Lưới phân phối trung áp cấp điện cho các trạm biến áp phân phối hạ áp TA/0,38kV. Lưới phân phối có thể có cấu trúc hình cây hoặc mạch kín nhưng khi vận hành sẽ cắt ra để vận hành hở. Có nghĩa là khi vận hành lưới phân phối chỉ được cấp điện từ một phía.
Cấu trúc của lưới điện được mô tả cho máy tính bằng các nhánh và nút. Nút có thể là:
- Điểm đấu phụ tải bao gồm cả máy biến áp phân phối; - Điểm nối các nhánh rẽ;
- Điểm nối hai đoạn đường dây có tiết diện khác nhau hay loại dây khác nhau; - Điểm đấu tụ bù ngang;
- Điểm đấu kháng điện, tụ bù dọc, thiết bị đóng cắt…
Nút được đánh số từ 1 tới N. Nút nguồn đánh số 0, số nhỏ gần nguồn hơn số lớn.
Nhánh là đoạn lưới hay phần tử lưới nối giữa hai nút kề nhau. Nhánh có thể là: - Đường dây điện trên không hoặc cáp;
- Máy biến áp lực; - Khánh điện, tụ bù dọc; - Thiết bị đóng cắt.
Nhánh được đánh số trùng với nút cuối của nó.
Cấu trúc của lưới phân phối được nhận dạng đầy đủ nếu cho biết nhánh và nút đầu, nút cuối của mỗi nhánh.
Trước hết đánh số các nút của lưới điện từ nút nguồn đến nút tải cuối cùng, nút nguồn đánh số 0, số nhỏ ở gần nguồn hơn số lớn. Lưới phân phối hình tia có số nút và số nhánh bằng nhau và bằng N.
Sau đó đánh số nhánh theo quy tắc số nhánh trùng với nút cuối của nó. Cách đánh số này cho phép máy tính hiểu biết dễ dàng mối quan hệ giữa các nhánh và nút. Ví dụ khi biết một nhánh là I có NĐ(i) và NC(i) thì ta biết ngay nhánh cấp điện cho nhánh này là j = NĐ(i), còn nó cấp điện cho nhánh k có nút đầu là NĐ(k) = NC(i) = i.
Cách mô tả lưới phân phối này gọi là mô tả theo cấu trúc ngược. Mô tả được lập cho một đơn vị lưới phân phối, tức là toàn bộ lưới phân phối trực thuộc một trạm trung gian hoặc khu vực. Nếu muốn xét đồng thời lưới phân phối của nhiều trạm nguồn thì phải lập nút nguồn giả 0 và các đoạn lưới giả có độ dài 0 km, nối nút nguồn giả có độ dài 0 km, nối nút nguồn giả với các nguồn thật đánh số từ 1,2,3…
0 (1) 1 2 (2) (3) 3 4 (4)
Hình 2.2 Ví dụ về lưới phân phối cấu trúc ngược
Ví dụ, cho lưới phân phối như trên hình 2.2, ta có số nút và nhánh như sau: Số nhánh: 1 2 3 4
Nút cuối NC(i): 1 2 3 4 Nút đầu NĐ(i): 0 1 1 2
Ta thấy hai hàng đầu có giá trị như nhau, như vậy cấu trúc lưới phân phối chỉ cần mô tả bởi vecto NĐ(i).
Để giải tích độ tin cậy của mỗi nhánh và nút cần cho biết các thông số sau:
Thông số nút gồm công suất phụ tải tối đa Pmax và thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax.
Thông số nhánh gồm:
- Cường độ hỏng hóc λ0, 1/100 km.năm; - Thời gian phục hồi sự cố t0, h;
- Độ dài lưới điện l, km;
- Thiết bị đóng cắt được cho bởi các thông số:
K(i) =1 không có thiết bị đóng cắt hoặc thiết bị đóng cắt là dao cách ly. K(i) = 0 thiết bị đóng cắt là máy cắt;
M(i) = 0 nếu không có thiết bị đóng cắt. M(i) = 1 nếu có thiết bị đóng cắt.
Nếu là dao cách ly thì cho thời gian thao tác là tC tính theo giờ, nếu là máy cắt thì tC = 0.
M(i) dùng để đẳng trị lưới phân phối.
Thiết bị phân đoạn được đặt ở đầu các đoạn lưới. Máy cắt có thể cắt tự động khi xảy ra sự cố trên các đọn lưới phía sau nó. Như vậy nó bảo vệ hoàn toàn đoạn lưới phía trước nó không bị cắt điện, làm cho sự cố ở các đoạn lưới phía sau không ảnh hưởng đến đoạn lưới phía trước cả về số lần lẫn thời gian mất điện. Dao cách ly không bảo vệ hoàn toàn các đoạn lưới phía trước khi xảy ra sự cố phía sau nó vì nó không thể tự động đóng cắt. Khi xảy ra sự cố trên đoạn lưới đặt dao cách ly thì máy cắt đặt gần nhất về phía nguồn sẽ cắt. Sau đó dao cách ly mới được cắt ra (do điều độ viên tại chỗ hoặc từ xa) cô lập đoạn lưới sau dao cách ly, tiếp theo máy cắt sẽ đóng lại cấp điện cho các đoạn lưới lành từ chỗ đặt máy cắt cho đến đoạn lưới trước đoạn lưới đặt dao cách ly. Tóm lại khi sự cố trên đoạn lưới đặt dao cách ly, thì tất cả các đoạn lưới phía trước nó cho đến dao cách ly gần nhất sẽ chịu ảnh hưởng toàn phần về số lần mất điện, còn về thời gian sự cố thì chúng sẽ mất điện trong thời gian từ lúc xảy ra sự cố cho đến khi cô lập xong sự cố và đóng trở lại máy cắt, thời gian này gọi là thời gian thao tác tC.
Đối với mọi đoạn lưới, dù đặt dao cách ly hay máy cắt thì ảnh hưởng của đoạn lưới phía trước đến các đoạn lưới phía sau là toàn phần, nghĩa là đoạn lưới phía sau
chịu số lần mất điện và thời gian mất điện như đoạn lưới phía trước khi trên đoạn lưới
phía trước xảy ra sự cố.
