Báo cáo Nghiên cứu mối quan hệ giữa vốn đầu tư độ tin cậy. đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lưới điện trung áp

Các thập kỷ tr-ớc, đánh giá về độ tin cậy l-ới trung áp ít đ-ợc chú ý bằng đánh giá độ tin cậy nguồn điện, l-ới truyền tải. Lý do cơ bản là xây dựng các nhà máy điện đòi hỏi vốn đầu t-rất lớn và thiếu nguồn cũng nh-sự cố trên hệ thống truyền tải gây ảnh h-ởng rất rộng đối với xã nền kinh tế - xã hội. Tuy nhiên việc phân tích các thống kê sự cố khách hàng cho thấy độ tin cậy của l-ới trung áp ảnh h-ởng nhiều nhất tới việc mất điện của khách hàng. Ví dụ [13]: theo thống kê của công ty Điện lực ở Anh về thời gian mất điện trung bình hàng năm của l-ới phân trung áp tỷ lệ 60,7% tổng cộng thời gian mất điện. Mặt khác trong thời gian qua thiệt hại về kinh tế - xã hội là rất lớn do độ tin cậy l-ới trung áp không đảm bảo ví dụ: Tại Mỹ, trong một năm thiệt hại do mất điện gây ra -ớc tính 50 tỷ USD. Công ty Điện lực PG & E phải bồi th-ờng cho công ty chế biến các sản phẩm nấm CMI với số tiền 5,5 triệu USD do độ tin cậy và chất l-ợng điện năng không đảm bảo theo hợp đồng (số liệu năm 1995). Đối với các n-ớc đã hình thành thị tr-ờng điện, khi việc mua bán điện đ-ợc thực hiện theo đúng hợp đồng giữa bên mua và bên bán thì yêu cầu về độ tin cậy, chất l-ợng điện năng là một yêu cầu chính đáng và đ-ợc những ng-ời làm công tác kinh doanh điện năng hết sức quan tâm. Cùng với việc gia tăng nhu cầu sử dụng điện, việc sử dụng các thiết bị điện có yêu cầu chất l-ợng điện năng cao ngày càng gia tăng. Việc nghiên cứu các yếu tố tác động và các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện là vấn đề hết sức cần thiết. Đề tài này bao gồm 5 ch-ơng. Ch-ơng 1: Tổng quan về l-ới điện phân phối trung áp, trong đó tập trung đi sâu vào các vấn đề: Giới thiệu tổng quan về l-ới điện phân phối trung áp trong lĩnh vực thiết kế, vận hành, giới thiệu các loại thiết bị đóng cắt, phân tích một số cấu hình th-ờng gặp của l-ới phân phối trung áp. Ch-ơng 2: Đánh giá độ tin cậy của một số cấu hình l-ới điện phân phối bao gồm các vấn đề nh-: Tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng, đánh giá độ tin cậy và tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng của một số cấu hình l-ới phân phối trung áp. 4 Ch-ơng 3: Nghiên cứu mối quan hệ giữa vốn đầu t--độ tin cậy, mô hình tính toán bao gồm các vấn đề nh-: Đ-a ra ph-ơng pháp luận nghiên cứu mối quan hệ giữa vốn đầu t--độ tin cậy, đề xuất mô hình tính toán và viết phần mềm ch-ơng trình tính toán để xác định vị trí, số l-ợng, loại thiết bị đóng cắt trên l-ới điện để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Ch-ơng 4: Dựa trên ph-ơng pháp đề xuất ở trên, tính toán, so sánh các ph-ơng án nâng cao độ tin cậy cho một số l-ới điện cụ thể để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ch-ơng 5: Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Từ đó rút ra các kết luận và kiến nghị. Kết quả nghiên cứu của đề tài làm cơ sở xây dựng ch-ơng trình tính toán xác định vị trí, số l-ợng, loại thiết bị đóng cắt lắp đặt trên l-ới phục vụ cho công tác quy hoạch, thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện và đề xuấtcác giải pháp để nâng cao độ tin cậy cho hệ thống cung cấp điện.

pdf82 trang | Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 1368 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Báo cáo Nghiên cứu mối quan hệ giữa vốn đầu tư độ tin cậy. đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lưới điện trung áp, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Bộ công THƯƠNG Tập đoàn điện lực việt nam Viện năng l−ợng Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ Nghiên cứu mối quan hệ giữa vốn đầu t−-độ tin cậy. đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện l−ới điện trung áp Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Đức Hạnh 7179 17/3/2009 Hà Nội, 11 – 2008 1 1 Mục lục Nội dung Mục lục Danh mục các chữ viết tắt Mở đầu: Ch−ơng I: Tổng quan về l−ới điện phân phối trung áp 1.1 Giới thiệu tổng quan về l−ới điện phân phối trung áp 1.2 Các thiết bị đóng cắt trong LĐPPTA 1.3 Phân tích một số cấu hình th−ờng gặp của LĐPPTA 1.4 Kết luận ch−ơng I Ch−ơng II: Đánh giá độ tin cậy của một số cấu hình l−ới điện phân phối trung áp 2.1 Đặt vấn đề 2.2 Tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng trong l−ới điện trung áp 2.3 Đánh giá độ tin cậy và tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng của một số cấu hình l−ới trung áp th−ờng gặp 2.4 Kết luận ch−ơng II Ch−ơng III: Mối quan hệ giữa vốn đầu t−-độ tin cậy l−ới điện, mô hình tính toán 3.1 Đặt vấn đề 3.2 Mô tả bài toán 3.3 Ph−ơng pháp giải quy hoạch phi tuyến xấp xỉ 3.4 Ph−ơng pháp giải bài toán 3.5 Giới thiệu ch−ơng trình tính toán 3.6 Kết luận ch−ơng III Ch−ơng IV: Tính toán, so sánh các ph−ơng án nâng cao độ tin cậy dựa trên mối quan hệ giữa ĐTC-Vốn đầu t− cho một số l−ới điện cụ thể 4.1 Đặt vấn đề 4.2 Các giả thiết tính toán 4.3 Tính toán cho các l−ới điện cụ thể 4.4 Kết luận ch−ơng IV Ch−ơng V: Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện l−ới điện trung áp Trang 1 2 3 - 5 7 14 18 19 19 27 35 36 38 41 45 50 53 54 54 56 60 2 5.1 Các giải pháp nâng cao ĐTC chung cho hệ thống cung cấp điện 5.2 Các giải pháp nâng cao ĐTC cho l−ới điện phân phối 5.3 Đề xuất một số sơ đồ cung cấp điện điển hình cho các hộ phụ tải 5.4 Kết luận ch−ơng V Kết luận kiến nghị rút ra từ đề tài Tài liệu tham khảo Phụ lục: Bản in ch−ơng trình tính toán 61 64 70 75 76 78 81 Danh mục các chữ viết tắt HTCCĐ LĐPPTA ĐTC MBA TBA Tu Ti TA TBĐC DCL CDPT TĐL TĐD MC DAS SCADA Hệ thống điện cung cấp điện L−ới điện phân phối trung áp Độ tin cậy Máy biến áp Trạm biến áp Biến điện áp Biến dòng điện Trung áp Thiết bị đóng cắt Dao cách ly Cầu dao phụ tải Tự động đóng lại Tự động đóng nguồn dự phòng Máy cắt Hệ thống phân phối điện tự động Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu 3 Mở đầu Các thập kỷ tr−ớc, đánh giá về độ tin cậy l−ới trung áp ít đ−ợc chú ý bằng đánh giá độ tin cậy nguồn điện, l−ới truyền tải. Lý do cơ bản là xây dựng các nhà máy điện đòi hỏi vốn đầu t− rất lớn và thiếu nguồn cũng nh− sự cố trên hệ thống truyền tải gây ảnh h−ởng rất rộng đối với xã nền kinh tế - xã hội. Tuy nhiên việc phân tích các thống kê sự cố khách hàng cho thấy độ tin cậy của l−ới trung áp ảnh h−ởng nhiều nhất tới việc mất điện của khách hàng. Ví dụ [13]: theo thống kê của công ty Điện lực ở Anh về thời gian mất điện trung bình hàng năm của l−ới phân trung áp tỷ lệ 60,7% tổng cộng thời gian mất điện. Mặt khác trong thời gian qua thiệt hại về kinh tế - xã hội là rất lớn do độ tin cậy l−ới trung áp không đảm bảo ví dụ: Tại Mỹ, trong một năm thiệt hại do mất điện gây ra −ớc tính 50 tỷ USD. Công ty Điện lực PG & E phải bồi th−ờng cho công ty chế biến các sản phẩm nấm CMI với số tiền 5,5 triệu USD do độ tin cậy và chất l−ợng điện năng không đảm bảo theo hợp đồng (số liệu năm 1995). Đối với các n−ớc đã hình thành thị tr−ờng điện, khi việc mua bán điện đ−ợc thực hiện theo đúng hợp đồng giữa bên mua và bên bán thì yêu cầu về độ tin cậy, chất l−ợng điện năng là một yêu cầu chính đáng và đ−ợc những ng−ời làm công tác kinh doanh điện năng hết sức quan tâm. Cùng với việc gia tăng nhu cầu sử dụng điện, việc sử dụng các thiết bị điện có yêu cầu chất l−ợng điện năng cao ngày càng gia tăng. Việc nghiên cứu các yếu tố tác động và các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện là vấn đề hết sức cần thiết. Đề tài này bao gồm 5 ch−ơng. Ch−ơng 1: Tổng quan về l−ới điện phân phối trung áp, trong đó tập trung đi sâu vào các vấn đề: Giới thiệu tổng quan về l−ới điện phân phối trung áp trong lĩnh vực thiết kế, vận hành, giới thiệu các loại thiết bị đóng cắt, phân tích một số cấu hình th−ờng gặp của l−ới phân phối trung áp. Ch−ơng 2: Đánh giá độ tin cậy của một số cấu hình l−ới điện phân phối bao gồm các vấn đề nh−: Tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng, đánh giá độ tin cậy và tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng của một số cấu hình l−ới phân phối trung áp. 4 Ch−ơng 3: Nghiên cứu mối quan hệ giữa vốn đầu t−-độ tin cậy, mô hình tính toán bao gồm các vấn đề nh−: Đ−a ra ph−ơng pháp luận nghiên cứu mối quan hệ giữa vốn đầu t−-độ tin cậy, đề xuất mô hình tính toán và viết phần mềm ch−ơng trình tính toán để xác định vị trí, số l−ợng, loại thiết bị đóng cắt trên l−ới điện để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Ch−ơng 4: Dựa trên ph−ơng pháp đề xuất ở trên, tính toán, so sánh các ph−ơng án nâng cao độ tin cậy cho một số l−ới điện cụ thể để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ch−ơng 5: Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Từ đó rút ra các kết luận và kiến nghị. Kết quả nghiên cứu của đề tài làm cơ sở xây dựng ch−ơng trình tính toán xác định vị trí, số l−ợng, loại thiết bị đóng cắt lắp đặt trên l−ới phục vụ cho công tác quy hoạch, thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện và đề xuất các giải pháp để nâng cao độ tin cậy cho hệ thống cung cấp điện. 5 Ch−ơng I: tổng quan về l−ới điện phân phối trung áp 1.1 Giới thiệu tổng quan l−ới điện phân phối trung áp 1.1.1. Đặc điểm của l−ới điện phân phối trung áp L−ới điện phân phối là l−ới điện trực tiếp chuyển tải điện năng từ thanh góp hạ áp trạm biến áp khu vực đến các hộ tiêu thụ. Các dạng l−ới điện trung áp th−ờng gặp là l−ới hình tia không phân đoạn, hình tia phân đoạn, mạch vòng phân đoạn... Thông th−ờng l−ới phân phối có số l−ợng các phần tử cao hơn nhiều so với các thành phần khác trong hệ thống điện nên xác suất sự cố cũng cao hơn nhiều, vì vậy để đảm bảo cung cấp điện cho khách hàng hầu hết các tuyến đ−ờng dây đều có mạch vòng liên kết với các đ−ờng dây, các nguồn kế cận. Việc khôi phục cung cấp điện cho các hộ phụ tải sẽ giảm đ−ợc rất nhiều thời gian bằng các thao tác đóng cắt tự động các thiết bị phân đoạn nằm trong mạch vòng. Thời gian phục hồi cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện phụ thuộc vào khả năng tải của đ−ờng dây và nguồn dự phòng, vào khả năng tự động của các thiết bị phân đoạn. L−ới phân phối trung áp có đặc điểm là mỗi một đ−ờng dây phân phối th−ờng có nhiều loại phụ tải khác nhau (phụ tải sinh hoạt, chiếu sáng công cộng, th−ơng mại dịch vụ, nhà máy, phân x−ởng sản xuất...) các loại phụ tải này phân bố một cách ngẫu nhiên không đồng đều trên các lộ đ−ờng dây và chúng có thời điểm sử dụng công suất lớn nhất khác nhau thay đổi trong ngày, trong tuần và trong mùa. Vì thế trên các đ−ờng dây đồ thị phụ tải luôn thay đổi, không bằng phẳng có thể gây ra hiện t−ợng quá tải tạm thời và tăng suất tổn thất của các lộ đ−ờng dây trong l−ới điện phân phối trung áp. Sự ảnh h−ởng này nặng nề nhất là với các cấu trúc l−ới điện phân phối hình tia có một nguồn cung cấp, các l−ới phân phối hình tia th−ờng xuyên bị quá tải vào các thời gian phụ tải cực đại trong ngày và trong mùa, tổn thất công suất trên các đoạn đầu nguồn là rất lớn, hay xảy ra sự cố. Ngoài ra sơ đồ l−ới cung cấp điện hình tia còn có nh−ợc điểm là độ tin cậy cung cấp điện thấp khi xảy ra sự cố trên một phần tử thì toàn bộ đ−ờng dây (nếu không đ−ợc phân đoạn) sẽ mất điện, hoặc ít nhất thì các phần tử từ phân đoạn bị sự cố trở đi (theo h−ớng đi của dòng công suất) sẽ bị mất điện. Để 6 khắc phục nh−ợc điểm này ng−ời ta dùng sơ đồ l−ới phân phối kín vận hành hở có nhiều thiết bị phân đoạn và nhiều nguồn cung cấp. 1.1.2. Các lý do vận hành hở l−ới điện phân phối Vận hành hở sẽ giảm chi phí đầu t− cho các thiết bị do yêu cầu về khả năng chịu đựng dòng ngắn mạch trong mạch vòng lớn hơn so với các mạch hình tia. L−ới phân phối là l−ới trực tiếp truyền tải điện năng đến cho hộ tiêu thụ nên số l−ợng rất lớn, nếu vận hành kín thì hệ thống rơ le bảo vệ sẽ phức tạp hơn, thông th−ờng phải dùng rơ le bảo vệ có h−ớng, vận hành và chỉnh định khó khăn do số l−ợng lớn. Khi vận hành cấu trúc l−ới hở hệ thống bảo vệ chỉ cần dùng rơ le quá dòng và bảo vệ chạm đất. Việc vận hành l−ới điện phân phối hở bằng cách chọn điểm hợp lý để mở mạch vòng cũng rất đơn giản, các điều độ viên sẽ tính toán lựa chọn ra điểm mở mạch vòng có lợi nhất và sẽ ra lệnh đóng mở các thiết bị phân đoạn hiện có trên l−ới để thay đổi cấu hình l−ới, thay đổi dòng công suất đi trên các đ−ờng dây, chống quá tải cục bộ do phân bố dòng công suất không hợp lý, giảm tổn thất công suất, tổn thất điện áp .v.v... Tuy nhiên trong một số tr−ờng hợp điểm mở mạch vòng hợp lý tìm đ−ợc nhờ tính toán lại rất xa so với điểm đặt thiết bị phân đoạn trong thực tế nên việc mở mạch vòng sẽ không đạt hiệu quả cao. Do đó xuất phát từ vấn đề thực tế của việc lựa chọn điểm mở mạch vòng, bài toán lựa chọn điểm phân đoạn hợp lý trong l−ới điện trung áp đ−ợc chia thành hai loại: bài toán thiết kế và bài toán vận hành. 1.1.3. Bài toán mở mạch vòng d−ới góc độ thiết kế Bài toán thiết kế sẽ cho ra các kết quả tính toán xác định vị trí đặt thiết bị phân đoạn với tần suất sử dụng lớn nhất. Xuất phát từ thực tế vận hành th−ờng xảy ra tình huống điểm mở mạch vòng tính toán thay đổi liên tục và xa các điểm có thiết bị phân đoạn, vì vậy trong quá trình thiết kế l−ới phân phối trung áp mới, các số liệu về nhu cầu sử dụng công suất cực đại của phụ tải điển hình trong ngày, trong tuần, trong mùa th−ờng rất đ−ợc quan tâm để dự báo xác suất trạng thái th−ờng gặp nhất của phụ tải, từ đó tính toán tìm ra các điểm đặt các thiết bị phân đoạn th−ờng mở để mạch vòng đ−ợc vận hành d−ới dạng các mạch hình tia. Các thiết bị phân đoạn có thể là các dao cách ly th−ờng, dao cách ly tự động, cầu dao phụ tải, máy cắt, thiết bị tự đóng lại v.v.. tuỳ theo lợi ích kinh tế mang lại, theo yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện của các phụ tải, thiết bị 7 phân đoạn sẽ đ−ợc lựa chọn phù hợp để lắp đặt sao cho lợi ích kinh tế thu đ−ợc là lớn nhất. 1.1.4. Bài toán mở mạch vòng d−ới góc độ vận hành Trong vận hành l−ới điện phân phối, mỗi khu vực khác nhau có phụ tải khác nhau, tính chất và nhu cầu sử dụng công suất của phụ tải cũng khác nhau. Nhu cầu điện năng của các phụ tải cũng thay đổi theo giờ trong ngày và tuỳ theo đặc điểm của mỗi loại phụ tải, giờ sử dụng công suất lớn nhất của từng loại phụ tải trong ngày, trong tuần và trong mùa sẽ khác nhau. D−ới góc độ vận hành, bài toán có điều kiện ban đầu là: số điểm đặt thiết bị phân đoạn, số thiết bị phân đoạn và loại thiết bị phân đoạn đã cho tr−ớc, vì thế bài toán vận hành là bài toán mà từ các số liệu hiện thời hoặc từ các số liệu thu thập đ−ợc để dự báo nhu cầu công suất tiêu thụ của các phụ tải trong thời gian gần để tính toán lựa chọn ra các khoá điện có sẵn trên l−ới sẽ đ−ợc mở ra tạo thành mạch vòng hở theo các hàm mục tiêu đề ra. 1.2. Các thiết bị phân đoạn trong l−ới điện phân phối trung áp Để phân đoạn l−ới phân phối nâng cao độ tin cậy, giảm thời gian gián đoạn cung cấp điện ngoài các thiết bị cổ điển nh− DCL, cầu dao phụ tải, ng−ời ta còn sử dụng một số thiết bị tự động để làm thiết bị phân đoạn nh− máy cắt, dao cách ly tự động, tự động đóng lại, tự động đóng nguồn dự phòng v.v.. Việc quyết định sử dụng các thiết bị tự động cần phải xem xét từ nhiều khía cạnh của hệ thống cung cấp điện, phải phối hợp thoả hiệp nhiều mặt nh− chọn sơ đồ nối dây, chọn thiết bị, hình thức bảo vệ, trình độ vận hành và khai thác thiết bị tự động v.v.. với chi phí đầu t− t−ơng ứng. 1.2.1. Dao cách ly th−ờng (DCL) DCL th−ờng có −u điểm là giá thành rẻ, phù hợp cho l−ới điện trên không, tuy nhiên nh−ợc điểm là không đóng cắt có tải và không điều khiển từ xa đ−ợc nên khi thao tác phải cắt điện đầu nguồn và thao tác dao cách ly tại chỗ. Vì thế thời gian thao tác lâu, đặc biệt khi xảy ra sự cố trên đ−ờng dây, nếu không phát hiện đ−ợc bằng mắt phải đóng/cắt thử từng dao cách ly để phân đoạn cách ly điểm sự cố sẽ mất rất nhiều 8 thời gian, phải đóng cắt máy cắt nhiều lần, giảm tuổi thọ của máy căt và giảm độ ổn định cung cấp điện. DCL th−ờng đ−ợc sử dụng những khu vực mật độ phụ tải không cao, l−ới điện chủ yếu là đ−ờng dây trên không, đặc biệt là các vùng ngoại thành, nông thôn. 1.2.2. Dao cách ly tự động (DCLTĐ) DCLTĐ khác với DCL th−ờng ở chỗ có thể điều khiển từ xa, khi xảy ra sự cố bằng thao tác đóng cắt từ xa có thể xác định và cách ly phân đoạn sự cố, −u điểm này của DCLTĐ làm giảm thời gian tìm kiếm xác định sự cố và thời gian gián đoạn cung cấp điện. Tuy nhiên, do không đóng cắt có tải đ−ợc nên khi chuyển tải, tái cấu hình l−ới để cải thiện các thông số vận hành phải cắt nguồn cung cấp, gây ra tình trạng mất điện không cần thiết, làm giảm độ tin cậy và ổn định của hệ thống điện. Trong l−ới điện phân phối trung áp của Việt Nam DCLTĐ ch−a đ−ợc sử dụng rộng rãi. Hình 1.1: Sơ đồ sử dụng TĐL để loại trừ sự cố. 9 1.2.3. Cầu dao phụ tải (CDPT) Cầu dao phụ tải (CDPT) là thiết bị đóng cắt có tải đ−ợc sử dụng t−ơng đối phổ biến hiện nay ở các khu vực các đô thị có l−ới điện phân phối trung áp ngầm. CDPT có thể đóng cắt có tải nên khi thao tác không cần phải cắt điện, tránh hiện t−ợng mất điện không cần thiết của các phụ tải khi phải đổi nguồn, san tải hoặc cắt điện một phần l−ới điện để thao tác. Điểm hạn chế của CDPT là không kết hợp đ−ợc với các điều khiển từ xa, các thiết bị bảo vệ nên thời gian thao tác cô lập sự cố lâu do phải thao tác tại chỗ. Tuy nhiên với −u điểm có khả năng đóng cắt có tải, giá thành thấp, trong các tr−ờng hợp ngừng điện kế hoạch, CDPT có −u điểm hơn hẳn so với các thiết bị nh− DCL th−ờng, DCLTĐ nhờ khả năng đóng cắt có tải nên đ−ợc sử dụng rộng rãi ở các khu vực có mật độ phụ tải cao nh− Hà Nội, Hải Phòng... 1.2.4. Thiết bị tự động đóng lại (recloser) Thực chất recloser là khi một phần tử của hệ thống cung cấp điện tự động cắt ra, sau một thời gian xác định lại đ−ợc đóng trở lại vào hệ thống (nếu nh− không bị cấm đóng lại) và nguyên nhân làm cho phần tử bị cắt ra không còn nữa thì phần tử đó có thể tiếp tục làm việc. Thời gian đóng lại càng ngắn càng tốt, song thời gian đó phải đủ lớn để các rơle bảo vệ trở lại vị trí ban đầu và đảm bảo điều kiện khử ion tại điểm ngắn mạch. Có nh− vậy khi thiết bị đ−ợc đóng trở lại, hồ quang chỗ ngắn mạch không tiếp tục phát sinh. Thông th−ờng đối với mạng trung áp thời gian tự động đóng lại đ−ợc lấy bằng 0,2s. Đối với đ−ờng dây trên không tỷ lệ sự cố thoáng qua rất cao nh−: phóng điện chuỗi sứ khi quá điện áp khí quyển, dây dẫn chạm nhau khi đung đ−a hoặc lúc gió to, đ−ờng dây và thanh góp bị ngắn mạch bởi những vật khác nhau, đ−ờng dây và máy biến áp bị cắt ra do các thiết bị bảo vệ làm việc không chọn lọc v.v.... Vì vậy recloser có xác suất thành công cao, đ−ợc sử dụng hiệu quả với các l−ới phân phối trung áp trên không. 10 Với việc sử dụng recloser các sự cố thoáng qua sẽ đ−ợc khôi phục cung cấp điện trong thời gian tối thiểu, do đó thiệt hại kinh tế do ngừng cung cấp điện đ−ợc giảm đáng kể. Ngoài ra recloser còn tăng độ ổn định và độ tin cậy của hệ thống điện, việc lắp đặt, thao tác và vận hành recloser lại t−ơng đối dễ dàng nên đ−ợc sử dụng phổ biến trên l−ới phân phối trung áp trên không ở Việt Nam. Tại đầu mỗi phân đoạn ta đặt một recloser. Khi xảy ra sự cố trên phân đoạn nào đó, recloser ở phân đoạn đó sẽ tác động. Nếu sự cố là thoáng qua nó sẽ bị loại trừ khi recloser đóng lại. Nếu là sự cố duy trì, recloser sẽ tách hẳn phân đoạn đó. Việc cung cấp điện đ−ợc tiếp tục từ đầu nguồn đến phân đoạn nằm tr−ớc phân đoạn sự cố. Ph−ơng pháp này loại trừ sự cố nhanh hơn ph−ơng pháp sử dụng dao cách ly tự động nh−ng đầu t− tốn kém hơn. Do phải phối hợp bảo vệ giữa các recloser nên số recloser trên một lộ đ−ờng dây bị hạn chế. Trong t−ơng lai, để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của hệ thống điện, ta phải áp dụng các biện pháp tự động hoá hiện đại nh− SCADA, hệ thống tự động trạm SAS hay hệ thống phân phối tự động DAS để nâng cao độ tin cậy của l−ới, đảm bảo cung cấp chất l−ợng điện năng tốt nhất cho khách hàng. Hình 1.2: Sơ đồ sử dụng Recloser để loại trừ sự cố. 1.2.5. Tự động đóng nguồn dự phòng (TĐD) Một trong những biện pháp để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện là đặt các phần tử dự phòng trong hệ thống cung cấp điện. Để đ−a các phần tử dự phòng vào làm việc nhanh chóng và an toàn th−ờng đặt các thiết bị tự động đóng dự phòng. Trong các tr−ờng hợp này khi nguồn làm việc bị cắt ra thì thiết bị TĐD sẽ đóng nguồn cung cấp Mỏy cắt Recloser Recloser N 11 dự phòng. TĐD hoặc các thiết bị dự phòng đ−ợc sử dụng trong tr−ờng hợp thiệt hại do gián đoạn cung cấp điện cao hơn tiền thiết bị TĐD. TĐD của nguồn cung cấp và thiết bị đ−ờng dây, máy biến áp, máy phát, thanh góp, các phân đoạn và hệ thống thanh cái, động cơ điện th−ờng xảy ra sau khi có bất kỳ dạng bảo vệ nào tác động hay máy cắt điện tự cắt ra. Thời gian đóng dự phòng th−ờng đ−ợc chỉnh định trong khoảng 0,5 - 1,5s. Nếu chỉnh định thời gian lớn hơn nữa thì các động cơ tự khởi động lại sẽ bị khó khăn. Tuy nhiên việc tự động hoá l−ới điện phân phối trung áp ch−a cao nên TĐD th−ờng chỉ dùng tại các trạm truyền tải để đóng nguồn dự phòng cung cấp cho các thiết bị điều khiển, chiếu sáng sự cố... Ngoài ra TĐD đ−ợc lắp đặt để đóng nguồn dự phòng cho các thanh cái tại các trạm biến áp khi máy biến áp hoặc một trong các lộ đ−ờng dây cấp tới cho máy biến áp bị mất điện, TĐD sẽ tự động đóng nguồn từ các máy biến áp còn lại. Đối với l−ới phân phối trung áp, TĐD hiện nay chỉ có thể lắp đặt tại đầu nguồn cho các lộ đ−ờng dây phân phối trung áp có yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cao để khi xảy ra sự cố, thanh cái cấp nguồn cho lộ đ−ờng dây bị mất điện thì TĐD sẽ đóng nguồn dự phòng từ thanh cái khác không bị sự cố. 1.2.6. Máy cắt (MC) Trong tr−ờng hợp l−ới phân phối trung áp đ−ợc phân đoạn bằng máy cắt, khi một phần tử sự cố, máy cắt phân đoạn ở đầu phần tử sự cố sẽ tự cắt và cô lập phần tử sự cố. Các phần tử tr−ớc phần tử sự cố hoàn toàn không bị ảnh h−ởng. Giải pháp phân đoạn làm tăng đáng kể độ tin cậy của l−ới phân phối, giảm đ−ợc tổn thất kinh tế do mất điện nh−ng cần phải đầu t− vốn cho nên chỉ sử dụng khi lợi ích kinh tế thu đ−ợc nhờ giảm thời gian gián đoạn cung cấp điện lớn hơn giá trị kinh tế đầu t− của máy cắt. Máy cắt điều khiển từ xa để đóng cắt các phân đoạn, khi phải ngừng điện kế hoạch hay sự cố, việc dùng máy cắt điều khiển từ xa có thể giúp cho điều độ viên điều khiển việc đóng cắt phân đoạn l−ới dừng điện kế hoạch, cô lập điểm sự cố một cách nhanh chóng, giảm đáng kể thời gian so với thao tác tại chỗ. Máy cắt điều khiển từ xa 12 còn có −u điểm là có thể đóng cắt có tải nên việc chuyển tải giữa các đ−ờng dây để san tải trong những lúc phụ tải đỉnh, tránh quá tải các đ−ờng dây, giảm tổn thất điện áp và tổn thất công suất có thể thực hiện rất dễ dàng không cần phải ngừng điện đầu nguồn, độ tin cậy cung cấp điện và ổn định hệ thống điện rất cao. Tuy nhiên, mô hình dùng máy cắt điều khiển từ xa này ch−a thể áp dụng vào l−ới điện phân phối của Việt Nam tại thời điểm này khi hệ thống thông tin điều khiển từ xa còn ch−a đ−ợc áp dụng rộng rãi trong l−ới điện phân phối, việc lắp đặt một máy cắt và hệ thống thông tin điều khiển ngoài trời là ch−a khả thi và không kinh tế so với hiệu quả kinh tế thu đ−ợc. Trong t−ơng lai, với yêu cầu tự động hoá nâng cao độ tin cậy và ổn định l−ới điện phân phối, khi hệ thống thông tin điều khiển từ xa phát triển hoàn thiện hơn th