BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÙI VĂN ĐĨNH ÐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI - ÁP DỤNG CHO LƯỚI ĐIỆN HUYỆN XUÂN TRƯỜNG TỈNH NAM ÐỊNH CHUYÊN NGÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS ĐÀO QUANG THẠCH Hà Nội – 2014 MỤC LỤC Trang MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương I: LÝ THUYẾT VỀ ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN I.1 Khái niệm chung I.1.1 Hệ thống điện phần tử I.1.2 Độ tin cậy tiêu đánh giá độ tin cậy HTĐ I.1.3 Trạng thái hư hỏng hệ thống điện I.1.3 Tổn thất kinh tế điện 12 I.1.4 Đặc điểm hệ thống điện măt độ tin cậy biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện 14 I.1.5 Bài toán độ tin cậy phương pháp giải 15 I.2 Độ tin cậy phần tử 18 I.2.1 Phần tử không phục hồi 19 I.2.2 Mô hình cường độ hỏng hóc 21 I.2.3 Phần tử phục hồi 22 Chương II: 29 ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI TRUYỀN TẢI VÀ 29 LƯỚI PHÂN PHỐI 29 II.1 Độ tin cậy lưới truyền tải 29 II.1.1 Độ tin cậy đường dây đơn 29 II.1.2 Độ tin cậy đường dây kép 31 Xét đường dây kép hình 2.2 31 II.2 Độ tin cậy lưới phân phối 32 II.2.1 Lưới phân phối không phân đoạn 32 II.2.2 Lưới phân phối phân đoạn 34 II.2.3 Độ tin cậy lưới phân phối kín vận hành hở 36 II.3 Độ tin cậy trạm biến áp 37 II.3.1 Khái quát chung 37 II.3.2 Bài toán dự trữ bà thay máy biến áp 38 Chương III: 43 TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN 43 HUYỆN XUÂN TRƯỜNG - NAM ĐỊNH 43 III.1 Tổng quan lưới điện huyện Xuân Trường - Nam Định 43 III.2 Tính toán độ tin cậy lộ 475E3.8: 44 III.2.1 Các thông số đường dây: 44 III.3 Tính toán độ tin cậy lộ 477E3.8: 45 III.3.1 Các thông số đường dây: 45 III.3.2 Tính toán ngừng điện bảo dưỡng định kỳ 46 III.3 Tính toán ngừng điện cố 46 III.4 Tính toán độ tin cậy lộ 473E3.13: 47 III.4.1 Các thông số đường dây: 47 III.4.2 Tính toán ngừng điện bảo dưỡng định kỳ 47 III.4 Tính toán ngừng điện cố 48 III.5 Tính toán độ tin cậy lộ 477E3.13: 49 III.5.1 Các thông số đường dây: 49 III.5.2 Tính toán ngừng điện bảo dưỡng định kỳ 49 III.5 Tính toán ngừng điện cố 50 III.6 Tính độ tin cậy trạm biến áp phân phối 51 III.6.1 Sơ đồ trạm biến áp phân phối 51 III.6.2 Các thông số Độ tin cậy Trạm biến áp phân phối 52 III.5.3 Tính toán độ tin cậy Trạm biến áp phân phối 52 III.5 Tính toán ngừng điện cố 53 CHƯƠNG IV 60 CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY 60 CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƯỚI ĐIỆN 60 4.1 Các nguyên nhân làm giảm độ tin cậy lưới điện 60 4.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy 60 4.1.2 Các nguyên nhân làm giảm độ tin cậy 61 4.1.3 Các số lượng thống kê nguyên nhân cố 62 4.1.4 Phân tích độ tin cậy lưới cáp ngầm lưới điện không 63 4.2 Các giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện 63 4.2.1 Các giải pháp hoàn thiện cấu trúc lưới điện 63 4.2.2 Giải pháp hoàn thiện hệ thống quản lý 66 4.2.3 Sử dụng thiết bị điện có độ tin cậy cao 66 4.2.4 Sử dụng thiết bị tự động, thiết bị điều khiển từ xa 67 4.2.5 Tăng cường dự phòng sơ đồ kết dây 68 4.2.6 Tổ chức tìm sửa chữa cố nhanh 69 Chương V 95 ÁP DỤNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY 95 CHO LƯỚI ĐIỆN HUYỆN XUÂN TRƯỜNG - NAM ĐỊNH 95 V.1 Sơ đồ kết dây lưới 22kV huyện Xuân Trường 95 Công suất trung gian phụ tải trạm biến áp bảng 5.1 95 V.2 Một số giải pháp kỹ thuật nâng cao độ tin cậy lưới 22kV huyện Xuân Trường 96 V.2.1 Cải tạo sơ đồ kết dây lưới 22kV 96 V.2.2 Lắp đặt thêm số cầu dao máy cắt phân đoạn 96 V.2.3 Sử dụng thiết bị tự đóng lại đường dây (TĐL) 97 V.2.4 Sử dụng trạm biến áp có thời gian phục hồi nhanh 97 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, vấn đề trình bày luận văn nghiên cứu riêng cá nhân tôi, kết tính toán luận văn trung thực chưa công bố tài liệu Có tham khảo số tài liệu báo tác giả nước xuất Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm có sử dụng lại kết người khác Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2014 Tác giả luận văn Bùi Văn Đĩnh MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, phát triển mạnh mẽ kinh tế, tốc độ công nghiệp hoá tăng nhanh, nhu cầu điện ngày lớn đòi hỏi ngành Điện phải trước bước để tạo sở cho phát triển kinh tế Cùng với phát triển kinh tế quốc dân yêu cầu ngày khắt khe khách hàng chất lượng điện Ngành Điện phải thực kế hoạch phát triển nguồn lưới phù hợp với nhu cầu phụ tải cải tạo nâng cấp khu vực có, đề biện pháp vận hành hợp lý để nâng cao chất lượng điện năng, tăng công suất truyền dẫn để đáp ứng ngày tốt đòi hỏi ngày cao sản lượng chất lượng điện đồng thời tiết kiệm chi phí, giảm tổn thất nâng cao hiệu kinh tế cung cấp sử dụng điện Đó nhiệm vụ khó khăn, việc nâng cao chất lượng điện lưới điện phân phối có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng điện tiêu kinh tế chung toàn hệ thống Với lưới điện phân phối việc đáp ứng yêu cầu chất lượng điện gặp không khó khăn Sự phát triển mạnh mẽ phụ tải điện ảnh hưởng đến chất lượng điện lưới đ iện phân phối biểu dễ nhận thấy chất lượng điện áp Với đề tài “Đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối đề xuất số giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối - áp dụng cho lưới điện huyện Xuân Trường tỉnh Nam Định” tác giả mong muốn đóng góp phần nhỏ tìm tòi, nghiên cứu vào việc đảm bảo tiêu chất lượng điện áp lưới điện phân phối có nhiều cấp điện áp hệ thống điều áp tải trạm trung gian Phương pháp nghiên cứu dựa vào giải pháp nâng cao chất lượng điện kết hợp số liệu thực tế sau chạy phần mềm để đánh giá chất lượng điện lưới điện Huyện Xuân Trường Tỉnh Nam Định tính toán bù để nâng cao chất lượng điện áp Luận văn bao gồm chương, Chương tác giả giới thiệu tổng quát lý thuyết độ tin cậy cung cấp điện Chương trình bày lý thuyết độ tin cậy lưới truyền tải lưới phân phối Chương Tính toán độ tin cậy lưới điện huyện Xuân Trường tỉnh Nam Định Chương trình bày giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện Chương Áp dụng số giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện huyện Xuân Trường tỉnh Nam Định Tác giả chân thành gửi lờicảm ơn tới TS Đào Quang Thạch thầy cô Bộ môn Hệ thống điện trường Đại học Bách khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn, bảo giúp tác giả hoàn thành luận văn Cảm ơn đồng nghiệp giúp đỡ công việc để tác giả có thời gian học tập, thu thập số liệu viết luận văn Do thời gian có hạn kiến thức nhiều hạn chế nên luận văn chắn nhiều khiếm khuyết Tác giả chân thành mong muốn nhận bảo góp ý thầy cô đồng nghiệp quan tâm đến nội dung luận văn Chương I: LÝ THUYẾT VỀ ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN I.1 Khái niệm chung I.1.1 Hệ thống điện phần tử Hệ thống tập hợp phần tử liên lết theo cấu trúc định nhằm thực nhiệm vụ xác định, có điều khiển thống hoạt động tiến tới phát triển Hệ thống điện gồm phần tử máy phát điện, máy biến áp, máy cắt điện, đường dây tải điện Nhiệm vụ hệ thống điện sản xuất, truyền tải phân phối điện đến hộ tiêu thụ Điện phải đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng điện độ tin cậy hợp lý Hệ thống điện phải phát triển tối ưu vận hành với hiệu kinh tế cao Về mặt độ tin cậy, hệ thống điện hệ thống phức tạp mặt như: - Cấu trúc phức tạp như: số lượng phần tử lớn; sơ đồ lưới điện phức tạp - Hoạt động phức tạp - Rộng lớn không gian phát triển không ngừng theo thời gian Sự phức tạp dẫn đến phân cấp hệ thống điện để quản lý, vận hành, điều khiển phát triển hệ thống hiệu Hệ thống điện hệ thống phục hồi, phần tử hệ thống sau hư hỏng phục hồi trở lại trạng thái làm việc, trạng thái hư hỏng hệ thống điện phục hồi sau thời gian định Đa số phần tử hệ thống điện tu bảo dưỡng định kỳ để phục hồi khả làm việc bị suy giảm sau thời gian làm việc Phần tử phận tạo thành hệ thống mà trình định, xem tổng thể không chia cắt được, đặc trưng bới thông số tin cậy chung, phụ thuộc yếu tố bên môi trường không phụ thuộc vào cấu trúc bên chúng Vì thân phần tử có cấu trúc phức tạp, xét riêng hệ thống Ví dụ: Máy cắt điện một hệ thống phức tạp gồm nhiều phần tử toán độ tin cậy hệ thống điện phần tử với thông số số lần hư hỏng, thời gian phục hồi không đổi Đa số phần tử hệ thống điện phần tử phục hồi trạng thái làm việc ban đầu I.1.2 Độ tin cậy tiêu đánh giá độ tin cậy HTĐ Định nghĩa độ tin cậy: "Độ tin cậy xác suất để hệ thống (hoặc phần tử) hoàn thành nhiệm vụ yêu cầu khoảng thời gian định điều kiện vận hành định" (Trích trang 149- Lưới điện hệ thống điện – PGS.TS Trần Bách) Như độ tin cậy gắn với việc hoàn thành nhiệm vụ cụ thể, thời gian định hoàn cảnh định Mức đo độ tin cậy xác suất hoàn thành nhiệm vụ khoảng thời gian xác định xác suất gọi độ tin cậy hệ thống điện hay phần tử Đối với hệ thống hay phần tử không phục hồi xác suất đại lượng thống kê, độ tin cậy khái niệm có tính thống kê từ kinh nghiệm làm việc khứ hệ thống điện hay phần tử Đối với hệ thống phần tử phục hồi hệ thống điện phần tử nó, khái niệm khoảng thời gian ý nghĩa bắt buộc, hệ thống làm việc liên tục Do độ tin cậy đo đại lượng thích hợp hơn, độ sẵn sàng làm việc hệ thống điện Độ sẵn sàng xác suất để hệ thống hay phần tử hoàn thành sẵn sàng hoàn thành nhiệm vụ thời điểm Độ sẵn sàng xác suất để hệ thống trạng thái tốt thời điểm tính tỷ số thời gian hệ thống trạng thái tốt tổng thời gian hoạt động Ngược lại với độ sẵn sàng độ không sẵn sàng, xác suất để hệ thống phần tử trạng thái hư hỏng Đối với hệ thống điện độ sẵn sàng (cũng gọi độ tin cậy) độ không sẵn sàng chưa đủ để đánh giá độ tin cậy toán cụ thể, phải sử dụng thêm tiêu khác có tính xác suất sau: Các tiêu đánh giá độ tin cậy hệ thống điện bao gồm: - Xác suất thiếu điện cho phụ tải, xác suất công suất phụ tải lớn công suất nguồn điện - Xác suất thiếu điện thời gian phụ tải cực đại - Điện thiếu (hay điện mất) cho phụ tải kỳ vọng điện phụ tải bị cắt hư hỏng hệ thống điện năm - Thiệt hại kinh tế tính tiền điện - Thời gian điện trung bình phụ tải năm - Số lần điện trung bình phụ tải năm I.1.3 Trạng thái hư hỏng hệ thống điện I.1.3.1 Trạng thái phần tử Các phần tử hệ thống điện trạng thái khác phụ thuộc vào chức tình trạng kỹ thuật chúng Mỗi trang thái kéo dài khoảng thời gian định Đặc trưng trạng thái thơì gian trạng thái, xác suất trạng thái tần suất trạng thái Tất trạng thái sảy phần tử tạo thành tập đủ trạng thái phân tử Việc phần tử trạng thái tập trạng thái đại lượng ngẫu nhiên đo xác suất phần tử trạng thái hay gọi tắt xác suất trạng thái Tổng xác suất trạng thái tập đủ trạng thái Ví dụ máy biến áp có trạng thái : Trạng thái tốt hay trạng thái làm việc trạng thái hư hỏng hay nghỉ làm việc Máy phát bình thường có thạng thái : -Trạng thái tốt Trạng thái hỏng phần Trạng thái hỏng toàn phần Phần tử trạng thái tập đủ trạng thái Các trạng thái có xác suất nhỏ bỏ qua toán khác Bảng 4.15 Bảng kết tính hiệu kinh tế dùng dao cách ly TN t HBt KH t NPV0 (tr.đ) (tr.đ) (tr.đ) 354,666 50 354,666 NPVt ( TN t - HBt - KH t ) (1  r )t (tr.đ) 35 269,466 0,909 244,945 50 35 269,466 0,826 222,579 354,666 50 35 269,466 0,751 202,369 354,666 50 35 269,466 0,683 184,045 354,666 50 35 269,466 0,620 167,069 354,666 50 35 269,466 0,546 151,979 354,666 50 35 269,466 0,513 138,236 354,666 50 35 269,466 0,467 125,840 354,666 50 35 269,466 0,424 114,253 10 354,666 50 35 269,466 0,385 103,744 11 354,666 50 35 269,466 0,350 94,313 12 354,666 50 35 269,466 0,318 85,690 13 354,666 50 35 269,466 0,289 77,876 14 354,666 50 35 269,466 0,263 70,869 15 354,666 50 35 269,466 0,239 64,402 16 354,666 50 35 269,466 0,217 58,474 17 354,666 50 35 269,466 0,197 53,085 18 354,666 50 35 269,466 0,179 48,234 19 354,666 50 35 269,466 0,163 43,923 20 354,666 50 35 269,466 0,148 39,881 Năm Kết NPV (triệu đồng) 2251,925 b Kết tính toán hiệu kinh tế NPV cho đường dây 475E38 dùng dao cách ly - Điện chưa có thiết bị phân đoạn 87 4194 (kWh) - Điện có thiết bị phân đoạn 3145 (kWh) - Số thiết bị phân đoạn N - Đơn giá thiết bị phân đoạn 100 (tr.đ) - Giá hệ thống điều khiển cho đường dây 50 (tr.đ) - Chi phí hoạt động bảo dưỡng 50 (tr.đ) - Chi phí khấu hao 20 năm 0.02 (tr.đ) - Hệ số chiết khấu 10 (%) - Số năm tính toán 20 (Năm) Kết tính toán hiệu kinh tế (NPV) đường dây 477E38 sử dụng dao cách ly tổng hợp bảng sau : Bảng 4.16 Bảng kết tính hiệu kinh tế dùng dao cách ly TN t HBt KH t NPV0 (tr.đ) (tr.đ) (tr.đ) 1905,752 50 1905,752 NPVt ( TN t - HBt - KH t ) (1  r )t (tr.đ) 40 1815,752 0,909 1650,518 50 40 1815,752 0,826 1499,811 1905,752 50 40 1815,752 0,751 1363,629 1905,752 50 40 1815,752 0,683 1240,158 1905,752 50 40 1815,752 0,620 1125,766 1905,752 50 40 1815,752 0,546 1024,084 1905,752 50 40 1815,752 0,513 931,481 1905,752 50 40 1815,752 0,467 847,956 1905,752 50 40 1815,752 0,424 769,879 10 1905,752 50 40 1815,752 0,385 699,065 11 1905,752 50 40 1815,752 0,350 635,513 12 1905,752 50 40 1815,752 0,318 577,409 13 1905,752 50 40 1815,752 0,289 524,752 14 1905,752 50 40 1815,752 0,263 477,542 15 1905,752 50 40 1815,752 0,239 433,965 Năm 88 16 1905,752 50 40 1815,752 0,217 394,018 17 1905,752 50 40 1815,752 0,197 357,703 18 1905,752 50 40 1815,752 0,179 325,019 19 1905,752 50 40 1815,752 0,163 295,968 20 1905,752 50 40 1815,752 0,148 268,731 Kết NPV (triệu đồng) 15442,967 c Kết tính toán hiệu kinh tế NPV cho đường dây 475E38 dùng dao cách ly - Điện chưa có thiết bị phân đoạn 4194 (kWh) - Điện có thiết bị phân đoạn 78179.9 (kWh) - Số thiết bị phân đoạn N - Đơn giá thiết bị phân đoạn 100 (tr.đ) - Giá hệ thống điều khiển cho đường dây 50 (tr.đ) - Chi phí hoạt động bảo dưỡng 50 (tr.đ) - Chi phí khấu hao 20 năm 0.02 (tr.đ) - Hệ số chiết khấu 10 (%) - Số năm tính toán 20 (Năm) Kết tính toán hiệu kinh tế (NPV) đường dây 475E38 sử dụng dao cách ly tổng hợp bảng sau : Bảng 4.17 Bảng kết tính hiệu kinh tế dùng dao cách ly TN t HBt KH t NPV0 (tr.đ) (tr.đ) (tr.đ) 1971,174 50 1971,174 NPVt ( TN t - HBt - KH t ) (1  r )t (tr.đ) 45 1876,174 0,909 1705,442 50 45 1876,174 0,826 1549,719 1971,174 50 45 1876,174 0,751 1409,007 1971,174 50 45 1876,174 0,683 1281,426 1971,174 50 45 1876,174 0,620 1163,228 1971,174 50 45 1876,174 0,546 1058,162 Năm 89 1971,174 50 45 1876,174 0,513 962,477 1971,174 50 45 1876,174 0,467 876,173 1971,174 50 45 1876,174 0,424 795,498 10 1971,174 50 45 1876,174 0,385 722,327 11 1971,174 50 45 1876,174 0,350 656,661 12 1971,174 50 45 1876,174 0,318 596,623 13 1971,174 50 45 1876,174 0,289 542,214 14 1971,174 50 45 1876,174 0,263 493,433 15 1971,174 50 45 1876,174 0,239 448,406 16 1971,174 50 45 1876,174 0,217 407,129 17 1971,174 50 45 1876,174 0,197 369,606 18 1971,174 50 45 1876,174 0,179 335,835 19 1971,174 50 45 1876,174 0,163 305,816 20 1971,174 50 45 1876,174 0,148 277,673 Kết NPV (triệu đồng) 15956,855 d Kết tính toán hiệu kinh tế NPV cho đường dây 475E38 dùng dao cách ly - Điện chưa có thiết bị phân đoạn 4194 (kWh) - Điện có thiết bị phân đoạn 2831 (kWh) - Số thiết bị phân đoạn N - Đơn giá thiết bị phân đoạn 100 (tr.đ) - Giá hệ thống điều khiển cho đường dây 50 (tr.đ) - Chi phí hoạt động bảo dưỡng 50 (tr.đ) - Chi phí khấu hao 20 năm 0.02 (tr.đ) - Hệ số chiết khấu 10 (%) - Số năm tính toán 20 (Năm) Kết tính toán hiệu kinh tế (NPV) đường dây 477E38 sử dụng dao cách ly tổng hợp bảng sau : Bảng 4.18 Bảng kết tính hiệu kinh tế dùng dao cách ly 90 TN t HBt KH t NPV0 (tr.đ) (tr.đ) (tr.đ) 2067,804 50 2067,804 NPVt ( TN t - HBt - KH t ) (1  r )t (tr.đ) 50 1967,804 0,909 1788,733 50 50 1967,804 0,826 1625,406 2067,804 50 50 1967,804 0,751 1477,821 2067,804 50 50 1967,804 0,683 1344,010 2067,804 50 50 1967,804 0,620 1220,038 2067,804 50 50 1967,804 0,546 1109,841 2067,804 50 50 1967,804 0,513 1009,483 2067,804 50 50 1967,804 0,467 981,964 2067,804 50 50 1967,804 0,424 834,349 10 2067,804 50 50 1967,804 0,385 757,604 11 2067,804 50 50 1967,804 0,350 688,731 12 2067,804 50 50 1967,804 0,318 625,762 13 2067,804 50 50 1967,804 0,289 568,695 14 2067,804 50 50 1967,804 0,263 517,532 15 2067,804 50 50 1967,804 0,239 470,305 16 2067,804 50 50 1967,804 0,217 427,013 17 2067,804 50 50 1967,804 0,197 387,657 18 2067,804 50 50 1967,804 0,179 352,237 19 2067,804 50 50 1967,804 0,163 320,752 20 2067,804 50 50 1967,804 0,148 291,235 Năm Kết NPV (triệu đồng) 16790,168 e Kết tính toán hiệu kinh tế NPV cho đường dây 475E38 dùng dao cách ly - Điện chưa có thiết bị phân đoạn 4194 (kWh) - Điện có thiết bị phân đoạn 2631 (kWh) - Số thiết bị phân đoạn N - Đơn giá thiết bị phân đoạn 100 (tr.đ) - Giá hệ thống điều khiển cho đường dây 50 (tr.đ) 91 - Chi phí hoạt động bảo dưỡng 50 (tr.đ) - Chi phí khấu hao 20 năm 0.02 (tr.đ) - Hệ số chiết khấu 10 (%) - Số năm tính toán 20 (Năm) Kết tính toán hiệu kinh tế (NPV) đường dây 477E38 sử dụng dao cách ly tổng hợp bảng sau : Bảng 4.19 Bảng kết tính hiệu kinh tế dùng dao cách ly TN t HBt KH t NPV0 (tr.đ) (tr.đ) (tr.đ) 2120 50 2120 NPVt ( TN t - HBt - KH t ) (1  r )t (tr.đ) 55 2015 0,909 1831,635 50 55 2015 0,826 1664,39 2120 50 55 2015 0,751 1513,265 2120 50 55 2015 0,683 1376,245 2120 50 55 2015 0,620 1249,3 2120 50 55 2015 0,546 1136,46 2120 50 55 2015 0,513 1033,695 2120 50 55 2015 0,467 941,005 2120 50 55 2015 0,424 854,36 10 2120 50 55 2015 0,385 775,775 11 2120 50 55 2015 0,350 705,25 12 2120 50 55 2015 0,318 640,77 13 2120 50 55 2015 0,289 582,335 14 2120 50 55 2015 0,263 529,945 15 2120 50 55 2015 0,239 481,585 16 2120 50 55 2015 0,217 437,255 17 2120 50 55 2015 0,197 396,955 18 2120 50 55 2015 0,179 360,685 19 2120 50 55 2015 0,163 328,445 20 2120 50 55 2015 0,148 298,22 Năm Kết NPV (triệu đồng) 92 17137,575 f Kết tính hiệu kinh tế NPV đường dây 475E38 sử dụng từ đến dao cách ly tổng hợp bảng sau : Bảng 4.20 : Bảng tổng hợp kết tính hiệu kinh tế NPV Số dao cách ly Vị trí đặt dao cách ly Hiệu kinh tế NPV (tr.đ) Nhánh 5; 12 2251,925 Nhánh 5; 12; 17 15442,967 Nhánh 5; 12; 17; 24 15956,855 Nhánh 5; 12; 17; 24; 28 16790,168 Nhánh 5; 12; 17; 24; 28;20 17137,575 Từ kết tính toán ta vẽ đường cong thể mối quan hệ hiệu kinh tế NPV số dao cách ly hình vẽ sau : Hình 4.5 Đồ thị mối quan hệ hiệu kinh tế NPV số dao cách ly đường dây 475E38 Nhận xét : Từ đồ thị mối quan hệ hiệu kinh tế NPV số dao cách ly đường dây 475E38 ta thấy đường cong hiệu kinh tế NPV tăng đến giá trị bão hòa ta tăng số lượng dao cách ly Khi sử dụng đến dao cách ly hiệu kinh tế lớn, sử dụng đến dao cách ly hiệu kinh tế bắt đầu bão hòa Kết hợp kết tính toán tổn thất sử dụng dao cách ly ta chọn sử dụng dao cách ly để lợi tổn thất kinh tế 4.5.4 Kết luận Từ kết tính toán ta rút số kết luận sau : - Sử dụng nhiều dao cách ly điện tổn thất hiệu kinh tế tiến tới giá trị không đổi - Do bảng giá xác giả thiết đơn giản hóa phụ tải không tăng nên kết tính toán cho đường dây 475E38 lưới điện huyện Xuân Trường có tính chất định tính Tuy nhiên với phương pháp nêu 93 công cụ hỗ trợ máy tính tính toán ứng dụng nhanh chóng có số liệu xác cho kết áp dụng 94 Chương V ÁP DỤNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CHO LƯỚI ĐIỆN HUYỆN XUÂN TRƯỜNG - NAM ĐỊNH V.1 Sơ đồ kết dây lưới 22kV huyện Xuân Trường Sơ đồ kết dây trạng hình 5.1 Công suất trung gian phụ tải trạm biến áp bảng 5.1 Bảng 5.1 Trạm biến áp Công suất đặt Phụ tải Trạm E3.8 65.000 10.009 Lộ 475 25.000 4205 Lộ 477 40.000 5804 Trạm E3.13 50.000 4.059 Lộ 473 25.000 2926 Lộ 477 25.000 1133 Tổng phụ tải 125.000 14.68 Từ sơ đồ lưới điện bảng tổng hơp phụ tải ta có số nhận xét sau: - Khi cố máy biến áp thuộc trạm biến áp E3.8 máy biến áp lại 40.000kVA đủ công suất cấp điện cho hai đường dây 22kV có công suất cự đại 10.009 kVA - Khi cố máy biến áp thuộc trạm biến áp E3.13 máy lại 25000kVA cấp đủ cho hai đường dây 22kV có công suất cực đại 4059 kVA - Khi cố máy biến áp 40.000kVA, trạm biến áp có liên kết với tổng công suất ba máy biến áp 75.000kVA, đủ khả cấp điện cho toàn phụ tải ( Pmax = 14068 kVA) - Các đường dây 22kV phân đoạn làm cho khả phân tích cô lập cố khó khăn, thời gian xử lý cố kéo dài 95 - Không có thiết bị Tự động đóng lại đường dây, không phân biệt cố thoáng qua, cố vĩnh cửu thời gian tìm cố kéo dài làm giảm độ tin cậy cung cấp điện V.2 Một số giải pháp kỹ thuật nâng cao độ tin cậy lưới 22kV huyện Xuân Trường V.2.1 Cải tạo sơ đồ kết dây lưới 22kV Từ sơ đồ trạng nhận xét tác giả đề xuất sơ đồ kết dây lưới 22kV Xuân Trường gồm số điều chỉnh sau: - Xây dựng thêm 0.4km đường dây điện 22kV từ nhánh rẽ Xuân Trường đến cột số nhánh Xuân Thủy nối hai đường dây điện 473E3.13 với lộ 477E3.8 Lắp đặt thêm dao cách ly phân đoạn đầu nhánh Xuân Trường - Xây dựng thêm 0.6km đường dây điện 22kV từ trạm Xuân Đài đến trạm Xuân Thành để nối hai đường dây 477E3.13 với lộ 475E3.8 Lắp đặt thêm dao cách ly phân đoạn đầu nhánh Xuân Thành - Lắp đặt thêm tủ hợp máy cắt 22kV (476) trạm biến áp E3.13 cấp điện cho nhánh rẽ Xuân Tân - Xuân Thành dài 6,16km tách phụ tải đoạn đường dây làm xuất tuyến lộ - Lắp đặt thêm tủ hợp máy cắt 22kV (472) trạm biến áp E3.8 cấp điện cho nhánh rẽ Xuân Trường - Xuân Bắc (dài 5,20km) Như vậy, hai trạm biến áp E3.8 - E3.13 liên hệ với qua hai máy cắt đường dây MC50 lộ 473E3.13 với lộ đường dây 477E3.8 lộ 476E3.13 với lộ 475E3.8 qua MC145 lộ 475E3.8 Lưới 22kV huyện Xuân Trường trở thành lưới kín vận hành hở, dự phòng cho nhau, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện ( Sơ đồ cải tạo hình 5.2) V.2.2 Lắp đặt thêm số cầu dao máy cắt phân đoạn Để giảm thời gian điện bảo dưỡng định kỳ sử lý cố cần bổ xung số thiết bị phân đoạn cho đường dây 22kV Nguyên tắc thực sau: - Mỗi phân đoạn đường dây có chiều dài từ 3-5 km - Các nhánh rẽ dài 3km đặt máy cắt tự đóng lại đầu nhánh rẽ 96 - Nếu nhánh dài gần trạm biến áp trung gian bố trí thành lộ xuất tuyến riêng Áp dụng vào lưới 22kV Xuân Trường cụ thể sau: a) Đường dây 475E3.8: - Lắp đặt thêm dao cách ly nhánh Hành Thiện - Tiến Dũng b) Đường dây 477E3.8: - Lắp đặt thêm dao cách ly nhánh Xuân Trường - Xuân Bắc - Lắp đạt thêm dao cách ly nhánh Gạch Xuân Châu c) Đường dây 473E3.13: - Lắp đặt thêm dao cách ly nhánh Xuân Phương d) Đường dây 477E3.13: - Lắp đặt thêm dao cách ly phân đoạn nhánh Phúc Anh e) Xây dựng đường dây 476E3.13: f) Xây dựng đường dây 472E3.8: V.2.3 Sử dụng thiết bị tự đóng lại đường dây (TĐL) Để nhanh chóng loại trừ cố thoáng qua cần lắp đặt hệ thống TĐL máy cắt đường dây trạm biến áp trung gian máy cắt phân đoạn Thiết bị TĐL tích hợp rơ le số dùng cho bảo vệ đường dây điện, nên việc lắp đặt dễ dàng thuận tiện Thiết bị TĐL có khả nâng cao đáng kể độ tin cậy lưới phân phối nên cần sử dụng rộng rãi V.2.4 Sử dụng trạm biến áp có thời gian phục hồi nhanh Trạm biến áp phân phối đầu mối cấp điện trực tiếp cho phụ tải Trạm biến áp phân phối thường có máy biến áp Thời gian sửa chữa, phục hồi lâu, cần giảm thiểu thời gian sửa chữa, thay trạm biến áp Trạm biến áp có thời gian phục hồi nhanh để giải vấn đề ( sơ đồ hình 5.3) Về cấu tạo trạm gồm ba phần chính: - Vỏ trạm: có hình hộp chữ nhật, Khung làm sắt hình bao quanh tôn dày 1,5 mm Toàn vỏ trạm sơn sơn tĩnh điện 97 Vỏ trạm thiết kế làm ngăn: ngăn máy biến áp; ngăn thiết bị cao ; ngăn tủ hạn Các ngăn thiết kế có đường ray rãnh dẫn hướng để tủ thiết bị máy biến áp trượt vào - Máy biến áp: Máy biến áp thiết kế có đầu hạ bên sườn máy để dễ dàng tiếp xúc với phần tĩnh chốt hợp Đầu cao phía máy biến áp bình thường Để đảm bảo an toàn, phía bệ máy thiết kế khoá liên động với dao cách ly cao Khi dao đóng kéo máy vào - Tủ thiết bị cao thế: Là tủ trọn có lắp thiết bị cao trạm như: cầu dao, cầu chì 22kV, chống sét van 22kV Tñ cao thÕ DC L CC C SV M BA M BA A A A V kW h Tñ H ¹ thÕ AT CS AT AT AT H ×nh 5.3 Tủ thiết kế có đầu phần động chốt hợp bộ, đẩy vào ăn khớp với tĩnh nằm vỏ trạm Tủ có bốn bánh xe , đẩy vào kéo dễ dàng Để đảm bảo an toàn tủ có khoá liên động với cầu dao cao Khi dao đóng kéo tủ vỏ 98 - Tủ hạ thế: tủ hợp thiết kế phân khung giống tủ cao Các thiết bị tủ gồm: áttômát, đồng hồ vôn, ampe, công tơ điện, biến dòng điện Tủ có đầu vào phần động chốt hợp bộ, đẩy tủ vào an khớp với phần tĩnh chốt hợp vỏ trạm Để đảm bảo an toàn tủ có khoá liên động với atomat tổng Khi Atomat tổng đóng đóng kéo tủ vỏ trạm Bản vẽ thiết kế trạm phần phụ lục 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Luận văn trình bày vấn đề để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới phân phối điện Cụ thể nghiên cứu phương pháp đánh giá độ tin cậy cung cấp điện , đưa giải pháp để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới phân phối, nghiên cứu vấn đề đặt dao cách ly để nâng cao độ tin cậy lưới phân phối trung áp Do thời gian có hạn nên phần áp dụng tính toán để nâng cao độ tin cậy cho lưới điện huyện Xuân Trường tác giả sâu trình bày phương pháp tính toán nâng cao độ tin cậy phương pháp phân đoạn dùng dao cách ly điều khiển Qua phương pháp tính toán cho thấy, phân đoạn lưới điện dao cách ly điều khiển Qua phương pháp tính toán cho thấy, pân đoạn lưới điện dao cách ly điều khiển từ xa biện pháp hiệu việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối Tuy nhiên luận văn tính hiệu phận đoạn xảy cố, tính đến ngừng điện công tác hiệu cao Phương pháp tín ngừng điện công tác giống tính toán có cố KIẾN NGHỊ Trong thời gian tác giả tiếp tục nghiên cứu sâu vấn đề nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lưới phân phối điện để áp dụng cho lưới điện tỉnh Nam Định Đối với lưới điện phân phối trung áp nên sử dụng nhiều thiết bị phân đoạn có điều khiển từ xa để nâng cao độ tin cậy cho lưới, đưa vào sử dụng thiết bị tự động đóng cắt có cố xảy lưới 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lưới điện hệ thống điện - Tập Tác giả PGS TS Trần Bách - Nhà xuất KHKT – 1999 Lưới điện hệ thống điện - Tập Tác giả PGS TS Trần Bách – Nhà xuất KHKT – 2000 Giáo trình lưới điện Tác giả PGS TS Trần Bách – Nhà xuất Giáo dục – 2007 Mạng lưới cung cấp phân phối điện Tác giả Bùi Ngọc Thư – Nhà xuất khoa học kỹ thuật Cơ sở đánh giá độ tin cậy Tác giả TS Phan Văn Khôi – Nhà xuất KHKT – 1987 Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện Tác giả PGS.TS Lã Văn Út – Nhà xuất KHKT – 1999 Báo cáo chi nhánh điện lực Tiên Du năm 2011 Richard E.Browun – Electric power distribution reliabiliti – CRC press – 2009 Ali A Chowdhury, Don O.Koval – power dietribution system reliability – lEEF press – 2009 101 ... chất lượng điện áp Với đề tài Đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối đề xuất số giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối - áp dụng cho lưới điện huyện Xuân Trường tỉnh Nam Định tác... Để nâng cao độ tin cậy đòi hỏi vốn đầu tư lớn, độ tin cậy nâng cao giá Đầu tư vào nâng cao độ tin cậy có hiệu mức giảm tổn thất kinh tế nâng cao độ tin cậy lớn chi phí để nâng cao độ tin cậy. .. thuyết độ tin cậy cung cấp điện Chương trình bày lý thuyết độ tin cậy lưới truyền tải lưới phân phối Chương Tính toán độ tin cậy lưới điện huyện Xuân Trường tỉnh Nam Định Chương trình bày giải pháp