩn điện theo quy định Từ lý đó, tác giả chọn đề tài "Đánh giá độ tin cậy lưới điện trung áp, biện pháp nâng cao độ tin cậy Áp dụng đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối tỉnh Tuyên Quang" Phạm vi đề tài: Nghiên cứu độ tin cậy lưới điện phân phối cung cấp điện cho Tỉnh Tuyên Quang -2- Mục đích đề tài: Trên sở nghiên cứu xây dựng phương pháp tính toán, đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối, áp dụng để tính toán đánh giá độ tin cậy cho lưới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang sở số liệu thống kê từ thực tế vận hành Phân tích nguyên nhân ảnh hưởng đến độ tin cậy lưới điện phân phối nhằm đưa giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài: Lý thuyết độ tin cậy nghiên cứu đưa vào ứng dụng nhiều lĩnh vực khí, viễn thông, điện lực, phương tiện vận tải Đối với hệ thống điện lý thuyết độ tin cậy đóng vai trò quan trọng việc quy hoạch, xây dựng vận hành Việc nghiên cứu phương pháp tính toán, đánh giá độ tin cậy lưới phân phối cần thiết để từ đưa giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối nhằm đáp ứng yêu cầu ngày cao xã hội Nội dung đề tài xây dựng phương pháp tính toán độ tin cậy lưới điện phân phối áp dụng tính toán chọn lọc số xuất tuyến lưới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang Từ kết tính toán đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang so với tỉnh khác khu vực miền Bắc, từ sâu phân tích nguyên nhân ảnh hưởng đến độ tin cậy lưới điện phân phối Đưa giải pháp cụ thể nhằm nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối Trong phạm vi đề tài, thực nội dung sau: Chƣơng 1: Tổng quan độ tin cậy lƣới điện phân phối Chƣơng 2: Phƣơng pháp phân tính - Tính toán độ tin cậy lƣới điện phân phối Chƣơng 3: Tính toán - đánh giá - phân tích độ tin cậy lƣới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang -3- Chƣơng 4: Áp dụng số giải pháp nâng cao độ tin cậy lƣới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang Để hoàn thành luận văn, nỗ lực thân, tác giả nhận nhiều quan tâm giúp đỡ bảo tận tình Thầy, Cô môn Hệ thống điện - Khoa Điện Khoa đào tạo Sau đại học Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên, đặc biệt hướng dẫn tận tình chu đáo thầy PGS.TS Trần Bách Mặc dù cố gắng, xong hạn chế trình độ, kiến thức, thời gian thực nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót, khiếm khuyết, em mong nhận bảo, bổ xung Thầy, Cô Em xin chân thành cảm ơn ! data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - * - TỐNG THANH QUANG ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY - ÁP DỤNG ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TỈNH TUYÊN QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ... sử dụng biện pháp nâng cao độ tin cậy đảm bảo tiêu chuẩn điện theo quy định Từ lý đó, tác giả chọn đề tài "Đánh giá độ tin cậy lưới điện trung áp, biện pháp nâng cao độ tin cậy Áp dụng đánh giá. .. pháp phân tính - Tính toán độ tin cậy lƣới điện phân phối Chƣơng 3: Tính toán - đánh giá - phân tích độ tin cậy lƣới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang -3 - Chƣơng 4: Áp dụng số giải pháp nâng cao