Cấutrúchình 3.8là tốthơnsovớicấutrúchình 3.7, đườngdâytruyềntải 22
kVlnmang điệnvà khơnglãngphí thờigianchuyển
đổinguồntrongtrườnghợpkhẩncấpnhư đốivớicấutrúchình 3.7.
Cácsơ đồ trên bổ sung kết nối đếncácnguồndựphòng,cho phép cung cấp điện dự phòng và cung cấp điện liên tục cho khách hàng trong trường hợp
mộtđườngdâybịsựcốngừngcungcấp điện. Tuy nhiên, ở chế độ làm việc bình thường để giảm độ lớn của dịng ngắn mạch thì các mạng điện kín nên vận hành ở chế độ hở. Để tăng hiệu quả vận hành cần phải xác định điểm mở trên lưới kín với các chế độ tải khác nhau.
3.2.4. Tổ chức và sửa chữa nhanh sự cố
Một giải pháp quan trọng để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện là tổ chức tìm và cơ lập sự cố nhanh, rút ngắn thời gian mất điện cho phụ tải, để làm được điều đó cần phải:
- Tổ chức đủ người, đủ dụng cụ, vật tư, thiết bị dự phòng và phương tiện thường trực, sẵn sàng cho mọi tình huống sự cố.
- Tổ chức thu thập thơng tin, phân tích và cơ lập sự cố nhanh nhất. - Tổ chức sửa chữa thay thế nhanh các phần tử hư hỏng.
Như vậy, nếu sửa chữa nhanh các sự cố trong lưới phân phối sẽ làm giảm thời gian mất điện của phụ tải, giảm điện năng ị mất do sự cố, góp phần nâng cao chỉ tiêu về độ tin cậy trong lưới phân phối.
3.2.5. Khắc phục sự cố nhanh.
- Xác định nhanh điểm sự cố bằng các thiết bị chuyên dùng để dò điểm sự cố như thiết bị chỉ thị sự cố (Fault indicator).
- Trang bị các thiết bị chuyên dùng để xử lý sự cố.
- Tăng cường công tác bồi dưỡng, huấn luyện nhân viên vận hành về trình độ và kỹ năng xử lý sự cố.
Phần tiếp theo dưới đây sẽ giới thiệu một thiết bị báo sự cố đường dây trên không (Fault indicator) loại FLA3 của hãng EMG, liên ang Đức sản xuất, có khả năng xác định ngay vùng sự cố, giúp phát hiện và xử lý nhanh điểm sự cố, kết quả là giảm được thời gian mất điện của khách hàng. Điều này đồng nghĩa với việc cải thiện đáng kể các chỉ số SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI; nâng cao chất lượng cung cấp điện của các công ty điện lực.
Thiết bị báo sự cố FLA3 của hãng EMG (Cộng hòa Liên bang Đức)
1. Nguyên lý hoạt động
Thiết bị báo sự cố thực chất là các cảm biến dòng điện. Khi dòng điện đi qua thiết bị báo sự cố có giá trị vượt quá giá trị đã cài đ t trước (dòng điện và thời gian), thiết bị báo sự cố sẽ tác động và báo hiệu bằng đèn hay cờ giúp nhân viên quản lý vận hành nhanh chóng tìm ra điểm sự cố.
2. Phạm vi áp dụng
Với sơ đồ lưới điện như hình 1, sử dụng thiết bị cảnh báo sự cố loại FLA3 (Một nằm đầu nhánh rẽ 1, hai nằm sau nhánh rẽ 2 và 5 nằm đầu nhánh rẽ 5). Khi có sự cố trên nhánh rẽ NR3, sẽ xuất hiện dòng ngắn mạch chạy qua các thiết bị báo sự cố 2 và 5 làm các thiết bị này tác động báo sự cố qua tín hiệu đèn và cờ. Khi máy cắt đầu nguồn cắt ra, nhân viên quản lý vận hành kiểm tra các thiết bị báo sự cố:
Hình 3.9. Minh họa việc sử dụng thiết bị báo sự cố trên lƣới điện hình tia FLA3 đƣợc dùng cho đƣờng dây trên không.
- Đầu tiên kiểm tra thiết bị báo sự cố 1 ở nhánh rẽ FPI(4), khơng thấy tín hiệu chứng tỏ sự cố nằm trên trục chính phía sau nhánh rẽ 4.
- Kiểm tra thiết bị chỉ báo sự cố 2, thấy báo tín hiệu, chứng tỏ có sự cố phía sau nó. Reset lại thiết bị chỉ thị sự cố này và kiểm tra tiếp.
chứng tỏ có sự cố trên nhánh rẽ 5. Cô lập nhánh rẽ FPI(5) và đề nghị đóng lại máy cắt đầu nguồn để cấp điện cho các phân đoạn không bị sự cố. Tiến hành kiểm tra và sửa chữa sự cố trên nhánh rẽ FPI(5).
Thiết bị FLA3 cịn có thể phát huy hiệu quả cao hơn nếu có 2 xuất tuyến đi ra từ một khởi hành. Trong trường hợp đó, chúng ta có thể giảm tới 50% thời gian dị tìm sự cố vì khi đó, chỉ FLA3 trên xuất tuyến có sự cố mới báo tín hiệu, có thể cơ lập ngay xuất tuyến đó và đóng lại máy cắt đầu nguồn để tái lập cung cấp điện cho xuất tuyến không bị sự cố.
3. Những ưu điểm của FLA3
* Thiết bị FLA3 sử dụng lắp đ t cho đường dây trên không với cáp (hay dây trần) có đường kính tới 38 mm (maximum 40 mm). Kết cấu ngầm FLA3, được thiết kế chắc chắn, thích hợp lắp đ t với hầu hết các loại cáp trên khơng, ngay cả các loại cáp trên khơng có chiều dày lớp cách điện cao như tại lưới điện của Tổng cơng ty Điện lực Thành phố Hồ Chí Minh.
* Thiết bị FLA3 được thiết kế để có thể lắp đ t hay tháo ra bằng sào thao tác "Hot-Line" nên rất thuận tiện khi lắp đ t hay tháo gỡ thay đổi vị trí sử dụng trên lưới mà không phải cúp điện.
* Chỉ thị chính xác và tin cậy, sử dụng đơn giản và hiệu quả.
* Kết cấu gọn nhẹ, nhưng chắc chắn, đảm bảo cho việc vận hành an toàn. * Chỉ thị sự cố bằng “FLAG” (màu cam) và “LED” (ánh sáng trắng) nên có thể dễ dàng phát hiện lúc an ngày hay an đêm.
* Các thông số vận hành của FLA3 đều được cài đ t qua "REMOTE CONTROL" sau khi đã được lắp đ t trên lưới và tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng.
- Thời gian báo sự cố: 30 - 720min (12 giờ) với ước chỉnh là 30 phút - Dòng hoạt động: từ 40 - 1.500A với ước chỉnh 20 A
- Thời gian chịu xung (quá độ): 40 - 300 ms với ước chỉnh 20 ms (mi-li-giây) * Người sử dụng có thể đọc kiểm tra hay điều chỉnh các thông số vận hành cài đ t của FLA3 qua bộ "REMOTE CONTROL" ở dưới đất. Phần mềm đơn giản và thân thiện với End-User.
người sử dụng hay hoạt động theo chế độ "AUTO" (chế độ “AUTO”: thiết bị FLA3 hoạt động theo sự thay đổi dòng tải của lưới).
* Thông qua bộ “REMOTE CONTROL” người sử dụng có thể "SELF TEST" - kiểm tra hoạt động của FLA3 trước và sau khi lắp đ t trên lưới.
* Thông qua bộ “REMOTE CONTROL” người sử dụng có thể đọc được dịng điện đang vận hành trên lưới điện mà FLA3 đang treo.
3.2.6. Đối với các TBA phân phối
Các TBA phân phối là một phần không thể tách rời của lưới điện phân phối. Để nâng cao độ tin cậy của TBA phân phối cần áp dụng đồng bộ các biện pháp từ khâu thiết kế cho đến quản lý vận hành. Chọn sơ đồ đi dây trong TBA hợp lý, thuận tiện trong vận hành, bảo dưỡng, thay thế và sửa chữa các thiết bị. Sử dụng các thiết bị trên trạm có độ tin cậy cao. Kết cấu trạm đảm bảo đồng bộ, dễ sửa chữa thay thế, thời gian thay thế nhanh, tiện dụng, thao tác an toàn.
Hiện tại Thị xã Đông Triều được cấp điện từ 02 nguồn điện: một là trạm trung gian 110kV E5.23 với 01 máy biến áp 40MVA-110/35/22kV cấp điện cho toàn bộ lưới 22kV và một phần lưới 35 kV; nguồn thứ 2 là nguồn 35kV từ ng Bí cấp đến trạm trung gian 35kV Tràng Bạch cấp cho các phụ tải 35kV. Hiện tại nhu cầu sử dụng năng lượng điện của phụ tải là rất lớn, theo đánh giá hiện trạng vận hành lưới điện Thị xã Đông Triều, các lưới điện hiện tại hầu hết khơng đảm bảo điều kiện an tồn và kỹ thuật, các đường dây bị quá tải, thậm chí quá tải n ng nề, sụt quá điện áp cho phép nên rất cần nguồn để san tải để đảm bảo điều kiện an toàn và kỹ thuật.Vậy, để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và đảm bảo độ dự trữ về công suất cho phát triển phụ tải phù hợp với chiến lược phát triển kinh tế cần phải lắp đ t thêm một máy biến áp 40MVA.
3.3. Lắp đặt chống sét để nâng cao độ tin cậy.
3.3.1. Lắp đặt chống sét trên đƣờng dây để nâng cao độ tin cậy
Đường dây là phần tử dài nhất trong lưới điện nên thường bị sét đánh và chịu tác dụng của quá điện áp khí quyển. Trong vận hành, sự cố cắt điện do sét chiếm tỷ lệ lớn trong toàn bộ sự cố của hệ thống. Bởi vậy bảo vệ chống sét đường dây có tầm quan trọng rất lớn trong việc đảm bảo vận hành an toàn và cung cấp
điện liên tục.
Để bảo vệ chống sét lan truyền từ đường dây người ta sử dụng các thiết bị chống sét (lightning arrester), các thiết bị này được lắp đ t để đón sóng q điện áp khí quyển truyền từ đường dây đến, trước khi tràn vào thiết bị bảo vệ. Khi có sóng quá điện áp, các thiết bị chống sét sẽ phóng điện trước đưa dịng sét xuống đất làm giảm trị số quá áp đ t lên cách điện của phần tử lưới điện và khi hết quá áp sẽ tự động dập tắt hồ quang của dòng xoay chiều đi kèm, phục hồi trạng thái làm việc ình thường. Tuy nhiên ngay sau khi phóng điện, điện áp dư trên chống sét sẽ tác dụng lên cách điện của thiết bị, nếu giá trị này lớn thì sẽ gây nguy hiểm cho thiết bị điện. Bởi vậy các thiết bị chống sét cần phải đảm bảo sao cho giá trị điện áp dư đủ nhỏ để không gây ảnh hưởng đến cách điện của phần tử lưới điện. Đối với lưới điện trung áp Thị xã Đơng Triều đa số thời gian khơi phục đóng lại máy cắt phân đoạn đường dây rất lâu do từ nơi trực vận hành đến vị trí đ t máy cắtquá xa làm cho thời gian mất điện kéo dài ảnh hưởng rất lớn đến độ tin cậy của lướiđiện. Để khắc phục vấn đề này, cần lắp đ t chống sét trên đường dây để hạn chế sựcố thoáng qua. Khi có hiện tượng quá áp trên đường dây thì ngay lập tức chốngsét sẽ làm việc tự khử hiện tượng quá áp đó làm cho máy cắt phân đoạn không tácđộng cắt. Tuy nhiên hiệu quả của thiết bị chống sét phụ thuộc vào nhiều yếu tố khácnhau như hệ thống nối đất, sơ đồ truyền sóng, vị trí lắp đ t chống sét.
3.4. Tái cấu trúc lƣới điện phân phối Thị xã Đơng Triều.
3.4.1. Chuyển tồn bộ lƣới điện trung áp sang cấp điện áp 22kV.
Hiện nay lưới điện trung áp trên địa bàn Thị xã Đơng Triều có 2 cấp điện áp gồm 35kV, 22kV cùng vận hành, điều này ảnh hưởng rất lớn đến độ tin cậy của lưới phân phối do khơng tạo được các mạch vịng để hỗ trợ lẫn nhau (nguồn cấpthứ 2), khơng có tính đồng bộ về chủng loại vật tư thiết bị lắp đ t trên lưới, phối hợp bảo vệ rơle khó khăn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật không đảm bảo, công tác quản lý vận hành phức tạp, ...
Khi chuyển lưới điện 35kV sang cấp 22kV sẽ trở thành nguồn dự phòng để nâng cao độ tin cậy lưới điện. Theo phương án chuyển toàn bộ lưới điện trung áp về một cấp điện áp 22kV, các điểm liên lạc này sẽ tạo thành các mạch vòng để nâng cao độ tin cậy lưới điện.
3.4.2. Xây dựng các mạch vòng để cấp điện 2 nguồn
Sau khi chuyển toàn bộ lưới điện trung áp Thị xã Đông Triều về một cấp điện áp 22kV, cần xây dựng một số mạch vòng liên lạc giữa các trạm biến áp 110kV và giữa các khu vực khác nhau. Tuy nhiên việc xây dựng các mạch vịng phải được tính tốn sao cho sau khi đầu tư sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Trong phạm vi nội dung của luận văn này, khi tính tốn để xây dựng các mạch vịng chỉ xét trên phương diện độ tin cậy.
Trong chương 2 đã tính tốn độ tin cậy của các xuất tuyến theo lưới điện hiện trạng (tuyến 373E5.18, 374E5.16, 375E5.23, 377E5.23, 372E5.23, 471E5.23, 472E5.23, 474E5.23, 476E5.23, 471E5.9).
Để xem xét vấn đề hiệu quả của việc đầu tư xây dựng mạch vịng, sẽ tính tốn độ tin cậy của các xuất tuyến trong hai trường hợp khơng có nguồn thứ 2 và có nguồn thứ 2 (xem cơng suất nguồn 2 là vơ hạn).
Kết quả tính tốn như sau:
Bảng 3.1: Kết quả các chỉ tiêu độ tin cậy khi khơng có nguồn 2. Tên xuất
tuyến SAIFI SAIDI CAIDI ASAI
373E5.18 0,2989 0,8568 2,8665 0,999902 374E5.16 0,2506 0,6692 2,6704 0,999924 375E5.23 0,098 0,28 2,8571 0,999968 377E5.23 0,1316 0,3472 2,6383 0,99996 372E5.23 0,7035 1,722 2,4477 0,999803 471E5.23 0,2786 0,6552 2,3518 0,999925 472E5.23 0,4298 0,938 2,1824 0,999893 474E5.23 0,7903 1,946 2,4623 0,999778 476E5.23 0,2121 0,63 2,9702 0,999928 471E5.9 0,1855 0,434 2,3396 0,99995
Bảng 3.2: Kết quả các chỉ tiêu độ tin cậy khi có nguồn 2 Tên xuất
tuyến SAIFI SAIDI CAIDI ASAI
373E5.18 0,2989 0,4035 1,3501 0,99995 374E5.16 0,2506 0,3752 1,4972 0,99996 375E5.23 0,098 0,133 1,3571 0,999985 377E5.23 0,1316 0,2002 1,5212 0,99998 372E5.23 0,7035 0,1708 1,6642 0,99987 471E5.23 0,2786 0,4837 1,7362 0,99995 472E5.23 0,4298 0,8008 1,8632 0,99991 474E5.23 0,7903 1,3066 1,6532 0,99985 476E5.23 0,2121 0,27 1,2723 0,99997 471E5.9 0,1855 0,3238 1,7453 0,999963
Theo kết quả tính tốn trên, các xuất tuyến khi có nguồn dự phịng thì các chỉ số độ tin cậy tốt hơn rất nhiều nên cần phải xây dựng mạch vịng để có nguồn thứ 2.
Như vậy, từ kết quả tính tốn độ tin cậy có thể xem xét nên đầu tư mạch vịng để có nguồn cấp thứ 2 hay khơng. Đối với những xuất tuyến có độ tin cậy cao, sản lượng nhỏ, chiều dài ngắn việc đầu tư xây dựng mạch vòng, các chỉ số về độ tin cậy tăng lên không đáng kể, không mang lại hiệu quả kinh tế. Ngược lại những xuất tuyến có độ tin cậy thấp, sản lượng lớn việc đầu tư xây mạch vịng để có nguồn cấp thứ 2 các chỉ số về độ tin cậy tăng lên đáng kể và mang lại hiệu quả kinh tế, xã hội rất cao. Tuy nhiên trong trường hợp trên mới chỉ xét nguồn thứ 2 cấp riêng rẽ cho từng xuất tuyến, trong thực tế nguồn 2 có thể cấp cho rất nhiều xuất tuyến chỉ thông qua một mạch vịng, lúc đó hiệu quả cấp điện mang lại sẽ cao hơn rất nhiều.
3.5. Tính chọn phƣơng án vận hành tối ƣu qua phƣơng pháp tìm điểm mở tối ƣu các mạch vòng.
Để tăng cường độ tin cậy cung cấp điện, lưới điện phân phối (đ c iệt là lưới điện phân phối thành phố, thị xã) thường có cấu trúc vòng. Nhưng trong thực tế
lưới điện thường ở dạng hình tia (hở) để vận hành đơn giản, phục hồi sơ đồ lưới điện sau sự cố dễ dàng, thuận lợi trong việc cắt điện cục ộ và ảo vệ rơle.
Trong một mạch vịng kín có nhiều thiết ị phân đoạn, cần tính tốn chọn thiết ị phân đoạn có dịng cơng suất đi qua là é nhất, khi đó thiết ị phân đoạn đó được mở ra để đưa lưới điện về trạng thái vận hành ở dạng hình tia, nhưng vẫn đảm ảo các điều kiện khác như: Cung cấp điện đầy đủ cho phụ tải, không gây quá tải các phần tử trong hệ thống, điện áp của các nút phải nằm trong giới hạn cho phép. Điểm mở thiết ị phân đoạn có dịng cơng suất đi qua é nhất chính là điểm mở tối ưu của một mạch vịng.
Sử dụng chương trình PSS/ADEPT để tính tốn các mạch vịng của lưới điện phân phối 22kV ở Thị xã Đơng Triều, từ đó chọn cấu trúc vận hành hợp lý. Tuy nhiên tùy theo chế độ tải, cấu trúc vận hành sẽ khác nhau. Để xem xét vấn đề này sẽ tính tốn lưới điện ở 2 chế độ: Chế độ tải trung ình (Ptb) và chế độ tải lớn nhất (Pmax).
Sau khi chạy chương trình PSS/ADEPT, các kết quả xuất ra, chỉ ra các vị trí mở tối ưu trên từng xuất tuyến như sau:
Xuất tuyến 373 E5.18 có vị trí tối ưu trên phân đoạn 56-62; Xuất tuyến 374 E5.16 có vị trí tối ưu trên phân đoạn 97-103; Xuất tuyến 375 E5.23 có vị trí tối ưu trên phân đoạn 53-56;
Xuất tuyến 377 E5.23 có vị trí tối ưu trên phân đoạn DCL377-7E5.23/39; Xuất tuyến 372 E5.23 có vị trí tối ưu trên phân đoạn DCL372-1E5.23XS-
TL/92-17;
Xuất tuyến 471 E5.23 có vị trí tối ưu trên phân đoạn 53-46;
Xuất tuyến 472 E5.23 có vị trí tối ưu trên phân đoạn DCL472-7E5.23/39; Xuất tuyến 474 E5.23 có vị trí tối ưu trên phân đoạn DCL474-7E5.23/156
và MC474TA;
Xuất tuyến 476 E5.23 có vị trí tối ưu trên phân đoạn 129-140;
Xuất tuyến 476 E5.23 có vị trí tối ưu trên phân đoạn DPT-H471-7E5.9/13-2. Sau khi kết nối mạch kín lựa chọn phương thức vận hành hở, cần kiểm tra lại các khởi hành trước đây chưa đảm bảo các điều kiện kỹ thuật và an toàn. Các kết
quả tính tốn kiểm tra cũng được thực hiện bởi phần mềm PSS/ADEFT.
Bảng 3.3. Dòng điện lớn nhất trên các lộ đƣờng dây sau nối mạch kín
Tên lộ Dây trục
chính Itt(A) Icp(A) Kết luận
471E5.23 AC-120 247,65 380 Đạt
474E5.23 ACSR 150 401,87 445 Đạt
Bảng 3.4. Tổn thất điện áp tính tới nút xa nhất trên các lộ đƣờng dây sau nối mạch kín
Nhƣ vậy, sau khi nối kín mạch và vận hành hở các chỉ tiêu về an toàn và kỹ