Giá mất điện ($/kWh)
TT Tính chất phụ tải Kế hoạch Sự cố
1 Phụ tải dân dụng 0,5 1,5
2 Phụ tải doanh nghiệp ình thường 2,5 7,5
3 Phụ tải doanh nghiệp nhạy cảm 5 15
- Ở Pháp (1998) quy định giá mất điện chung ở lưới phân phối là 4,5F/kWh, không phân theo loại phụ tải.
- Ở Canada giá mất điện được quy định phụ thuộc vào thời gian mấtđiện cụ thể như sau ($/kWh) :
Bảng 2.12. Quy định giá mất điện ở Canada Thời gian mất Thời gian mất điện Công nghiệp Thƣơng
mại Nông nghiệp Dân dụng
1 phút 0,460 0,129 0,027 0,0004
20 phút 1,332 1,014 0,155 0,0440
1 giờ 2,990 2,951 0,245 0,1430
4 giờ 8,899 10,922 1,027 2,2350
8 giờ 18,156 28,020 2,134 6,7780
Ở Việt Nam chưa có quy định về giá mất điện trong việc mua án điện giữa ngành điện và khách hàng sử dụng điện. Tuy nhiên, để tính tốn trong thiết kế, phân tích hiệu quả đầu tư các dự án lưới điện phân phối, tập đoàn điện lực quy định giá mất điện gấp 10 lần giá án điện đối với khu vực nông thôn, miền núi và 20 lần đối với khu vực đô thị, khu kinh tế. Bộ Công nghiệp quy định giá trị thiệt hại do ngừng cung cấp 1kWh điện bằng 15 đến 20 lần giá bán trong phân tích kinh tế tài chính đối với đầu tư các dự án nguồn điện ở các khu vực đô thị, khu kinh tế. Bộ Công nghiệp quy định: giá trị thiệt hại do ngừng cung cấp 1kWh điện bằng 15 đến 20 lần giá bán trong phân tích kinh tế tài chính đối với đầu tư các dự án nguồn điện.
Để phù hợp với các quy định trên, đối với ài tốn độ tin cậy được tính tốn cho trường hợp giá mất điện sự cố ằng 20 lần và công tác sửa chữa ằng 10 lần giá án điện ình qn của điện lực Thị xã Đơng Triều.
2.2.3. Hiện trạng độ tin cậy lƣới điện phân phối Thị xã Đơng Triều.
Trong lưới điện có 02 loại sự cố: Vĩnh cửu và thoáng qua. Các dạng sự cố thường xảy ra là: Vỡ sứ cách điện, đứt dây dẫn, đứt lèo, đổ cột, nhảy thoáng qua do sét đánh, sự cố thiết bị MBA ho c cây cối ngoài hành lang va quyệt vào đường dây.
Trong năm 2017 lưới điện trung áp Thị xã Đông Triều về cơ ản vận hành an toàn, ổn định. Tuy nhiên vẫn còn một số sự cố do khách quan và chủ quan gây ra:
+ Sự cố đường dây 35kV:
- Vĩnh cửu: 06 vụ do mưa sét và sự cố do thiết bị. + Sự cố đường dây 22kV:
- Thoáng qua: 39 vụ chủ yếu do mưa sét.
- Vĩnh cửu: 08 vụ do mưa sét và sự cố do thiết bị.
Bảng 2.13. Phân loại sự cố vĩnh cửu năm 2017 của lƣới điện Thị xã Đông Triều
STT Tên sự cố Số vụ Chiếm tỷ lệ (%)
1 Cách điện 6 44
2 Đứt dây, tuột lèo 0 0
3 TU, TI 1 7
4 Chống sét van 1 7
5 Dao cách ly 1 7
6 Cầu chì tự rơi (FCO) 1 7
7 Hành lang tuyến 2 14
8 Sự cố khác 0 0
9 Sự cố TBA 2 14
Tổng cộng 14
2.2.4 Đánh giá độ tin cậy lƣới điện phân phối Thị xã Đông Triều.
Theo kết quả tính tốn độ tin cậy của lưới điện phân phối Thị xã Đông Triều, cho thấy rằng suất sự cố lưới điện trung áp của Đông Triều rất cao, vượt gấp nhiều lần so với quy định, đặc biệt là thời gian xử lý sự cố rất dài.
Độ tin cậy của các xuất tuyến thực tế là rất khác nhau. Điều này phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khách quan như chiều dài của xuất tuyến, đ c điểm địa hình, thời tiết, mơi trường, sơ đồ thiết kế, phương thức vận hành… của tuyến đường dây đi qua. Ngồi ra cịn có một nguyên nhân cần xét đến là đội sửa chữa đường dây ở cách xa cũng ảnh hưởng rất lớn đến độ tin cậy của lưới điện.
Lưới điện trung áp Thị xã Đông Triều là lưới điện được cung cấp theo sơ đồ hình tia nên khơng đảm bảo độ tin cậy cao.
Lưới điện phân phối trung áp Thị xã Đông Triều hiện đang tồn tại 02 cấp điện áp là 35kV, 22kV, điều này rất khó khăn cho cơng tác quản lý vận hành. Thiết
bị trên lưới quá nhiều chủng loại, các xuất tuyến có các cấp điện áp khác nhau nên khơng thể khép vịng để dự phịng nguồn thứ hai, cơng tác phối hợp rơle ảo vệ cũng rất khó khăn và khơng phát huy hết tác dụng.
Lưới điện được xây dựng qua nhiều giai đoạn, nhiều chủ đầu tư, thiết kế chưa được quy chuẩn (hiện cịn lưới 35kV) nên khơng phù hợp với sự phát triển của lưới điện sau này (22kV). Lưới điện chủ yếu là mạng hình tia, tổng chiều dài phân phối điện lớn, mật độ tập trung phụ tải trên khởi hành cao. Kết cấu lưới điện tại các khu vực chưa thống nhất, đa dạng về chủng loại vật tư, thiết bị
Các cơng trình điện tại nhiều khu vực đã quá cũ nát, chưa được đại tu, sửa chữa kịp thời.
Các vật tư thiết bị thuộc cơng trình khách hàng chưa được thí nghiệm định kỳ đầy đủ, đúng quy định.Cơng tác xử lý tồn tại sau thí nghiệm định kỳ cịn chậm, dẫn đến sự cố thiết bị.
Các tồn tại sau khi kiểm tra trong quá trình vận hành chưa được quan tâm xử lý kịp thời.
Về nguồn điện, Đơng Triều có 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. Địa bàn của thị xã Đông Triều rất rộng lớn, lại tồn tại 02 lưới 22kV và 35kV khơng dự phịng được cho nhau. Như vậy, với các khó khăn kể trên nếu sự cố trạm biến áp 40MVA-110/35/22kV thì tồn bộ lưới điện 22kV của Thị xã Đông Triều bị mất điện, điều này ảnh hưởng tiêu cực tới độ tin cậy cung cấp điện.
Nhƣ vậy, với kết quả đánh giá chung, độ tin cậy cung cấp điện lưới điện Thị
xã Đơng Triều cịn rất thấp, cần có các giải pháp kịp thời để nâng cao nữa độ tin cậy, linh hoạt, hiệu quả vận hành, đáp ứng nhu cầu kỳ vọng của khách hàng.
Chƣơng 3
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
Trên cơ sở đánh giá độ tin cậy cho lưới điện trung áp của Thị xã Đông Triều cho thấy, lưới điện hiện tại còn tồn tại nhiều bất cập, như: các sơ đồ cung cấp điện chưa hợp lý; trang thiết bị già cỗi, thiếu đồng bộ; sự cố do các điều kiện tự nhiên xảy ra rất nhiều, sự cố thoáng qua chiếm tỉ lệ lớn; nguồn điện cung cấp không đảm bảo độ liên tục cung cấp điện…Vậy để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện trung áp của Thị xã Đông Triều, trong bản luận văn này đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện như dưới đây:
3.1. Các biện pháp làm giảm sự cố (ngăn chặn sự cố xảy ra) 3.1.1. Nâng cao chất lƣợng của thiết bị vận hành
Sử dụng các thiết bị có chất lượng vận hành tốt (lưu ý: thiết bị cũ, vận hành lâu ngày hay thiết bị mới nhưng có chất lượng thấp vẫn gây ra suất hư hỏng cao) và có tính tự động hóa cao. Lên kế hoạch và từng ước thay thế các thiết bị có suất hư hỏng cao bằng các thiết bị mới và có suất hư hỏng thấp.
Độ tin cậy của lưới phân phối phụ thuộc chủ yếu vào độ tin cậy của các phần tử như:Đường dây, máy biến áp, dao cách ly, máy cắt điện, các thiết bị bảo vệ, điều khiển và tự độnghố…Do đó, muốn nâng cao độ tin cậy của lưới điện cần sử dụng các phần tử có độ tin cậycao.
Tuy nhiên việc sử dụng các phần tử có độ tin cậy cao đồng nghĩa với việc tăng chi phí đầu tư cho lưới điện, ảnh hưởng đến chỉ tiêu kinh tế cho lưới điện, vì lí do này việc sử dụng sẽ tuỳthuộc vào tình hình cụ thể, từng loại hộ phụ tải cụ thể.
3.1.2. Áp dụng các giải pháp phù hợp với điều kiện vận hành lƣới điện
Trong thiết kế, mua sắm, lắp đ t, cần sử dụng các vật tư, thiết bị và áp dụng các giải pháp phù hợp với điều kiện vận hành lưới điện nhằm giảm bớt các sự cố có tác nhân từ ên ngồi, như:
- Sử dụng dây bọc cách điện để ngăn ngừa các sự cố do tiếp xúc với các vật thể khác, đi qua vùng khí hậu ẩm ướt, qua các khu vực Phố, Phường, khu dân cư đơng đúc, các cơng trình dân sự...
- Sử dụng các thiết bị phù hợp với môi trường vận hành, sử dụng sứ chống bám bụi và có khả năng vệ sinh bụi bẩn dễ dàng. Đơng Triều là địa bàn có nhiều mỏ than, mỏ đất, Nhà máy Nhiệt điện nên mật độ bụi rất lớn…
- Lắp đ t các chống sét đường dây, mỏ phóng cho các đường dây đi qua các vùng có mật độ sét lớn, suất sự cố do sét cao. Đơng Triều và ng Bí là những địa bàn có mật độ dơng, sét rất lớn khi vào mùa mưa.
3.1.3. Tăng cƣờng công tác kiểm tra, bảo dƣỡng đƣờng dây, thiết bị vận hành trên lƣới để ngăn ngừa sự cố chủ quan.
- Trang bị đầy đủ phương tiện phục vụ cho công tác quản lý vận hành, bảo dưỡng như xe thang, thiết bị kiểm tra phát nóng …
- Đào tạo để nâng cao kiến thức và tay nghề, cùng tính kỷ luật cho nhân viên vận hành.
- Từng ước nâng cao tỉ lệ sửa chữa lưới điện bằng hình thức hot-line (sửa chữa khi lưới điện đang vận hành).
3.2. Các biện pháp làm giảm thời gian mất điện (khoanh vùng và khắc phục sự cố nhanh) cố nhanh)
3.2.1. Tăng số lƣợng các phân đoạn trên các đƣờng trục chính
Giảm đến mức tối thiểu khu vực mất điện bằng cách tăng số lượng lắp đ t thiết bị phân đoạn.
3.2.2. Sử dụng các thiết bị tự động, các thiết bị điều khiển từ xa
Các thiết bị tự động thường dùng để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới phân phối như: Thiết bị tự động đóng l p lại đường dây (TĐL); tự động đóng nguồn dự phòng (TĐN); hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu từ xa (SCADA). Theo đánh giá, các sự cố xảy ra trên lưới điện Thị xã Đông Triều chủ yếu do các điều kiện tự nhiên gây ra. Theo thống kê hầu hết các sự cố trên đường dây tải điện trên khơng là sự cố thống qua, chiếm khoảng (70%- 80%) tổng số lần sự cố trên đường dây. Chủ yếu là các sự cố do sét đánh vào đường dây, cây đổ gần đường dây ho c chạm vào đường dây; vật lạ rơi vào đường dây…các sự cố này thường tự giải trừ sau 1 ho c 2 lần phóng điện. Nếu bố trí các thiết bị TĐL thì tỷ lệ
đóng lại thành cơng rất cao do thời gian TĐL ngắn nên phụ tải không bị ảnh hưởng do mất điện. Đối với các lưới điện có từ hai nguồn trở nên việc sử dụng TĐL sẽ rất hiệu quả.
Các thiết bị điều khiển xa: Ngày nay với sự phát triển của công nghệ thông
tin, hệ thống điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu từ xa ngày càng được sử dụng rộng rãi và rất hiệu quả với hệ thống điện. Hệ thống này cho phép thu thập dữ liệu, phân tích và điều khiển các đối tượng từ xa. Với lưới điện phân phối SCADA sẽ nhanh chóng điều khiển tách các đoạn bị sự cố và khôi phục cấp điện cho các phân đoạn khơng bị sự cố, nhờ đó mà độ tin cậy được nâng cao.
Như đã giới thiệu ở những phần trước, lưới điện phân phối Thị xã Đông Triều đa số đường dây đi quakhu vực Đô thị, tỉ lệ đào lấp để lắp đ t điện, nước, cáp viễn thơng, truyền hình...rất cao, rất dễ gây trầy xước cáp, rò điện...; đồng thời phải đi qua các địa hình khá phức tạp, như: đồi, núi, rừng… nên có các hiện tượng như vật lạ ám vào đường dây, khi gió mạnh các dây dẫn dễ chạm nhau do khoảng vượt lớn, cây cao ên ngoài hành lang tuyến chạm vào ho c cành cây rơi vào đường dây gây ra sự cố. Thực tế cho thấy rằng, những đường dây này sự cố thoáng qua chiếm tỷ lệ rất cao, mỗi lần có sự cố, máy cắt phân đoạn nhảy, thời gian thao tác rất lâu làm cho thời gian mất điện kéo dài. Để hạn chế thời gian mất điện do sự cố thoáng qua, đối với máy cắt phân đóng l p lại theo chương trình đã được cài đ t sẵn. Khi có sự cố, máy cắt sẽ nhảy nhưng sau đó sẽ tự động đóng l p lại, thời gian và số lần tự đóng l p lại do người quản lý vận hành cài đ t sẵn trong máy cắt, sau số lần đóng lại khơng thành cơng máy cắt sẽ tự động khóa chức năng tự đóng l p lại. Những sự cố thống qua thì xác suất tự đóng lại thành cơng tương đối lớn.
3.2.3. Sử dụng linh hoạt các sơ đồ đi dây, kết dây
Sơ đồ đường dây kép: Sử dụng hai đường dây cấp điện cho phụ tải, bình thường hai đường dây có thể vận hành song song ho c độc lập. Khi sự cố 1 đường dây, đường dây cịn lại sẽ cấp điện cho tồn bộ phụ tải. Với sơ đồ này cho độ tin cậy cao nhưng chi phí đầu tư khá lớn, chỉ phù hợp cho các phụ tải quan trọng, khơng được mất điện.
Sơ đồ kín vận hành hở: Lưới phân phối kín vận hành hở gồm nhiều nguồn
và nhiều phân đoạn đường dây tạo thành lưới kín nhưng khi vận hành thì các máy cắt phân đoạn cắt ra tạo thành lưới hở. Khi một đoạn ngừng điện thì chỉ các phụ tải trên đoạn đó mất điện, các phân đoạn khác chỉ mất điện tạm thời trong thời gian thao tác, sau đó lại được cấp điện ình thường. Với sơ đồ này chi phí đầu tư khơng cao nhưng lại phụ thuộc rất nhiều vào tình hình nguồn điện.
Sơ đồ lưới có phân đoạn: Sơ đồ lưới hình tia có phân đoạn được dùng phổ
biến hiện nay vì có chi phí thấp, sơ đồ đơn giản, có thể áp dụng rộng rãi nhưng độ tin cậy chưa cao. Khi xảy ra sự cố một phân đoạn thì những phân đoạn phía sau nó bị mất điện, các phân đoạn trước về phía nguồn chỉ mất điện tạm thời trong thời gian thao tác. Số lượng và vị trí các phân đoạn cũng ảnh hưởng đến thời gian mất điện của phụ tải.
Dưới đây là một số sơ đồ đề xuất để nâng cao tính linh hoạt trong vận hành và tin cậy cung cấp điện cho lưới điện trung áp Thị xã Đơng Triều:
Sơ đồ hình số3.1.Được đề xuất để tự động phân vùng trên đường dây cung
cấp 22kV với một số lượng lớn các phân nhánh, cũng như các trạm iến áp phân phối trên đường dây, cung cấp điện cho phụ tải loại 3. Sơ đồ cho phép tách các phân đoạn của lưới trong trường hợp sự cố trên các phân đoạn chính, ăn điện qua các thiết ị tự động đóng l p lại.
Nguồn 1 22kV
Tự động đóng l p lại
TBA phân phối
cho phụ tải loại 3 Phụ tải loại 3
Nguồn 2 22kV Tự động
đóng l p lại
TBA phân phối cho phụ tải loại 3
Hình 3.1.Sơ đồ cung cấp điện số 1.
Sơ đồ hình 3.2.Được đề xuất để cung cấp điện cho khách hàng loại 1, 2
vàđược cấp điện từ đường dây chính 22 kV, kết nối với phụ tải loại 3 theo sơ đồ hình tia thơng qua thiết bị tự động đóng l p lại. Sơ đồ cách ly các phân đoạn sự cố
trên đường dây chính của lưới điện 22 kV bằng máy cắt 22 kV (Nguồn 1, Nguồn 2 và trạm biến áp cung cấp cho khách hàng loại1, 2),tự động cách ly các nhánh hình tia khỏi trục chính bởi thiết bị đóng l p lại.
ATS 0,4 kV М М ATS 0,4 kV Nguồn 1 22kV Nguồn 2 22kV Tự động đóng l p lại ATS
Phụ tải loại 2 Phụ tải loại 1 Phụ tải loại 3
Tự động đóng l p
lại
Phụ tải loại 3
Hình 3.2.Sơ đồ cung cấp điện số 2.
Sơ đồ hình3.3 cho phép đồng thời cung cấp điện cho các khách hàng loại
13 với hai nguồn cấp, sơ đồ này có thể được ngắt mạch bằng các máy cắt đã được lắp đ t tại trạm biến biến áp của khách hàng loại 1, 2.
ATS 0,4 kV Nguồn 1 22kV Nguồn 2 22kV ATS
Phụ tải loại 3 Phụ tải loại 3
Phụ tải loại 3 Phụ tải loại 1,2 Tự động đóng lại Tự động đóng lại
Hình 3.3. Sơ đồ cung cấp điện số 3.
Sơ đồ hình3.4. Sơ đồ này được áp dụng để cung cấp điện cho khách hàng loại
1, 2 trong trường hợp gần nguồn trung tâm là một trạm biến áp 110/22 (35) kV và nằm cách xa nguồn cịn lại. Trong trường hợp này, có thể mở mạch ình thường trên lưới
22kV mà các phụ tải loại 1,2 không bị mất điện, thiết bị tự động đóng nguồn dự phịng (ATS) đảm bảo nhiệm vụ chuyển nguồn khi mất một nguồn cung cấp chính.