Luận văn Đánh giá độ tin cậy cung cấp điện và giải pháp cải thiện độ tin cậy của điện lực Sông Hinh-Phú Yên (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Đánh giá độ tin cậy cung cấp điện và giải pháp cải thiện độ tin cậy của điện lực Sông Hinh-Phú Yên (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NHƯ SƠN ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN VÀ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN ĐỘ TIN CẬY CỦA ĐIỆN LỰC SÔNG HINH-PHÚ YÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 605250 S KC 0 0 4 0 6 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NHƯ SƠN ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN VÀ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN ĐỘ TIN CẬY CỦA ĐIỆN LỰC SÔNG HINH-PHÚ YÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN- 60 52 50 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2013
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NHƯ SƠN ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN VÀ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN ĐỘ TIN CẬY CỦA ĐIỆN LỰC SÔNG HINH-PHÚ YÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN- 60 52 50 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2013
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: NGUYỄN NHƢ SƠN Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 01 / 02 /1978 Nơi sinh: Phú Yên Quê quán: Phú Yên Dân tộc: Kinh Địa chỉ liên lạc: Trƣờng THCS Lê Lợi- Sơn Thành Tây- Tây Hòa- Phú Yên Email cá nhân: nhusonst@gmail.com ĐTDĐ: 0978791551 II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Đại học: Hệ đào tạo: Tại chức - Thời gian đào tạo: tháng 10/2001đến tháng 05/ 2006 Nơi học: Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM Ngành học: Điện khí hóa-cung cấp điện. 2. Cao học Hệ đào tạo: Chính quy - Thời gian đào tạo: tháng 10/2011 đến tháng 10/ 2013 Nơi học: Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM Ngành học: Kỹ Thuật Điện Tên luận văn tốt nghiệp: Đánh giá độ tin cậy cung cấp điện và giải pháp cải thiện độ tin cây của điện lực Sông Hinh-Phú Yên. Thời gian bảo vệ luận văn tốt nghiệp: 10/2013, tại Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM. Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Hoàng Việt i
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chƣa hề đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Tp Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 8 năm 2013 Ngƣời cam đoan Nguyễn Nhƣ Sơn ii
6. LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian học tập và thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp, đến nay tôi đã hoàn thành luận văn thạc sĩ chuyên ngành Kỹ Thuật Điện với đề tài: “Đánh giá độ tin cậy cung cấp điện và giải pháp cải thiện độ tin cậy của điện lực Sông Hinh- Phú Yên” Trƣớc hết, Tôi xin chân thành cảm ơn đến phòng đào tạo Sau Đại học, Khoa Điện-Điện Tử của Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh, đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Hoàng Viêt – ngƣời đã định hƣớng, chỉ bảo và hết lòng tận tụy, dìu dắt tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Trƣơng Việt Anh - cố vấn học tập- đã hết lòng giúp đỡ cho tôi trong thời gian qua. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc Điện Lực Sông Hinh- Phú Yên đã tạo điều kiện giúp đỡ cho tôi hoàn thành luận văn. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến những ngƣời thân trong gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, cổ vũ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu khoa học. Nếu không có những sự giúp đỡ này thì chỉ với sự cố gắng của bản thân tôi sẽ không thể thu đƣợc những kết quả nhƣ mong đợi. Tôi xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày26 tháng 8 năm 2013 Ngƣời cảm ơn Nguyễn Nhƣ Sơn iii
7. TÓM TẮT NỘI DUNG Tóm tắt Luận văn khảo sát độ tin cậy cung cấp điện của hệ thống điện Sông Hinh dựa trên các chỉ số độ tin cậy của IEEE 1336 bằng phần mềm PSS/Adept. Trên cơ sở đó, tác giả đề xuất và so sánh một số giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện Sông Hinh, bao gồm bổ sung thiết bị phân đoạn, thay thế thiết bị phân đoạn có chất lượng tốt hơn, thay đổi các khóa điện mở hiện hữu, sử dụng các nguồn điện phân tán. Kết quả tính toán cho thấy các phương pháp đề xuất đã góp phần cải thiện độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện Sông Hinh. Abstract The thesis evaluate reliability electric power system Song Hinh based on reliability index of IEEE 1336 standard by software PSS / Adept. On this basis, the authors propose and compare a number of technical solutions to improve the reliability of the Song Hinh distribution network, including installation additional protection equipment, replacement protection equipment with quality better, selection the switchs to open and use the distribution power plant. Calculation results show that the proposed method has helped improve the reliability of the Song Hinh distribution network. iv
8. MỤC LỤC CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1.2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 4 1.3. PHẠM VI NGHIÊU CỨU 4 1.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4 CHƢƠNG 2 ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 5 2.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN. 5 2.1.1. Định nghĩa độ tin cậy 5 2.1.2. Các khái niệm 5 2.1.3. Các chỉ tiêu độ tin cậy 7 2.2 TỔNG QUAN VỀ TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY. 8 2.2.1. Độ tin cậy nguồn phát. 9 2.2.2. Các công thức tính độ tin cậy trong mạng truyền tải. 12 2.2.3. Độ tin cậy trong mạng điện phân phối 15 2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 16 2.3.1. Các đặc tính hỏng hóc của các phần tử hệ thống điện 17 2.3.2. Đặc tính sửa chữa (phục hồi) của một phần tử. 20 2.3.3. Tính sẵn sàng của phần tử. 22 2.4 MÔ HÌNH TIN CẬY PHẦN TỬ HỆ THỐNG ĐIỆN 23 2.4.1. Mô hình nguồn phát 24 2.4.2 .Mô hình đƣờng dây truyền tải và máy biến áp 27 2.5 MÔ HÌNH TIN CẬY PHẦN TỬ 28 2.5.1. Nối Tiếp 28 2.5.2. Song song 31 2.6 CÁC CHỈ TIÊU TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY TRONG MẠNG PHÂN v
9. PHỐI HÌNH TIA 33 2.6.1. SAIFI 33 2.6.2. SAIDI 34 2.6.3. CAIFI 34 2.6.4. CAIDI 34 2.6.5. ASAI 35 2.6.7. AENS 35 2.6.8. ACCI 35 2.6.9 .ASIFI 36 2.6.10 .ASIDI – Load Based 36 2.6.11. MAIFI 36 2.6.12. CEMIn 36 2.6.13. CEMSMIn 37 CHƢƠNG 3 NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN LƢỚI ĐIỆN SÔNG HINH – TỈNH PHÚ YÊN 38 3.1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN LỰC SÔNG HINH – TỈNH PHÚ YÊN 38 3.1.1. Thông tin chung về Điện lực Sông Hinh – Công ty Điện lực Phú Yên 38 3.1.2. Quá trình hình thành và phát triển của Điện lực Sông Hinh – Công ty Điện lực Phú Yên. 39 3.1.3.Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh của Điện lực Sông Hinh giai đoạn 2009-2012: 39 3.2. HIỆN TRẠNG LƢỚI ĐIỆN 40 3.2.1. Các thông số hệ thống 40 3.2.2. Sơ đồ hệ thống điện lực Sông Hinh – Phú Yên 41 3.2.3. Thuận lợi và khó khăn của điện lực Sông Hinh- Phú Yên 43 3.2.4. Các thông số liên quan đến độ tin cậy cung cấp điện 43 3.3.ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN HIỆN TẠI SÔNG HINH-PHÚ YÊN 46 vi
10. 3.4. CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CHO LƢỚI ĐIỆN SÔNG HINH 47 3.4.1. Phƣơng án 1 47 3.4.2. Phƣơng án 2 50 3.4.3. Phƣơng án 3 52 3.4.4. Phƣơng án 4 55 3.4.5. Phƣơng án 5 58 3.5. LỘ TRÌNH THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY ĐIỆN LỰC SÔNG HINH-PHÚ YÊN 60 CHƢƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 63 4.1. KẾT LUẬN 63 4.2. HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC 66 vii
11. DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ khối đánh giá độ tin cậy 7 Hình 2.2: Giản đồ biểu diễn chỉ tiêu thiếu nguồn 10 Hình 2.3: Giản đồ đỉnh tải ngày liên tục. 11 Hình 2.4: Sơ đồ hình tia 12 Hình 2.5: Sơ đồ mạch vòng. 14 Hình 2.6: các trạng thái tính toán truyền tải khi các đƣờng dây hỏng hóc. 14 Hình 2.7 Đƣờng cong chi phí về phí tổn mất điện kỳ vọng khi tăng độ tin cậy của hệ thống. 16 Hình2.8: Hàm cƣờng độ hỏng hóc 18 Hình 2.9: Mô hình hai trạng thái 21 Hình 2.10: Giản đồ chuyển trạng thái 22 Hình 2.11: Biểu đồ chuyển tần số 26 Hình 2.12: Sơ đồ hệ thống nối tiếp của hai phần tử. 28 Hình 2.13: Sơ đồ song song của hai phần tử. 31 Hình 3.1: Sơ đồ xuất tuyến 471/A20 điện lực Sông Hinh – Phú Yên 41 Hình 3.2: Sơ đồ xuất tuyến 477/SHo điện lực Sông Hinh – Phú Yên 42 Hình 3.3. Sơ đồ khối hệ thống lƣới điện Sông Hinh 46 Hình 3.4. Vị trí khu vực EABAR và EALY 48 Hình 3.5. sơ đồ tuyến dây khu vực 13 48 Hình 3.6. Phƣơng án 1: Lắp đặt thêm 3 thiết bị phân đoạn trên khu vực 13 49 Hình 3.7. Vị trí khu vực EABAR và EALY 50 Hình 3.8. Vị trí khu vực EABAR và EALY 52 Hình 3.9. Cấu hình hiện hữu của lƣới điện Sông Hinh với khóa mở DS 100-7 55 Hình 3.10. Khóa mở LBS 103 56 Hình 3.11. Khóa mở DS 101 57 Hình 3.12. Sử dụng máy phát phân tán DG 59 viii
12. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Các chỉ tiêu kinh doanh điên năng 2009-2012 39 Bảng 3.2. Sự cố Đƣờng dây 44 Bảng 3.3. Sự cố máy biến áp 45 Bảng 3.4. Sự cố máy cắt 477 45 Bảng 3.5. Sự cố máy cắt 471 45 Bảng 3.6: Kết quả tổng hợp độ tin cậy cung cấp điện của lƣới điện hiện tại của Sông Hinh –Phú Yên 47 Bảng 3.7: kết quả tổng hợp độ tin cậy cung cấp điện của lƣới điện sử dụng phƣơng án cải tạo lắp thêm 3 thiết bị phân đoạn 49 Bảng 3.8: So sánh kết quả Phƣơng án 1 với lƣới điện hiện tại 50 Bảng 3.9: kết quả tổng hợp độ tin cậy cung cấp điện của lƣới điện sử dụng phƣơng án thay thế thiết bị phân đoạn LTD 705 51 Bảng 3.10: So sánh kết quả Phƣơng án cải tiến với lƣới điện hiện tại 51 Bảng 3.11: kết quả tổng hợp độ tin cậy cung cấp điện của lƣới điện sử dụng phƣơng án thay thế thiết bị phân đoạn LTD 705 và lắp đặt thêm thiết bị phân đoạn 53 Bảng 3.12: So sánh kết quả Phƣơng án cải tiến với lƣới điện hiện tại 53 Bảng 3.13: kết quả tổng hợp độ tin cậy cung cấp điện của lƣới điện sử dụng phƣơng án thay thế thiết bị phân đoạn LTD 705 bằng Recloser và lắp đặt thêm thiết bị phân đoạn 54 Bảng 3.14: So sánh kết quả Phƣơng án 3 (án thay thế LTD 705 bằng LBS+FCO) với phƣơng án thay thế LTD 705 bằng Recloser 54 Bảng 3.15: Các chỉ số độ tin cậy khi chuyển khóa mở sang LBS 103 56 Bảng 3.16: Các chỉ số độ tin cậy khi chuyển khóa mở sang LBS 101 57 Bảng 3.17: So sánh kết quả Phƣơng án cải tiến với lƣới điện hiện tại 58 Bảng 3.18: Các chỉ số độ tin cậy khi đƣa vào vận hành các máy phát phân tán 59 ix
13. CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Điện năng có vai trò hết sức quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa và phát triển kinh tế xã hội của đất nƣớc. Do đó ngành điện cần phải đƣợc phát triển mạnh để đáp ứng đƣợc nhu cầu ngày càng cao về điện năng của đất nƣớc. Việc giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật từ thiết kế cũng nhƣ vận hành nhà máy điện, hệ thống điện và lƣới điện phải đặc biệt quan tâm một cách triệt để. Để đảm bảo có đƣợc các phƣơng án dự phòng hợp lý và tối ƣu trong chế độ làm việc bình thƣờng cũng nhƣ xảy ra sự cố. Lƣới điện phân phối cung cấp cho các trạm phân phối trung áp, hạ áp và phụ tải trung áp. Các hộ phụ tải nhận điện trực tiếp thông qua các trạm biến áp phân phối, nên khi xảy ra bất kỳ sự cố nào trong lƣới điện và trạm biến áp phân phối đều ảnh hƣởng trực tiếp đến các hộ tiêu thụ. Để nâng cao độ tin cậy và tính liên tục cung cấp điện cũng nhƣ dự phòng hợp lý, luận văn tập trung chủ yếu vào nghiên cứu tính toán độ tin cậy của lƣới điện phân phối, từ các kết quả tính toán đƣợc đƣa ra các giải pháp cung cấp điện đối với phụ tải. Vì thế trong đề tài này tác giả sẽ trình bày phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy cung cấp điện và giải pháp cải thiện độ tin cậy của điện lực Sông Hinh-Phú Yên dựa vào cơ sở lí thuyết tính toán độ tin cậy chất lƣợng năng và phần mềm PSS/ADEPT từ số liệu sự cố cụ thể của Điện Lực Sông Hinh -Phú Yên. Phạm vi của đề tài: Nghiên cứu và giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lƣới phân phối điện Sông Hinh-Phú Yên. Mục đích của đề tài (các kết quả cần đạt đƣợc): Nêu cơ sở lý thuyết về độ tin cậy, các phƣơng pháp phân tích độ tin cậy về lƣới phân phối, ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để đánh giá độ tin cậy và giải pháp cải thiện độ tin cậy vào lƣới điện cụ thể của Sông Hinh-Phú Yên 1
14. Phƣơng pháp nghiên cứu: Nguyên cứu lý thuyết về tính toán độ tin cậy. Vận dụng kết quả nghiên cứu, ứng dụng phần mềm PSS/DEPT tính toán độ tin cậy của lƣới phân phối và áp dụng tính toán độ tin cậy của lƣới điện phân phối Sông hinh-Phú Yên Nội dung của đề tài: Chương 1: TỔNG QUAN Chương 2: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Chương 3: NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN LƢỚI ĐIỆN SÔNG HINH – TỈNH PHÚ YÊN Chương 4 :KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 2
15. 1.1.1 Chất Lƣợng Điện năng và Độ Tin Cậy Khách hàng sử dụng điện để vận hành máy móc và sinh hoạt. Điều gì xãy ra khi nguồn điện hay chập chờn, trồi sụt? Các máy móc sẽ không hoạt động hoặc hoạt động không ổn định. Chất lƣợng điện năng là thƣớc đo chất lƣợng của nguồn điện cung cấp mà khách hàng sử dụng. Bất kỳ sự thay đổi bất thƣờng hoặc hỏng hóc nào của nguồn điện đều ảnh hƣởng đến thiết bị dùng điện hoặc có thể làm ngừng sự vận hành, điều này có nghĩa chất lƣơng điện năng thấp. Chất lƣợng của hệ thống điện đƣợc xác định bởi điện áp và dòng điện. Tất cả sự chênh lệch trong hệ thống điện đƣợc gọi là hiện tƣợng để đánh giá chất lƣợng điện năng. Những dạng nhiễu thƣờng có trong nguồn điện gồm có; + Biến thiên điện áp và dòng điện. + Thay đổi tần số. + Mất cân bằng dòng áp. + Điện áp chập chờn. + Méo dạng do họa tần. + Nhiễu tần số cao. Một vài hiện tƣợng ảnh hƣởng đến chất lƣợng điện năng: + Mất điện áp. + Điện áp thấp. + Quá điện áp. + Sụt điện áp. + điện áp quá độ. Chất lƣợng điện năng có thể chia thành hai nhóm: + Mất điện. 1
16. + Những sự kiện thay đổi điện áp. Đánh giá độ tin cậy của một phát tuyến phân phối hình tia của mạng điện phân phối là lĩnh vực tính toán và phân tích các sự kiện hỏng hóc các phần tử và thời gian sửa chữa phục hồi các phấn tử đó. Độ tin cậy đƣợc xem xét các vấn đề sau, cƣờng độ hỏng hóc các phần tử và thời gian sửa chữa phục hồi của các phần tử. Cƣờng độ hỏng hóc các phần tử gồm các thành phần sau: + Đƣờng dây trên không . + Đƣờng dây cáp ngầm . + Thiết bị đóng ngắt bằng tay . + Sự điều chỉnh điện áp . + máy cắt . + Cầu chì . + Máy biến áp . Thời gian đóng cắt phục hồi sửa chữa các phần tử bao gồm các thành phần sau: + Thời gian đóng ngắt đƣờng dây trên không. + Thời gian đóng ngắt đƣờng dây cáp ngầm. + Thời gian đóng ngắt thiết bị bằng tay. + Thời gian đóng ngắt khi có điều chỉnh điện áp. + Thời gian đóng ngắt máy cắt. + Thời gian đóng ngắt cầu chì. + Thời gian đóng ngắt để đƣa máy biến áp vào vận hành. + Thời gian sửa chữa đƣờng dây trên không . + Thời gian sửa chữa đƣờng dây đi ngầm . 2
17. + Thời gian sửa chữa thiết bị đóng ngắt bằng tay . 1.1.2 . Đánh giá độ tin cậy. Đánh giá độ tin cậy không chỉ là một khía cạnh của chất lƣợng điện mà còn có tầm quan trọng đối với chính hệ thống điện trên ba phƣơng diện căn bản: + Quan sát tình trạng của hệ thống điện. + xác định các thông số độ tin cậy. + Đánh giá thiệt hại do mất điện. a) Quan sát tình trạng của hệ thống điện: Đƣợc diễn tả dƣới hình thức số lƣợng hỏng hóc và khoảng thời gian mất điện. Đây là điều kiện cần thiết cho quá trình thu nhập những thông tin chi tiết về tình trạng của thiết bị trong hệ thống điện. b) Xác định thông số độ tin cậy: Dựa trên số lần hỏng hóc hay cắt điện, mỗi lần cắt điện có thể gay ra mất điện một hay nhiều lần hoặc gây quá tải. Đánh giá độ tin cậy không chỉ phân tích những ảnh hƣởng của cắt điện mà còn ảnh hƣởng của sự cố. Những loại sự cố: + Sự cố có thể đƣợc xóa bằng những thiết bị bảo vệ. + Sự cố đƣợc cô lập. + Sự cố nguồn có khả năng phục hồi. Phân tích những ảnh hƣởng do sự cố gây ra giúp chúng ta có những phƣơng pháp cắt điện hợp lý. c) Đánh giá thiệt hại do mất điện: Xem xét các thiệt hại do mất điện dƣới hình thức tiền tệ. Từ đó có biến pháp giảm thiệt hại đồng thời tìm ra sơ đồ hệ thống hợp lý nhất giúp tối đa hóa lợi nhuận. 3
18. 1.2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI a) Đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của điện lực Sông Hinh-Phú Yên với số liệu cụ thể. b) Giải pháp cải thiện độ tin cậy cung cấp điện và đƣa ra lộ trình thực hiện để nâng cao độ tin cậy của Điện Lực Sông Hinh –Phú Yên. 1.3. PHẠM VI NGHIÊU CỨU a) Căn cứ vào các sự cố hỏng hóc liên quan đến độ tin cậy của Điện Lực Sông Hinh-Phú Yên nhƣ: Đƣờng dây trên không, thiết bị đóng ngắt bằng tay, sự điều chỉnh điện áp, máy cắt phân phối, cầu chì, và máy biến áp. b) Căn cứ vào các thời gian đóng cắt phục hồi sửa chữa các phần tử của phát tuyến tia của mạng điện phân phối bao gồm các thành phần sau: thời gian đóng ngắt đƣờng dây trên không, thời gian đóng ngắt thiết bị bằng tay, thời gian đóng ngắt khi có điều chỉnh điện áp, thời gian đóngngắt, thời gian đóng ngắt cầu chì và thời gian đóng ngắt để đƣa máy biến áp vào vận hành, thời gian sửa chữa đƣờng dây trên không, thời gian sửa chữa đƣờng dây đi ngầm và thời gian sửa chữa thiết bị đóng ngắt bằng tay của Điện Lực Sông Hinh-Phú Yên. 1.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Nghiên cứu bài toán đánh giá độ tin cậy trong hệ thống điện - Nghiên cứu và thu thập các số liệu sự cố của Điện Lực Sông Hinh-Phú Yên. - Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT vào việc đánh giá độ tin cậy cung cấp điện, đƣa ra giải pháp và lộ trình thực hiện các giải pháp để nâng cao độ tin cậy của điện lực Sông Hinh-Phú Yên. 4
19. CHƢƠNG 2 ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN. 2.1.1. Định nghĩa độ tin cậy Độ tin cậy là khả năng mà một phần tử hay hệ thống thực hiện một chức năng yêu cầu trong một khoảng thời gian nhất định trong một điều kiện vận hành nhất định. 2.1.2. Các khái niệm a) Phần tử tính toán độ tin cậy. Trong nghiên cứu đánh giá độ tin cậy, hệ thống cung cấp điện đƣợc chia thành các phấn tử tính toán. Các phần tử này đƣợc chọn tùy ý, ví dụ nhƣ hệ thống truyền tải có thể là một phần tử, nhƣng 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 đƣợc sửa chữa rồi đƣa trở lại làm việc. vì vậy, sẽ có hai sự kiện nhƣ sau: + Sự cố hƣ hỏng: phần tử chuyển từ trạng thái làm việc sang trạng thái không làm việc. + Phục hồi hƣ hỏng: phần tử chuyển từ trạng thái không làm việc sang trạng thái làm việc. 5
20. b) Hỏng hóc: Sự cố trạng thái của một phần tử hay hệ thống mà nó không hoạt động nhƣ 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 cƣỡng bức: gây ra do các điều kiện khẩn cấp liên quan trực tiếp đến phần tử mà đòi hỏi phần tử này phải đƣợc cách ly khỏi hệ thống ngay lập tức, hoặc tự động ngắt ngay khi các thao tác đóng cắt nhầm của con ngƣời hay thiết bị. Cắt phần tử theo lịch trình: đƣợc thực hiện khi một phần tử đƣợc chủ định cách ly khỏi hệ thống tại một thời điểm đƣợc lựa chọn, thƣờng là cho mục đích xây dựng, bảo trì hay sửa chữa (do can thệp của ngƣời 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 nhƣng không hoàn toàn bị loại trừ. Cắt cƣỡng bức ngắn hạn: phần tử bị cắt ra nhƣng tự động đóng lại bằng thiết bị tự đóng lại. Cắt cƣỡng 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 cƣỡng bức: sự mất điện bắt buộc. + Ngừng cung cấp điện theo định kỳ: sự mất điện theo lịch trình. 6
21. + 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 thƣờng 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 thƣờng thực hiện trong khoảng một đến hai giờ) + Ngừng cung cấp điện kéo dài liên tục: ngừng cung cấp điện không đƣợc mô tả nhƣ 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 đƣợc mô tả bởi sơ đồ khối hình 2.1. Tốt Ngừng cu ng cấp Mất điện Cắt cƣỡng bức điện cƣỡng bức khách hàng 1 Hỏng hóc Mất điện Ngƣời Ngừng cung cấp Cắt cƣỡng bức khách hàng 2 vận hành điện cƣỡng bức Ngƣời Ngừng cung cấp Mất điện Cắt cƣỡng bức khách hàng 3 vận hành điện cƣỡng bức [ Phần tử K Trạng thái của Trạng thái hệ thống hệ thống Trạng thái phần tử Hình 2.1: Sơ đồ khối đánh giá độ tin cậy 2.1.3. 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 đƣợc cấp điện trong một đơn vị thời gian (đƣợc ƣớc tính bằng cách chia số khách hàng bị cắt điện tích lũy trong một năm cho số khách hàng đƣợc cấp điện). 7