Đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối điện lực quảng trạch tỉnh quảng bình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NGỌC VIỆT ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG TRẠCH - TỈNH QUẢNG BÌNH C LUẬN N ỹ thuật điện N THẠC i Ỹ THUẬT T Đ N - Năm TRẦN TẤN VINH LỜI CA ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, có trích dẫn số tài liệu chuyên ngành điện số tài liệu nhà xuất ban hành Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn UYỄ V ỆT ỤC LỤC TRANG BÌA LỜ AM OA MỤ LỤ TRA TĨM TĂT T Ế V ỆT & T Ế A DA MỤ Á Ữ V ẾT TẮT DA MỤ Á BẢ MỞ ẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu ối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài ấu trúc luận văn ƯƠ TỔ QUA VỀ Ộ T ẬY U ẤP Ệ V LƯỚ Ệ P Â P Ố Ệ LỰ QUẢ TR - TỈ QUẢ BÌ 1.1 TỔ QUA VỀ Ộ T ẬY 1.1.1 ịnh nghĩa .4 1.1.2 ác tiêu độ tin cậy phần tử 1.1.3 Biểu thức tính tốn độ tin cậy tiêu độ tin cậy theo tiêu chuẩn IEEE-1366 .13 1.2 LƯỚ Ệ P Â P Ố Ệ LỰ QUẢ TR – TỈ QUẢ BÌ 17 1.2.1 iới thiệu chung lưới điện địa bàn iện lực Quảng Trạch quản lý 17 1.2.2 ặc điểm .20 1.2.3 ánh giá chung độ tin cậy cung cấp điện iện lực Quảng Trạch 24 ƯƠ Á P ƯƠ P ÁP Á Á Ộ T ẬY LƯỚ Ệ P Â P Ố 27 2.1 K Á ỆM VỀ TR T Á Ỏ V Ó ỦA Ệ T Ố Ệ .27 2.1.1 Trạng thái phần tử 27 2.1.2 Trạng thái hỏng hóc hệ thống điện 27 2.2 B TOÁ ỘT ẬY .27 2.3 MỘT SỐ P ƯƠ P ÁP Á Á ỘT ẬY .29 2.3.1 Phương pháp đồ thị - giải tích .29 2.3.2 Phương pháp không gian trạng thái 31 2.3.3 Phương pháp hỏng hóc 38 2.3.4 Phương pháp Monte – Carlo: 39 2.3.5 Phương pháp tính tốn độ tin cậy phần mềm PSS/ADEPT: 39 ƯƠ TÍ TỐ Á Ỉ T ÊU Ộ T ẬY O LƯỚ Ệ P Â P Ố Ệ LỰ QUẢ TR BẰ P Ầ MỀM PSS/ADEPT 49 3.1 DỮ L ỆU TÍ TOÁ 49 3.1.1 Sơ đồ lưới điện 49 3.1.2 Thông số độ tin cậy phần tử cố 49 3.1.3 Thông số độ tin cậy phần tử bảo trì bảo dưỡng .50 3.2 TÍ TỐ ỘT ẬY XUẤT TUYẾ 471 BA Ồ 51 3.2.1 Dữ liệu đầu vào .51 3.2.2 Kết tính tốn 51 3.3 TÍ TỐ ỘT ẬY XUẤT TUYẾ 473 BA Ồ 51 3.3.1 Dữ liệu đầu vào .51 3.3.2 Kết tính tốn 52 3.4 TÍ TỐ ỘT ẬY XUẤT TUYẾ 475 BA Ồ 52 3.4.1 Dữ liệu đầu vào .52 3.4.2 Kết tính tốn 52 3.5 TÍ TỐ ỘT ẬY XUẤT TUYẾ 477+478 BA Ồ 52 3.5.1 Dữ liệu đầu vào .52 3.5.2 Kết tính tốn 53 3.6 TÍ TỐ ỘT ẬY XUẤT TUYẾ 471 VĂ ÓA .53 3.6.1 Dữ liệu đầu vào .53 3.6.2 Kết tính tốn 53 3.7 TÍ TỐ ỘT ẬY XUẤT TUYẾ 473 VĂ ĨA .53 3.7.1 Dữ liệu đầu vào .53 3.7.2 Kết tính tốn 54 3.8 TÍ TỐ ỘT ẬY XUẤT TUYẾ 472 HỊN LA 54 3.9 TÍ TỐ ỘT ẬY XUẤT TUYẾ 474 HỊN LA 54 3.10 TÍ TỐ ỘT ẬY XUẤT TUYẾ 476 HỊN LA .55 3.11 TÍ TỐ ỘT ẬY XUẤT TUYẾ 478 HÒN LA .55 3.12 Ộ T ẬY LƯỚ Ệ P Â P Ố Ệ LỰ QUẢ TR 56 3.13 Ậ XÉT Á Á .57 ƯƠ Á Ả P ÁP Â AO Ộ T ẬY TRO LƯỚ Ệ P Â P Ố Ệ LỰ QUẢ TR 58 4.1 P Â TÍ Á UYÊ Â Ả ƯỞ Ế ỘT ẬY ỦA LƯỚ Ệ UYỆ QUẢ TR : .58 4.1.1 Yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy lưới điện: 58 4.1.2 guyên nhân cố ảnh hưởng đến độ tin cậy lưới điện phân phối iện lực Quảng Trạch: 58 4.2 Ề XUẤT Á Ả P ÁP Â AO Ộ T ẬY O LƯỚ Ệ P Â P Ố Ệ LỰ QUẢ TR : .59 4.2.1 iải pháp lập kế hoạch bảo dưỡng thiết bị 59 4.2.2 iải pháp lựa chọn phương thức kết lưới 60 4.2.3 iải pháp đồng hóa thiết bị: .62 4.2.4 iải pháp phân đoạn đường dây: 62 4.2.5 iải pháp tự động hóa lưới điện phân phối 63 4.2.6 iải pháp quản lý vận hành 66 4.3 ÁP DỤ O LƯỚ Ệ P Â P Ố Ệ LỰ QUẢ TR .69 4.3.1 Lắp đặt chống sét đường dây để nâng cao độ tin cậy: 69 4.3.2 Lắp đặt bổ sung dao cách ly phân đoạn F O đầu nhánh rẽ: .70 KẾT LUẬ V K Ế Ị .78 DA MỤ T L ỆU T AM K ẢO 80 P Ụ LỤ QUYẾT Ị AO Ề T (bản sao) BẢ SAO KẾT LUẬ ỦA Ộ Ồ , BẢ SAO Ậ XÉT ỦA Á P Ả BỆ TRANG TÓ T T TIẾNG IỆT & TIẾNG ANH ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG TRẠCH-TỈNH QUẢNG BÌNH ọc viên : guyễn gọc Việt Chuyên ngành : iện kỹ thuật Mã số: Khóa: K34 Trường ại học Bách khoa Tóm tắt – Trong sản xuất kinh doanh ông ty iện lực Quảng Bình ln đặt mục tiêu chất lượng điện lên hàng đầu, độ tin cậy cung cấp điện tiêu chí quan trọng cần phải đạt Từ mục tiêu tác giả nghiên cứu tiêu độ tin cậy trạng lưới điện phân phối iện lực Quảng Trạch quản lý để đề xuất giải pháp khả thi i sâu vào nội dung, Luận văn lý thuyết hóa kiến thức độ tin cậy cung cấp điện, cách tính tiêu độ tin cậy cung cấp điện SA F , SA D , A F , A D lưới điện phân phối trung áp, phân tích nguyên nhân gây cố đề hướng xử lý Luận văn sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn tiêu độ tin cậy, phân tích số liệu, thông tin điện khách hàng xuất tuyến cho lưới điện phân phối trung áp huyện Quảng Trạch thị xã Ba ồn goài Luận văn đề xuất giải pháp để nâng cao độ tin cậy cho lưới điện phân phối lập kế hoạch bảo dưỡng thiết bị, lựa chọn phương thức kết lưới bản, đồng hóa thiết bị, phân đoạn đường dây, tự động hóa lưới điện phân phối lưới điện thông minh Từ giải pháp đề xuất Luận văn phân tích ưu nhược điểm giải pháp, sở lựa chọn giải pháp phù hợp để áp dụng cho lưới điện iện lực Quảng Trạch nhằm đem lại hiệu cao việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng Từ ó – iện lực Quảng Trạch; lưới điện phân phối, độ tin cậy; giải pháp; SAIDI; SAIFI Solutions for enhancing power supply reliability DISTRIBUTION NETWORK OF QUANG TRACH POWER BRANCH-QUANG BINH PROVINCE Abstract - In production and business of Quang Binh Power Company, the power quality is always the first concern, in which, power supply reliability is an important criterion to be achieved By researching power supply reliability factors and basing on the current distribution network state of Quang Trach Power branch, author has studied and sugggested some possible solutions Deepening the main content, the thesis has theorized definition about the power supply reliability, formulas of power supply reliability criterias such as SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI in medium voltage distribution network and analysis the causes and solutions of faults In the thesis, PSS/ADEPT software is used to calculate the reliability criterias, analyze the data and power supply interruption information of each consumer on each route in medium voltage distribution network of Quang Trach district and Ba Don town In addition, the thesis has proposed solutions to enhance the reliability of the distribution network such as equipment maintenance planning, selection of basic connection method, equipment synchronization, line segmentation, distribution network and smart grid automation From the solutions proposed the thesis has analyzed the advantages and disadvantages of each solution, on that basis will select the most suitable solution to apply to Quang Trach Power branch network in order to achieve high efficiency of improving and enhancing the power supply reliability for customers Key words – Quang Trach Power branch, distribution grid, reliability, solution, SAIDI, SAIFI DANH ỤC CÁC CHỮ L PP : Lưới điện phân phối XT TBA : Xuất tuyến : Trạm biến áp MBA : Máy biến áp Z MC DCL FCO : ường dây : Máy cắt : Dao cách ly : ầu chì tự rơi TBP EVN : Thiết bị phân đoạn : Tập đoàn iện lực Việt am IẾT TẮT EVNCPC: Tổng ông ty iện lực miền Trung TR : Thời gian trung bình cố TS : Thời gian trung bình sửa chữa SAIFI : hỉ số tần suất điện trung bình hệ thống SAIDI CAIDI CAIFI BQ K : hỉ số thời gian điện trung bình hệ thống : hỉ số thời gian điện trung bình khách hàng : hỉ số tần suất điện trung bình khách hàng : Bảo quản định kỳ T : ộ tin cậy IEEE : nstitute of Electrical and Electronics Engineers (Viện kỹ thuật điện - điện tử) T : ệ thống điện PT : Phần tử DANH ỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Khối lượng iện lực Quảng Trạch quản lý 18 Bảng 1.2 Khối lượng xuất tuyến 22kV iện lực Quảng Trạch quản lý 23 Bảng 1.3: Kế hoạch EV P giao cho ông ty iện lực Quảng Bình đến năm 2020 .24 Bảng 1.4: Thực độ tin cậy iện lực Quảng Trạch năm 2015- 2018 .25 Bảng 2.1: Thanh ghi liệu độ tin cậy 47 Bảng 2.2: Sơ đồ khối tính tốn tiêu độ tin cậy phần mềm PSS/ADEPT 48 Bảng 3.1: Thống kê số lượng thiết bị lưới điện iện lực Quảng Trạch .49 Bảng 3.2: Thông số độ tin cậy phần tử L PP cố 50 Bảng 3.3: Thông số độ tin cậy phần tử L PP BQ K 51 Bảng 3.4: Kết tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 471 Ba ồn 51 Bảng 3.5: Kết tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 473 Ba ồn 52 Bảng 3.6: Kết tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 475 Ba ồn 52 Bảng 3.7: Kết tính toán độ tin cậy Xuất tuyến 477+478 Ba ồn 53 Bảng 3.8: Kết tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 471 Văn óa 53 Bảng 3.9: Kết tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 473 Văn óa 54 Bảng 3.10: Kết tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 472 Hòn La 54 Bảng 3.11: Kết tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 474 Hòn La 55 DANH ỤC CÁC HÌNH ình 1.1: thị xác suất Hình 1.2: ường cơng cường độ cố ình 1.3: Trục thời gian thơng số dịng cố .11 ình 1.4: ầu chì tự rơi 20 Hình 1.5: Dao cách ly 21 Hình 1.6: Dao cắt có tải tiếp điểm hở 21 ình 1.7: Dao cắt có tải tiếp điểm kín 22 ình 1.8: Recloser ShinSung tủ điều khiển SEL 351 22 ình 1.1: Sơ đồi nguyên lý lưới điện phân phối iện lực Quảng Trạch 26 ình 2.1: Phân chia toán T theo cấu trúc 28 ình 2.2: Sơ đồ độ tin cậy phần tử nối tiếp 30 ình 2.3: Sơ đồi độ tin cậy phần tử song song .31 ình 2.4: Sơ đồ trạng thái 33 ình 2.5: Sơ đồ trạng thái 35 ình 2.6: Thiết lập thơng số mạng lưới .41 Hình 2.7: ộp thoại network properties 42 ình 2.8: ộp thoại thuộc tính nút Source 43 ình 2.9: ộp thoại thuộc tính nút tải 43 ình 2.10: ộp thoại thuộc tính đoạn đường dây 44 ình 2.11: ình 2.12: ình 2.13: ình 2.14: ộp thoại thuộc tính máy biến áp .44 ộp thoại thuộc tính nút tải điện 45 ộp thoại thuộc tính thiết bị đóng cắt 45 ác chọn lựa cho toán độ tin cậy cung cấp điện .46 Ở ĐẦU Lý đề t i hỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện tiêu hoạt động SXKD Công ty phân phối điện lực, cụ thể ơng ty iện lực Quảng Bình Theo nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, tiêu độ tin cậy cung cấp điện ngày trở nên quan trọng, thể mức độ quan tâm gành iện khách hàng, việc đảm bảo nguồn điện liên tục việc phát nhanh chóng xử lý cố để khôi phục cấp điện quan trọng ông ty iện lực Quảng Bình doanh nghiệp có 100% vốn hà nước Tổng ông ty iện lực Miền Trung làm hủ sở hữu ông ty hoạt động theo Công ty, theo phân cấp Tổng ông ty theo Luật Doanh nghiệp iều lệ ông ty iện lực Quảng Bình thực nhiệm vụ sản xuất kinh doanh điện địa bàn thành tỉnh Quảng Bình, với mục tiêu đảm bảo cung cấp điện cho hoạt động kinh tế - xã hội, an ninh - quốc phịng tỉnh Quảng Bình ịa bàn quản lý iện lực Quảng Trạch huyện Quảng Trạch thị xã Ba ồn tỉnh Quảng Bình Lưới điện iện lực Quảng Trạch lưới điện phân phối hình tia, có liên kết mạch vịng vận hành hở Quy mơ đường dây trung áp: 374,62 km đường dây không, 4,01km đường dây cáp ngầm (15 xuất tuyến 22KV 02 xuất tuyến 35kV) tài sản khách hàng 30,16 km ường dây hạ áp: 708,39 km Trạm biến áp phân phối: 377 trạm biến áp với tổng dung lượng 89.943 KVA gồm 25 TBA 35/0,4kV 351 TBA 22/0,4kV, tài sản khách hàng 95 TBA với dung lượng 34.705 KVA Tụ bù trung áp: 06 cụm với tổng dung lượng 1.800 kVAr Tụ bù hạ áp: 405 cụm với tổng dung lượng 20.310 kVAr, tài sản khách hàng 76 cụm với dung lượng 12.370 kVAr Thiết bị đóng cắt gồm : 05 máy cắt trung (MC) khách hàng, 21 Recloser (REC), 25 dao cắt có tải (LBS), 92 dao cách ly pha (LT ), 04 dao cách ly pha, khách hàng 24 dao cách ly Sản lượng iện lực Quảng Trạch 03 tháng đầu năm 2018 20.938.292 kWh, chiếm gần 1/5 tổng sản lượng tồn Cơng ty iện lực Quảng Bình Phụ tải điện iện lực Quảng Trạch gồm nhiều thành phần từ sinh hoạt thành thị, công nghiệp xây dựng, thương nghiệp, khách sạn, nhà hàng, nông nghiệp… với tổng số 59.045 khách hàng ể vận hành tối ưu đồng thời đảm bảo tiêu sản xuất kinh doanh suất lao động Tổng công ty iện lực miền Trung có xét đến năm 2020 bao gồm tiêu độ tin cậy cung cấp điện, tổn thất điện năng, suất cố, số tiếp cận điện năng, điện thương phẩm/ lao động sản xuất điện, nâng cao hiệu tài PL2: BẢNH TÍNH CÁC HỆ SỐ THIẾT BỊ Ở CHẾ ĐỘ SỰ CỐ Khối lượng lưới điện Điện lực Quảng Trạch Tên thiết bị ĐVT Số lượng Ghi Trạm Trạm biến áp 357 Đường dây trung áp 318.38 Km Cái Máy cắt trung áp Cái Recloser 46 Cái Dao cách ly 115 Cái Càu chì tự rơi 378 Thời gian thu thập Năm Hệ số thiết bị chế đố cố Tên thiết bị Máy biến áp Đường dây Máy cắt Recloser Cầu chì Dao cách ly Cường độ hỏng hóc vĩnh cữu (λvc) 0.086 0.0565 0.0185 0.03261 0.1587 0.0058 Cường độ hỏng hóc thống qua(λtq) 0.0644 0 0 Thời gian sửa chữa(r) 2.00 0.36 0.90 1.20 0.6 1.65 Tháng, năm Năm 2012 Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12 Năm 2013 Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12 Năm 2014 Tháng Tháng Máy biến áp VC TQ Tsc(h) VC 0 11 16 0 12 15 7.5 15 20 22.5 0 12.5 17.5 26.4 38.4 7.5 15 20 22.5 0 12.5 17.5 28.8 36 7.5 PL3: BẢNG THỐNG KÊ Ở CHẾ ĐỘ BQĐK Đường dây Máy cắt Recloser Dao cách ly TQ Tsc(h) VC TQ Tsc(h) VC TQ Tsc(h) VC TQ Tsc(h) VC 7 8 9 15 18 21 12 21 0 0 24 27 18 24 18 21 12 0 0 24 27 18 1.1 15 27 1.1 2.5 3.5 2.5 2.5 5.4 2.5 2.5 6.4 1 5.2 5.2 5.2 1 5.2 5.2 5.2 1 5.2 5.2 5.2 1 5.2 5.2 5.2 5.2 Cầu chì TQ Tsc(h) 15 18 17 19 12 12 15 17 16 15 18 17 19 12 12 19 15 16 15 18 21 25.2 23.8 26.6 16.8 0 16.8 21 23.8 22.4 21 25.2 23.8 26.6 16.8 0 16.8 26.6 21 22.4 21 25.2 Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12 Năm 2015 Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12 Năm 2016 Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng 8 0 10 15 0 17 15 0 15 20 22.5 0 12.5 17.5 24 36 7.5 15 20 22.5 0 12.5 17.5 40.8 36 12.5 7.5 15 20 22.5 0 10 6 21 12 0 0 24 27 1.1 18 30 18 21 12 0 0 24 27 18 15 18 21 12 0 1 5.2 5.2 1 5.2 5.2 5.2 2.5 1 5.2 5.2 2.5 2.5 5.2 5.2 1 5.2 5.2 5.2 2.5 2.5 3.5 3.5 2.5 17 19 12 12 15 17 16 15 18 17 19 12 12 15 17 16 15 18 17 19 12 23.8 26.6 16.8 0 16.8 21 23.8 22.4 21 25.2 23.8 26.6 16.8 0 16.8 21 23.8 22.4 21 25.2 23.8 26.6 16.8 0 Tháng Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12 Năm 2017 Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12 Tổng cộng 18 15 0 11 17 430 12.5 17.5 43.2 12 36 0 12.5 7.5 15 20 22.5 0 12.5 17.5 26.4 40.8 10 1057.8 313 0 24 36 18 24 18 21 12 0 0 24 27 30 939 19 2.5 2.5 1 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 2.5 2.5 5.6 48.5 6.6 23.5 33 12 15 17 16 15 18 17 19 12 12 15 17 16 168.9 848.3 13 0 16.8 21 23.8 22.4 21 25.2 23.8 26.6 17.2662 0 16.8 21 23.8 22.4 1187.67 PL4: BẢNH TÍNH CÁC HỆ SỐ THIẾT BỊ Ở CHẾ ĐỘ BQĐK Khối lượng lưới điện Điện lực Quảng Trạch Tên thiết bị ĐVT Số lượng Gjhi Chú Trạm Trạm biến áp 357 Đường dây trung áp Máy cắt trung áp Recloser Dao cách ly Càu chì tự rơi Thời gian thu thập Km Cái Cái Cái Cái Năm 318.38 46 115 378 Hệ số thiết bị chế đố BQĐK Tên thiết bị Máy biến áp Đường dây Máy cắt Recloser Cầu chì Dao cách ly Cường độ hỏng hóc vĩnh cữu (λvc) 0.201 0.1639 0.3570 0.03261 0.3740 0.04726 Cường độ hỏng hóc thống qua(λtq) 0 0 0 Thời gian sửa chữa(r) 2.46 3.00 2.52 3.36 1.40 5.18 ... lưới điện Bình; iện lực Quảng Trạch – tỉnh Quảng - Tính tốn tiêu độ tin cậy lưới điện trạng - ề xuất giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy làm việc lưới điện iện lực Quảng Trạch – tỉnh Quảng Bình. .. tin cậy từ tính toán đánh giá độ tin cậy cung cấp điện lưới điện iện lực Quảng Trạch – tỉnh Quảng Bình - ề xuất giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối iện lực Quảng. .. độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối lưới điện phân phối iện lực Quảng Trạch – tỉnh Quảng Bình hương 2: ác phương pháp đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối hương 3: Tính tốn tiêu độ