3.1.1. Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy
3.1.1.1. Cỏc yếu tố bờn trong
Sơ đồ kết dõy lưới phõn phối: Cú ý nghĩa rất lớn đối với độ tin cậy của lưới vỡ nú ảnh hưởng đến khả năng dự phũng khi sự cố hoặc bảo dưỡng đường dõy, khả năng thay đổi linh hoạt sơ đồ kết dõy. Một sơ đồ lưới phõn phối hợp lý và cú khả năng kết nối linh hoạt cú thể giảm cường độ hỏng húc và giảm thời gian mất điện cho phụ tải.
Chất lượng thiết bị phõn phối: Ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ hỏng húc của lưới phõn phối. Cỏc thiết bị đúng cắt như mỏy cắt điện, dao cỏch ly…trước đõy cú cường độ hỏng húc và thời gian bảo dưỡng lớn. Ngày nay với cụng nghệ hiện đại cỏc thiết bị đúng cắt cú độ bền cao, cường độ hỏng húc nhỏ làm tăng đỏng kể độ tin cậy của lưới phõn phối.
Mức độ hiện đại húa của cỏc thiết bị điều khiển và tự động húa: Với cỏc thiết bị thế hệ cũ khụng cú khả năng điều khiển từ xa, việc điều khiển lưới mất nhiều thời gian do phải đi thao tỏc tại chỗ đặt thiết bị. Hiện nay ỏp dụng cỏc thiết bị đo lường, điều khiển từ xa và với sự trợ giỳp của mỏy tớnh cỏc chế độ vận hành được tớnh toỏn tối ưu giỳp cho việc điều khiển lưới điện nhanh chúng và hiệu quả, do đú độ tin cậy của lưới phõn phối cú thể tăng lờn rất nhiều.
Mặt khỏc cỏc thiết bị tự động như tự động đúng lại ( TĐL ), tự động đúng nguồn dự phũng ( TĐD)… cú thể loại trừ ảnh hưởng của cỏc sự cố thoỏng qua hoặc kịp thời cấp nguồn dự phũng, do đú giảm cường độ hỏng húc của lưới điện.
Kết cấu đường dõy và trạm biến ỏp: Thời gian sửa chữa bảo dưỡng đường dõy và trạm biến ỏp phụ thuộc nhiều vào kết cấu, nếu kết cấu hợp lý cú thể làm giảm thời gian sửa chữa phục hồi thiết bị do đú làm giảm thời gian mất điện cho cỏc
Trỡnh độ đội ngũ cỏn bộ, cụng nhõn làm cụng tỏc vận hành và sửa chữa sự cố: Thời gian tỡm và xử lý sự cố phụ thuộc nhiều vào trỡnh độ tổ chức và tay nghề cụng nhõn trong hệ thống quản lý vận hành lưới phõn phối. Để giảm thời gian sửa chữa phục hồi cần cú phương phỏp tổ chức khoa học và đội ngũ cỏn bộ cụng nhõn cú tay nghề cao.
3.1.1.2. Cỏc yếu tố bờn ngoài
Thời tiết: Thời tiết bất thường như mưa, sột ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn vận hành đường dõy và trạm biến ỏp: mất điện đường dõy, hư hỏng cỏch điện đường dõy, hư hỏng trạm biến ỏp…Hàng năm số lần mất điện do sột đỏnh ở lưới phõn phối rất nhiều, nhất là ở vựng nỳi, vựng cú mật độ sột cao.
Mụi trường: Mụi trường ụ nhiễm hoặc những vựng ven biển cũng ảnh hưởng đến độ bền cỏch điện của cỏc thiết bị phõn phối, đường dõy và trạm biến ỏp, do đú cú thể làm tăng cường độ hỏng húc của lưới phõn phối.
3.1.2. Cỏc nguyờn nhõn làm giảm độ tin cậy
Độ tin cậy cung cấp điện bị giảm là do cỏc nguyờn nhõn gõy ra giỏn đoạn dịch vụ bao gồm cỏc nguyờn nhõn sau:
1- Do cỏc nguyờn nhõn chưa biết hoặc chưa rừ ràng: Sự giỏn đoạn của khỏch hàng là do khụng cú nguyờn nhõn rừ ràng đó gúp phần vào việc cắt điện.
2- Lịch trỡnh mất điện: Sự giỏn đoạn của khỏch hàng là do ngắt điện ở một thời gian biết trước với mục đớch để bảo trỡ, bảo dưỡng hoặc sửa chữa nguồn điện.
3- Mất nguồn cung cấp: Sự giỏn đoạn của khỏch hàng là do cỏc vấn đề trong hệ thống điện cung cấp với số lượng lớn.
4- Hệ thống kết nối điện: Sự giỏn đoạn của khỏch hàng là do lỗi từ kết nối điện tự do với cỏc mạch năng lượng.
5- Do cỏc nguyờn nhõn từ sột: Sự giỏn đoạn của khỏch hàng là do sột gõy ra hỏng ở hệ thống phõn phối dẫn đến sự cố mất điện hoặc bị hỏng ở đốn điện.
6- Do cỏc nguyờn nhõn từ thiết bị bảo vệ: Sự giỏn đoạn của khỏch hàng là do lỗi của thiết bị đó được sử dụng trong một thời gian dài mà khụng được bảo trỡ, bảo dưỡng thường xuyờn liờn tục.
7- Do thời tiết bất lợi: Sự giỏn đoạn của khỏch hàng là do cỏc yếu tố về thời tiết như mưa, băng, tuyết, giú, nhiệt độ khắc nghiệt, mưa lạnh, sương giỏ hoặc cỏc điều kiện bất lợi khỏc.
8- Do cỏc yếu tố về con người: Sự giỏn đoạn của khỏch hàng là do sự kết nối hoặc sự làm việc của cỏc nhõn viờn với hệ thống điện.
9- Do cỏc yếu tố ngoại cảnh khỏc: Sự giỏn đoạn của khỏch hàng là do sự kiểm soỏt của cỏc thành phần như động vật, xe cộ và cỏc đối tượng khỏc.
3.1.3. Cỏc số liệu thống kờ về cỏc nguyờn nhõn sự cố
Nguyờn nhõn từ cỏc loài động vật và thời tiết bất lợi cũng làm ảnh hưởng đỏng kể đến độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện cụ thể như sau:
3.1.3.1. Động vật
Động vật là một trong những nguyờn nhõn lớn nhất gõy ra cho sự giỏn đoạn của khỏch hàng. Vấn đề và kỹ thuật giảm thiểu đa dạng như cỏc loài động vật tham gia, mụ tả mối quan tõm cải thiện độ tin cậy và phổ biến chiến lược cho cỏc lớp học của động vật như: súc, chuột, chim…
Súc là một mối quan tõm đỏng tin cậy cho tất cả cỏc hệ thống phõn phối trờn khụng gần rừng khu vực. Súc sẽ khụng leo lờn cột điện mà chỳng sẽ nhảy vào từ những cõy cối gần đú và nguyờn nhõn gõy ra lỗi bằng cỏch chuyển tiếp cỏc thiết bị căn cứ với giai đoạn dõy dẫn. Trong số hơn 365 loài trờn khắp thế giới độ tin cậy mối quan tõm chủ yếu là với nhũng con súc màu xỏm và màu đỏ. Dưới đõy là một số hỡnh ảnh lỗi do súc.
Hỡnh bờn trỏi cho thấy một con súc gõy ra một lỗi bằng cỏch chuyển tiếp điện ỏp. Cỏc con số trung bỡnh cho thấy cỏc ống lút được gắn với một con vật bằng nhựa
bảo vệ để ngăn chặn súc từ gõy ra một lỗi. Hỡnh bờn phải cho thấy cỏc ống lút được trang bị với một tĩnh điện bảo vệ ngăn cản một con súc tiếp cận với một cỳ sốc điện vụ hại nhưng đỏng chỳ ý.
Chim là nguyờn nhõn phổ biến nhất của cỏc đứt góy động vật trờn hệ thống truyền tải, trạm biến ỏp cỏch điện khụng khớ. Cỏc loại khỏc nhau của cỏc loài chim gõy ra cỏc lỗi khỏc nhau, cú nhiều loại chim khỏc nhau như chim làm tổ, chim ăn thịt, chim gừ kiến…Chim lồng thường làm tổ trờn thỏp lưới mắt cỏo, cột, và trong trạm biến ỏp. Vật liệu làm tổ cú thể gõy ra lỗi và phõn chim cú thể gõy ụ nhiễm chất cỏch điện.
3.1.3.2. Thời tiết
Trong mựa mưa bóo cơn bóo đó đổ bộ và gõy ra thiệt hại lan rộng hệ thống phõn phối, cơn bóo đó trở thành một chủ đề quan trọng đối với độ tin cậy phõn phối điện. Dưới đõy là hỡnh ảnh của hệ thống phõn phối bị thiệt hại gõy ra bởi cơn bóo.
H3.1:Hệ thống phõn phối điện bị thiệt hại H3.2:Đường dõy trờn khụng bị thiệt hại
3.1.4. Phõn tớch độ tin cậy của lưới cỏp ngầm và lưới điện trờn khụng
Sự khỏc biệt giữa lưới cỏp ngầm và đường dõy trờn khụng - Đường dõy trờn khụng chịu tỏc động của mụi trường là chớnh. - Cỏp ngầm hỏng do hỏng cỏch điện là chớnh.
* Nguyờn nhõn sự cố cỏp ngầm:
* Nguyờn nhõn sự cố đường dõy trờn khụng:
Ta thấy nguyờn nhõn sự cố 2 loại đường dõy khỏc nhau nhiều.
Vật liệu già húa là nguyờn nhõn cao nhất gõy sự cố cỏp. Hư hại do đào bới vào cỏp và phỏ hoại là nguyờn nhõn quan trọng thứ 2 gõy sự cố, tiếp theo là quỏ tải hoặc liờn quan đến tải. Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến hỏng cỏp cần lưu ý là: yếu tố sản xuất, cụng nghệ sản xuất, năm sản xuất, lịch sử bảo quản cỏp và cỏch thức đào lấp cỏp. Sự cố đường dõy trờn khụng do cỏc yếu tố khỏch quan là chớnh, liờn quan đến cõy cối và thời tiết.
Về thời tiết yếu tố ảnh hưởng là vị trớ địa lý, nhiệt độ trung bỡnh và lượng mưa hàng năm.
Cỏc giải phỏp nõng cao độ tin cậy LPP cú thể chia thành hai nhúm chớnh như sau:
− Nõng cao độ tin cậy của trạm biến ỏp phõn phối. − Nõng cao độ tin cậy của lưới phõn phối.
3.2.1. Nõng cao độ tin cậy của trạm biến ỏp phõn phối
Hiện nay, tại cỏc nước phỏt triển mức độ tự động húa trong cỏc trạm biến ỏp đó phỏt triển rất cao. Tuy nhiờn ở Việt Nam chỉ ỏp dụng rất hạn chế tại cỏc trạm biến ỏp truyền tải với cấp điện ỏp 220kV trở lờn.
Việc tự động húa trong giỏm sỏt, điểu khiển bảo vệ trạm biến ỏp giỳp tăng cường nõng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới phõn phối. Với một hệ thống lưới phõn phối cú mức độ tự động húa cao chỉ cần ớt nhõn viờn vận hành tại cỏc trung tõm điều khiển. Từ đõy cú thể giỏm sỏt, điều khiển toàn bộ mọi hoạt động của lưới. Những người làm cụng tỏc điều độ, quản lý kỹ thuật cú thể tiếp cận cỏc thụng số vận hành của lưới, cỏc bản ghi sự cố quan mạng thụng tin nội bộ. Cụng tỏc thay đổi phương thức vận hành của lưới cũng được rơle nhận biết và tự động thay đổi phương thức bảo vệ cho phự hợp. Khi tất cả những điều nờu trờn được thực hiện độ tin cậy của trạm biến ỏp sẽ được hoàn thiện.
3.2.2. Nõng cao độ tin cậy của lưới điện phõn phối
3.2.2.1. Cỏc biện phỏp làm giảm sự cố (ngăn chặn sự cố xảy ra)
1. Nõng cao chất lượng của thiết bị vận hành: Sử dụng cỏc thiết bị cú chất lượng vận hành tốt (lưu ý: thiết bị cũ, vận hành lõu ngày hay thiết bị mới nhưng cú chất lượng thấp vẫn gõy ra suất hư hỏng cao) và cú tớnh tự động húa cao. Lờn kế hoạch và từng bước thay thế cỏc thiết bị cú cường độ hư hỏng cao bằng cỏc thiết bị mới và cú cường độ hỏng húc thấp.
2. Trong thiết kế, mua sắm, lắp đặt cần sử dụng cỏc vật tư, thiết bị và ỏp dụng cỏc giải phỏp phự hợp với điều kiện vận hành lưới điện nhằm giảm bớt cỏc sự cố cú tỏc nhõn từ bờn ngoài như:
− Sử dụng dõy bọc cỏch điện để ngăn ngừa cỏc sự cố do tiếp xỳc với cỏc vật thể khỏc.
− Sử dụng cỏc thiết bị phự hợp với mụi trường vận hành, sử dụng sứ chống nhiễm mặn khi cỏc đường dõy đi qua khu vực gần biển bị nhiễm mặn. − Lắp đặt cỏc chống sột đường dõy, mỏ phúng cho cỏc đường dõy đi qua
cỏc vựng cú mật độ sột lớn, suất sự cố do sột cao.
3. Tăng cường cụng tỏc kiểm tra bảo dưỡng đường dõy thiết bị vận hành trờn lưới để ngăn ngừa sự cố chủ quan
− Trang bị đầy đủ phương tiện phục vụ cho cụng tỏc quản lý vận hành, bảo dưỡng như xe thang, thiết bị kiểm tra phỏt núng …
− Đào tạo để nõng cao kiến thức và tay nghề cựng tớnh kỷ luật cho nhõn viờn vận hành.
− Từng bước nõng cao tỉ lệ sửa chữa lưới điện bằng hỡnh thức hot-line (sửa chữa khi lưới điện đang vận hành).
3.2.2.2. Cỏc biện phỏp làm giảm thời gian mất điện (khoanh vựng và khắc phục sự cố nhanh) sự cố nhanh)
1. Giảm đến mức tối thiểu khu vực mất điện bằng cỏch tăng số lượng lắp đặt thiết bị phõn đoạn.
2. Nhanh chúng khoanh vựng sự cố bằng cỏch ỏp dụng cụng nghệ tự động húa lưới điện phõn phối nhằm tự động phõn vựng sự cố.
Để nõng cao ĐTC, đảm bảo cung cấp điện liờn tục và an toàn người ta sử dụng một số cỏc thiết bị tự động như: tự động đúng lại, tự động đúng dự trữ, tự động giảm tải sự cố theo tần số, tự động điều chỉnh điện ỏp v.v...
Việc quyết định sử dụng cỏc thiết bị tự động cần phải xem xột mọi khớa cạnh của hệ thống cung cấp điện và phải phối hợp với nhiều mặt như chọn sơ đồ nối dõy, chọn thiết bị, hỡnh thức bảo vệ, trỡnh độ vận hành và khai thỏc cỏc thiết bị tự động v.v...
Tự động đúng lại: Thực chất của TĐL là khi một phần tử của hệ thống cung cấp điện bị tự động cắt ra, sau một thời gian xỏc định lại được đúng trở lại vào điện ỏp (nếu như khụng bị cấm đúng trở lại) và nếu như nguyờn nhõn làm cho phần tử bị cắt ra khụng cũn nữa thỡ phần tử cú thể tiếp tục làm việc. Theo yờu cầu liờn tục cung cấp điện và điều kiện tự khởi động của động cơ thỡ thời gian đúng trở lại càng ngắn càng tốt. Song thời gian đú phải đủ lớn để cỏc rơle bảo vệ trở lại vị trớ ban đầu và đảm bảo điều kiện khử ion tại điểm ngắn mạch. Cú như vậy khi thiết bị được đúng trở lại, điện ỏp được phục hồi, hồ quang tại chỗ ngắn mạch khụng tiếp tục phỏt sinh nữa. Thụng thường đối với mạng trung và hạ ỏp thời gian đúng lại được lấy bằng 0,3 s. Như vậy là khỏ nhanh so với thao tỏc bằng tay, hơn nữa thiết bị TĐL cũn trỏnh được cỏc nhầm lẫn do nhõn viờn vận hành nờn cú thể nõng cao ĐTC cung cấp điện rừ rệt.
Trong số những nguyờn nhõn gõy nờn hư hỏng khụng duy trỡ ở cỏc phần tử hệ thống cung cấp điện cú thể kể đến: phúng điện chuỗi sứ khi quỏ điện ỏp khớ quyển, dõy dẫn chạm nhau khi đung đưa hoặc lỳc giú to, đường dõy và thanh gúp bị ngắn mạch bằng những vật khỏc nhau, đường dõy và MBA bị cắt ra do bảo vệ rơle làm việc khụng chọn lọc v.v... Vỡ vậy, TĐL cú thể sử dụng với hiệu quả cao đối với cỏc đường dõy trờn khụng, cỏc phõn đoạn hoặc hệ thống thanh gúp, cỏc động cơ và MBA làm việc riờng lẻ.
Thiết bị TĐL được phõn ra loại tỏc động một lần và nhiều lần, khi tăng số lần tỏc động của TĐL hiệu quả khụng tăng tỷ lệ với số lần tỏc động, ngoài ra khi TĐL khụng thành cụng sẽ ảnh hưởng xấu đến tuổi thọ của MC và ổn định của hệ thống. TĐL nhiều lần cú thể sử dụng trờn cỏc đường dõy trờn khụng với một nguồn cung cấp cú chiều dài lớn (trờn 10 km) và làm việc riờng lẻ, cung cấp cho hộ tiờu thụ loại II và III, khi ở trạm khụng cú tự động đúng nguồn dự phũng và MC ở đú cú thể làm việc được trong điều kiện TĐL nhiều lần.
Giả sử đặt TĐL tại phõn đoạn z, khi xảy ra sự cố tất cả cỏc phõn đoạn được cấp điện qua phõn đoạn z đều xảy ra tự đúng lại với xỏc suất thành cụng là q(%). Giỏ trị q nằm vào khoảng từ 0.2 đến 0.4 tức là xỏc suất sự cố thoỏng qua từ 60%
đến 80%. Dự đúng lại thành cụng hay khụng thành cụng thỡ cỏc phõn đoạn trước nú về nguồn cũng khụng mất điện. Khi sự cố xảy ra ở cỏc phõn đoạn khụng được cấp điện qua phõn đoạn z sẽ khụng xảy ra tự đúng lại.
Nếu cỏc phõn đoạn sau tự đúng lại đều dựng dao cỏch ly tự động cú thể nhận biết và tự cắt nếu sự cố ở phõn đoạn của nú thỡ hiệu quả của tự đúng lại sẽ cao hơn, tự đúng lại thành cụng 100%.
Tự động đúng dự phũng: Một trong những biện phỏp để nõng cao ĐTC cung
cấp điện là đặt cỏc phần tử dự phũng trong hệ thống cung cấp điện. Để đưa cỏc phần tử dự phũng vào làm việc nhanh chúng và an toàn thường đặt cỏc thiết bị tự động đúng dự phũng. Trong trường hợp này khi nguồn làm việc bị cắt ra thỡ thiết bị TĐD sẽ đúng nguồn cung cấp dự phũng. TĐD hoặc thiết bị dự phũng được sử dụng trong