CHƯƠNG 4: CÁC CHỈ TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
4.1 Khái niệm chung về Độ tin cậy trong hệ thống điện
4.1.1 Định nghĩa độ tin cậy
Hệ thống điện khi làm việc thì sẽ xuất hiện sự cố, tần suất xuất hiện sự cố phụ thuộc vào chất lượng của các thiết bị, phương thức vận hành của hệ thống, các yếu tố khách quan,…Để đánh giá được mức độ an toàn trong vận hành của các hệ thống, người ta đưa ra khái niệm về độ tin cậy.
Định nghĩa độ tin cậy như sau: Độ tin cậy là xác suất làm việc tốt của một thiết bị trong một chu kỳ dưới các điều kiện vận hành đã được thử nghiệm.
Độ tin cậy của hệ thống điện phân loại thành hai hướng cơ bản
• Đáp ứng hệ thống
• An ninh hệ thống Đáp ứng hệ thống
Liên quan đến khả năng làm việc của máy phát, lưới truyền tải, lưới phân phối trong việc cung cấp điện tới khách hàng.
Sự đáp ứng sẽ liên quan đến các điều kiện tĩnh của hệ thống.
An ninh hệ thống
An ninh hệ thống nói lên khả năng đáp ứng với các nhiễu loạn xảy ra trong chính hệ thống đó, do vậy liên quan với hệ thống ở trạng thái động. Chú ý rằng hầu hết tất cả các kỹ thuật hiện có dùng vào việc tính toán độ tin cậy của hệ thống điện nằm trong phạm vi đánh giá đáp ứng tĩnh.
Xét một hệ thống từ khâu phát điện ( máy phát) đến khâu phân phối, các phần khác nhau của hệ thống điện được đánh giá riêng biệt với nhau theo khu vực chức năng tính toán.
4.1.2 Các khái niệm
a) Phần tử tính toán độ tin cậy.
Trong nghiên cứu đánh giá độ tin cậy, hệ thống cung cấp điện được chia thành các phấn tử tính toán. Các phần tử này được chọn tùy ý, dụ như hệ thống truyền tải có thể là một phần tử, nhưng một rơle có thể bao gồm nhiều phần tử. Mỗi phần tử có thể ít nhất hai trạng thái:
+ Làm việc.
+ Không làm việc.
Phần tử trong hệ thống điện là phần tử có phục hồi, nghĩa là sau khi hỏng hóc sẽ được sửa chữa rồi đưa trở lại làm việc. vì vậy, sẽ có hai sự kiện như sau:
+ Sự cố hư hỏng: phần tử chuyển từ trạng thái làm việc sang trạng thái không làm việc.
+ Phục hồi hư hỏng: phần tử chuyển từ trạng thái không làm việc sang trạng thái làm việc.
b) Hỏng hóc:
Sự cố trạng thái của một phần tử hay hệ thống mà nó không hoạt động như mong muốn (ví dụ:hỏng hóc các thiết bị bảo vệ chống sự cố, hỏng óc các thiết bị cung cấp, hỏng hóc của thiết bị bảo vệ, hỏng hóc của cầu chì, hỏng hóc của máy biến áp vv..)
c) Cắt phần tử (cô lập, cách ly):
Cắt phần tử là sự cắt bỏ khỏi hệ thống phần tử không có khả năng vận hành đúng chức năng do một vài sự cố liên quan trực tiếp với phần tử đó (ví dụ: máy biến áp hay cắt nguồn phát khi có sự cố máy biến áp hay cắt nguồn phát)
Cắt cưỡng bức: gây ra do các điều kiện khẩn cấp liên quan trực tiếp đến phần tử mà đòi hỏi phần tử này phải được cách ly khỏi hệ thống ngay lập tức, hoặc tự động ngắt ngay khi các thao tác đóng cắt nhầm của con người hay thiết bị.
Cắt phần tử theo lịch trình: được thực hiện khi một phần tử được chủ định cách ly khỏi hệ thống tại một thời điểm được lựa chọn, thường là cho mục đích xây dựng, bảo trì hay sửa chữa (do can thệp của người vận hành).
Cắt phần tử từng phần: trạng thái của một phần tử khi khả năng vận hành theo đúng chức năng của phần tử giảm xuống nhưng không hoàn toàn bị loại trừ.
Cắt cưỡng bức ngắn hạn: phần tử bị cắt ra nhưng tự động đóng lại bằng thiết bị tự đóng lại.
Cắt cưỡng bức kéo dài: phần tử bị cắt ra chỉ đóng lại sau khi sửa chữa hoặc thay thế.
d) Ngừng cung cấp điện:
Sự mất điện cho một hay nhiều hộ tiêu thụ hay các khu vực khác nhau là hậu quả của sự cắt một hay nhiều phần tử, phụ thuộc vào cấu trúc hệ thống.
+ Ngừng cung cấp điện cưỡng bức: sự mất điện bắt buộc.
+ Ngừng cung cấp điện theo định kỳ: sự mất điện theo lịch trình.
+ Ngừng cung cấp điện trong giây lát: là khoảng thời gian giới hạn đòi hỏi phải phục hồi cấp điện bằng tự động hay điều khiển có giám sát hoặc đóng cắt bằng tay (các thao tác đóng cắt này thường thực hiện trong vài phút)
+ Ngừng cung cấp điện tạm thời: là khoảng thời gian giới hạn đòi hỏi phải phục hồi cung cấp điện bằng tay (các thao tác này thường thực hiện trong khoảng một đến hai giờ)
+ Ngừng cung cấp điện kéo dài liên tục: ngừng cung cấp điện không được mô tả như ngừng cung cấp điện trong giây lát và cắt điện tạm thời.
Quan hệ giữa các phần tử, hệ thống và khách hàng trong lĩnh vực đáng giá độ tin cậy được mô tả bởi sơ đồ khối hình 4.1
Hình 4.1: Sơ đồ khối đánh giá độ tin cậy 4.1.3 Các chỉ tiêu độ tin cậy
a) Chỉ tiêu tần suất ngừng cung cấp điện hệ thống.
Là số lần ngừng cung cấp điện trung bình trên mỗi khách hàng được cấp điện trong một đơn vị thời gian (được ước tính bằng cách chia số khách hàng bị cắt điện tích lũy trong một năm cho số khách hàng được cấp điện).
b) Chỉ tiêu tần suất ngừng cungcấp điện khách hàng.
Là số lần ngừng cung cấp điện trung bình trên mỗi khách bị ảnh hưởng trong một đơn vị thời gian (được ước tính bằng cách chia số lần ngừng cung cấp điện của khách hàng trong một năm cho số khách hàng bị ảnh hưởng mất điện).
c) Chỉ tiêu cắt tải.
Là lượng KVA trung bình của tải nối vào hệ thống ngừng cung cấp điện trên một đơn vị thời gian trên đơn vị tải nối vào hệ thống được cấp điện (được tính bằng cách chia lượng tải bị cắt hàng năm cho lượng tải nối vào).
d) Chỉ tiêu cắt xén khách hàng.
Là lượng KVA trung bình của tải nối vào hệ thống ngừng cung cấp điện trên khách hàng bị ảnh hưởng trong năm (đây là tỉ số của lượng bị cắt xén hàng năm của số khách hàng bị ảnh hưởng mất điện trong năm).
e) Chỉ tiêu ngừng cung cấp điện khách hàng.
Là khoảng thời gian ngừng cung cấp điện của khách hàng trong một khoảng thời gian xác định (được xác định bằng cách chia tổng thời gian của các khách hàng bị cắt điện
kéo dài trong suốt khoảng thời gian nào đó cho số lần cắt điện khách hàng kéo dài trong khỏang thời gian đó).