Tính toán độ tin cậy lƣới điện phân phối tỉnh Tuyên Quang

3.2.1. Lựa chọn một số xuất tuyến để đƣa vào tính toán:

Căn cứ vào quy mô (chiều dài, công suất, số lượng phụ tải), đặc điểm địa hình và tính chất phụ tải, lựa chọn 5 xuất tuyến mang tính đại diện của

lưới phân phối tỉnh Tuyên Quang để tính toán độ tin cậy. Các xuất tuyến này có thể có một nguồn cấp hoặc hai nguồn cấp khác nhau.

- Xuất tuyến 375 E14.1 Tuyên Quang: Cấp điện áp 35kV, dài 76,7km đi qua vùng địa hình đồng bằng và rừng núi. Đầu xuất tuyến có máy cắt, trên trục chính có phân đoạn bằng máy cắt và dao cách ly, một số nhánh rẽ có phân đoạn bằng cầu chì tự rơi và dao cách ly. Xuất tuyến này Cấp điện cho 34 trạm biến áp với tổng công suất lắp đặt là 9.017kVA, trong đó có 2 trạm biến áp trung gian 35/10kV Gò Chẩu và 35/6 Xi Măng. Tổng công suất sử dụng lớn nhất của xuất tuyến là 4.040kW, cấp điện cho dân sinh, công nghiệp (khai thác đá) và nông nghiệp. Xuất tuyến này có điểm đấu nguồn thứ 2 từ 373 Chiêm Hoá.

- Xuất tuyến 373 E14.2 Chiêm Hoá: Cấp điện áp 35kV, dài 108,6km đi qua vùng địa hình rừng núi hiểm trở. Đầu xuất tuyến có máy cắt, trên trục chính có phân đoạn bằng máy cắt và dao cách ly, một số nhánh rẽ có phân đoạn bằng cầu chì tự rơi và dao cách ly. Xuất tuyến này Cấp điện cho 40 trạm biến áp với tổng công suất lắp đặt là 4.681kVA, trong đó có 1 trạm biến áp trung gian 35/10kV Hàm Yên. Tổng công suất sử dụng lớn nhất của xuất tuyến là 1.110kW, cấp điện cho dân sinh và nông nghiệp. Xuất tuyến này có điểm đấu nguồn thứ 2, nhưng do điểm đấu nguồn thứ 2 đến nguồn thứ nhất quá gần nhau và không có phân đoạn nên xem như không có nguồn 2.

- Xuất tuyến 972 trạm trung gian Hưng Thành: Có cấp điện áp 10kV, cấp điện cho 39 trạm biến áp phụ tải với tổng công suất lắp đặt 2.930kVA, tổng công suất sử dụng lớn nhất là 1.176,4kW. Phụ tải chủ yếu là ánh sáng và sinh hoạt. Chiều dài của xuất tuyến 39,5km, đầu xuất tuyến có đặt máy cắt, trên tuyến có đặt dao cách ly và cầu trì tự rơi để phân đoạn. Tuyến này không nguồn 2

- Xuất tuyến 973 trạm trung gian Gò Chẩu: Có cấp điện áp 10kV, cấp điện cho 23 trạm biến áp phụ tải với tổng công suất lắp đặt là 3.105kVA, tổng công suất sử dụng lớn nhất là 1.071,9kW, phụ tải chủ yếu là ánh sáng sinh

hoạt và bơm nông nghiệp. Chiều dài của xuất tuyến là 31,6km. Đầu xuất tuyến có đặt máy cắt, trên tuyến có đặt DCL và cầu chì tự rơi để phân đoạn. Tuyến này không nguồn 2.

- Xuất tuyến 973 trạm trung gian Sơn Dương: Có cấp điện áp 10kV, chiều dài của xuất tuyến là 14,9km đi qua vùng nông thôn chủ yếu là ruộng lúa. Đầu xuất tuyến có đặt máy cắt, trên tuyến có cầu chì tự rơi để phân đoạn. Xuất tuyến này có 14 trạm biến áp phụ tải với công suất lắp đặt 981,5kVA, tổng công suất sử dụng lớn nhất là 362kW cấp điện cho khu vực phía phía Đông Bắc của huyện Sơn Dương, phụ tải chủ yếu là ánh sáng sinh hoạt và bơm nông nghiệp. Xuất tuyến này không có điểm đấu nguồn thứ 2.

3.2.2. Các số liệu đƣa vào tính toán:

Để đảm bảo độ chính xác cao trong việc tính toán, số liệu được thống kê 5 năm liên tục 5 năm từ năm 2006 đến 6 tháng đầu năm 2010, bao gồm:

- Tổng hợp số lần và thời gian mất điện sự cố: Xem phụ lục 3.1. - Thống kê số liệu phụ tải của từng xuất tuyến: Xem phụ lục 3.2. - Sơ đồ lưới điện các xuất tuyến: Xem phụ lục 3.3.

Để tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối, số liệu đưa vào tính toán bao gồm:

- Số liệu nhánh : Nút đầu (NĐ), nút cuối (NC). - Chiều dài mỗi nhánh : l (km).

- Thiết bị phân đoạn : k (có hoặc không có thiết bị phân đoạn). - Mã thiết bị phân đoạn : m (Máy cắt, dao cách ly, cầu chì tự rơi). - Suất sự cố : o.

- Thời gian sự cố : Tc (giờ). - Thời gian thao tác TBPĐ : ttt (giờ). - Phụ tải cực đại : Pmax (kW).

- Thời gian sử dụng công suất lớn nhất: T_max (giờ).

Áp dụng phương pháp mô tả cấu trúc ngược để mô tả sơ đồ lưới điện gốc, từ số liệu thống kê phụ tải, chiều dài các xuất tuyến của sơ đồ lưới điện và sử dụng chương trình tính toán độ tin cậy ta có sơ đồ đẳng trị của các xuất tuyến như sau:

- Xuất tuyến 375 E14.1 Tuyên Quang

+ Số nút ban đầu : 40 nút. + Số nút sau khi đẳng trị : 10 nút. + Số liệu sau khi đẳng trị : Bảng 3.4

Bảng 3.4: Số liệu đẳng trị lưới điện của xuất tuyến 375 E14.1 Tuyên Quang

i NĐ NC l k m _o  t_c t_tt p_max 1 0 1 11.40 0 1 8.28 0.94 7.33 0.0 1396 2 1 2 8.60 0 1 8.28 0.71 7.33 0.3 0 3 2 3 17.00 0 1 8.28 1.41 7.33 0.3 1156 4 3 4 2.40 0 1 8.28 0.20 7.33 0.7 462 5 4 5 9.30 1 1 8.28 0.77 7.33 0.7 122 6 5 6 15.40 1 1 8.28 1.28 7.33 0.7 135 7 6 7 3.50 0 1 8.28 0.29 7.33 0.7 6 8 2 8 7.50 1 1 8.28 0.62 7.33 0.7 421 9 3 9 0.30 0 1 8.28 0.02 7.33 0.7 221 10 3 10 1.30 1 1 8.28 0.11 7.33 0.7 8

- Xuất tuyến 373 E14.2 Chiêm Hoá:

+ Số nút ban đầu : 43 nút. + Số nút sau khi đẳng trị : 11 nút. + Số liệu sau khi đẳng trị : Bảng 3.5

Bảng 3.5: Số liệu đẳng trị lưới điện của xuất tuyến 373 E14.2 Chiêm Hoá

1 0 1 4.70 0 1 20.42 0.96 4.36 0.0 0 2 1 2 8.30 1 1 20.42 1.69 4.36 0.2 11 3 2 3 7.00 0 1 20.42 1.43 4.36 0.5 28 4 3 4 23.40 1 1 20.42 4.78 4.36 0.5 81 5 4 5 20.90 1 1 20.42 4.27 4.36 0.5 185 6 5 6 16.00 0 1 20.42 3.27 4.36 1.0 27 7 6 7 2.30 1 1 20.42 0.47 4.36 1.0 378 8 1 8 5.50 1 1 20.42 1.12 4.36 1.0 154 9 5 9 5.10 1 1 20.42 1.04 4.36 1.0 26 10 5 10 7.80 1 1 20.42 1.59 4.36 1.0 44 11 6 11 7.60 1 1 20.42 1.55 4.36 1.0 78 - Xuất tuyến 972 Hƣng Thành: + Số nút ban đầu : 47 nút. + Số nút sau khi đẳng trị : 11 nút. + Số liệu sau khi đẳng trị : Bảng 3.6

Bảng 3.6: Số liệu đẳng trị lưới điện của xuất tuyến 972 Hưng Thành

i NĐ NC l k m _o  t_c t_tt p_max 1 0 1 1.30 0 1 2.92 0.04 2.44 0.0 341 2 1 2 6.80 1 1 2.92 0.20 2.44 0.2 128 3 1 3 2.00 0 1 2.92 0.06 2.44 0.2 73 4 2 4 4.10 1 1 2.92 0.12 2.44 0.2 84 5 4 5 6.00 1 1 2.92 0.18 2.44 0.2 225 6 4 6 3.70 1 1 2.92 0.11 2.44 0.3 46 7 5 7 2.80 0 1 2.92 0.08 2.44 0.3 51 8 5 8 1.40 0 1 2.92 0.04 2.44 0.3 12 9 5 9 1.50 0 1 2.92 0.04 2.44 0.3 41 10 5 10 6.20 1 1 2.92 0.18 2.44 0.3 126

11 2 11 3.70 1 1 2.92 0.11 2.44 0.3 66

- Xuất tuyến 973 Gò Chẩu:

+ Số nút ban đầu : 35 nút. + Số nút sau khi đẳng trị : 9 nút. + Số liệu sau khi đẳng trị : Bảng 3.7

Bảng 3.7: Số liệu đẳng trị lưới điện của xuất tuyến 973 Gò Chẩu

i NĐ NC l k m _o  t_c t_tt p_max 1 0 1 5.22 0 1 1.58 0.08 6.21 0.00 562 2 1 2 6.35 1 1 1.58 0.10 6.21 0.25 177 3 1 3 4.89 1 1 1.58 0.08 6.21 0.25 370 4 3 4 6.75 0 1 1.58 0.11 6.21 0.25 78 5 1 5 2.50 0 1 1.58 0.04 6.21 0.25 29 6 2 6 0.85 0 1 1.58 0.01 6.21 0.25 48 7 2 7 1.26 0 1 1.58 0.02 6.21 0.25 39 8 2 8 2.73 0 1 1.58 0.04 6.21 0.30 12 9 2 9 1.31 0 1 1.58 0.02 6.21 0.30 8

- Xuất tuyến 973 Sơn Dƣơng:

+ Số nút ban đầu : 20 nút. + Số nút sau khi đẳng trị : 3 nút. + Số liệu sau khi đẳng trị : Bảng 3.8

Bảng 3.8: Số liệu đẳng trị lưới điện của xuất tuyến 973 Sơn Dương

i NĐ NC l k m _o  t_c t_tt p_max

1 0 1 3.30 0 1 0.59 0.02 10.27 0.00 97 2 1 2 8.89 1 1 0.59 0.05 10.27 0.50 235 3 1 3 2.48 0 1 0.59 _{0.01 10.27 0.50 30}

3.2.4. Kết quả tính toán độ tin cậy.

Áp dụng chương trình tính toán độ tin cậy, ta có kết quả độ tin cậy lưới điện hiện tại như sau:

- Xuất tuyến 375 E14.1 Tuyên Quang: Có nguồn thứ 2 nối vào nút

thứ 16.

Bảng 3.9: Kết quả tính toán độ tin cậy của xuất tuyên 375 E14.1 Tuyên Quang

Nút tải

T (giờ)

(Thời gian mất điện)

W (kWh) (Điện năng mất) SL (lần/năm) (Số lần mất điện) Sự cố ^Công tác Tổng Sự cố ^Công tác Tổng Sự cố ^Công tác Tổng 1 6,919 27,31 34,23 4.797 18.934 23.731 0,94 3,78 4,72 2 12,57 49,65 62,22 0 0 0 2,28 9,11 11,39 3 21,98 86,77 108,75 12.319 48.635 60.954 3,79 15,17 18,97 4 22,97 90,67 113,63 0 0 0 3,79 15,17 18,97 5 25,85 102,14 128,00 4.914 19.415 24.329 6,04 24,15 30,19 6 30,96 122,26 153,22 1.539 6.079 7.618 6,04 24,15 30,19 7 39,41 155,58 194,99 2.069 8.166 10.235 6,04 24,15 30,19 8 41,54 163,96 205,50 85 336 421 6,33 25,31 31,64 9 16,69 65,87 82,56 3.135 12.372 15.507 2,27 9,11 11,38 10 22,16 87,49 109,65 2.538 10.019 12.557 3,82 15,27 19,09  23,98 94,66 118,64 31.454 124.183 155.637 4,10 16,41 20,52 Tổng điện năng mất (kWh): 155.637

Thời gian mất điện trung bình năm cho một nút tải đẳng trị (h): 118,64 Số lần mất điện trung bình năm cho một nút tải đẳng trị (lần/năm): 20,52

- Xuất tuyến 373 E14.2 Chiêm Hoá: Không có nguồn 2.

Bảng 3.0: Kết quả tính toán độ tin cậy của xuất tuyên 373 E14.2 Chiêm Hoá

Nút tải

T (giờ)

(Thời gian mất điện)

W (kWh) (Điện năng mất)

SL (lần/năm) (Số lần mất điện)

Sự cố Công tác Tổng Sự cố Công tác Tổng Sự cố Công tác Tổng 1 5,65 12,94 18,59 0 0 0 3,78 6,35 10,13 2 12,70 30,89 43,59 68 166 234 3,78 6,35 10,13

3 26,09 58,53 84,62 127 285 412 16,89 28,38 45,27 4 44,53 106,72 151,25 578 1.385 1.963 16,89 28,38 45,27 5 61,00 149,76 210,76 3242 7.958 11.200 16,89 28,38 45,27 6 77,27 188,85 266,12 572 1.399 1.971 22,18 37,27 59,45 7 78,85 193,19 272,04 8.622 21.124 29.746 22,18 37,27 59,45 8 9,42 23,32 32,74 121 299 420 3,78 6,35 10,13 9 64,50 159,38 223,89 130 321 451 16,89 28,38 45,27 10 66,36 164,48 230,84 591 1.466 2.057 16,89 28,38 45,27 11 82,49 203,19 286,68 1.811 4.460 6.271 22,18 37,27 59,45  48,08 117,39 165,55 15.862 38.863 54.725 14,75 24,80 39,55 Tổng điện năng mất (kwh): 54.725

Thời gian mất điện trung bình năm cho một nút tải đẳng trị (h): 165,55 Số lần mất điện trung bình năm cho một nút tải đẳng trị (lần/năm): 39,55

- Xuất tuyến 972 Hƣng Thành: Không có nguồn 2.

Bảng 3.11: Kết quả tính toán độ tin cậy của xuất tuyên 972 Hưng Thành

Nút tải

T (giờ)

(Thời gian mất điện)

W (kWh) (Điện năng mất)

SL (lần/năm) (Số lần mất điện)

Sự cố Công tác Tổng Sự cố Công tác Tổng Sự cố Công tác Tổng

1 0,31 2,18 2,49 52 363 415 0,93 4,37 5,30 2 0,76 8,01 8,77 36 384 420 0,93 4,37 5,30 3 0,45 3,95 4,40 13 116 129 0,99 4,65 5,63 4 1,02 11,53 12,55 39 437 476 0,93 4,37 5,30 5 1,42 16,68 18,09 152 1.790 1.942 0,93 4,37 5,30 6 1,26 14,65 15,91 23 274 297 0,93 4,37 5,30 7 1,62 19,16 20,77 23 275 298 1,01 4,76 5,77 8 1,52 17,92 19,43 6 70 76 0,97 4,57 5,53 9 1,52 18,01 19,53 23 275 298 0,97 4,58 5,55 10 1,80 21,91 23,71 86 1.040 1.126 0,93 4,37 5,30 11 0,99 11,14 12,12 29 326 355 0,93 4,37 5,30  1,15 13,19 14,34 482 5.350 5.832 0,95 4,47 5,42

Tổng điện năng mất (kwh): 5.832

Thời gian mất điện trung bình năm cho một nút tải đẳng trị (h): 14,34 Số lần mất điện trung bình năm cho một nút tải đẳng trị (lần/năm): 5,42

- Xuất tuyến 973 Gò Chẩu: Không có nguồn thứ 2.

Bảng 3.12: Kết quả tính toán độ tin cậy của xuất tuyên 973 Gò Chẩu

Nút tải

T (giờ)

(Thời gian mất điện)

W (kWh) (Điện năng mất)

SL (lần/năm) (Số lần mất điện)

Sự cố Công tác Tổng Sự cố Công tác Tổng Sự cố Công tác Tổng

1 0,56 1,89 2,45 149 505 654 0,26 1,06 1,32 2 1,16 3,86 5,02 87 290 377 0,26 1,06 1,32 3 1,02 3,41 4,43 160 538 698 0,26 1,06 1,32 4 1,68 5,62 7,30 49 164 213 0,37 1,50 1,86 5 0,80 2,71 3,51 7 24 31 0,30 1,22 1,52 6 1,24 4,14 5,38 25 83 108 0,27 1,12 1,39 7 1,28 4,27 5,55 23 76 99 0,28 1,14 1,42 8 1,42 4,76 6,18 6 20 26 0,30 1,24 1,54 9 1,28 4,29 5,57 3 9 12 0,28 1,15 1,43  1,16 3,88 5,04 509 1.709 2.218 0,29 1,17 1,46 Tổng điện năng mất (kwh): 2.218

Thời gian mất điện trung bình năm cho một nút tải đẳng trị (h): 5,04 Số lần mất điện trung bình năm cho một nút tải đẳng trị (lần/năm): 1,46

- Xuất tuyến 973 Sơn Dƣơng: Không có nguồn thứ 2.

Bảng 3.13: Kết quả tính toán độ tin cậy của xuất tuyên 973 Sơn Dương

Nút tải

T (giờ)

(Thời gian mất điện)

W (kWh) (Điện năng mất)

SL (lần/năm) (Số lần mất điện)

Sự cố Công tác Tổng Sự cố Công tác Tổng Sự cố Công tác Tổng

1 0,24 0,43 0,67 8 15 23 0,07 0,20 0,27

2 0,75 1,28 2,03 71 122 193 0,07 0,20 0,27

3 0,39 0,69 1,08 4 8 12 0,09 0,24 0,33

Tổng điện năng mất (kwh): 228

Thời gian mất điện trung bình năm cho một nút tải đẳng trị (h): 1,26 Số lần mất điện trung bình năm cho một nút tải đẳng trị (lần/năm): 0,29

3.2.5. Các chỉ tiêu độ tin cậy bổ sung.

Xem số lượng khách hàng đúng bằng số lượng các trạm biến áp phụ tải trên từng nhánh đẳng trị, ta có kết quả như sau:

- Trƣờng hợp mất điện do sự cố:

Bảng 3.14: Các chỉ tiêu độ tin cậy mất điện sự cố.

TT Tên xuất tuyến SAIFI SAIDI CAIDI ASAI ASUI ENS ANES

1 375 E14.1 0,85 27,24 32,04 0,996891 0,003109 68.463 2.013,6

2 373 E14.2 3,01 57,34 19,06 0,993454 0,006546 60.135 1.503,4

3 972 Hƣng Thành 0,13 1,12 8,45 0,999872 0,000128 1.153 29,6

4 973 Gò Chẩu 0,04 0,55 15,48 0,999937 0,000063 211 15,1

5 973 Sơn Dƣơng 0,07 1,06 14,28 0,999879 0,000121 1.185 51,5

- Trƣờng hợp mất điện do công tác sửa chữa:

Bảng 3.15: Các chỉ tiêu độ tin cậy mất điện công tác sửa chữa.

TT Tên xuất tuyến SAIFI SAIDI CAIDI ASAI ASUI ENS ANES

1 375 E14.1 3,4 107,54 31,66 0,987724 0,012276 270.306 7.950,2

2 373 E14.2 5,06 140,20 27,73 0,983996 0,016004 147.273 3.681,8

3 972 Hƣng Thành 0,62 12,84 20,81 0,998534 0,001466 12.877 330,2

4 973 Gò Chẩu 0,10 0,96 9,29 0,999891 0,000109 364 26,02

5 973 Sơn Dƣơng 0,31 3,56 11,66 0,999594 0,000406 3.979 173,0

3.3. Đánh giá độ tin cậy lƣới điện phân phối tỉnh Tuyên Quang.

3.3.1. Hiện trạng độ tin cậy của lƣới điện phân phối Tỉnh Tuyên Quang

Thiệt hại do việc ngừng cung cấp điện ảnh hưởng đến cả hai bên, một bên là nhà cung cấp điện và bên thứ hai là khách hàng dùng điện.

- Thiệt hại do mất điện của nhà cung cấp bao gồm: Mất doanh thu, chi phí bồi thường cho khách hàng, mất đi thiện chí của khách hàng, mất đi sự mua điện tiềm năng ở tương lai, chi phí gia tăng do phải sửa chữa lưới điện.

- Thiệt hại do mất điện đối với khách hàng hầu hết là khó xác định, chúng bao gồm:

+ Đối với sản xuất: Không tạo ra sản phẩm, sản phẩm bị hư hỏng, thiết bị sản xuất bị tổn hại, chi phí bảo dưởng tăng thêm. Phải trả lương cho người lao động trong thời gian mất điện,

+ Đối với khu dân cư: Sinh hoạt bị ảnh hưởng, các tiện nghi sinh hoạt không sử dụng được, chiếu sáng phụ tăng thêm...

+ Những thiệt hại khó định lượng: Cản trở các hoạt động chính trị, văn hoá, xã hội, gián đoạn các hoạt động dịch vụ, gây mất an ninh và trật tự, ảnh hưởng lớn đến các hoạt động của bệnh viện, giao thông, v.v...

Việc đánh giá thiệt hại do mất điện rất phức tạp và có những lĩnh vực không thể lượng hoá được. Do đó để thuận tiện trong tính toán, việc đánh giá thiệt hại do mất điện được tính toán qua giá mất điện. Tuỳ theo điều kiện của từng nước người ta quy định giá mất điện từ 20-50 lần giá bán điện.