Các chỉ tiêu đánh giá hiện tượng biến thiên điện áp ngắn hạn trong lưới phân phối

5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

2.2. Các chỉ tiêu đánh giá hiện tượng biến thiên điện áp ngắn hạn trong lưới phân phối

2.2.1. SARFI – Tần suất biến thiên điện áp trung bình SARFI: System Average RMS Frequency Index voltage

Chỉ số SAIFI biểu thị số lượng sự kiện (sụt áp, mất điện ngắn hạn,…) mà mỗi khách hàng sử dụng điện gặp phải trong một đơn vị thời gian (thường tính trong 1 năm)

2.2.1.1. Chỉ số SARFIx

Chỉ số SARFIx tính trong 1 khoảng thời gian cho biết số lượng sự kiện biến thiên điện áp ngắn hạn diễn ra trong khoảng thời gian nửa chu kì đến 1 phút khi điện áp dao động vượt qua (lớn hơn hoặc thấp hơn) ngưỡng điện áp x (tính bằng % điện áp định mức). Ví dụ: SARFI90: ứng với trường hợp điện áp dao động thấp hơn ngưỡng 90% điện áp định mức. SARFI110: ứng với trường hợp điện áp dao động cao hơn ngưỡng 110% điện áp định mức. Chỉ số SARFIx được tính theo công thức:

T n

i i

x N

N SARFI

s

 1 Trong đó:

- ns: số lượng sự kiện

- i: Sự kiện gây ra Voltage sag, trong phạm vi luận văn xét Voltage sag do sự cố ngắn mạch gây nên vì vậy i sẽ ứng với mỗi loại ngắn mạch tại điểm sự cố.

- Ni: số lượng khách hàng bị ảnh hưởng trong sự kiện thứ i - NT: số lượng khách hàng trong khu vực tính toán

2.2.1.2. Chỉ số SARFIx-curve

Chỉ số SARFIx curve căn cứ vào cặp chỉ số thời gian tồn tại voltage sags và - biên độ voltage sags, so sánh với các dạng đường cong chịu đựng của các thiết bị điện để đánh giá mức độ ảnh hưởng của voltage sag tới sự vận hành của chúng. Nếu cặp chỉ số biên độ điện áp sụt giảm và khoảng thời gian xảy ra sụt giảm điện áp nằm ngoài đường cong chịu đựng của thiết bị điện thì sẽ gây ra ảnh hưởng đến thiết bị.

29

IEEE và một số nhóm nghiên cứu đã đưa ra mô hình đường cong chịu đựng của thiết bị ứng với từng nhóm thiết bị điện điện tử khác nhau thông qua việc đánh giá - năng lượng cung cấp cho phụ tải khi xảy ra các biến cố trong hệ thống. Các biến cố trong hệ thống sẽ ảnh hưởng tới hoạt động của phụ tải, mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào mức năng lượng cung cấp đến tải. Nếu mức độ năng lượng vượt quá mức độ năng lượng cho phép của thiết bị thì có thể gây ra trường hợp quá điện áp hoặc nếu năng lượng là thiếu hụt so với năng lượng cần được cung cấp thì sẽ gây ra hiện tượng thấp điện áp. Với các trường hợp như vậy với mức độ quá trầm trọng, có thể ảnh hưởng đến khả năng làm việc của thiết bị. Nếu các năng lượng do các nhiễu loạn gây ra được cung cấp đến tải vượt quá hoặc nằm dưới các đường cong chịu đựng của thiết bị điện thì sẽ ảnh hưởng đến vận hành của thiết bị. Chỉ số SARFIx- curve được tính theo công thức:

T n

i i

Curve

x N

SARFI N

s



  1 '

Trong đó:

- ns: số lượng sự kiện

- i: Sự kiện gây ra Voltage sag, trong phạm vi luận văn xét Voltage sag do sự cố ngắn mạch gây nên vì vậy i sẽ ứng với mỗi loại ngắn mạch tại điểm sự cố.

- N’i: số phụ tải thực chất chịu ảnh hưởng (có tọa độ xác định bởi các đặc trưng biên độ và khoảng thời gian xảy ra voltage sag nằm ở vùng mất an toàn của đặc tính chịu điện áp của phụ tải)

- NT: số lượng khách hàng trong khu vực tính toán

30 2.2.1.3. Đường cong SARFI

Chỉ số SARFIx đặc trưng cho một ngưỡng điện áp nhất định thì đường cong SARFI với mỗi lần biến thiên điện áp ngắn hạn thì cặp thông số biên độ biến thiên điện áp ngắn hạn và thời gian biến thiên điện áp ngắn hạn có nằm ngoài đường cong chịu đựng của thiết bị không. Nếu cặp

thông số nằm ngoài đường cong chịu đựng thì thiết bị có thể sẽ bị ảnh hưởng tiêu cực. Khi xảy ra sự cố, nếu năng lượng cấp cho thiết bị thiếu hụt so với nhu cầu thì sẽ xảy ra sụt áp.

Dựa vào đường cong chịu đựng điện áp người ta xây dựng lên 3 đường cong CBEMA, ITIC và SEMI.

Đường cong CBEMA thể hiện khả năng chịu đựng của máy tính xét riêng về biên độ và thời gian biến thiên điện áp.

Đường cong CBEMA do được phát triển bởi Hiệp hội sản xuất và kinh doanh máy tính vào năm 1977. Đường cong CBEMA yêu cầu điện áp phục hồi 90%

sau 1 phút.

Đường cong ITIC thể hiện khả năng chịu đựng của máy tính nối với nguồn điện 120V xét riêng về biên độ và thời gian biến thiên điện áp.

Đường cong ITIC được Hiêp hội Công nghiệp công nghệ thông tin phát triển từ được cong CBEMA của Hiệp hội sản xuất và kinh doanh máy tính.

Hình 2.2 – Đường cong CBEMA

Hình 2.3 – Đường cong ITIC

31

Đường cong SEMI được sử dụng để dự đoán các vấn đề biến thiên điện áp ngắn hạn trong công nghiệp sản xuất các

thiết bị bán dẫn. Đường cong SEMI được xây dựng bởi Tập đoàn Vật liệu và thiết bị bán dẫn quốc tế. Đường cong SEMI được xây dựng do các thiết bị SEMI không đáp ứng được tiêu chuẩn, yêu cầu của đường cong CBEMA. Đường cong được xây dựng từ kết quả đo lường trong vòng 30 năm

tại các cơ sở sản xuất thiết bị bán dẫn. Đường cong SEMI yêu cầu biên độ điện áp trên 80% kể từ thời điểm 1 giây trở lên. Và đường cong dựa trên số liệu về sử dụng năng lượng tối thiểu trong các thiết bị dự trữ năng lượng để lựa chọn các thiết bị như rơ le, các thiết bị cung cấp điện.

2.2.2. ASIDI – Thời gian mất điện trung bình

ASIDI – Thời gian mất điện trung bình (Average system interruption duration Index): Chỉ số ASIDI biểu thị thời gian mất điện cho mỗi sự kiện trong một khoảng thời gian. Đơn vị: giờ/năm. Chỉ số ASIDI cho phép đánh giá độ tin cậy cho lưới điện phân phối.

T n

i i i

S t S ASIDI

s

 1

.

Trong đó:

- nn: số lượng nút trong hệ thống

- Sj: lượng công suất bị sự cố tại nút j ứng với mỗi lần mất điện - ST: tổng công suất tại nút j

Chỉ số ASIDI cho nút thứ j: 



 nv

k jk k jk

j t SARFI

ASIDI

1 ( )

Hình 2.4 – Đường cong SEMI

32 Trong đó:

- k: số lượng thiết bị nhạy cảm với sự cố - nv: số lượng loại thiết bị nhạy cảm với sự cố

- αjk: phần trăm thiết bị nhạy cảm của thiết bị k và nút j - tk: thời gian phục hồi của thiết bị k

- ASIDI (jk): chỉ số ASIDI của nút j và thiết bị k Chỉ số ASIDI cho toàn hệ thống lưới điện phân phối.







 

 n

n v

n

j j

n

j n

k j jk jk

j S

SARFI t S ASIDI

1

1 1  ( )

Trong đó:

- nn: số lượng nút phụ tải