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 trường hợp khi thiệt hại do giỏn đoạn cung cấp điện gõy ra cao hơn giỏ tiền đặt thiết bị TĐD.
TĐD của nguồn cung cấp và thiết bị đường dõy, MBA, mỏy phỏt, thanh gúp, cỏc phõn đoạn và hệ thống thanh cỏi, động cơ điện thường xảy ra sau khi cú bất kỳ dạng bảo vệ nào tỏc động hay MC điện tự cắt ra. Thời gian đúng dự phũng thường được chỉnh định trong khoảng 0,5-1,5s. Nếu chỉnh định thời gian lớn hơn nữa thỡ cỏc động cơ tự khởi động sẽ bị khú khăn
TĐD TĐD TĐD Hỡnh 3.5. Cỏc hỡnh thức đặt thiết bị tự động đúng dự trữ (TĐD) a) TĐD MC phõn đoạn; b) TĐD MBA.
TĐD MC phõn đoạn: bỡnh thường hai đường dõy, hai MBA làm việc riờng rẽ, MC phõn đoạn mở. Khi một đường dõy, một MBA bị sự cố thỡ nú được cắt ra và thiết bị TĐD đúng MC phõn đoạn để cung cấp cho thanh cỏi bị mất điện. Hỡnh thức TĐD MBA: bỡnh thường MBA dự trữ khụng làm việc, chỉ khi MBA làm việc bị sự cố phải cắt ra, thiết bị TĐD đúng MBA dự trữ vào vận hành.
Ở mạng điện ỏp thấp người ta thường dựng TĐD thiết bị đúng cắt phõn đoạn, đường dõy liờn lạc hoặc động cơ, thiết bị đúng cắt thường là ỏptụmỏt hoặc cụngtăctơ.
Hỡnh 3.6. TĐD thiết bị đúng cắt phõn đoạn ở mạng điện ỏp thấp
Hệ thống tự động húa phõn vựng sự cố (DAS): Hệ thống tự động húa lưới
điện phõn phối (DAS) cung cấp cỏc chức năng điều khiển và giỏm sỏt từ xa cỏc dao cỏch ly phõn đoạn tự động, phối hợp giữa cỏc điểm phõn đoạn trờn LPP, nhờ đú cụ lập nhanh phõn đoạn sự cố và khụi phục cung cấp điện cho cỏc phần cũn lại của hệ thống điện.
Việc triển khai hệ thống DAS thường qua 3 giai đoạn:
− Giai đoạn 1: Việc tự động húa LPP thực hiện bởi role phỏt hiện sự cố và cỏc dao phõn đoạn tự động lắp đặt trờn cỏc xuất tuyến kết hợp cựng với chức năng tự đúng lặp lại trang bị tại mỏy cắt xuất tuyến.
− Giai đoạn 2: Việc tự động húa LPP kốm theo cỏc chức năng giỏm sỏt và điều khiển từ xa cỏc DCL phõn đoạn tự động, cỏc chức năng điều khiển giỏm sỏt xa thực hiện nhờ cỏc thiết bị đầu cuối điều khiển RTU lắp tại cỏc DCL phõn đoạn tự động, cỏc mỏy chủ điều khiển chớnh lắp tại trung tõm thụng tin của trạm.
− Giai đoạn 3: Việc tự động húa LPP được vận hành tự động bằng mỏy tớnh 3. Xõy dựng hệ thống mạch kộp (2 mạch), mạch vũng… tăng cường độ dự phũng về cấu trỳc
Để tăng cường ĐTC cung cấp điện, chẳng hạn theo chỉ tiờu giảm xỏc suất hỏng húc của hệ thống cú thể tạo nờn độ dụi về cấu trỳc. Hệ thống cú thờm những phần tử dụi gọi là hệ thống cú dự phũng. Theo phương phỏp nối cỏc phần tử dự phũng người ta phõn chia ra dự phũng cố định và dự phũng thay thế.
Dự phũng cố định : cỏc phần tử dự phũng được nối song song cố định với
cỏc phần tử làm việc trong suốt thời gian cụng tỏc của hệ thống. Tất cả cỏc phần tử được nối cố định, trong quỏ trỡnh hỏng húc khụng xảy ra đổi nối trong hệ thống và phần tử bị hỏng húc xem như là được tự động ngắt ra khỏi hệ thống.
Hỡnh 3.7. Sơ đồ dự phũng cố định (liờn tục)
Phương phỏp dự phũng này cú ưu điểm là đơn giản và khụng làm giỏn đoạn cụng việc của hệ thống. Nhược điểm của phương phỏp dự phũng này là cỏc phần tử dự phũng sẽ bị hao mũn vỡ cũng phải chịu tỏc động của tải cho dự cú thể ớt hơn trong suốt quỏ trỡnh làm việc.
0
1
Dự phũng thay thế : Khi xảy ra hư hỏng phần tử làm việc bị hỏng sẽ được cắt ra và thay vào bằng phần tử dự phũng. Thao tỏc này cú thể tự động hoặc bằng tay.
Trước khi được đưa vào làm việc cỏc phần tử dự phũng cú thể ở trạng thỏi mang tải nhẹ hoặc khụng mang tải để bảo toàn năng lực của cỏc phần tử dự phũng và nõng cao ĐTC chung của hệ thống.
Ngoài ra để thay thế bất kỳ một phần tử cụng tỏc đồng loại này, cú thể sử dụng một hoặc một số phần tử dự phũng. Dự phũng bằng phương phỏp thay thế đũi hỏi một số thiết bị để kiểm tra trạng thỏi của cỏc phần tử, để cắt cỏc phần tử bị hỏng ra khỏi hệ thống và đưa cỏc cỏc phần tử dự phũng vào làm việc. Nhúm thiết bị này được người ta gọi chung là thiết bị đổi nối.
Để tăng ĐTC của hệ thống cú thể tổ chức dự phũng chung cho toàn hệ thống hoặc dự phũng riờng cho từng phần tử trong hệ thống. ĐTC của hệ thống cú dự phũng phụ thuộc và số phần tử dự phũng m đối với một phần tử cụng tỏc. Số m gọi là bội số dự phũng
Tăng cường dự phũng bằng sơ đồ kết dõy: LPP hiện nay thường là LPP hỡnh tia cú phõn nhỏnh, ĐTC cung cấp điện thấp. Để tăng ĐTC của lưới cần phải sử dụng sơ đồ cú khả năng chuyển đổi kết dõy linh hoạt nhằm hạn chế thấp nhất khả năng ngừng điện cho phụ tải.
− Sơ đồ sử dụng đường dõy kộp
Hai đường dõy cung cấp điện cho phụ tải, bỡnh thường hai đường dõy cú thể 0
1
m
vận hành song song hoặc độc lập. Khi sự cố một đường dõy, đường dõy cũn lại cấp điện cho toàn bộ phụ tải. Như vậy khả năng tải của mỗi đường dõy phải đảm bảo được toàn bộ phụ tải khi một đường dõy bị sự cố.
Sơ đồ này cho ĐTC cao nhưng phải chi phớ đầu tư khỏ lớn, chỉ thớch hợp cho những phụ tải quan trọng khụng được phộp mất điện.
− Sơ đồ kớn vận hành hở
LPP kớn vận hành hở gồm nhiều nguồn và nhiều phõn đoạn đường dõy tạo thành lưới kớn nhưng khi vận hành thỡ cỏc MC phõn đoạn cắt ra tạo thành lưới hở. Khi một đoạn ngừng điện thỡ chỉ phụ tải phõn đoạn đú mất điện, cỏc phõn đoạn khỏc chỉ mất điện tạm thời trong thời gian thao tỏc sau đú lại được cấp điện bỡnh thường.
Sơ đồ này cú ưu điểm là chi phớ đầu tư khụng cao, cú thể ỏp dụng cho hệ thống phõn phối điện, nhưng cũn tuỳ thuộc vào tỡnh hỡnh nguồn điện của từng khu vực.
− Sơ đồ lưới cú phõn đoạn
Sơ đồ lưới hỡnh tia cú phõn đoạn được dựng phổ biến hiện nay vỡ cú chi phớ thấp, sơ đồ đơn giản, cú thể ỏp dụng rộng rói, nhưng ĐTC chưa cao. Thiết bị phõn đoạn cú thể là MC điện, DCL, cầu dao phụ tải.
Khi xảy ra sự cố một phõn đoạn chỉ những phõn đoạn phớa sau nú mất điện, cỏc phõn đoạn trước nú ( về phớa nguồn ) chỉ bị mất điện tạm thời trong thời gian thao tỏc.
Số lượng và vị trớ đặt cỏc thiết bị phõn đoạn cũng ảnh hưởng đến thời gian mất điện của phụ tải, do đú phải tớnh toỏn và lựa chọn cho từng lưới điện cụ thể. Kinh nghiệm vận hành cho thấy để giảm điện năng bị mất do bảo dưỡng định kỳ và do sự cố thỡ cần nhiều thiết bị phõn đoạn trờn đường dõy, vị trớ đặt cỏc thiết bị phõn đoạn chia đều chiều dài đường dõy. Nhưng việc lắp đặt quỏ nhiều thiết bị phõn đoạn sẽ làm tăng vốn đầu tư, tăng phần tử sự cố trờn lưới.
Sơ đồ được sử dụng hiệu quả hơn nếu kết hợp với cỏc phần tử tự động đúng lại, điều khiển từ xa…do đú cú thể loại trừ nhanh ảnh hưởng của sự cố thoỏng qua và rỳt ngắn thời gian thao tỏc trờn lưới, nhờ thế ĐTC của LPP được nõng lờn đỏng
kể. Nhưng vốn đầu tư khỏ lớn nờn việc sử dụng cỏc thiết bị này cần so sỏnh tổn thất do mất điện và chi phớ đầu tư.
4. Khắc phục sự cố nhanh.
− Xỏc định nhanh điểm sự cố bằng cỏc thiết bị chuyờn dựng để dũ điểm sự cố như thiết bị chỉ thị sự cố (Fault indicator), thu thập thụng tin, phõn tớch và cụ lập sự cố nhanh nhất.
− Tổ chức đủ người, đủ dụng cụ, vật tư, thiết bị dự phũng và phương tiện thường trực sẵn sàng cho mọi tỡnh huống sự cố.
− Tăng cường cụng tỏc bồi dưỡng, huấn luyện nhõn viờn vận hành về trỡnh độ và kỹ năng xử lý sự cố.
− Tổ chức sửa chữa thay thế nhanh cỏc phần tử hư hỏng
Như vậy nếu sửa chữa nhanh cỏc sự cố trong LPP sẽ làm giảm thời gian mất điện của phụ tải, giảm điện năng bị mất do sự cố, gúp phần nõng cao chỉ tiờu về ĐTC của LPP.
Chương 4
ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO LƯỚI PHÂN PHỐI HUYỆN THƯỜNG TÍN – HÀ NỘI
Thường Tớn là một huyện nằm phớa nam của thành phố Hà Nội, cú diện tớch là 127,59 km2 và dõn số khoảng 240.000 người. Phớa đụng giỏp cỏc xó Mễ Sở , Thắng Lợi huyện Văn Giang và giỏp cỏc xó Tõn Chõu, Tứ Dõn, Hàm Tử, Dạ Trạch, Bỡnh Minh, huyện Khoỏi Chõu của tỉnh Hưng Yờn với ngăn cỏch tự nhiờn là sụng Hồng. Phớa nam giỏp huyện Phỳ Xuyờn, phớa tõy giỏp huyện Thanh Oai, ngăn cỏch bởi sụng Nhuệ, phớa bắc giỏp huyện Thanh Trỡ.
Hiện tại huyện Thường Tớn đang được cấp điện từ 2 trạm biến ỏp 110kV và 02 trạm biến ỏp trung gian 35/10kV. Từ trạm biến ỏp 110kV – Tớa cú cỏc lộ 371, 374, 375, 376, 471, 472, 473 cấp điện cho huyện Thường Tớn. Từ trạm biến ỏp 110kV – Thường Tớn cú cỏc lộ 371, 373, 375, 471, 473 cấp điện cho huyện Thường Tớn. Từ trạm biến ỏp trung gian 35/10kV – Thụy Ứng cú cỏc lộ 971, 973, 974, từ trạm biến ỏp trung gian 35/10kV – Đồng Quan cú cỏc lộ 971, 973 cấp điện cho huyện Thường Tớn.
Hiện tại điện lực Tớn đang quản lý tổng cộng 484 trạm biến ỏp với 519 mỏy biến ỏp tổng cụng suất là 248.904 kVA. Khối lượng đường dõy trung thế của Thường Tớn bao gồm 294.4 km đường dõy trờn khụng và 10.2 km đường cỏp ngầm.
Thường Tớn là một trong những huyện cú diện tớch lớn nhất thành phố Hà Nội và đang cú tốc độ tăng trưởng nhanh. Yờu cầu về chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện của khỏch hàng ngày càng cao đũi hỏi điện lực Thường Tớn tớnh toỏn đảm bảo cung cấp điện liờn lục cho khỏch hàng với độ tin cậy và chất lượng điện năng cao nhất.
Do thời gian và điều kiện hạn chế nờn trong phạm vi luận văn này chỉ phõn tớch, tớnh toỏn độ tin cậy của một số lộ cấp điện LPP huyện Thường Tớn.