Cùng với tiến trình ngành Điện chuyển dần sang hoạt động theo cơ chế thị trường khách hàng khu vực huyện Mộ Đức ngày càng quan tâm và đòi hỏi cao hơn về chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện Hiện nay trên lưới điện khu vực huyện Mộ Đức đã thực hiện nhiều giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Tuy nhiên hầu hết các giải pháp chưa mang lại hiệu quả cao trong những năm gần đây độ tin cậy cung cấp điện khu vực huyện Mộ Đức càng khá cao Đề tài này tính toán đánh giá và đưa ra các giải pháp nhằm đạt mục tiêu độ tin cậy cung cấp điện theo định hướng đến năm 2020 của ngành Điện đề tài sẽ tính toán độ tin cậy cung cấp điện do sự cố bằng Module DRA độ tin cậy trong chương trình PSS ADEPT và độ tin cậy cung cấp điện do bảo trì bảo dưỡng bằng phần mềm Excel cho lưới điện hiện trạng từ đó có những phân tích đánh giá đưa ra những giải pháp cải tạo cho các xuất tuyến có độ tin cậy cung cấp điện còn cao Sau khi đề xuất các giải pháp đề tài tính toán lại cho lưới điện sau cải tạo từ đó so sánh với mục tiêu định hướng và lưới điện hiện trạng và đánh giá hiệu quả của các giải pháp
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ĐỨC LÊ VĂN TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN MỘ ĐỨC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng, năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ĐỨC LÊ VĂN TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN MỘ ĐỨC Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60.52.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐIỆN KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN VINH TỊNH Đà Nẵng, năm 2018 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa điện trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng khơng ngại khó khăn giảng dạy cung cấp cho tơi kiến thức bổ ích q báu kiến thức tảng, dẫn dắt để thực luận văn Tôi xin chân thành cám ơn Giảng viên hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Trần Vinh Tịnh ln ln nhiệt tình bảo, hướng dẫn cho tơi nhiều vấn đề khoa học chuyên sâu lĩnh vực nghiên cứu ln ln động viên, khích lệ tinh thần để tạo môi trường nghiên cứu sáng tạo suốt trình thực luận văn Một lần xin trân trọng cám ơn thầy, cô! TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGUYỄN ĐỨC LÊ VĂN LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác khác TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGUYỄN ĐỨC LÊ VĂN MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Tóm tắt luận văn Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU I.Lý chọn đề tài: II.Mục tiêu nghiên cứu: III.Đối tượng phạm vị nghiên cứu: .1 IV.Phương pháp nghiên cứu: V.Ý nghĩa khoa học thực tiễn: VI.Tên bố cục đề tài Chƣơng 1- CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN .3 1.1.Khái niệm độ tin cậy 1.1.1.Độ tin cậy phần tử không phục hồi 1.1.2.Độ tin cậy phần tử phục hồi .4 1.1.3.Độ tin cậy lưới phân phối hình tia 1.1.5.Độ tin cậy hệ thống điện 1.2.Một số phương pháp đánh giá độ tin cậy 1.2.1.Phương pháp đồ thị-giải tích 1.3.Các tiêu đánh giá độ tin cậy lưới phân phối 10 1.3.1 Các thơng số 10 1.3.2.Các tiêu ngừng cấp điện vĩnh cửu 11 Chƣơng 2-LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN MỘ ĐỨC 14 2.1.Tổng quan lưới điện phân phối 14 2.1.1.Tổng quan: 14 2.1.2.Chất lượng lưới phân phối 16 2.1.3.Đặc điểm xã hội huyện Mộ Đức 17 2.1.4.Lưới điện phân phối huyện Mộ Đức: 17 2.2.Phương thức vận hành lưới điện phân phối huyện Mộ Đức 19 2.2.1.Các thiết bị đóng cắt lưới điện 20 2.2.2.Các vị trí phân đoạn xuất tuyến 22 KV 24 2.2.3.Các vị trí liên lạc xuất tuyến 22 KV 25 2.3.Các nguyên nhân ảnh hưởng đến độ tin cậy lưới điện 25 2.3.1.Các nguyên nhân cố lưới điện 25 2.3.2.Sự cố gây hư hỏng thiết bị lưới phân phối: 26 2.3.3.Các nguyên nhân chủ quan 27 2.3.4.Tình hình thực độ tin cậy từ 2014 đến ĐLMĐ 28 2.4.Tính tốn xác xuất hỏng hóc phần tử lưới phân phối 29 2.4.1.Thu thập số liệu phần tử lưới điện 30 2.4.2.Tính tốn xác xuất hỏng hóc phần mềm Excel 33 2.4.3.Chi tiết ĐTCCCĐ tuyến trung áp 33 Chƣơng 3- CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN MỘ ĐỨC 35 3.1.Đề xuất phương án nâng cao độ tin cậy cho xuất tuyến 35 3.1.1.Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT 35 3.1.2.DRA Analysis: Tính toán độ tin cậy lưới điện .37 3.1.3.Tính tốn độ tin cậy lưới điện cố lưới điện trạng phần mềm PSS/Adept 5.0: .43 3.1.4.Đề xuất phương án 46 3.1.4.1Phân đoạn kết nối liên lạc 46 3.1.4.2Bổ sung thiết bị để phân đoạn 46 3.2.Dùng phần mềm PSS/ADEPT tính tốn độ tin cậy lưới điện 51 3.2.1.Kết tính tốn độ tin cậy cố cho xuất tuyến sau cải tạo 51 3.2.2.Tính tốn độ tin BTBD cho xuất tuyến 22 kV 53 3.2.3.Đánh giá kết 54 3.3.Phân tích hiệu kinh tế đề xuất phương án 55 3.3.1.Triển khai cho lưới phân phối huyện Mộ Đức .56 3.3.2.Đề xuất giải pháp khác 56 3.3.3 Ứng dụng SCADA 62 3.3.4 Tối ưu hóa thao tác công tác lưới điện 63 3.4 KẾT LUẬN 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật tuyến 22kV 18 Bảng 2.2: Thông số phụ tải tuyến trung áp 19 Bảng 2.3: Tổng hợp số lượng DCL 21 Bảng 2.4: Tổng hợp số lượng Recloser 22 Bảng 2.5: Tổng hợp số lượng LBS 24 Bảng 2.6: Các vị trí phân đoạn 24 Bảng 2.7: Thống kê số vị trí liên lạc tuyến trung áp 25 Bảng 2.8: Các tiêu ĐTCCCĐ từ năm 2014 đến năm 2017 28 Bảng 2.9: Tỷ lệ cố BTBD tiêu ĐTCCCĐ 28 Bảng 2.10: Đặc tính phần tử hệ thống 29 Bảng 2.11: Khối lượng lưới điện tỉnh Quảng Ngãi 30 Bảng 2.12: Thống kê cố 30 Bảng 2.13: Xác xuất hỏng hóc 33 Bảng 2.14: Thống kê ĐTC xuất tuyến trạng từ OMS 34 Bảng 3.1: Số liệu tính toán ĐTC cố lưới điện trạng từ PSS 44 Bảng 3.2: Số liệu tính tốn ĐTC cố lưới điện sau cải tạo từ PSS 53 Bảng 3.3: Số liệu tính tốn ĐTC BTBD lưới điện sau cải tạo từ Excel 53 Bảng 3.4: So sánh ĐTCCCĐ trước sau giải pháp 54 Bảng 3.5: Tổng hợp số lượng thiết bị đóng cắt bổ sung 55 Bảng 3.6: Tổng hợp lợi nhuận, chi phí đầu tư 56 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Hệ thống nối tiếp tồn phần tử mắc song song Hình 1.2: Sơ đồ độ tin cậy phần tử nối tiếp Hình 1.3 :Sơ đồ độ tin cậy phần tử song song Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý lưới điện huyện Mộ Đức 20 Hình 2.2: DCL kiểu chém ngang chém đứng 20 Hình 2.3: FCO bảo vệ đầu nhánh rẽ 21 Hình 2.4: Recloser U-series 22 Hình 2.5: LBS kiểu hở 23 Hình 2.6: Chương trình tính tốn độ tin cậy OMS 33 Hình 3.1: Chu trình triển khai phần mềm PSS/ADEPT 39 Hình 3.2: Thiết lập thơng số nguồn 40 Hình 3.3: Thiết lập thông số tải 40 Hình 3.4: Thiết lập thông dây dẫn 41 Hình 3.5: Thiết lập thơng số nút 41 Hình 3.6: Thiết lập thơng số tụ bù 42 Hình 3.7: Thiết lập thơng thiết bị đóng cắt 42 Hình 3.8 Hộp thoại option-Thẻ DRA: Các chọn lựa cho toán phân tích độ tin cậy 43 Hình 3.9 Số liệu ĐTC XT 471/E16.3 trạng 44 Hình 3.10 Số liệu ĐTC XT 472/E16.2 trạng 45 Hình 3.11 Số liệu ĐTC XT 474/E16.2 trạng 45 Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý 472/T12 trạng 47 Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý 472/T12 sau cải tạo 47 Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lý 473/T12 trạng 48 Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lý 473/T12 sau cải tạo 48 Hình 3.16 Sơ đồ nguyên lý 471/T3 trạng 49 Hình 3.17 Sơ đồ nguyên lý 471/T3 sau cải tạo 49 Hình 3.18 Sơ đồ nguyên lý 474/E 16.2 trạng 50 Hình 3.19 Sơ đồ nguyên lý 474/E16.2 sau cải tạo 50 Hình 3.20 Số liệu ĐTC XT 471/E16.3 sau cải tạo 51 Hình 3.21 Số liệu ĐTC XT 472/E16.2 sau cải tạo 52 Hình 3.22 Số liệu ĐTC XT 474/E16.2 sau cải tạo 52 Hình 3.23: Máy hồng ngoại đo nhiệt độ 59 Hình 3.24: Vệ sinh cơng nghiệp nước áp lực cao 60 Hình 3.25: Thi cơng sửa chữa Hotline 62 TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN MỘ ĐỨC Học viên: Nguyễn Đức Lê Văn Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Mã số: 60520202 Khóa:K34- Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt – Cùng với tiến trình ngành Điện chuyển dần sang hoạt động theo chế thị trường, khách hàng khu vực huyện Mộ Đức ngày quan tâm đòi hỏi cao chất lượng điện độ tin cậy cung cấp điện Hiện lưới điện khu vực huyện Mộ Đức thực nhiều giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Tuy nhiên, hầu hết giải pháp chưa mang lại hiệu cao, năm gần độ tin cậy cung cấp điện khu vực huyện Mộ Đức cao Đề tài tính tốn, đánh giá đưa giải pháp nhằm đạt mục tiêu độ tin cậy cung cấp điện theo định hướng đến năm 2020 ngành Điện, đề tài tính tốn độ tin cậy cung cấp điện cố Module (DRA) độ tin cậy chương trình PSS/ADEPT độ tin cậy cung cấp điện bảo trì, bảo dưỡng phần mềm Excel cho lưới điện trạng, từ có phân tích, đánh giá, đưa giải pháp cải tạo cho xuất tuyến có độ tin cậy cung cấp điện cao Sau đề xuất giải pháp, đề tài tính tốn lại cho lưới điện sau cải tạo, từ so sánh với mục tiêu định hướng lưới điện trạng đánh giá hiệu giải pháp Từ khóa – độ tin cậy, cố, bảo dưỡng, phân đoạn CALCULATION AND SUGGESTIONS FOR ENHANCING RESOURCES ELECTRICITY RELIEF DISTRIBUTION OF MO DUC DISTRICT bstract - In line with the progress of the electricity industry, the customers in Mo Duc district are increasingly interested in and demanding higher quality of power and reliability of power supply Currently, the power grid in Mo Duc district has implemented many solutions to improve the reliability of power supply However, most of the solutions have not brought high efficiency, in recent years the reliability of power supply in Mo Duc district is quite high This project calculates, evaluates and proposes solutions to meet the 2020 electricity industry's reliability targets for power sector, which will calculate the reliability of power supply due to fault by Module (DRA) reliability in the PSS/ADEPT program and the reliability of power supply due to maintenance and servicing by the Excel software for the current grid, from which analyzes, evaluations, Improve the transmission line with high reliability of power supply After proposing the solutions, the project recalculated to the grid after the renovation, then compare with the objective and grid current status and evaluate the effectiveness of the solution Key words - reliability, failure, maintenance, segmentation 1 MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài: Lưới điện phân phối khâu cuối hệ thống điện, đưa điện trực tiếp đến khách hàng Vì vậy, việc cung cấp điện đầy đủ liên tục cho phụ tải phụ thuộc trực tiếp vào độ tin cậy lưới điện phân phối Độ tin cậy lưới điện phân phối đánh giá qua nhiều tiêu khác nhau, tiêu đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối theo tiêu chuẩn IEEE 1366 sử dụng phổ biến giới Tập đoàn Điện lực Việt Nam triển khai áp dụng số SAIDI, SAIFI, MAIFI để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện Do đó, đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối tiêu theo tiêu chuẩn IEEE 1366 (các tiêu SAIDI, SAIFI, MAIFI) lưới điện phân phối huyện Mộ Đức.Từ đó, đề xuất giải pháp, thực đạt kế hoạch Tổng công ty Điện lực miền Trung, mục tiêu đến năm 2020 nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối huyện Mộ Đức vấn đề cần quan tâm nghiên cứu II Mục tiêu nghiên cứu: - Đề tài đặt mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu sau: + Tính tốn độ tin cậy cho lưới điện phân phối huyện Mộ Đức theo tiêu độ tin cậy lưới điện phân phối + Đánh giá đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối huyện Mộ Đức III Đối tƣợng phạm vị nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu đề tài tính tốn độ tin cậy đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối - Phạm vi nghiên cứu đề tài lưới điện phân phối huyện Mộ Đức IV Phƣơng pháp nghiên cứu: - Trên sở lý thuyết tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối tiêu độ tin cậy lưới điện phân phối theo tiêu chuẩn IEEE 1366: + Xây dựng sơ đồ tin cậy lưới điện phân phối huyện Mộ Đức + Tính tốn thời gian điện phần tử lưới điện bị cố, bảo trì bảo dưỡng đấu nối lưới điện + Tính tốn tiêu độ tin cậy theo tiêu chuẩn IEEE 1366 + Đánh giá độ tin cậy tính tốn so với kết thực mục tiêu thực đến năm 2020 + Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối huyện Mộ Đức 2 V Ý nghĩa khoa học thực tiễn: Chất lượng điện ngày nâng cao, độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng sử dụng điện phải cải thiện Do đó, việc tính tốn độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng lưới điện khu vực huyện Mộ Đức nội dung cần thiết thực tế Từ kết tính tốn, đánh giá độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối huyện Mộ Đức đề xuất giải pháp tối ưu mặt kinh tế, kỹ thuật, quản lý vận hành VI Tên bố cục đề tài Căn vào mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu, kết hướng đến đề tài đặt tên là: “TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN MỘ ĐỨC” Luận văn gồm chƣơng sau: Chƣơng 1: Các phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy hệ thống điện Chƣơng 2:Tính tốn độ tin cậy lƣới điện phân phối huyện Mộ Đức Chƣơng 3: Các giải pháp nâng cao độ tin cậy lƣới điện phân phối huyện Mộ Đức Chƣơng 1- CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Khái niệm độ tin cậy Độ tin cậy xác suất để đối tượng (hệ thống hay phần tử) hoàn thành nhiệm vụ chức cho trước, trì giá trị thơng số làm việc thiết lập giới hạn cho, thời điểm định, điều kiện làm việc định Độ tin cậy theo nghĩa rộng tính chất phức hợp Nó bao gồm tính chất chủ yếu đối tượng: tính khơng hỏng, tính sửa chữa, tính bảo quản tính lâu bền Tính khơng hỏng: tính chất đối tượng giữ khả làm việc Đặc trưng định lượng cho tính khơng hỏng đại lượng: xác suất làm việc khơng hỏng, trung bình thời gian làm việc lần hỏng, cường độ hỏng, tham số dịng hỏng hóc v.v Xác suất làm việc không hỏng thường gọi độ tin cậy Tính sửa chữa: tính chất đối tượng thích ứng với việc tiến hành bảo dưỡng kỹ thuật sửa chữa Đặc trưng cho tính sửa chữa đại lượng xác suất phục hồi, trung bình thời gian dừng làm việc, trung bình thời gian phục hồi, cường độ phục hồi Đặc trưng chung cho tính khơng hỏng tính sửa chữa đại lượng hàm sẳn sàng, hệ số sẳn sàng, hệ số không sẳn sàng Tính bảo quản: tính chất đối tượng trì thơng số đầu xác định chất lượng giới hạn cho Đặc trưng cho tính bảo quản đại lượng trung bình thời gian bảo quản, cường độ hỏng bảo quản Tính lâu bền: tính chất đối tượng trì khả làm việc trạng thái giới hạn, có kể tới gián đoạn cần thiết cho việc bảo dưỡng, sửa chữa Đặc trưng cho tính chất tuổi thọ trung bình, trung bình thời gian làm việc 1.1.1 Độ tin cậy phần tử không phục hồi a Thời gian làm việc liên tục phần tử phân bố Thời gian làm việc liên tục T phần tử biến ngẫu nhiên Hàm phân bố xác suất T (theo t) xác suất mà phần tử bị hỏng hóc trước đến thời gian t F(t) = P(T≤ t) t ≥ F(t) gọi hàm hỏng hóc phần tử Nếu ta định nghĩa R(t) xác suất mà phần tử hoạt động sau thời gian t xác định trước : R(t) = P(T>t) t ≥ R(t) gọi hàm tin cậy phần tử hay độ tin cậy Ta có : R(t) + F(t)=1 dR(t ) dF (t ) f (t ) dt dt đó, f(t) hàm mật độ xác suất hỏng hóc b Hàm cường độ hỏng hóc và cường độ hỏng hóc Hàm cường độ hỏng hóc phần tử xác suất có điều kiện mà phần tử làm việc trước thời điểm t phát triển thành cố đơn vị thời gian t sau thời điểm t : P(t T t t | T t ) t 0 t (t ) lim gọi hàm cường độ hỏng hóc phần tử Trong thời gian làm việc phần tử hệ thống điện gian đoạn ổn định nên ta có : hằng số c Thời gian trung bình lần hỏng hóc (thời gian trung bình vận hành an tồn) (MTBF,m) Nếu hàm mật độ hỏng hóc f(t) biết trước : 0 MTBF E (t ) t f (t )dt R(t )dt Nếu phân bố theo quy luật hàm mũ : m MTBF cường độ hỏng hóc 1.1.2 Độ tin cậy phần tử phục hồi a Hàm cường độ sửa chữa (t) cường độ sửa chữa Thời gian sửa chữa TD biến ngẫu nhiên Cường độ sửa chữa phần tử định nghĩa tương tự cường độ hỏng hóc : P(t TD t t | TD t ) t 0 t (t ) lim b Thời gian trung bình sửa chữa (MTBF) MTBF E (tD ) t dFD (t ) dt tdFD (t ) dt Dùng phân bố hàm mũ : r MTTR c Thời gian trung bình chu kỳ hỏng hóc (T) T=m+r d Tính sẵn sàng phần tử * Hệ số sẵn sàng trạng thái xác lập A PU () * Hệ số không sẵn sàng trạng thái xác lập A hay cường độ cắt phần tử cưỡng (FOR) q A PD () FOR 1.1.3 Độ tin cậy lưới phân phối hình tia - Cường độ hỏng hóc tồn lưới phân phối năm là: λSC = λ0.L (1.1) 0 : Suất cố (vụ/km.năm) L: Độ dài lưới phân phối (km) - Cường độ ngừng điện tổng lưới phân phối là: ND SC CT (1.2) λCT : Cường độ ngừng điện công tác λSC : Cường độ ngừng điện cố - Thời gian ngừng điện cố năm là: TNDSC SC.TSC (1.3) TSC : Thời gian sửa chữa cố - Thời gian ngừng điện công tác là: TNDCT CT.TCT (1.4) TCT : Thời gian trung bình lần ngừng điện công tác - Tổng thời gian ngừng điện là: TND TNDSC TNDCT (1.5) - Điện cố là: A SC TNDSC Ptb - (1.6) Điện thiệt hại ngừng điện công tác là: A CT TNDCT Ptb (1.7) 1.1.4 Độ tin cậy điểm phụ tải Hình 1.1: Hệ thống nối tiếp tồn phần tử mắc song song Chỉ số độ tin cậy điểm phụ tải (LP) cho phụ thuộc đường cung cấp nguồn (N) phụ tải Các phần tử đường xét với cách mắc nối tiếp, có phần tử mắc song song (Hình 3.1) trình bày cách tương đương cấu trúc nối tiếp Nếu độ sẵn sàng phần tử cao tần suất hỏng hóc fFmn điểm tải nhánh n, vùng m tính: f Fmn MN (1.8) Với MN tập phần tử đường dẫn đến điểm tải nhánh n bao gồm nhánh mn Thời gian hỏng hóc trung bình hệ thống là: TFmn T MN (1.9) MN Các phần tử mắc song song biểu diễn phần tử tương đương cách sử dụng công thức hệ thống phần tử mắc song song Cường độ hỏng hóc phần tử tương đương α λα xấp xỉ tần suất trạng thái hỏng đôi hai phần tử mắc song song β γ : (T T ) (1.10) Thời gian sửa chữa trung bình Tα tính cơng thức: T T T T T (1.11) Với cường độ sửa chữa μβ μ γ nghịch đảo tương ứng Tβ Tγ Nếu nhánh chứa hai phần tử mắc song song, có cố hai cắt việc cấp điện khôi phục sau cô lập phần tử bị cố nối thông mạch thiết bị đóng cắt thích hợp, cường độ hỏng hóc tương đương λα trở thành: λα = λβ + λγ (1.12) Và thời gian sửa chữa trung bình thời gian cắt: Tα = TS 7 1.1.5 Độ tin cậy hệ thống điện Trong lúc điều quan tâm hàng đầu từ phía khách hàng độ tin cậy số tổng thể toàn hệ thống cần phải tính đến Hầu hết số số trung bình điểm tải tính đến trọng số tồn hệ thống Vì tần suất hỏng hóc tổng thể hệ thống fF xác định tổng tần suất điện tổng số khách hàng tính: C f C mn fF Fmn mn (1.13) mn mn Với tần suất điểm phụ tải fFmn tính đến qua trọng số Cmn số lượng khách hàng nhánh mn Thời gian hỏng hóc trung bình hệ thống TF xác định thời gian điện trung bình khách hàng, tính tốn tổng thời gian điện khách hàng năm chia cho số lượng khách hàng điện năm: C f T C f mn TF Fmn Fmn mn mn (1.14) Fmn mn Thời gian điện khách hàng trung bình diễn giải mà khơng sử dụng trọng số fFmn, thời gian hỏng hóc trung bình hệ thống TF’ tính sau: C T C mn ' F T Fmn (1.15) mn mn mn Lưu ý giá trị TFmn không khác biệt, TF = TF’ Một số tin cậy khác hệ thống thường xuyên sử dụng tổng thời gian điện trung bình khách hàng năm HF, số tính: HF C mn mn f Fmn TFmn C (1.16) mn mn Từ công thức hiển nhiên ta có: TF.fF = HF 1.2 Một số phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy Để đánh giá ĐTC sơ đồ cung cấp điện, ta cần phải khảo sát tiêu định lượng ĐTC sơ đồ nối điện khác hệ cung cấp điện Các tiêu là: Xác suất làm việc an toàn P(t) hệ thời gian khảo sát, thời gian trung bình T lần cố, hệ số sẵn sàng A hệ, thời gian trung bình sửa chữa cố, thời gian trung bình sửa chữa định kỳ, … Tính tốn ĐTC sơ đồ cung cấp điện nhằm phục vụ tốn tìm phương án cung cấp điện tối ưu hài hòa hai tiêu: Cực tiểu vốn đầu tư cực đại mức độ đảm bảo cung cấp điện 1.2.1 Phương pháp đồ thị-giải tích Phương pháp xây dựng mối quan hệ trực tiếp ĐTC hệ thống với ĐTC PT biết thông qua việc lập sơ đồ ĐTC, áp dụng phương pháp giải tích đại số Boole lý thuyết xác suất tập hợp để tính tốn ĐTC Sơ đồ ĐTC hệ thống xây dựng sở phân tích ảnh hưởng hỏng hóc PT đến hỏng hóc hệ thống Sơ đồ ĐTC bao gồm nút (gồm nút nguồn, nút tải nút trung gian) nhánh tạo thành mạng lưới nối liền nút nguồn nút tải sơ đồ Có thể có nhiều đường nối từ nút phát đến nút tải, đường gồm nhiều nhánh nối tiếp Trạng thái tốt hệ thống trạng thái có đường nối từ nút phát đến nút tải Trạng thái hỏng hệ thống trạng thái nút phát bị tách rời với nút tải hỏng hóc với PT Đối với hệ thống điện, sơ đồ ĐTC trùng không trùng với sơ đồ nối điện (sơ đồ vật lý) tùy thuộc vào tiêu chuẩn hỏng hóc hệ thống lựa chọn a) Sơ đồ phần tử nối tiếp (Hình 1.2): Hệ thống làm việc an toàn tất n phần tử làm việc tốt, hệ thống hỏng có PT hỏng N n T Hình 1.2: Sơ đồ độ tin cậy phần tử nối tiếp Giả sử biết cường độ hỏng hóc thời gian phục hồi trung bình phần tử λi τi Cường độ hỏng hóc hệ thống là: n i (1.17) Thời gian phục hồi hệ thống là: n i i (1.18) n i Xác suất trạng thái tốt hệ thống là: PH(t) = P1(t) P2(t)…Pi(t)…Pn(t) = n Pi (t ) (1.19) i 1 Trong đó: Pi(t) xác suất làm việc tốt (trạng thái tốt) phần tử thứ i khoảng thời gian trạng thái Xác suất trạng thái hỏng hệ: QH(t) = 1- PH(t) = 1- P1P2Pn (1.20) Các công thức cho phép ta đẳng trị PT nối tiếp thành PT tương đương b) Sơ đồ phần tử song song (Hình 1.3): Hệ thống làm việc tốt có PT làm việc tốt hỏng tất các PT hỏng N T Hình 1.3 :Sơ đồ độ tin cậy phần tử song song Giả sử biết cường độ hỏng hóc cường độ phục hồi phần tử λi µi Cường độ phục hồi hệ thống là: 1 2 (1.21) Cường độ hỏng hóc hệ thống là: 1 1 1 (1.22) Xác suất trạng thái hỏng hệ: QH(t) = Q1Q2 (1.23) Xác suất trạng thái tốt hệ thống là: PH(t) = 1- QH(t) (1.24) Các công thức cho phép ta đẳng trị PT nối tiếp thành PT tương đương c) Sơ đồ hỗn hợp: Nếu sơ đồ hỗn hợp đơn giản, gồm PT song song nối tiếp đẳng trị phần tử nối tiếp phần tử tương đương, sau dùng phương pháp đường tối thiểu phương pháp lát cắt tối thiểu để tính 1.2.2 Phương pháp khơng gian trạng thái Trong phương pháp này, hệ thống diễn tả trạng thái hoạt động khả chuyển trạng thái Trạng thái hệ thống xác định tổ hợp trạng thái phần tử Mỗi tổ hợp trạng thái phần tử cho trạng thái hệ thống Phần tử có nhiều trạng thái khác trạng thái tốt, trạng thái hỏng, trạng thái bảo quản định kỳ v.v… Do thay đổi trạng thái PT làm cho hệ thống chuyển sang trạng thái 10 Tất trạng thái có hệ thống tạo thành không gian trạng thái Hệ thống luôn trạng thái nên tổng xác suất trạng thái (XSTT) Phương pháp khơng gian trạng thái áp dụng q trình Markov để tính xác suất trạng thái tần suất trạng thái Q trình Markov mơ hình tốn học diễn tả q trình ngẫu nhiên phần tử hệ thống liên tiếp chuyển từ trạng thái qua trạng thái khác thỏa mãn điều kiện: Nếu hệ thống trạng thái chuyển trạng thái xảy thời điểm ngẫu nhiên phụ thuộc vào trạng thái đương thời khơng phụ thuộc vào q khứ q trình Nếu hệ thống có n trạng thái, thời điểm t hệ thống trạng thái i đơn vị thời gian hệ thống lại trạng thái i (i=1…n) với xác suất pii hay chuyển sang trạng thái j với xác suất pij (j=1…n i j) Quá trình Markov phân ra: a) Rời rạc không gian liên tục thời gian b) Rời rạc không gian rời rạc thời gian c) Liên tục không gian thời gian Đối với hệ thống điện chuyển trạng thái xảy hỏng hóc hay phục hồi phần tử Với giả thiết thời gian làm việc thời gian phục hồi phần tử có phân bố mũ, thời gian hệ thống trạng thái phân theo phân bố mũ cường độ chuyển trạng thái số không phụ thuộc vào thời gian, ta sử dụng trình a b 1.3 Các tiêu đánh giá độ tin cậy lƣới phân phối 1.3.1 Các thơng số Trong tính tốn tiêu độ tin cậy theo IEEE 1366, ý nghĩa thông số công thức tính tốn sau: i : Biểu thị kiện ngừng cấp điện ri : Thời gian khôi phục kiện ngừng cấp điện NI : Tổng số lần điện khách hàng hệ thống TI : Số phút khách hàng bị ngừng cấp điện IMi : Số lần ngừng cấp điện thoáng qua IME : Số kiện ngừng cấp điện thoáng qua Ni : Số khách hàng bị ngừng cấp điện vĩnh cửu kiện i Nmi : Số khách hàng bị ngừng cấp điện thoáng qua kiện i NC : Tổng số khách hàng phục vụ cho khu vực Li : Tải bị cắt kiện ngừng cấp điện LT : Tổng tải cung cấp 11 CN : Tổng số khách hàng có lần ngừng cấp điện vĩnh cửu thời kỳ báo cáo CN(k>n): Tổng số khách hàng có n lần ngừng cấp điện vĩnh cửu thời kỳ báo cáo CNT(k>n): Tổng số khách hàng có n lần ngừng cấp điện thoáng qua thời kỳ báo cáo k : Số lần ngừng cấp điện thể khách hàng riêng lẻ thời kỳ báo cáo 1.3.2 Các tiêu ngừng cấp điện vĩnh cửu Chỉ tiêu tần suất ngừng cấp điện trung bình hệ thống (SAIFI) SAIFI cho biết trung bình khách hàng bị ngừng cấp điện vĩnh cửu lần thời kỳ báo cáo (thường năm) Tổng số lần điện khách hàng hệ thống Tổng số khách hàng hệ thống Công thức tính tốn: SAIFI = N (1-25) NI (1-26) NC NC Chỉ tiêu thời gian ngừng cấp điện trung bình hệ thống (SAIDI) SAIDI cho biết trung bình khách hàng bị ngừng cấp điện vĩnh cửu thời kỳ báo cáo (thưòng năm) Tổng số điện khách hàng hệ thống SAIDI = (1-27) Tổng số khách hàng hệ thống Cơng thức tính tốn: SAIFI i r N TI (1-28) NC NC Chỉ tiêu thời gian ngừng cấp điện trung bình khách hàng (CAIDI): CAIDI cho biết thời gian trung bình khơi phục cấp điện cho khách hàng Tổng số điện khách hàng hệ thống CAIDI = (1-29) Tổng số khách hàng bị ngừng cấp điện Cơng thức tính tốn: SAIDI CAIDI i r N N i i i i SAIDI SAIFI (1-30) Chỉ tiêu tổng thời gian ngừng cấp điện trung bình khách hàng (CTAIDI) Tổng số điện khách hàng hệ thống CTAIDI = (1-31) Tổng số khách hàng có lần ngừng cấp điện Cơng thức tính tốn: 12 CTAIDI r N i i (1-32) CN Khi tính tổng số khách hàng có lần ngừng cấp điện (CN), khách hàng tính lần có 1, hay nhiều lần bị ngừng điện Cũng xác định CN tổng số khách hàng hệ thống trừ số khách hàng hệ thống không bị ngừng điện Chỉ tiêu tần suất ngừng cấp điện trung bình khách hàng (CAIFI) CAIFI cho biết số lần bị ngừng cấp điện vĩnh cửu trung bình khách hàng bị ngừng cấp điện Tổng số lần điện khách hàng hệ thống CAIFI = (1-33) Tổng số khách hàng có bị ngừng cấp điện Cơng thức tính tốn: CAIFI N CN i (1-34) Chỉ tiêu sẵn sàng cấp điện trung bình (ASAI) ASAI cho biết phần trăm thời gian khách hàng cấp điện so với tổng số khách hàng yêu cầu Số sẵn sàng cấp điện ASAI = (1-35) Tổng số khách hàng u cầu Cơng thức tính toán: NC x (Số giờ/năm) - ∑riNi ASAI = (1-36) NC x (Số giờ/năm) Ngừng cấp điện nhiều lần khách hàng (CEMIn) CEMIn cho biết tỉ lệ số khách hàng bị ngừng điện lớn n lần cho trước tổng số khách hàng hệ thống Số khách hàng có n lần ngừng cấp điện CEMIn = (1-37) Tổng số khách hàng hệ thống Công thức tính tốn: CN ( k n ) CEMIn NT (1-38) 1.3.3 Các tiêu ngừng cấp điện thoáng qua Chỉ tiêu tần suất ngừng cấp điện trung bình thống qua (MAIFI) Tổng số khách hàng ngừng điện thoáng qua MAIFI = (1-39) Tổng số khách hàng hệ thống Cơng thức tính tốn: 13 MAIFI IM N i mi NT (1-40) Chỉ tiêu tần suất trung bình kiện ngừng cấp điện thống qua (MAIFIE) Tổng số khách hàng ngừng điện thoáng qua Tổng số khách hàng hệ thống Cơng thức tính toán: MAIFIE = MAIFIE IM E N mi NT (1-41) (1-42) Chỉ tiêu tần suất trung bình kiện ngừng điện thoáng qua (CEMSMIn) Tổng số khách hàng có n lần ngừng cấp điện thống qua (1-43) CEMSMIn = Tổng số khách hàng hệ thống Cơng thức tính tốn: CEMSMIn CNT( k n ) NT (1-44) Tóm tắt chƣơng 1: - Tóm tắt lý thuyết độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối - Một số phương pháp đánh giá độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối Từ tiến hành khảo sát tiêu định lượng ĐTC sơ đồ nối điện khác hệ cung cấp điện Các tiêu là: Xác suất làm việc an toàn P(t) hệ thời gian khảo sát, thời gian trung bình T lần cố, hệ số sẵn sàng A hệ, thời gian trung bình sửa chữa cố, thời gian trung bình sửa chữa định kỳ, … - Các tiêu đánh giá độ tin cậy lưới phân phối theo tiêu chuẩn IEEE 1366 14 Chƣơng 2-LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN MỘ ĐỨC 2.1 Tổng quan lƣới điện phân phối 2.1.1 Tổng quan: Nguồn cấp điện cho lưới điện phân phối (LPP) từ phía hạ áp trạm 110 kV, nguồn điện lấy từ lưới truyền tải Quốc gia Ngoài LPP cịn có nguồn điện dự phịng nguồn hỗ trợ trạm phát diesel trạm phát thủy điện nhỏ Tùy thuộc vào yêu cầu hệ thống điện, tính tốn kinh tế tình trạng vận hành thực tế mà nguồn điện huy động dự phịng thích hợp Phụ tải lưới LPP đa dạng phức tạp, phụ tải sinh hoạt dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp đa phần hộ phụ tải hệ số đồng thời thấp Lưới điện phân phối khâu cuối hệ thống điện, thực nhiệm vụ phân phối điện từ trạm biến áp trung gian (hoặc trạm khu vực, nhà máy điện) trực tiếp đến hộ phụ tải Lưới phân phối gồm phần: - Lưới phân phối trung áp có điện áp 6kV, 10kV, 15kV, 22 kV, 35kV phân phối điện cho trạm phân phối trung áp/hạ áp phụ tải lớn trung áp - Lưới hạ áp có cấp điện áp 0,4kV 0,22kV cấp điện cho phụ tải hạ áp 380/220V Các dạng sơ đồ lưới phân phối: - Mạng hình tia: Sơ đồ hình tia có ưu điểm đơn giản cơng tác qui hoạch, thiết kế, xây dựng vận hành, chi phí đầu tư khơng cao có khả phát triển thành sơ đồ vòng Tuy nhiên sơ đồ có độ dự trữ cung cấp điện kém, linh hoạt độ tin cậy thấp Nếu đường dây hay máy biến áp bị cố làm gián đoạn việc cung cấp điện nên mạng có độ tin cậy cung cấp điện thấp MC Hình 2.1 Mạng phân phối hình tia 15 - Mạng vịng: Một cải tiến lớn dựa mạng hình tia thu cách xếp theo mạng vòng cung cấp điện từ hai nguồn Phân bố công suất đến hộ tiêu thụ đường dây thời gian từ bên vòng, phụ thuộc vào trạng thái đóng hay mở máy cắt xuất tuyến MC đ z1 MCPĐ MC đ z2 Hình 2.2 Mạng phân phối kín vận hành hở Dạng sơ đồ có độ tin cậy cung cấp điện cao hơn, linh hoạt vận hành có vốn đầu tư cao, phức tạp cơng tác qui hoạch tính toán bảo vệ rơ le Mặc dù lưới phân phối thiết kế xây dựng theo mạch vịng kín có dự phịng để tăng độ tin cậy cung cấp điện, trình vận hành thường vận hành chế độ vận hành hở, vận hành chế độ kín Đó phức tạp khâu tính tốn bảo vệ rơle, dịng ngắn mạch lớn nên khó khăn việc lựa chọn thiết bị, dễ dàng phát sinh cố diện rộng Ngoài lưới vận hành hở thuận lợi trình thao tác, chuyển đổi phương thức kết lưới để đưa thiết bị sửa chữa khôi phục trở lại dễ dàng Các chế độ vận hành thiết bị lưới phân phối Căn vào tình trạng làm việc thiết bị người ta chia LPP thành chế độ vận hành khác sau: - Chế độ vận hành bình thường: Là chế độ vận hành mà thiết bị vận hành với thông số nằm giới hạn cho phép tình trạng phát nóng, độ bền điện, độ bền thiết bị bình thường - Chế độ vận hành khơng bình thường: Là chế độ vận hành mà có vài thiết bị lưới điện vận hành tình trạng có số thơng số khơng nằm giới hạn cho phép lưới điện xuất hiện tượng bất thường, có tượng chạm đất thống qua hệ thống lưới điện có trung tính cách điện với đất, hệ thống rơle bảo vệ điều khiển có trục trặc nhỏ cần xử lý Nếu nguyên nhân gây tình trạng khơng bình thường thiết bị chưa loại trừ khơng cho phép 16 thiết bị kéo dài tình trạng làm việc khơng bình thường, phải có kế hoạch đưa thiết bị sửa chữa - Chế độ cố: chế độ vận hành mà có vài thiết bị lưới điện tình trạng cố (độ cách điện không đảm bảo, khả chịu lực kém) tính hoạt động thiết bị bảo vệ, điều khiển không chắn Các tượng cố thường gặp LPP là: Gãy cột, đứt dây, vỡ sứ, phóng điện, hồ quang điện, ngắn mạch, mạch bảo vệ không hoạt động Sự cố tồn gây nên phản ứng dây chuyền lan rộng cố Các bảo vệ lưới điện phải cắt dạng cố điện để tránh tác hại đặc biệt dạng ngắn mạch gây Không cho phép thiết bị vận hành tình trạng cố gây thiệt hại tài sản ảnh hưởng đến tính mạng người Khi LPP bị cố phải nhanh chóng loại trừ cố, ngăn ngừa cố phát triển làm tổn hại đến người thiết bị, phải nhanh chóng khơi phục điện cho khách hàng (đặc biệt phụ tải quan trọng) đảm bảo chất lượng điện (tần số, điện áp) 2.1.2 Chất lượng lưới phân phối Yêu cầu đặt thiết kế, vận hành lưới điện phân phối làm để cung cấp lượng điện đến khách hàng liên tục, chất lượng đảm bảo tính hợp lý kinh tế hệ thống thiết bị Cung cấp điện liên tục (độ tin cậy cung cấp điện) phục vụ nhu cầu tiêu thụ điện khách hàng bao gồm an toàn cho người thiết bị Cung cấp chất lượng điện liên quan đến yêu cầu điện áp ổn định giới hạn dao động tần số Hiệu kinh tế liên quan đến vốn đầu tư, chi phí vận hành (bao gồm chi phí khấu hao thiết bị, chi phí tổn thất cơng suất, tổn thất điện năng, chi phí bảo quản trả lương cán …) Các yêu cầu thể tiêu chuẩn cụ thể sau: Tiêu chuẩn kỹ thuật - Tần số - Điện áp - Cân pha - Sóng hài - Nhấp nháy điện áp - Dòng ngắn mạch thời gian loại trừ cố - Chế độ nối đất - Hệ số cố chạm đất Tiêu chuẩn độ tin cậy: Các tiêu độ tin cậy Tiêu chuẩn tổn thất điện năng: Bao gồm tổn thất kỹ thuật tổn thất phi kỹ thuật Tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ: Bao gồm: - Thời gian xem xét, ký thỏa thuận đấu nối, thực đấu nối hiệu chỉnh đấu nối 17 - Chất lượng trả lời khiếu nại văn - Chất lượng trả lời khiếu nại qua điện thoại Các tiêu chuẩn chất lượng sử dụng quy hoạch vận hành lưới phân phối làm mục tiêu để xác định sách lược tối ưu phát triển lưới phân phối Việc quy hoạch lưới phân phối theo nhiều tiêu chuẩn đa mục tiêu khó khăn, người ta phải xây dựng phương án cung cấp điện thoả mãn tiêu chuẩn pháp quy, sau tính tiêu tối ưu phối hợp chọn phương án Trong vận hành, lưới phân phối đánh giá thường xuyên dựa tính tốn tiêu chất lượng Từ thực biện pháp làm tăng chất lượng làm việc lưới phân phối kịp thời sửa chữa cải tạo lưới cho tiêu chất lượng không vượt khỏi giá trị cho phép Các tiêu chuẩn chất lượng dùng để đánh giá hiệu hệ thống quản lý vận hành lưới phân phối tổ chức sửa chữa định kỳ, bảo quản thiết bị, khắc phục cố, dự trữ thiết bị… 2.1.3 Đặc điểm xã hội huyện Mộ Đức Mộ Đức huyện đồng nằm ven biển phía nam tỉnh Quảng Ngãi Phía bắc giáp huyện Tư Nghĩa Nghĩa Hành; phía nam giáp huyện Đức Phổ; phía tây giáp huyện Nghĩa Hành; phía đơng giáp biển Đơng Hình thể huyện tựa hình tam giác, nhọn hẹp phía bắc, phình rộng phía nam Diện tích: 214,01 km2 Dân số: 127.809 người (năm 2015) Mật độ dân số: 597người/km2 Đơn vị hành trực thuộc gồm 12 xã (Đức Nhuận, Đức Lợi, Đức Thắng, Đức Hiệp, Đức Hòa, Đức Chánh, Đức Thạnh, Đức Minh, Đức Tân, Đức Phú, Đức Phong, Đức Lân), thị trấn (Mộ Đức, huyện lị), với 69 thôn, tổ dân phố Nền kinh tế Huyện chủ yếu hầu hết nơng nghiệp; cơng nghiệp dịch vụ phát triển; cụm công nghiệp địa bàn hoạt động có giới hạn (điện cấp cho cơng nghiệp chiếm tỷ trọng 8,3 %, dịch vụ 4,9%, ánh sáng sịnh hoạt 84,0 % ) Hàng năm bão, lũ thường xuyên xảy ra, ảnh hưởng nhiều đến việc cấp điện 2.1.4 Lưới điện phân phối huyện Mộ Đức: a) Giới thiệu: Lưới điện trung áp huyện Mộ Đức cấp nguồn từ hai TBA 110kV TBA 110 kV Tư Nghĩa-E16.3 (2x25 MVA) TBA 110 kV Mộ Đức –E16.2 (2x25 MVA) Toàn lưới điện trung áp khu vực huyện Mộ Đức vận hành cấp 22 kV TBA E16.3 cấp điện cho Mộ Đức qua xuất tuyến trung áp 471/E16.3 đến trạm cắt T12 Tại trạm cắt T12, có 03 xuất tuyến 22 kV 471/T12, 472/T12 473/T12 cấp điện cho xã phía Bắc huyện Mộ Đức TBA E16.2 cấp điện cho Mộ Đức qua hai xuất tuyến trung áp 472/E16.4 474/E6.4 Xuất tuyến 472/E16.2 từ trạm E16.2 đến trạm cắt T3 Tại trạm cắt T3, có 03 xuất tuyến 22 kV 471/T3, 472/T3 473/T3 cấp điện cho xã phía Tây Nam khu vự thị trấn huyện Mộ Đức Xuất tuyến 474/E16.2 từ trạm E16.2 đến trạm 18 cắt T3 qua XT 473/T3 Xuất tuyến 474/E16.2 cấp điện cho xã phía Đơng Nam phần khu vự thị trấn huyện Mộ Đức b) Đặc điểm: Lưới 22kV vận hành pha trung tính trực tiếp nối đất Ở trạng thái hoạt động bình thường hệ thống điện, lưới điện phân phối khu vực huyện Mộ Đức lưới điện mạng kín vận hành hở, vận hành kín thao tác chuyển lưới Khi vận hành chế độ kín việc tính tốn bảo vệ rơ le tương đối phức tạp dễ phát sinh cố diện rộng Các xuất tuyến trung áp hầu hết đầu tư xây dựng vào năm 1994 – 2000 Hợp tác xã dịch vụ điện địa phương Đến năm 2002 bàn giao tồn lưới điện 22 kV cho ngành điện quản lý Đường dây khơng có tiết diện dây dẫn trục từ 150 mm2 đến 240 mm2, đường nhánh rẽ có tiết diện từ 50 mm2 đến 95 mm2, đảm bảo hoạt động phù hợp với tốc độ phát triển phụ tải c) Phụ tải: Ở huyện Mộ Đức phụ tải thường xuyên biến động theo mùa thời gian: vào mùa hè tải tăng trưởng cao nhu cầu sử dụng nhiên vào mùa đơng tải lại giảm mạnh khiến cho TBA vận hành non tải Đặc biệt, vào dịp tết nguyên đán nhu cầu phụ tải tăng cao, gây tải cục số TBA phụ tải khu vực xã ven biển Đức Lợi, Đức Phong Thơng số kỹ thuật xuất tuyến trung áp, trạm biến áp thuộc tuyến theo bảng sau: Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật tuyến 22kV TT Xuất tuyến 22 kV Tổng chiều dài (km) Loại dây Trạm biến áp Dây trần (km) Dây bọc (km) Số lƣợng Công suất đặt (MVA) 26,731 22,492 4,239 20 4,157 35,192 27,582 7,61 31 5,18 471/E16.3 đến trạm cắt T12 472/T12 473/T12 32,363 23,852 8,511 39 5,8 472/E16.2 11,484 10,377 1,107 10 2,695 471/T3 25,67 18,421 7,249 28 3,45 472/T3 9,484 8,396 1,088 12 1,87 474/E16.2 39,965 28,435 11,53 40 7,565 180,889 139,555 41,334 180 30,717 Tổng cộng 19 Tình hình phụ tải đặc trưng tháng 04 năm 2018 theo bảng sau (lấy chương trình DSPM đơn vị): Bảng 2.2: Thông số phụ tải tuyến trung áp CÁC XUẤT TUYẾN TRUNG ÁP Pmax Ptb Pmin (MW) (MW) (MW) Tuyến 471/E16.3 6,3 4,07 2,25 Tuyến 472/T12 Tuyến 473/T12 2,36 2,45 1,48 1,49 0,868 0,73 Tuyến 472/E16.2 2,88 1,74 0,96 Tuyến 471/T3 Tuyến 472/T3 Tuyến 474/E16.2 Tổng 1,41 0,54 2,66 11,84 0,87 0,3 1,73 7,54 0,28 0,17 1,06 4,27 Ghi Cấp cho 472, 473/T12 Cấp cho 471, 472/T3 2.2 Phƣơng thức vận hành lƣới điện phân phối huyện Mộ Đức Căn hồ sơ quản lý kỹ thuật ĐLMĐ mạng lưới điện tất tuyến trung áp vận hành sau: - Tuyến 471/E16.3: + Cấp điện cho xuất tuyến 471/T12 cũ cấp điện đến trạm cắt T12 Từ trạm cắt T12 có 02 xuất tuyến 472/T12 xuất tuyến 473/T12 ra, cấp điện cho xã Đức Chánh, Đức Nhuận, Đức Thắng, Đức Lợi, Đức Thạnh, Đức Minh - Tuyến 472/E16.2: + Cấp điện cho phụ tải thuộc Cụm công nghiệp Thạch Trụ cấp điện đến trạm cắt T3 Từ trạm cắt T3 có 02 xuất tuyến 471/T3 xuất tuyến 472/T3 ra, cấp điện cho xã Đức Tân, Đức Phú, Đức Hòa, TT Mộ Đức - Tuyến 474/E16.2: + Cấp điện cho phụ tải thuộc xã Đức Lân cấp điện cho xuất tuyến 473/T3 cũ 20 E16.2 E16.3 (110kV TỈ NGHÉA) (110kV MÄÜ ÂỈÏC) 474 472 471 -76 -76 -76 T3 T12 PÂ TT Mäü Âỉïc (thỉåìng måí) 475-7 -1 -1 -1 473 471 PÂ Âæïc Tán LL Âỉïc Hiãûp (Thỉåìng âọngí) PÂ Âỉïc Thảnh NR Âỉïc Hiãûp NR Âỉïc Chạnh PÂ Âỉïc Nhûn NR Â.Chạnh NR Ni täm Âỉïc Phong NR Âỉïc Phụ NT Âỉïc Phong PÂ Âỉïc Thảnh NT Âỉïc Chạnh Âỉïc Låüi NR Ni täm Âỉïc Phong Âỉïc Phụ Âỉïc Chạnh Âỉïc Hiãûp NR Âỉïc Minh Âỉïc Nhûn 473-1 (thỉåìng måí) -1 472 LL Âỉïc Ha (thỉåìng måí) 472 PÂ Âỉïc Låüi Dỉû trỉỵ Âỉïc Hiãûp PÂ Âỉïc Nhûn NR Dỉû trỉỵ LL Âỉïc Nhûn (thỉåìng måí) 471-1 (thỉåìng måí) 472-7 (thỉåìng âọng) NR Âỉïc Phong NR Âỉïc Chạnh NR Säng Vãû PÂ Âỉïc Chạnh NT Âỉïc Minh Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý lưới điện huyện Mộ Đức 2.2.1 Các thiết bị đóng cắt lưới điện 1) Dao cách ly, FCO: a) Dao cách ly (DCL): sử dụng lưới điện gồm nhiều loại, nhiều hãng sản xuất nhằm mục đính để phân đoạn trục chính, lập nhánh rẽ đóng liên lạc với tuyến khác, tạo điểm hở để phục vụ công tác Một số loại DCL lắp đặt lưới hình sau: Hình 2.2: DCL kiểu chém ngang chém đứng 21 Tổng hợp Dao cách ly lắp đặt khu vực Điện lực Mộ Đức: Bảng 2.3: Tổng hợp số lượng DCL Cấp điện áp Phân loại theo 22kV 35kV Số lượng (bộ) 17 Loại dao Chức Chém đứng Chém ngang LTD Liên lạc 10 Phân Nhánh Tổng đoạn rẽ 13 17 Với số lượng dao cách ly đáp ứng đứng phần nhu cầu vận hành, quản lý, thao tác lưới điện phân phối b) Cầu chì tự rơi (FCO): lắp đặt trạm biến áp (TBA) phụ tải, TBA chuyên dùng để bảo vệ máy biến áp (MBA) thiết bị liên quan Thực tế lưới điện ĐLMĐ, FCO sử dụng làm thiết bị bảo vệ cho nhánh rẽ có nhiều phụ tải Do đó, xảy cố FCO khơng có tính chọn lọc thường đứt chì, nhảy máy cắt đầu nguồn làm gián đoạn cung cấp điện Hình 2.3: FCO bảo vệ đầu nhánh rẽ Ngoài ra, để thao tác FCO, DCL lưới điện buộc phải sa thải phụ tải phía sau cắt thiết bị có tải phía nguồn tới từ ảnh hưởng khơng nhỏ đến việc cấp điện cho khách hàng Để khắc phục tình trạng cần cải tiến cơng nghệ, có loại FCO cải tiến có đóng cắt có tải với dòng định mức 100-200A gọi LBFCO, lắp đặt thêm thiết bị đóng cắt có tải có nhiệm vụ thao tác bảo vệ thay cho thiết bị không tải 22 2) Recloser, Dao cắt có tải : Hiện nay, xuất tuyến trung áp đầu tư lắp đặt thiết bị đóng cắt có tải có chức bảo vệ thao tác đóng cắt tuyến trung áp nhằm phân đoạn cố, giảm thiểu tác động đến máy cắt đầu nguồn trạm 110kV Tuy nhiên, cịn nhiều khó khăn nên số lượng thiết bị cịn so với số lượng phụ tải chiều dài trục tuyến trung áp a) Recloser: Được lắp đặt lưới có nhiệm vụ quan trọng phân đoạn lưới điện, cô lập khu vực bị cố để đảm bảo cấp điện cho khu vực nằm điểm cố Ngồi ra, Recloser cịn có chức đóng lặp lại F79 để thực thao tác đóng điện lại cố thống qua việc nhanh chóng khơi phục cấp điện, đảm bảo việc cấp điện nhanh cho khách hàng Hình 2.4: Recloser U-series Bảng 2.4: Tổng hợp số lượng Recloser Tuyến 22kV Vị trí lắp đặt Trục Nhánh rẽ Tổng 471/E16.3 472/T12 473/T12 474/E16.2 472/E16.2 471/T3 472/T3 2 1 10 0 1 23 b) Dao cắt có tải (LBS, DCPT): Về dao cách ly có khả thao tác có điện (tải lớn), việc thao tác góp phần giảm bớt khu vực ảnh hưởng điện so với dao cách ly truyền thống qua nâng cao ĐTCCCĐ cơng tác lưới điện Tuy nhiên khơng có chức bảo vệ nên khơng có tác dụng nâng cao ĐTCCCĐ chế độ cố ĐLMĐ có tổng cộng 02 loại LBS vận hành lưới điện gồm có LBS kín LBS hở Đối với LBS kín buồng dập hồ quang thường sử dụng khí SF6 đảm bảo vận hành an toàn, ổn định, nhiên loại yêu cầu cần có thêm DCL kèm để tạo khoảng hở phục vụ công tác Các LBS kiểu kín lắp đặt có cổng SCADA để phục vụ cho phát triển lưới điện thông minh thời gian tới Đối với loại LBS hở (buồng dập hồ quang dầu sinh học), loại LBS giá thành rẻ, không cần kết hợp thêm DCL để tạo khoảng hở nhiên thao tác với dòng tải khoảng 60 – 70A phát sinh hồ quang lớn, gây nguy hiểm tới người thiết bị Thực tế thời gian vận hành LBS hở thường xảy cố phóng điện sứ đỡ, cháy đứt lèo, đóng cắt khơng hết hành trình… khiến buộc phải cắt điện đột xuất để xử lý ảnh hưởng không nhỏ đến tiêu ĐTCCCĐ Hiện nay, cơng trình đầu tư xây dựng ĐLMĐ ưu tiên lắp đặt Recloser, LBS kín kèm DCL trục tuyến trung áp, cịn nhánh rẽ nhỏ cấp điện cho TBA công suất lớn cần lắp đặt LBFCO nhằm đạt hiệu quả, đảm bảo vận hành tối ưu chi phí đầu tư ban đầu Hình 2.5: LBS kiểu hở 24 Tổng hợp số lượng, chức LBS lắp đặt khu vực ĐLMĐ: Bảng 2.5: Tổng hợp số lượng LBS Dao cắt có tải LBS Tuyến Loại Chức Hở Kín Phân đoạn 471/E16.3 0 472/T12 0 0 0 473/T12 1 0 474/E16.2 0 472/E16.2 0 471/T3 0 0 0 472/T3 0 0 1 0 Tổng Nhánh rẽ Thao tác bù TA Liên lạc 2.2.2 Các vị trí phân đoạn xuất tuyến 22 KV Bảng 2.6: Các vị trí phân đoạn Phân đoạn Tuyến Chức Loại Tự động không Recloser DCPT DCL FCO 471/E16.3 3 472/T12 1 0 473/T12 1 474/E16.2 0 472/E16.2 2 0 471/T3 1 0 472/T3 0 0 0 8 Tổng 25 2.2.3 Các vị trí liên lạc xuất tuyến 22 KV Bảng 2.7: Thống kê số vị trí liên lạc tuyến trung áp Tuyến 471/E16.3 472/T12 473/T12 474/E16.2 472/E16.2 471/T3 472/T3 471 2 1 1 0 0 0 0 1 1 0 472 473 0 474 0 472 0 471/T3 0 472/T3 1 0 Tổng 4 2 2.3 Các nguyên nhân ảnh hƣởng đến độ tin cậy lƣới điện 2.3.1 Các nguyên nhân cố lưới điện 1) Do hành lang tuyến: - Do cơng trình xây dựng vi phạm hành lang an toàn lưới điện - Do phương tiện giao thông tông gãy cột va vào đường dây gây phóng điện - Do cối hành lang tuyến, đặc biệt khu vực trồng rừng công nghiệp - Do động vật xâm nhập lưới điện: bồ câu, rắn, sóc, … 2) Do tiếp xúc xấu lưới điện: - Sự cố loại ày phần lớn xảy kẹp nối, ống nối, đầu cốt vận hành lâu ngày, tác dụng môi trường dẫn đến tiếp xúc xấu 3) Do chất lượng thi công: - Do thi công không kỹ thuật dẫn đến cố sau thời gian đưa vào vận hành 4) Do giông sét: - Sét đánh trực tiếp thường gây hư hỏng thiết bị - Sét lan truyền thường gây điện áp, dẫn đến đánh thủng cách điện, gây hư hỏng thiết bị 26 5) Do điện áp: - Q điên áp khí giơng sét - Quá điện áp thao tác đóng, cắt tụ bù 2.3.2 Sự cố gây hư hỏng thiết bị lưới phân phối: 1) Hư hỏng máy biến áp phân phối: a) Các cố bên chủ yếu do: - Dầu cách điện bị nhiểm ẩm, có nhiều nước sau thời gian dìa vận hành khơng có giải pháp kiểm tra, bảo dưỡng - Khả chịu qua điện áp, ngắn mạch thấp đặc biệt MBA qua cải tạo, sửa chữa - Cách điện vịng dây cuộn cao áp khơng đảm bảo gây chập cháy nổ vòng dây b) Các cố bên chủ yếu do: - Tiếp xúc xấu: MBA có tượng cháy cọc hạ áp siết đầu cáp vào ty sứ cọc hạ áp không đảm bảo Điều dẫn đến hỏng roan cọc bình gây chảy dầu, lâu dài gây tình trạng xâm nhập nước vào bên MBA gây cố - Ngắn mạch ngoài: Do thiết bị bảo vệ trước sau MBA tác động không tin cậy không tác động làm cho MBA chịu tải nặng dẫn đến hư hỏng 2) Hư hỏng cáp ngầm, đầu cáp ngầm hộp nối cáp ngầm: - Do vi phạm hành lang tuyến cáp ngầm làm hư hỏng vỏ cáp gây phóng điện - Phóng điện theo dọc bề mặt đầu cáp: Nguyên nhân đầu cáp bị bẩn làm cách điện dọc bề mặt suy giảm dẫn đến phòng điện - Phòng điện từ lõi vỏ: chất lượng cáp thi công đầu cáp, hộp nối cáp 3) Hư hỏng Recloser tủ điều khiển: - Tủ điều khiển vận hành điều kiện thời tiết ẩm ướt, động vật xâm nhập dẫn đến bảng mạch điều khiển vận hành không tin cậy - Các Recloser vận hành lâu năm, cách điện suy giảm 4) Hư hỏng Dao cách ly: - Hỏng sứ đỡ truyền động phóng điện sứ đỡ truyền động - Do tiếp xúc xấu gây phòng điện cấu đóng, cắt - Cơ cấu khí hoạt động không tin cậy 5) Hư hỏng FCO (cầu chì tự rơi) - Phóng điện bề mặt FCO bị nhiểm bẩn, cách điện bị ren, nứt 27 - FCO khơng chịu dịng ngắn mạch, cắt phần khí giữ tiếp điểm tĩnh FCO bị bật phóng điện gây hỏng đế FCO - Hư hỏng hệ đo đếm, TU, TI: Do phóng điện bề mặt lớp epoxy khơng tốt, qua thời gian vận hành bị ren nứt, bám bẩn 6) Hư hỏng thu lôi van: - Do tượng áp cộng hưởng thao tác đóng cắt pha lưới điện có cáp ngầm trung áp cố 01 pha đầu tuyến cáp ngầm mà thời gian trì lâu gây áp - Do bề mặt thu lôi van gây phóng điện bề mặt ngồi, phóng điện cục bên tăng cao nhiệt độ điện trở ZnO - Hư hỏng cách điện: Do chất lượng thiết bị suy giảm 2.3.3 Các nguyên nhân chủ quan - Công tác tổ chức kiểm tra định kỳ chưa tốt, cịn hình thức chưa xử lý triệt để tồn lưới điện nê ntrong thời gian qua xảy nhiều cố mang tính chất chủ quan quản lý vận hành 1) Đối với đường dây: có số nguyên nhân chủ quan như: - Do công tác kiểm tra định kỳ, vệ sinh sứ chưa tốt nên chưa phát sớm nguy tiềm ẩn gây nên cố để có giải pháp xử lý kịp thời - Hệ tiếp địa cột không đạt yêu cầu điện trở nối đất cao, dây nối tiếp địa hỏng, …, - Hành lang an toàn lưới điện cao áp tồn nhiều cối, cơng trình thi cơng lấn chiếm hành lang bảo vệ - Cơng tác kiểm tra tìm ngun nhân cố cịn mang nặng tính hình thức 2) Đối với trạm biến áp: - Chạm, chập mạch điện nhị thứ gây tác động nhầm thời tiết mưa xâm nhập vào hộp đấu dây gây cố - Việc rà soát phiếu giá trị chỉnh định rơ le chưa tốt, xảy tượng nhảy vượt cấp máy cắt bảo vệ - Chất lượng kiểm tra, thí nghiệm định kỳ chưa tốt 3) Đối với công tác cắt điện để bảo dưỡng, sửa chữa: - Công tác cắt điện để phục vụ cho việc thí nghiệm, bảo dưỡng, định kỳ, đấu nối chiếm tỷ lớn số độ tin cung cấp điện - Sử dụng thiết bị cu vận hành lâu ngày hay thiết bị có chất lượng thấp 28 2.3.4 Tình hình thực độ tin cậy từ 2014 đến ĐLMĐ Bảng 2.8: Các tiêu ĐTCCCĐ từ năm 2014 đến năm 2017 Nội dung Chỉ tiêu Sự cố 0,4-35kV Tổng BTBD 0,4-35kV MAIFI SAIDI SAIFI MAIFI SAIDI SAIFI MAIFI SAIDI SAIFI 2014 6,188 255,4 3,12 2,718 458,7 10,53 9,07 714 13,84 2015 1,544 291,61 2,763 0,692 584,136 6,993 2,34 875,75 9,76 2016 2,44 240,05 3,62 0,54 458,08 5,14 3,1 698,13 8,76 2017 3,41 227,7 2,9 402,09 4,098 3,41 649,79 6,998 Từ năm 2014 đến năm 2017: tiêu ĐTCCCĐ có xu hướng giảm dần theo năm Việc tiêu giảm cho thấy giải pháp nâng cao ĐTCCCĐ phát huy hiệu quả, nhiên chưa ổn định, số độ tin cậy chưa đạt mục tiêu Tổng Cơng ty Điện lực Miền Trung giao Do đó, cần có đề xuất giải pháp để tiếp tục cải thiện ĐTCCCĐ thời gian tới Bảng 2.9: Tỷ lệ cố BTBD tiêu ĐTCCCĐ Nội dung Tỷ lệ % cố / Tổng Tỷ lệ % BTBD / Tổng Chỉ tiêu MAIFI SAIDI SAIFI MAIFI SAIDI SAIFI 2014 69,5 35,7 23,9 30,5 64,3 76,1 2015 69,1 33,3 28,3 30,9 66,7 71,7 2016 78,9 34,4 41,3 17,1 65,6 58,7 2017 100 36,1 31,68 63,9 68,32 Có thể thấy cơng tác bảo trì bảo dưỡng chiếm tỷ lệ lớn tiêu ĐTCCCĐ việc tối ưu hóa quản lý vận hành, giảm thời gian khu vực cắt điện để công tác yêu cầu tiên việc nâng cao ĐTCCCĐ Phụ tải phát triển kéo theo lưới điện phải phát triển theo, cơng trình đầu tư xây dựng, sửa chữa lớn ảnh hưởng nhiều đến ĐTCCCĐ 29 EVNCPC định hướng giảm số độ tin cậy (SAIFI, SAIDI, MAIFI): • Chỉ số năm sau giảm 10 - 30% so với năm trước • Năm 2020: SAIDI