Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối trung áp
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghƯ - Sè 4 (44) / N¨m 2007 – 84 TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP Trương Tuấn Anh – (Trường Đại học Kỹ thuật cơng nghiệp – ĐH Thái Ngun) 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Lưới điện phân phối trung áp thường có cấp điện áp là 6, 10, 22, 35 kV, phân phối điện cho các trạm biến áp phân phối trung áp/ hạ áp và phụ tải trung áp. Các hộ phụ tải nhận điện trực tiếp thơng qua các trạm biến áp phân phối, nên khi xảy ra bất kỳ sự cố nào trong lưới điện và trạm biến áp phân phối đều ảnh hưởng trực tiếp đến các hộ tiêu thụ. Mặt khác sự phát triển của phụ tải khơng ngừng theo thời gian và ngày càng đỏi hỏi cao về chất lượng năng lượng và độ tin cậy cung cấp điện. Do đó ngay từ khâu thiết kế cũng như vận hành hệ thống điện cần phải đặc biệt quan tâm một cách triệt để, đảm bảo sao cho có được các phương án dự phòng hợp lý và tối ưu nhất trong chế độ làm việc bình thường cũng như khi xảy ra sự cố. Như vậy để nâng cao được độ tin cậy và tính liên tục cung cấp điện cũng như dự phòng hợp lý, bài báo tập trung chủ yếu vào nghiên cứu tính tốn độ tin cậy và xây dựng phần mềm tính tốn độ tin cậy của lưới điện phân phối trung áp, từ kết quả tính tốn được đề xuất một số biện pháp nhằm giảm bớt thiệt hại về kinh tế và thời gian mất điện đối với hộ phụ tải. 2. TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật của lưới điện phân phối phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ nối dây. Do đó sơ đồ nối dây phải được chọn sao cho có chi phí là nhỏ nhất, đảm bảo mức độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng u cầu của các hộ phụ tải, thuận tiện và an tồn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các phụ tải mới. Sơ đồ nối dây của lưới điện phân phối có thể sử dụng một trong các hình thức nối dây như: hình tia, phân nhánh hoặc mạch vòng kín nhưng trong q trình vận hành hở mạch. Như vậy trong q trình vận hành lưới điện phân phối chỉ được cung cấp từ một nguồn, do đó tác giả đề cập đến tính tốn độ tin cậy của lưới phân phối trên máy tính được cung cấp điện bởi một nguồn trong trường hợp ngừng điện do sự cố [1,3,6]. 2.1. Đẳng trị các đoạn lưới liền nhau mà giữa chúng khơng có thiết bị phân đoạn thành một đoạn lưới có thiết bị phân đoạn [1,6] - Độ dài đẳng trị của m đoạn lưới liền nhau thành đoạn lưới i là: ∑ = = m 1j ji ll - Tổng phụ tải do đoạn lưới i cấp điện khi hệ số đồng thời bằng 1: ∑ = = m 1j jmaximax PP ; P maxj : phụ tải của đoạn lưới j - Thời gian sử dụng cơng suất lớn nhất: imax m 1i jmaxjmax imax P T.P T ∑ = = Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 4 (44) / Năm 2007 85 2.2. Thut toỏn tớnh ma trn ng ni [1,6] ng ni bao gm tt c cỏc on li ni t ngun n tng nỳt ph ti v rt cn thit tớnh tin cy ca li phõn phi. Tt c cỏc ng ni nm trong ma trn ng ni ca li phõn phi B(i,j), trong ú j l nỳt ớch, i l on li ca li phõn phi. Nu B(i,j) = 1 cú ngha l on li i nm trờn ng ni n nỳt j, nu B(i,j) = 0 cú ngha l on li i khụng nm trờn ng ni n nỳt j. 2.3. Tớnh toỏn ma trn nh hng [1,2,6] 2.3.1. Cng hng húc v thi gian mt in ca mt phõn on i * Hng húc do bn thõn phõn on. * Do nh hng ca cỏc phõn on khỏc: - nh hng ca cỏc phõn on phớa trc phõn on ang xột v phớa ngun cung cp. Mi ln ct in phõn on ny u dn n mt in phõn on ang xột v mt cho n khi khc phc xong s c. - nh hng ca cỏc phõn on phớa sau phõn on ang xột: + Thit b phõn on dựng dao cỏch ly: nh hng l ton phn v s ln ct, cũn thi gian thỡ khụng ton phn, phõn on xột c cp in tr li sau thi gian thao tỏc, ngha l ch mt in trong thi gian thao tỏc t ttK , thi gian ny ph thuc vo mc t ng hoỏ ca li in, nhng ngn hn nhiu so vi thi gian sa cha s c. + Thit b phõn on dựng mỏy ct: khụng nh hng c v s ln ct v thi gian ct. - nh hng ca cỏc phõn on khụng nm trờn ng ni: phõn on ngay sau phõn on trờn ng ni, nh hng ca nú n phõn on trờn ng ni v cng l nh hng n phõn on xột i. + Thit b phõn on dựng dao cỏch ly: tớnh toỏn trng hp cú v khụng t thit b t ng úng li. + Thit b phõn on dựng mỏy ct: khụng nh hng c v s ln ct v thi gian ct. Ma trn B(i, j) j = 0 j = j + 1 B(j, j) = 1 r = j r = j B(r 1 , j) = 1 r 1 = 0 r 1 = N(r) ỳng Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 4 (44) / Năm 2007 86 2.3.2. Cng hng húc v thi gian mt in ca phõn on ng tr - Cng hng húc v thi gian mt in ca phõn on i: = += Npd 1j;1j jiii0i l. ; = += Npd 1j;1j mdjisciii0mdi Tt.l.T N pd : tng s cỏc phõn on. - Cng hng húc v thi gian mt in trung bỡnh ca mt ph ti in: pd Npd 1i i tb N = = ; pd Npd 1i mdi mdtb N T T = = - in nng mt ca phõn on i v tng in nng mt: 8760 T.P.T A imaximdi mdji = ; = = Npd 1i mdimd AA Ch tiờu tin cy ca on li j cng tc l ca ph ti j (trm phõn phi j) u vo on li, ú l tng ca ct j trong hai ma trn nh hng: SL(j) = SL Pj = AS(i,j); t h (j) = t hPj = AH(i,j) A(j) = t hPj . P max (j). T max (j). 8760 1 ; A= A (j) T ú tớnh cỏc ch tiờu trung bỡnh ca ton li phõn phi. 2.3.3. Thut toỏn tớnh cỏc ma trn nh hng lp ma trn nh hng ta xột tng ct j ca ma trn B(i,j) bt u t j = 1 n j = N, vi mi ct ta li xột tng i bt u t i = 1 n i = N. Cú th xy ra cỏc trng hp sau: - B(i,j) = 1: on li i nm trờn ng ni 0 - j, ta cú: AS(i,j) = (i); AH(i,j) = (i). t 0 (i) - B(i,j) = 0: on li i khụng nm trờn ng ni 0 - j, cn tỡm cỏc on li nm gia on li i v on li j, tc l cỏc on a, b . Trc tiờn ta tỡm on li k ng ngay trc on li i theo iu kin: N(i) = NC(k) Sau ú xột B(k,j) nu: + B(k,j) = 1: on li k nm trờn ng ni 0 - j, ta cú: AS(i,j) = (i). K(i) AH(i,j) = (i). K(i). t C (i) (*) + B(k,j) = 0: on li k khụng nm trờn ng ni 0 - j, vỡ vy: T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghƯ - Sè 4 (44) / N¨m 2007 – 87 )i().i(K. )k( )j,k(AS )j,i(AS λ λ = )i(t).i().i(K. )k(t).k( )j,k(AH )j,i(AH C C λ λ = (**) Các cơng thức (*) và (**) có tác dụng giữ lại trong AS(k,j) và AH(k,j) các K(a), K(b) . tức là mã thiết bị phân đoạn trên đường nối giữa đoạn lưới k và đoạn lưới j hoặc đoạn lưới bất kỳ trên đường nối 0 - j. Theo thuật tốn này với cách đánh số nút và nhánh như trên thì AS(k,j) AH(k,j) được tính trước AS(i,j) và AH(i,j) vì k < 1. 2.4. Tính tốn các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy lưới phân phối - Số lần cắt điện trung bình năm của một trạm biến áp phân phối: 1N SL SL 1N 1i Pi tb ∑ = = + SL Pi : số lần cắt điện trạm biến áp phân phối i trong một năm. + N1: số trạm phân phối thuộc lưới phân phối được tính. - Thời gian cắt điện trung bình cho một trạm phân phối trong một năm: 1N t t 1N 1i hPi htb ∑ = = + t hPi : thời gian cắt điện một trạm biến áp phân phối trong một năm. - Điện năng mất của tồn lưới phân phối: ∑ = = 1N 1i it AA 3. XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP [4,5] - Giao diện chính của chương trình: Từ giao diện chính của chương trình cho, cho phép người sử dụng lựa chọn: + Phương pháp vào số liệu. + Tính tốn độ tin cậy của lưới phân phối của các File số liệu đã tạo hoặc File mới. Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 4 (44) / Năm 2007 88 - Giao din nhp s liu t bn phớm: + Nhp s nhỏnh. + Nhp nỳt ngun th hai (nu cú). + Sau khi nhp cỏc s liu vo bng tớnh, kim tra li s liu xem nhp cú ỳng hay khụng (bỏo li). + Cho phộp ghi vo File s dng cho cỏc ln tip theo. - Giao din xem v sa s liu: + Xem v sa cỏc File s liu cú sn. + Ghi vo File c hoc to File mi s dng cỏc ln tip theo. - Giao din tớnh toỏn tin cy: + c s liu t File ó nhp. + Tớnh toỏn tin cy ca li phõn phi khi cú mt hoc hai ngun cung cp. + Ghi kt qu mi tớnh hoc xem li kt qu ó tớnh toỏn. + T chc in n kt qu. 4. NNG CAO TIN CY CA LI IN PHN PHI TRUNG P - Tng cng kh nng d phũng bng s kt dõy: + S s dng ng dõy kộp. + S mng kớn vn hnh h. + S li cú phõn on. Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 4 (44) / Năm 2007 89 - T chc tỡm v sa cha nhanh s c. - S dng cỏc thit b in cú tin cy cao. - S dng cỏc thit b t ng, cỏc thit b iu khin t xa: TDL, TDN, SCADA . - Thay th trm bin ỏp phõn phi treo bng trm bin ỏp phc hi nhanh [6]. - ng dõy trung ỏp s dng mỏy ct cú t ng úng lp li [6]: Reclosers 5. KT LUN Chng trỡnh c ng dng tớnh toỏn tin cy ca li in phõn phi tnh Thỏi Nguyờn (vi ng dõy cha c ci to v nõng cp) [6], t kt qu tớnh toỏn cho thy tin cy cũn thp do li phõn phi ch yu l mch hỡnh tia hoc phõn nhỏnh cú phõn on bng dao cỏch ly, thit b úng ct v bo v c, cụng ngh lc hu, tin cy thp, cỏc trm bin ỏp phõn phi ch yu l trm treo dn n thi gian ngng in trong nm do s c hoc bo dng nhiu, in nng mt do ngng in tng i ln, cha ỏp ng c yờu cu cung cp in cho cỏc h ph ti [6]. T ú tỏc gi ó xut mt s gii phỏp nõng cao tin cy ca li in phõn phi tnh Thỏi Nguyờn [6]. Bi bỏo cha cp n vn d tr mỏy bin ỏp phõn phi trong li in phõn phi nõng cao tin cy v gim thi gian mt in i vi h ph ti. TểM TT Bi bỏo trỡnh by phng phỏp nghiờn cu tớnh toỏn tin cy ca li in phõn phi trung ỏp. p dng ngụn ng lp trỡnh Delphi xõy dng phn mm tớnh toỏn v xut mt s gii phỏp nõng cao tin cy ca li in phõn phi. SUMM ARY This article presents a research method of calculating the confidence of electric medium voltage delivering network. It makes use of Delphi programming language to build a calculating software and raise some solutions to enhance the confidence of the delivering network. Máy cắt Reclosers gồm 3 series: N, U và W Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 4 (44) / Năm 2007 90 TI LIU THAM KHO [1]Trn Bỏch (2000) Li in v h thng in, Tp 1, 2 Nxb Khoa hc v K thut ,H Ni [2]. Phan Vn Khụi (1987) C s ỏnh giỏ tin cy Nxb Khoa hc v K thut, H Ni. [3]. Bựi Ngc Th (2002) Mng li cung cp v phõn phi in - Nxb Khoa hc v K thut H Ni. [4]. Xuõn Khụi (1998) Tớnh toỏn phõn tớch h thng in, Nxb Khoa hc v K thut, H Ni . [5]. Ngụn ng lp trỡnh Delphi 5 , 6 , 7. Nxb Giỏo dc [6]. Nghiờn cu tớnh toỏn tin cy ca li in phõn phi , Lun vn tt nghip thc s nm 2007 - Trung tõm hc liu HTN [7]. Electric Power Distribution System Engineering-Turan Gonen McGraw-Hill 1986. . điện phân phối trung áp thường có cấp điện áp là 6, 10, 22, 35 kV, phân phối điện cho các trạm biến áp phân phối trung áp/ hạ áp và phụ tải trung áp. Các. biến áp phân phối trong một năm. - Điện năng mất của tồn lưới phân phối: ∑ = = 1N 1i it AA 3. XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN