STT Sđm MBA, (kVA) kyc cos Ptt(kW) Qtt(kVAr)
1 50 0,8 0,8 32 24 2 75 0,8 0,8 48 36 3 100 0,8 0,8 64 48 4 160 0,8 0,8 102,4 76,8 5 180 0,8 0,8 115,2 86,4 6 250 0,8 0,8 160 120 7 320 0,8 0,8 204,8 153,6 8 400 0,8 0,8 256 192 9 560 0,8 0,8 358,4 268,8 10 630 0,8 0,8 403,2 302,4 11 750 0,8 0,8 480 360 12 800 0,8 0,8 512 384 13 1050 0,8 0,8 672 504 14 1600 0,8 0,8 1032 786
Bảng 1.9. Thông số kỹ thuật của một số loại dây dẫn đang sử dụng
STT Mã hiệu dây dẫn r0, ( /km) x0, ( /km) Icp, (A) K/l dây dẫn (kg/km) 1 AC-35 0,850 0,403 175 150 2 AC-50 0,650 0,392 210 196 3 AC-70 0,460 0,382 265 275 4 AC-95 0,33 0,371 330 386 5 AC-120 0,270 0,365 380 492 6 AC-150 0,21 0,358 445 617 7 AC-185 0,17 0,377 510 771 8 Cáp Cu-3x50mm2 0,390 0,355 220 439 9 Cáp Cu -3x70mm2 0,280 0,341 255 618
STT Mã hiệu dây dẫn r0, ( /km) x0, ( /km) Icp, (A) K/l dây dẫn (kg/km) 10 Cáp Cu -3x95mm2 0,200 0,332 305 837 11 Cáp Cu -3x120mm2 0,158 0,324 340 1058 12 Cáp Cu -3x150mm2 0,123 0,319 375 1338 13 Cáp Cu -3x185mm2 0,103 0,313 420 1627 14 Cáp Cu -3x240mm2 0,0981 0,294 485 1985
Theo tiêu chuẩn quy định với tổn hao điện áp trong chế độ làm việc bình thường Ucp 5% Uđm
Đường dây có điện áp 35kV: Ucp = 5%*Uđm = 5%.35000 = 1750V Đường dây có điện áp 22kV: Ucp = 5%*Uđm = 5%.22000 = 1100V
Sử dụng chương trình PSS/ADEPT để tính tốn kiểm tra các chỉ tiêu kĩ thuật cho hiện trạng các lộ đường dây của lưới điện trung áp Thị xã Đông Triều, kết quả tính tốn tổn thất điện áp trên các lộ đường dây được cho trong bảng 1.10 và 1.11.
Kết quả tính tốn trên khởi hành 374E5.16 thể hiện trên hình 1.11 và hình 1.12 dưới đây.Các khởi hành cịn lại có phương thức tính tốn, kiểm tra tương tự.
Bảng 1.10. Dòng điện lớn nhất trên các lộ đƣờng dây
Tên lộ Dây trục
chính Itt(A) Icp(A) Kết luận
373E5.18 AC-120 118,870 380 Đạt
374E5.16 AC-120 334,92 380 Đạt
375E5.23 AC-120 80,9 380 Đạt
377E5.23 AC-120 136,3 380 Đạt
372E5.23 AC-120 302,9 380 Đạt
471E5.23 AC-120 691,8 380 Không đạt
472E5.23 AC-120 339,7 380 Đạt
474E5.23 ACSR 150 822,15 445 Không đạt
476E5.23 AC-120 342,5 380 Đạt
471E5.9 AC-120 345 380 Đạt
Đường cong điện áp tính đến nút xa nhất và chịu tổn thất điện áp lớn nhất được thể hiện trên các hình vẽ dưới đây:
Hình 1.13. Đƣờng cong điện áp tính đến nút xa nhất và chịu tổn thất điện áp lớn nhất trên khởi hành 374E5.16
Hình 1.14. Đƣờng cong điện áp tính đến nút xa nhất và chịu tổn thất điện áp lớn nhất trên khởi hành 372E5.23
Hình 1.15. Đƣờng cong điện áp tính đến nút xa nhất và chịu tổn thất điện áp lớn nhất trên khởi hành 373E5.18
Hình 1.16. Đƣờng cong điện áp tính đến nút xa nhất và chịu tổn thất điện áp lớn nhất trên khởi hành 375E5.23
Hình 1.17. Đƣờng cong điện áp tính đến nút xa nhất và chịu tổn thất điện áp lớn nhất trên khởi hành 377E5.23
Hình 1.18. Đƣờng cong điện áp tính đến nút xa nhất và chịu tổn thất điện áp lớn nhất trên khởi hành 471E5.23
Hình 1.19. Đƣờng cong điện áp tính đến nút xa nhất và chịu tổn thất điện áp lớn nhất trên khởi hành 472E5.23
Hình 1.20. Đƣờng cong điện áp tính đến nút xa nhất và chịu tổn thất điện áp lớn nhất trên khởi hành 474E5.23
Hình 1.21. Đƣờng cong điện áp tính đến nút xa nhất và chịu tổn thất điện áp lớn nhất trên khởi hành 476E5.23
Hình 1.22. Đƣờng cong điện áp tính đến nút xa nhất và chịu tổn thất điện áp lớn nhất trên khởi hành 471E5.9
Bảng 1.11 Tổn thất điện áp lớn nhất trên các lộ đƣờng dây
Tên lộ Điện áp (kV) ∆U(V) Tỷlệ % Kết luận 373E5.18 35 790 2,26 Đạt 374E5.16 35 2497 7,13 Không đạt 375E5.23 35 399 1,14 Đạt 377E5.23 35 615 1,76 Đạt 372E5.23 35 5369 15,34 Không đạt 471E5.23 22 2363 10,74 Không đạt 472E5.23 22 1208 5,5 Đạt 474E5.23 22 3666 16,7 Không đạt 476E5.23 22 2850 12,95 Không đạt 471E5.9 22 1286 5,84 Không đạt
1.2.4. Lƣới điện hạ thế
Lưới điện hạ thế Thị xã Đông Triều sử dụng điện áp 380/220V, 3 pha 4 dây và 220V 1 pha 2 dây, các chủng loại như sau:
- Cáp v n xoắn (ABC) 4x120, 4x70, 4x50.
- Cáp ọc (AV) 4AV120, 4AV95, 4AV70, 4AV50, 4AV35, 2AV35. - Cáp nhơm AC70, AC50.
Tính đến cuối tháng 12 năm 2017, tổng chiều dài đường dây hạ thế tồn Thị xã Đơng Triều là 386.23 km. Số lượng cơng tơ tồn huyện là 57034 cái, trong đó công tơ 3 pha là 2548 cái, công tơ 1 pha là 54486 cái.
Bảng 1.12. Bảng thống kê thiết bị hạ áptồn Thị xã Đơng Triều
TT Hạng mục Đơn vị Điện lực quảnlý Khách hàng quảnlý Tổng 1 Đường dây hạ thế Km 350,73 34,5 386.23 2
Công tơ Cái 57034 0 57034
- Công tơ 1 pha Cái 54486 54486
- Công tơ 3 pha Cái 2548 2548
1.2.5. Tình hình sử dụng điện hiện tại
Điện năng tiêu thụ của Đông Triều từ năm 2013 đến 2017 được thống kê trong ảng 1.13 như sau:
Bảng 1.13 Tình hình sử dụng điện năng của huyện giai đoạn 20132017 Năm Điện năng tiêu thụ Năm Điện năng tiêu thụ
(GWh) Tăng trưởng % 2013 239 - 2014 278 16,3 2015 311 11,8 2016 354 13,8 2017 390 10,2
Tổng điện năng thương phẩm năm 2017 đạt 390 triệu kWh, tăng ình quân 13,02%/năm trong giai đoạn 20132017, đây là con số lớn nhưng chưa đáp ứng đúng tiềm năng phát triển của Thị xã Đông Triều.
1.3.Nhận xét
1.3.1. Đánh giá về tình hình tiêu thụ điện năng
Tổng điện năng thương phẩm của Thị xã Đông Triều năm 2017 là 390 triệu kWh, chiếm 14,1% tổng sản lượng điện thương phẩm của tỉnh Quảng Ninh. Đây là thị xã có nhiều khu cơng nghiệp dịch vụ đang trong đà phát triển và đang được tỉnh chú trọng đầu tư.
Về tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm: trong giai đoạn 2013 – 2017 tăng trưởng điện thương phẩm ình quân chỉ đạt 13,02%/ năm, đây là một tốc độ tăng trưởng điện năng còn khiêm tốn so với kỳ vọng phát triển của thị xã.
Về tổn thất: chi nhánh điện Thị xã Đông Triều đã có nhiều cố gắng trong công tác vận hành, kinh doanh nhằm mục tiêu giảm tổn thất điện năng, tổn thất điện năng của thị xã là 26,5% năm 2013 nhưng do đã đáp ứng được nhu cầu công suất của phụ tải, tổn thất điện năng năm 2017 là 10,9%.
Nhìn chung trong những năm vừa qua, tăng trưởng tiêu thụ điện năng của thị xã còn thấp, chưa tương xứng với tiềm năng phát triển .Trong tương lai với sự phát triển của công nghiệp, thương mại dịch vụ chắc chắn tốc độ tăng trưởng điện tiêu thụ của Đơng Triều sẽ tăng cao.Điều này địi hỏi nguồn và lưới điện của huyện cần phải cải tạo và phát triển để đáp ứng nhu cầu đó.
1.3.2. Đánh giá về tình hình vận hành lƣới điện
Tình hình vận hành và sự cố: trong năm 2017, số lượt sự cố thống qua và vĩnh
cửu cịn nhiều, tổng số lần sự cố trên lưới điện trung thế là 80 vụ, trong đó sự cố vĩnh cửu là 15 vụ, sự cố thoáng qua là 65 vụ. Nguyên nhân xảy ra sự cố là do các nguyên nhân khách quan như: thời tiết (mưa, giơng, sét...), tình trạng vi phạm hành lang an toàn lưới điện, thiết ị điện trên lưới của khách hàng kém chất lượng,... ho c do các nguyên nhân chủ quan như: công tác kiểm tra vận hành các thiết ị vào giờ cao điểm chưa thực hiện thường xuyên, đứt, tụt lèo, hỏng sứ, hệ thống tiếp địa chưa ổ sung
hoàn thiện xong...
Lưới điện trung thế: hiện nay trên địa àn Thị xã Đơng Triều có 05 lộ đường
dây 35kV, 06 lộ đường dây 22kV. Các lộ đường dây cấp điện chủ yếu sử dụng đường dây trên không, vận hành đã lâu nên sự cố cấp điện còn tương đối lớn.
Trạm biến áp: hiện tại nhiều trạm iến áp cấp điện cho dân sinh đã mang
tải cao, đầy tải và quá tải. Theo thống kê của Điện lực thị xã Đơng Triều, có tới 100 máy iến áp hiện mang tải lớn hơn 70% định mức, có nhiều trạm iến áp cấp điện cho các khu dân cư đã ị đầy tải như: TBA Mạo Khê 7 (86%), TBA Mạo Khê 10 (94%), TBA Kim Sơn 2 (87%), TBA Bình Khê 13 (85%), TBA Vĩnh Xuân 2 (91%),
Lưới điện hạ thế và công tơ: gần đây do được huyện chú trọng đầu tư, nâng
cấp cải tạo lưới điện hạ thế nên lưới hạ thế của huyện vận hành tương đối ổn định. Phần lớn đường trục hạ thế là cáp v n xoắn, cáp ọc, các công tơ được tập trung ra cột nên chất lượng điện áp được nâng lên, tổn thất điện năng giảm rõ rệt qua các năm.
Nhận xét chung:
Về kết cấu lưới điện trung áp trên địa bàn chủ yếu là lưới điện hình tia. Do đó việc vận hành lưới điện trung áp của huyện chủ yếu cấp điện áp còn thấp nên vận hành hay bị quá áp.
Mục đích của việc tính tốn chế độ lưới điện hiện tại để xác định phân bố công suất và tổn thất điện áp và công suất trong lưới điện, kiểm tra khả năng mang tải cũng như các chỉ tiêu kỹ thuật khác.Để tính tổn thất điện điện áp trong lưới trung áp của Thị xã Đông Triều tác giả đã sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn. Dựa vào kết quả tính tốn trên cho thấy các lộ 471E5.23, 474E5.23 khơng đảm bảo u cầu dịng điện nung nóng, thậm chí bị q tải năng nề; có 6/11 lộ khơng đảm bảo điều kiện tổn hao điện áp cho phép, đó là các lộ 374E5.16, 372E5.23,471E5.23, 474E5.23, 476E5.23, 471E5.9, ở những lộ này tổng điện áp đết các nút phụ tải xa nhất có U% > 5%, không đảm bảo điều kiện kỹ thuật vận hành. Cũng theo kết quả tính tốn, mơ phỏng cơng suất và năng lượng tổn thất trên lưới điện trung áp là rất lớn do cấu hình lưới điện khơng hợp lý.
Nhƣ vậy, hiện trạng vận hành lưới trung áp của Thị xã Đông Triều không đảm
bảo các yêu cầu về an toàn và kỹ thuật, điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ tin
cậy cung cấp điện.Với tốc độtăng ình quân 13,02%/năm trong giai đoạn 20132017
và trong những năm tới khi các dự án đi vào vận hành, các khu công nghiệp đi vào làm việc thì hiện trạng kỹ thuật của lưới càng khó được đảm bảo nên sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy cung cấp điện. Trên cơ sở kết quả đánh giá, phân tích cần phải đ t ra giải pháp vận hành và tái cấu trúc lại sơ đồ lưới điện sao cho nâng cao được độ tin cậy cung cấp điện cũng như đảm bảo chất lượng điện năng và linh hoạt trong vận hành.
Trong những năm vừa qua, việc xây dựng mới và cải tạo lưới điện Thị xã Đơng Triều đã có những cố gắng an đầu từ Thị xã, từ Điện lực để tiến hành cải tạo lưới điện phân phối, nhưng do nhu cầu phụ tải tăng lên nhanh chóng nên vẫn chưa đáp ứng được đầy đủ nhu cầu tiêu thụ điện. Công ty Điện lực Quảng Ninh và Công ty Điện lực Đơng Triều đã có nhiều cố gắng trong việc quản lý để đảm ảo vận hành lưới điện an toàn và tin cậy.
Chƣơng 2
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN 2.1. Nghiên cứu phân tích, lựa chọn phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy 2.1.1. Độ tin cậy của các phần tử hệ thống cung cấp điện
Độ tin cậy của HTĐ là xác suất để hệ thống (ho c phần tử) hoàn thành triệt để nhiệm vụ được giao trong khoảng thời gian nhất định và trong điều kiện vận hành nhất định.
Như vậy độ tin cậy luôn gắn liền với việc hoàn thành một nhiệm vụ cụ thể, trong khoảng thời gian nhất định và trong hoàn cảnh nhất định.
Khả năng hư hỏng của các phần tử trong HTCCĐ (Máy phát, đường dây, MBA, MCĐ…) trong vận hành đều có thể ị hỏng ất ngờ. Khả năng này được đ c trưng ởi các thông số đ c trưng cho độ tin cậy của phần tử.
a. Cường độ hỏng hóc λ(t).
Là số lần hỏng hóc trung ình của phần tử trong 1 đơn vị thời gian.Cường độ hỏng hóc phụ thuộc vào các giai đoạn trong thời gian hoạt động của phần tử
λt = 1 / tlv (lần/năm), (2.1)
Trong đó: tlv- thời gian trung ình của trạng thái làm việc tốt.
b. Thời gian làm việc trung bình T0
To là giá trị trung ình của thời gian làm việc của phần tử. Đây là thời gian giữa 2 hỏng hóc kế tiếp hay cịn gọi là thời gian phục vụ T, là đại lượng ngẫu nhiên. Vì thời điểm xảy ra hỏng hóc của các phần tử là ngẫu nhiên không iết trước, tuân thủ theo luật phân ố mũ với hàm phân ố.
( ) 1 t t F t e (2.2) 0 . 1 N T T m (năm hay h) (2.3)
Ft là xác xuất để thời gian làm việc liên tục nhỏ hơn ho c ằng t, hay là xác xuất để hỏng hóc xảy ra trong khoảng từ 0 đến t (nếu điểm gốc lấy là 0).
Các phần tử hỏng hóc có thể được sửa chữa, phục hồi lại sự làm việc ình thường với hệ thống sau một thời gian. Khi đó phần tử được gọi là phần tử có phục hồi. 0 1 (2.4)
d.Thời gian sửa chữa hỏng hóc trung bình (thời gian phục hồi trung bình)0
Các phần tử của hệ thống điện là các phần tử có phục hồi. Khi ị hỏng, nó được sửa chữa sau đó lại tiếp tục vận hành. Gọi thời gian sửa chữa sự cố là 0
0 m i m (2.5) e. Hàm tin cậy R(t)
Là xác xuất để phần tử làm việc liên tục từ thời gian 0 đến t, hay nói cách khác là xác suất hỏng hóc khơng xảy ra trong khoảng thời gian (0,t)
( ) 1 ( ) t
t
R t F t e (2.7)
g. Hệ số sẵn sàng K(t)
Là xác suất phần tử phần tử làm việc tốt ho c sẵn sàng làm việc tốt trong thời điểm t với điều kiện là có phục hồi với cường độ
Xác xuất phần tử làm việc tốt trong thời điểm ất kỳ có thể nhận được ằng cách áp dụng quá trình markov cho phần tử. Kết quả, có xác suất phần tử ở trạng thái tốt tức là sẵn sàng làm việc. ( ) ( ) . t K t e (2.8) h. Hệ số sử dụng kỹ thuật KKT
Là hệ số sẵn sàng có tính đến thời gian ảo quản định kỳ TBQ
0 0 0 KT BQ T K T T (2.9)
i. Xác suất ngừng làm việc do bảo quản định kỳ QBQ
Nếu có cường độ ảo quản định kỳ là BQ(1/n) và thời gian ảo quản trung bình TBQ thì xác xuất ngừng làm việc do ảo quản định kỳ.
(2.10)
2.1.2. Bài toán độ tin cậy
Theo phương pháp, ài toán độ tin cậy được chia thành 2 loại:
Độ tin cậy cung cấp điện phụ tải thuộc độ tin cậy từng phần tử (của nguồn và lưới) đồng thời phụ tải thuộc rất nhiều vào cấu trúc của lưới trong HTĐ.
Độ tin cậy của các phần tử được xác định từ các số liệu thống kê sự cố, sửa chữa mỗi loại phần tử trong HTĐ. Phương pháp tính tốn dựa vào lý thuyết xác suất thống kê.
Độ tin cậy cung cấp điện phụ thuộc rất nhiều vào mức độ phức tạp của HTĐ. Nói chung do kết cấu vốn phức tạp, nhiều phần tử của HTĐ, độ tin cậy cung cấp điện cần phải được xác định theo các phương pháp của hệ thống nhiều phần tử có cấu trúc phức tạp.
2.1.3. Các phƣơng phápchung đánh giá độ tin cậy 2.1.3.1. Phƣơng pháp đồ thị giải tích.
Phương pháp này ao gồm việc lập sơ đồ độ tin cậy và áp dụng phương phápgiải tích bằng đại số Boole, lý thuyết xác suất thống kê, tập hợp để tính tốn độ tincậy.
Sơ đồ độ tin cậy của hệ thống được xây dựng trên cơ sở phân tích ảnh hưởng của hư hỏng phần tử đến hư hỏng hệ thống. Sơ đồ độ tin cậy bao gồm các nút(nguồn, tải, trung gian) và các nhánh. Nút và nhánh tạo thành mạng lưới nối nútnguồn và nút tải của sơ đồ. Trạng thái hoạt động của hệ thống là trạng thái có ít nhấtmột đường nối từ nút nguồn đến nút tải. Khi nút nguồn và nút tải bị tách rời dohỏng các phần tử thì hệ thống ở trạng thái hỏng. Các dạng sơ đồ độ tin cậy