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.
82 trang |
Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 1461 | Lượt tải: 0
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