Nghiên cứu tính toán độ tin cậy lưới điện phân phối huyện mỹ hào tỉnh hưng yên và các giải pháp nâng cao độ tin cậy

LÊ QUANG TRUNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Lê Quang Trung KỸ THUẬT ĐIỆN NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN MỸ HÀO, TỈNH HƯNG YÊN VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN KHÓA: 2017B Hà Nội – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lê Quang Trung NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN MỸ HÀO, TỈNH HƯNG YÊN VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY Chuyên ngành : Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Bạch Quốc Khánh Hà Nội – 2019 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương I 11 KHÁI NIỆM ĐỘ TIN CẬY 11 I.1 Khái niệm chung độ tin cậy hệ thông điện 11 I.1.1 Định nghĩa độ tin cậy 11 I.1.2 Các tiêu đánh giá độ tin cậy 12 I.2 Khái niệm trạng thái hỏng hóc hệ thống điện .13 I.2.1 Trạng thái phần tử 13 I.2.2 Trạng thái hỏng hóc hệ thống điện 14 I.3 Tổn thất kinh tế điện ảnh hưởng độ tin cậy đến cấu trúc hệ thống điện .15 I.3.1 Nguyên nhân điện 15 I.3.2 Tổn thất kinh tế điện ảnh hưởng cấu trúc đến độ tin cậy hệ thống điện .16 I.4 Độ tin cậy phần tử 18 I.4.1 Phần tử không phục hồi 18 I.4.2 Phần tử phục hồi 21 I.5 Các tiêu đánh giá độ tin cậy hệ thống điện 22 I.5.1 Các độ tin cậy lưới điện phân phối .22 I.6 Các biện pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống điện 26 I.6.1 Đặc điểm độ tin cậy hệ thống điện .26 I.6.2 Các biện pháp chung để nâng cao độ tin cậy 26 I.6.3 Các biện pháp thực 27 I.7 Biện pháp thực nâng cao độ tin cậy phạm vi luận văn .29 Chương II 31 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN, ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY 31 II.1 Bài toán độ tin cậy phương pháp giải 31 II.1.1 Phân loại toán độ tin cậy .31 II.1.2 Phương pháp giải tích độ tin cậy hệ thống điện .33 II.2 Phương pháp phân tích, đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối 34 II.2.1 Độ tin cậy lưới phân phối 34 II.2.1.1 Độ tin cậy lưới phân phối hình tia 34 II.2.1.2 Độ tin cậy lưới phân phối kín vận hành hở 38 II.2.1.3 Sơ đồ lưới điện phân phối tổng quát .38 II.3 Ví dụ 45 II.4 Ví dụ 46 II.5 Ví dụ 48 II.6 Giới thiệu tổng quan phần mềm PSS Adept 50 ÁP DỤNG TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 64 HUYỆN MỸ HÀO VÀ CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY 64 III.1 Tổng quan chung lưới điện huyện Mỹ Hào .64 III.1.1 Về nguồn điện 64 III.1.2 Về kết thực tiêu kinh doanh 65 III.1.3 Đánh giá chung đặc điểm lưới điện phân phối huyện Mỹ Hào 67 III.1.4 Một số định hướng phát triển lưới điện phân phối huyện Mỹ Hào 68 III.2 Tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối huyện Mỹ Hào phần mềm PSS/ADEPT 68 III.2.1 Lý sử dụng phần mềm PSS/ADEPT 68 III.2.1 Các bước để tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối PSS/ADEPT .69 III.3 Tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối huyện Mỹ Hào 69 III.3.1 Lựa chọn xuất tuyến để tính tốn 70 III.3.2 Đánh giá độ tin cậy lưới điện trung áp huyện Mỹ Hào 75 III.4 Các biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện 76 III.4.1 Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện thay đổi kết cấu lưới 76 III.4.2 Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cách lắp đặt máy cắt phân đoạn đường dây .77 III.4.3 Lắp thiết bị cảnh báo cố để nâng cao độ tin cậy 78 III.4.4 Các biện pháp quản lý vận hành để nâng cao độ tin cậy .82 III.4.5 Nhận xét 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86 DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng STT Trang Bảng 1.1 Bảng tiêu độ tin cậy 13 Bảng 2.1 Thông số đường dây 45 Bảng 2.2 Khách hàng đường dây 46 Bảng 2.3 Chỉ tiêu độ tin cậy lưới điện 46 Bảng 2.4 Chỉ tiêu độ tin cậy lưới điện hình tia phân đoạn 47 cầu chì đầu nhánh Bảng 2.5 Chỉ tiêu độ tin cậy lưới điện hình tia phân đoạn 49 dao cách ly kết hợp cầu chì đấu nhánh Bảng 3.1 Độ tin cậy cung cấp điện Điện lực Mỹ Hào năm 65 2018 Bảng 3.2 Kết thực tiêu kinh doanh năm 2018 65 Điện lực Mỹ Hào Bảng 3.3 Chi tiết tăng trưởng điện thương phẩm thành phần 65 phụ tải 10 Bảng 3.4 Chi tiết tỷ trọng điện thương phẩm thành phần phụ 65 tải 11 Bảng 3.5 Chi tiết giá 05 thành phần phụ tải 67 12 Bảng 3.6 Tần suất cố thời gian điện trung bình lưới 73 điện phân phối huyện Mỹ Hào 13 Bảng 3.7 Tổng hợp độ tin cậy ngừng cấp điện 75 14 Bảng 3.8 Tổng hợp độ tin cậy sau thay đổi kết lưới 77 15 Bảng 3.9 Tổng hợp độ tin cậy sau thay đổi kết lưới kết hợp 77 lắp máy cắt 16 Bảng 3.10 Vị trí dự kiến lắp đặt Recloser 78 17 Bảng 3.11 Kết độ tin cậy sau lắp đặt Recloser 78 18 Bảng 3.12 Vị trí dự kiến lắp đặt thiết bị cảnh báo cố 82 19 Bảng 3.13 Kết độ tin cậy sau lắp đặt thiết bị cảnh báo 82 cố kết hợp lắp Recloser 20 Bảng 3.14 Kết độ tin cậy sau thực giải pháp 85 quản lý vận hành kết hợp lắp Recloser 21 Bảng 3.15 Bảng tổng hợp kết sau thực giải pháp 85 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tên hình vẽ STT Trang Hình 1.1 Đường quan hệ R(t) theo thời gian 19 Hình 1.2 Ðồ thị hàm λ(t) 21 Hình 1.3 Ðồ thị hàm λ(t) có bảo dưỡng 21 Hình 1.4 Mức độ phổ biển tiêu độ tin cậy 25 Hình 2.1 Cấu trúc độ tin cậy 31 Hình 2.2 Lưới phân phối hình tia khơng phân đoạn 34 Hình 2.3 Lưới phân phối hình tia có phân đoạn 35 Hình 2.4 Sơ đồ Lưới phân phối hình tia có phân đoạn 36 Hình 2.5 Sơ đồ tổng quát Lưới phân phối hình tia 39 10 Hình 2.6 Sơ đồ lưới phân phối hình tia khơng phân đoạn 45 11 Hình 2.7 Sơ đồ lưới phân phối hình tia phân đoạn cầu chì 47 đầu nhánh 12 Hình 2.8 Sơ đồ lưới phân phối hình tia phân đoạn dao 48 cách ly kết hợp cầu chì đầu nhánh 13 Hình 2.9 Giao diện phần mềm PSS/ADEPT 52 14 Hình 2.10 Thanh công cụ tạo sơ đồ phần mềm PSS/ADEPT 53 15 Hình 2.11 Mơ hình nút nguồn (Source) 54 16 Hình 2.12 Mơ hình nút tải 54 17 Hình 2.13 Mơ hình thiết bị đóng/cắt 55 18 Hình 2.14 Mơ hình nút 55 19 Hình 2.15 Mơ hình đoạn dây 56 20 Hình 2.16 Mơ hình MBA 56 21 Hình 2.17 Chu trình tính tốn PSS/ADEPT 57 22 Hình 2.18 Cài đặt độ tin cậy cho đoạn đường dây 58 23 Hình 2.19 Cài đặt độ tin cậy cho máy biến áp 59 24 Hình 2.20 Cài đặt độ tin cậy cho tải 60 25 Hình 2.21 Cài đặt độ tin cậy cho Máy cắt Recloser 61 26 Hình 2.22 Cài đặt độ tin cậy cho Dao cách ly phân đoạn 62 27 Hình 2.23 Chọn chức tính độ tin cậy 62 28 Hình 2.24 Kết tính độ tin cậy 63 29 Hình 3.1 Mơ ĐZ 371 E28.4 phần mềm PSS/ADEPT 74 30 Hình 3.2 Mơ ĐZ 373 E28.5 phần mềm PSS/ADEPT 74 31 Hình 3.3 Tính tốn độ tin cậy ĐZ 371 E28.4 373 E28.5 75 phần mềm PSS/ADEPT 32 Hình 3.4 Hình ảnh thiết bị báo cố Flite 315H hãng 79 Schneider 33 Hình 3.5 Minh họa việc sử dụng thiết bị báo cố lưới điện 81 hình tia 34 Hình 3.6 Hình ảnh lắp đặt thiết bị cảnh báo cố 81 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, để phục vụ yêu cầu phát triển kinh tế xã hội đất nước, vấn đề đảm bảo chất lượng cung cấp điện có vai trò quan trọng Việc áp dụng thành tựu mới, công nghệ tự động hoá để nâng cao chất lượng quản lý vận hành, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, phát huy hiệu kinh tế, tiết kiệm lao động yêu cầu thiết Vấn đề chất lượng điện tiêu điện áp, tần số, suất cố mà tiêu quan trọng tổng số điện bình quân khách hàng năm Đối với lưới điện phân phối trung áp Mỹ Hào nay, xuất tuyến đa số có máy cắt đầu nguồn, có cố vĩnh cửu tồn phụ tải tuyến cố bị điện sau máy cắt đầu nguồn tự đóng lại khơng thành cơng Nhiều phụ tải ngồi vùng cố bị ngừng cung cấp điện cách khơng cần thiết Nếu tuyến có dao cách ly phân đoạn, việc phân vùng cố thực thủ công làm kéo dài thời gian điện khách hàng phân đoạn không bị cố Để nâng cao độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện chất lượng điện đảm bảo cho phụ tải điện, luận văn tập trung chủ yếu vào nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy cung cấp lưới điện phân phối, từ kết tính tốn đưa biện pháp giảm thiệt hại kinh tế thời gian điện hộ phụ tải Lịch sử nghiên cứu Cùng với phát triển lưới điện phân phối, ngày có nhiều nghiên cứu ảnh hưởng tính tốn độ tin cậy vào hệ thống điện sẵn có Các nghiên cứu thường tập trung vào hướng nghiên cứu bao gồm: - Tính tốn độ tin cậy lưới điện trung áp - Đánh giá độ tin cậy lưới điện trung áp - Giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện Tuy nhiên chưa có nhiều nghiên cứu mơ cụ thể cho chế độ vận hành lưới điện phân phối thực tế nhằm tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối đưa giải pháp nâng cao độ tin cậy cho lưới điện phân phối Đề tài lựa chọn luận văn theo hướng tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối huyện Mỹ Hào, từ đưa giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Mục đích, đối tượng, phạm vi nghiên cứu luận văn Luận văn lựa chọn đề tài nghiên cứu, tính toán độ tin cậy lưới điện phân phối Huyện Mỹ Hào, tỉnh Hưng Yên giải pháp nâng cao độ tin cậy Mục đích đề tài: Nghiên cứu chung độ tin cậy, phương pháp tính tốn độ tin cậy cung cấp điện, tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối huyện Mỹ Hào biện pháp nâng cao độ tin cậy Đối tượng nghiên cứu: Lưới điện phân phối trung áp huyện Mỹ Hào Phạm vi nghiên cứu: luận văn tập trung vào số SAIDI, SAIFI trường hợp ngừng cấp điện cố vĩnh cửu để tính tốn, đánh giá đưa biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Các luận điểm đóng góp tác giả Các tính tốn mơ luận văn nhằm làm sáng tỏ luận điểm sau: - Các số độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối - Mức độ ảnh hưởng thiết bị nâng cao độ tin cậy số độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối; - Mức độ ảnh hưởng phương thức vận hành (kết dây) số độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối; - Mức độ ảnh hưởng công tác quản lý kỹ thuật vận hành số độ tin cậy cung cấp điện; - Các giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết độ tin cậy phương pháp tính tốn độ tin cậy Vận dụng kết nghiên cứu, xây dựng phương pháp tính tốn TÀI LIỆU THAM KHẢO TRẦN BÁCH Lưới điện hệ thống điện - tập 2, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2000 ĐẶNG NGỌC DINH Giáo trình độ tin cậy hệ thống điện Khoa đại học chức, Trường Đại hóc Bách Khoa Hà Nội, 1978 HỒNG DŨNG Nghiên cứu tự động hóa lưới điện phân phối để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, Tạp chí khoa học cơng nghệ, Đại học Đà Nẵng - số 2(25) 2008 TRẦN ĐÌNH LONG Lý thuyết hệ thống, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1999 TRẦN ĐÌNH LONG Quy hoạch phát triển lượng điện lực, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1999 PHẠM VĂN KHÔI Cơ sở đánh giá độ tin cậy, Nhà xuất KHKT, 1987 BÙI NGỌC THƯ Mạng lưới cung cấp phân phối điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật LÃ VĂN ÚT Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1999 Sách tra cứu cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp - Bản dịch Bộ môn hệ thống điện, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 10 Điện lực huyện Mỹ Hào - Bản đồ lưới điện trung áp huyện Mỹ Hào 88 DANH SÁCH PHỤ LỤC Phụ lục Sơ đồ lưới điện trung áp huyện Mỹ Hào Phụ lục Các kết tính tốn 89 Lèo c?t 35 29B AC35/0.5 26 AC35/0.2 28 AC50/0.01 AC50/0.01 22 1A 2B 2A AC50/0.14 CD1 AC35/0.6 10 AC70/0.014 5A AC35/0.02 2 5B AC35/0.5 AC70/0.035 2 261-1 262A 260-1 261-2 261- 80 78 78 77 76 45 402 8A 10 11 405 12 14B 15A 17B 17C 18 21 1A 21B CD22A 22A1 22A Phụ lục 1: Sơ đồ sợi đường dây trung huyện Mỹ Hào AC50/1.1 AC50/0.14 AC50/0.04 AC50/0.6 6x50 kVAr AC50/0.7 AC50/1.1 AC50/1.1 AC50/1.1 AC50/0.05 AC50/0.03 Phụ lục 2: Các kết tính tốn Kết tính tốn độ tin cậy đường dây 371 E28.4 Kết tính toán độ tin cậy đường dây 373 E28.5 Kết tính tốn độ tin cậy đường dây 371 E28.4 sau cắt CD 260 Kết tính tốn độ tin cậy đường dây 373 E28.5 sau nối lèo 35 Kết tính tốn độ tin cậy đường dây 373 E28.5 sau lắp MC lèo 35 Kết tính tốn độ tin cậy đường dây 371 E28.4 sau lắp Recloser Kết tính tốn độ tin cậy đường dây 373 E28.5 sau lắp Recloser Kết tính tốn độ tin cậy đường dây 371 E28.4 sau lắp thiết bị cảnh báo cố kết hợp Recloser Kết tính tốn độ tin cậy đường dây 373 E28.5 sau lắp thiết bị cảnh báo cố kết hợp Recloser 10 Kết tính tốn độ tin cậy đường dây 371 E28.4 sau nâng cao chất lượng QLVH kết hợp lắp Recloser 11 Kết tính tốn độ tin cậy đường dây 373 E28.5 sau nâng cao chất lượng QLVH kết hợp lắp Recloser ... tin cậy, phương pháp tính tốn độ tin cậy cung cấp điện, tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối huyện Mỹ Hào biện pháp nâng cao độ tin cậy Đối tượng nghiên cứu: Lưới điện phân phối trung áp huyện. .. cấp điện; - Các giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết độ tin cậy phương pháp tính tốn độ tin. .. pháp nâng cao độ tin cậy cho lưới điện phân phối Đề tài lựa chọn luận văn theo hướng tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối huyện Mỹ Hào, từ đưa giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện