Các giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối trung áp thành phố quảng ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN LÁNG CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN LÁNG CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 60 52 02 02 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS ĐINH THÀNH VIỆT Đà Nẵng- Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Láng i MỤC LỤC MỤC LỤC i TÓM TẮT LUẬN VĂN iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮC v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ vii MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI VÀ CÁC VẤN ĐỀ VỀ ĐỘ TIN CẬY 1.1 Tổng quan lƣới điện phân phối trung áp thành phố Quảng Ngãi 1.1.1 Khái quát lƣới điện địa bàn tỉnh Quảng Ngãi 1.1.2 Hiện trạng lƣới điện trung áp địa bàn thành phố Quảng Ngãi 1.1.3 Tình hình quản lý vận hành lƣới điện địa bàn thành phố Quảng Ngãi 1.2 Các vấn đề độ tin cậy cung cấp điện 1.2.1 Chỉ số độ tin cậy cung cấp điện 1.2.2 Đánh giá phân tích cố 1.2.3 Các nguyên nhân gây cố thời gian qua 10 1.2.4 Một số giải pháp nâng cao độ tin cậy lƣới điện 11 KẾT LUẬN CHƢƠNG 11 Chƣơng CÁC CHỈ TIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP 12 2.1 Tổng quan độ tin cậy cung cấp điện 12 2.1.1 Khái niệm độ tin cậy 12 2.1.2 Độ tin cậy hệ thống 12 2.1.3 Độ tin cậy phần tử 13 2.2 Các phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy 17 2.2.1 Phƣơng pháp đồ thị giải tích 17 2.2.2 Phƣơng pháp không gian trạng thái 18 2.2.3 Phƣơng pháp hỏng hóc 18 2.2.4 Phƣơng pháp mô Monte-Carlo 19 2.3 Các tiêu đánh giá độ tin cậy theo tiêu chí IEEE1366 19 2.3.1 Tần suất điện trung bình hệ thống, SAIFI 19 2.3.2 Thời gian ngừng cung cấp điện trung bình hệ thống, SAIDI 19 2.3.3 Tần suất điện trung bình khách hàng, CAIFI 20 2.3.4 Thời gian điện trung bình khách hàng, CAIDI 20 2.3.5 Độ sẵn sàng (khơng sẵn sàng) phục vụ trung bình, ASAI (ASUI) 20 2.3.7 Điện trung bình khơng đƣợc cung cấp, AENS 20 ii 2.3.8 Chỉ số điện trung bình khách hàng, ACCI 21 2.3.9 Tần suất trung bình điện thống qua khách hàng, MAIFI 21 2.4 Phân tích yếu tố làm ảnh hƣởng đến độ tin cậy lƣới điện phân phối 21 2.4.1 Yếu tố độ tin cậy phần tử lƣới điện 21 2.4.2 Yếu tố cấu trúc lƣới điện vận hành 21 2.4.3 Yếu tố tổ chức đơn vị quản lý vận hành 21 2.4.4 Yếu tố môi trƣờng vận hành lƣới điện phụ tải sử dụng điện 21 2.4.5 Yếu tố ngƣời 22 2.5 Các sơ đồ lƣới điện phân phối dùng để tính tốn độ tin cậy 22 2.5.1 Sơ đồ lƣới điện hình tia khơng phân đoạn 23 2.5.2 Sơ đồ lƣới điện hình tia có phân đoạn 24 2.5.3 Lƣới điện hình tia phân đoạn máy cắt 27 2.5.4 Sơ đồ lƣới điện kín vận hành hở 28 KẾT LUẬN CHƢƠNG 31 Chƣơng PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI THEO IEEE 1366 33 3.1 Giới thiệu chung phần mềm PSS/ADEPT 33 3.1.1 Các chức phần mềm PSS/ADEPT 33 3.1.2 Các cửa sổ ứng dụng PSS/ADEPT 33 3.2 Thu thập số liệu tính tốn 34 3.3 Tính tốn độ tin cậy lƣới điện trung áp thành phố Quảng Ngãi theo IEEE1366 36 3.4 Phân tích, đánh giá độ tin cậy lƣới điện phân phối thành phố Quảng Ngãi 37 3.4.1 Phân tích số độ tin cậy lƣới điện 37 3.4.2 Đánh giá thiệt hại điện 37 KẾT LUẬN CHƢƠNG 39 Chƣơng ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI 40 4.1 Các giải pháp kỹ thuật giai đoạn đầu tƣ tổ chức vận hành 40 4.1.1 Nhóm giải pháp đầu tƣ 40 4.1.2 Nhóm giải pháp vận hành 41 4.2 Đề xuất giải pháp cụ thể để nâng cao độ tin cậy cho lƣới điện trung áp thành phố Quảng Ngãi 42 4.2.1 Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cho Xuất tuyến 471/E16.1 42 4.2.2 Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cho Xuất tuyến 473/E16.1 45 4.2.3 Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cho Xuất tuyến 475/E16.1 47 4.2.4 Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cho Xuất tuyến 479/E16.1 49 4.2.5 Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cho Xuất tuyến 471/E16.5 51 4.2.6 Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cho Xuất tuyến 473/E16.5 53 4.2.7 Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cho Xuất tuyến 477/E16.5 54 iii 4.3 Phân tích hiệu kinh tế giải pháp đầu tƣ 56 4.3.1 Các tiêu độ tin cậy trƣớc sau đề xuất giải pháp 56 4.3.2 Kết tính tốn thiệt hại 57 4.3.3 Phân tích hiệu kinh tế 57 KẾT LUẬN CHƢƠNG 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI PHỤ LỤC iv TÓM TẮT LUẬN VĂN CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI Học viên: Nguyễn Láng Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: Khóa K34 Trƣờng Đại học Bách Khoa – ĐHĐN Tóm tắt: Luận văn lý thuyết hóa kiến thức độ tin cậy cung cấp điện, cách tính tiêu độ tin cậy cung cấp điện SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI, ASAI, ASUI, ENS, AENS lƣới điện phân phối trung áp, phân tích nguyên nhân gây cố đề hƣớng xử lý Luận văn sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn tiêu độ tin cậy, phân tích số liệu, thơng tin điện khách hàng xuất tuyến cho lƣới điện phân phối trung áp thành phố Quảng Ngãi, vào đó, luận văn đề xuất giải pháp để nâng cao độ tin cậy cho lƣới điện phân phối trung áp thành phố Quảng Ngãi Ngoài ra, Luận văn đề xuất giải pháp khác nhƣ lập kế hoạch công tác lƣới điện để có kế hoạch cắt điện hợp lý, ngăn ngừa xử lý nhanh cố, ứng dụng tự động hóa lƣới điện thơng minh nhằm mục đích nâng cao độ tin cậy q trình cung cấp điện Từ khóa - Độ tin cậy cấp điện, số độ tin cậy, phần mềm tính tốn SOLUTIONS TO IMPROVE THE RELIABILITY OF THE MEDIUM VOLTAGE POWER DISTRIBUTION NETWORK OF QUANG NGAI CITY Compendious - The thesis has theorized the knowledge about the reliability of power supply, the calculation of power supply reliability criteria Saifi, Saidi, Caifi, Caidi, Asai, Asui, Ens, Aens of medium voltage power distribution network Analyze the causes of the problem anh set out the direction The thesis uses PSS/ADPET software to calcutate the reliability, data analysis and information on power outages of customers on each out of the medium voltage network of Quang Ngai City, based on that thesis option proposed solution to improve reliability for medium voltage grid Quang Ngai City In addition, the thesis also proposed other solutions such as schedduling work on the grid to plan reasonable power cuts, prevent anh quickly handle incidents, apply automation anh intelligent grids for advanced purposes reliability in the power supply process Keywords - Power supply reliability, reliability index, software calculation v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮC ĐLTP XT TBA RC MC FCO LBFCO : : : : : : : Điện lực Thành Phố Quảng Ngãi Xuất tuyến Trạm biến áp Máy cắt Recloser (Máy cắt có chức đóng cắt lặp lại) Máy cắt trung Cầu chì tự rơi Cầu chì tự rơi cắt có tải LBS : Dao cắt có tải LTD : Dao cách ly kiểu căng đƣờng dây DCL : Dao cách ly SAIDI : SAIFI : Tần suất điện trung bình hệ thống (lần /Khách hàng) CAIFI : Tần suất điện trung bình khách hàng (lần /Khách hàng) CAIDI : Thời gian điện trung bình khách hàng, (Phút) Thời gian ngừng cung cấp điện trung bình hệ thống (Phút/Khách hàng) ASAI(ASUI) : Độ sẵn sàng (khơng sẵn sàng) phục vụ trung bình hệ thống ENS : Năng lƣợng không đƣợc cung cấp MAIFI : FCI : Bộ cảnh báo cố (Fault Circuit Indicators)  (lần/năm) : Cƣờng độ hỏng hóc (suất cố vĩnh viễn) RP (giờ) : Thời gian sửa chữa SWT (giờ) : Thời gian điện để sửa chữa PSS (%) : Xác suất đóng mở theo chức M (lần/năm) : Suất cố thoáng qua E16.1 : Trạm biến áp 110kV Quảng Ngãi E16.5 : Trạm biến áp 110kV Quảng Phú DRA : Distribution Reliability Analysis (Độ tin cậy phân phối) Tần suất trung bình điện thoáng qua khách hàng (lần /Khách hàng) vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên Bảng Trang Bảng 1.1 Bảng thơng số kỹ thuật tình trạng mang tải trạm biến áp Bảng 1.2 Bảng tổng hợp tình trạng mang tải trạm biến áp 110kV Bảng 1.3 Bảng thống kê lƣới điện trung áp vận hành Bảng 1.4 Bảng tổng hợp tình trạng mang tải đƣờng dây 22kV Bảng 1.5 Bảng tổng hợp chi tiết điện trung áp khu vực Quảng Ngãi`` Bảng 2.1 Bảng thông số liệu hệ thống 22 Bảng 2.2 Bảng số liệu khách hàng phụ tải nút tải 22 Bảng 2.3 Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 2.8 23 Bảng 2.4 Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 2.9 24 Bảng 2.5 Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 2.10 25 Bảng 2.6 Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 2.11 26 Bảng 2.7 Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 2.12 28 Bảng 2.8 Bảng Tổng hợp tiêu độ tin cậy qua sơ đồ phân tích 31 Bảng 3.1 Bảng liệu trung bình 03 năm gần cắt điện cố 32 Bảng 3.2 Bảng liệu trung bình 03 năm gần cắt điện kế hoạch 32 Bảng 3.3 Bảng số liệu khách hàng cấp điện 32 Bảng 3.4 Bảng kết tính tốn tiêu độ tin cậy XT 22kV 33 Bảng 3.5 Bảng kết tính tốn thiệt hại điện 34 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ Tên hình vẽ, đồ thị Số hiệu Trang Hình 1.1 Sơ đồ Hệ thống lƣới điện tỉnh Quảng Ngãi Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý lƣới điện thành phố Quảng Ngãi Hình 2.1 Biểu đồ đồ thị hàm tin cậy 13 Hình 2.2 Biểu đồ thời gian làm việc phần tử 14 Hình 2.3 Biểu đồ mơ tả q trình làm việc phàn tử 15 Hình 2.4 Mơ hình giản đồ chuyển trạng thái làm việc phần tử 16 Hình 2.5 Độ tin cậy- Sơ đồ nối tiếp 16 Hình 2.6 Độ tin cậy- Sơ đồ song song 16 Hình 2.7 Độ tin cậy- Sơ đồ hổn hợp 16 Hình 2.8 Sơ đồ lƣới điện hình tia khơng phân đoạn 22 Hình 2.9 Sơ đồ lƣới điện hình tia có nhánh rẽ bảo vệ cầu chì 23 Hình 2.10 Sơ đồ lƣới điện hình tia phân đoạn Dao cách ly 25 Hình 2.11 Sơ đồ lƣới điện hình tia phân đoạn máy cắt 26 Hình 2.12 Sơ đồ lƣới điện kín vận hành hở 27 Hình 2.13 Biểu đồ SAIFI 31 Hình 2.14 Biểu đồ SAIDI 32 Hình 2.15 Biểu đồ ASAI 32 Hình 3.1 Màn hình giao diện chƣơng trình PSS/ADEPT 31 Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý lƣới điện xuất tuyến 471/E16.1 44 Hình 4.2 Sơ đồ lắp đặt Bộ thị cố xuất tuyến 471/E16.1 45 Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý lƣới điện xuất tuyến 473/E16.1 47 Hình 4.4 Sơ đồ lắp đặt Bộ thị cố xuất tuyến 473/E16.1 47 Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý lƣới điện xuất tuyến 475/E16.1 49 Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý lƣới điện xuất tuyến 479/E16.1 50 Hình 4.7 Sơ đồ lắp đặt Bộ thị cố xuất tuyến 479/E16.1 52 Hình 4.8 Sơ đồ nguyên lý lƣới điện xuất tuyến 471/E16.5 52 Hình 4.9 Sơ đồ lắp đặt Bộ thị cố xuất tuyến 471/E16.5 52 Hình 4.10 Sơ đồ lắp đặt Bộ thị cố xuất tuyến 473/E16.5 52 ... nguyên nhân ảnh hƣởng đến độ tin cậy lƣới điện phân phối trung áp thành phố Quảng Ngãi - Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lƣới điện phân phối trung áp thành phố Quảng Ngãi 2 Đối tƣợng phạm... giải pháp nâng cao độ tin cậy lƣới điện trung áp thành phố Quảng Ngãi 3 Chƣơng TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI VÀ CÁC VẤN ĐỀ VỀ ĐỘ TIN CẬY 1.1 Tổng quan lƣới điện phân phối. .. lƣới điện phân phối trung áp 22kV Điện lực thành phố Quảng Ngãi - Phạm vi nghiên cứu đề tài đánh giá đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lƣới điện phân phối trung áp thành phố Quảng