LOGO
ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY
ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY
CÁC MÔ HÌNH TRẠM
CÁC MÔ HÌNH TRẠM

NỘI DUNG
Giới thiệu
Nguồn điện kép cung cấp tới các trạm
Đánh giá độ tin cậy cho các mô hình
trạm khác nhau
Kết luận

ĐẶT VẤN ĐỀ
Phương pháp phân tích độ tin cậy của tám cấu
hình trạm cơ bản thường được sử dụng trong quy
hoạch hệ thống điện.
Việc phân tích bao gồm cả sự cố ngắn mạch và
hở mạch của máy cắt, thực tế vận hành và sự cố
cùng nguyên nhân của việc cung cấp điện.

NGUỒN ĐIỆN KÉP CẤP TỚI CÁC TRẠM
Cường độ hỏng hóc trong một năm của hệ thống nguồn
song song theo lý thuyết ( S) được định nghĩa là :
( )
8760
2121
rr
s
+
=

λλ
λ
Với: 1 – cường độ hỏng hóc của mạch cung cấp 1 (hỏng hóc / năm)
 2 – cường độ hỏng hóc của mạch cung cấp 2 (hỏng hóc / năm)
r1 – thời gian sửa chữa của mạch cung cấp 1 (giờ / hỏng hóc)
r2 – thời gian sửa chữa của mạch cung cấp 2 (giờ / hỏng hóc)
Thời gian sửa chữa trung bình (r
s
) (giờ / hỏng hóc) là :
21
21
rr
rr
s
r
+
=

( )
CCFAA
eq
.,max
21221121
λλλλλλλ
+−−+=

Trong các công thức trên không nói đến hệ số nguyên nhân.
Một công thức mới xác định λ có tính đến ảnh hưởng của hệ số
cùng nguyên nhân CCF được định nghĩa như sau :
Trong đó :

CCF – Hệ số cùng nguyên nhân là 1 số giữa 0.1 và 0.95

CCF càng lớn thì xác suất mạch cung cấp nguồn kép rơi vào hư
hỏng cùng nguyên nhân càng lớn, dẫn tới cường độ hỏng hóc càng
lớn cho bất kỳ điểm tải nào của một cấu hình trạm cho trước.
( )
11
1
8760
8760
r
A
λ
+
=
( )
22
2
8760
8760
r
A
λ
+
=
NGUỒN ĐIỆN KÉP CẤP TỚI CÁC TRẠM

SO SÁNH ĐỘ TIN CẬY TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT VÀ THỰC TẾ
Số mạch
(tất cả điện áp)

Cường độ mất
điện / năm ( )
Số giờ mất điện /
1 hỏng hóc (r)
Số giờ mất điện
trong năm ( r)
Sự cố mạch dơn 1.956 1.32 2.852
Sự cố mạch kép theo
khảo sát của IEEE
0.312 0.52 0.1622
Sự cố mạch kép lý
thuyết
0.001153 0.66 0.000760994

Mạch cấp nguồn kép thực tế có cường độ hỏng hóc gấp hơn 270 lần
so với giá trị được tính theo lí thuyết. Đây là một sai lệch nghiêm
trọng trong việc đánh giá độ tin cậy của các cấu hình trạm.
Xác xuất sự cố
(0.312/0.001153)=270
66.0*001153.0* =
ss
r
λ
312.015891991.0*956.1999.0*965.1999.0*965.1965.1965.1
999.0
)32.1*956.18760(
8760
)8760(
8760
*),max(

11
21
2121221121
=+−−+=
=
+
=
+
==
++−−+=
eq
eq
r
AA
CCFAA
λ
λ
λλλλλλλλλ
)32.132.1(
32.1*32.1
21
2*1
+
=
+
=
rr
rr
r
s

8760
)32.132.1(956.1*956.1
8760
)(
2121
+
=
+
=
λλλλ
λ
s

SƠ ĐỒ ĐƠN TUYẾN CÁC MÔ HÌNH TRẠM
ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CÁC MÔ HÌNH TRẠM
Mô hình A
Nguồn
Tải
Hình tia đơn Hình tia đôi/ thanh cái đơn
Mô hình B
Nguồn 1 Nguồn 2
Tải
Hình tia đôi/ chọn lọc sơ
cấp CB kép
Mô hình C
Nguồn 1 Nguồn 2
Tải

SƠ ĐỒ ĐƠN TUYẾN CÁC MÔ HÌNH TRẠM
Mô hình D

Nguồn 1 Nguồn 2
Tải
Mạch vòng đôi với CB nối
Mô hình E
Nguồn 1 Nguồn 2
Tải
Nguồn đôi có sự chọn
lựa ban đầu
Cặp thanh dẫn / cặp
máy cắt hình tia
Mô hình F
Nguồn 2Nguồn 1
Tải
NGUỒN ĐIỆN KÉP CẤP TỚI CÁC TRẠM

SƠ ĐỒ ĐƠN TUYẾN CÁC MÔ HÌNH TRẠM
Mô hình G
Tải
Cặp thanh dẫn /cặp máy cắt mạch vòng
Nguồn 1 Nguồn 2
Cặp thanh dẫn /cặp máy cắt
Mô hình H
Tải
Nguồn 1 Nguồn 2
NGUỒN ĐIỆN KÉP CẤP TỚI CÁC TRẠM

Cường độ hỏng hóc và thời gian sửa chữa
trung bình của các thiết bị
Thiết bị
MTTR

(giờ)
Cường độ
hỏng hóc
(hỏng hóc /
năm)
Thời gian mất điện
(giờ / năm)
Nguồn cung cấp
1.32 1.956000 2.581920
Máy cắt 13.8 kV
83.11 0.003600 0.299196
Cáp ngầm dài 600 feet
26.51 0.003667 0.097212
Dao cách ly
3.61 0.006100 0.022021
1. Tổng số phụ
1.52 1.970000 2.994400
2. Máy biến áp chính
356.11 0.006200 2.207882
3. Máy cắt 480 V
4.00 0.002700 0.010800
3a. Máy cắt 480 V
4.00 0.001350 0.005400
4. Thanh cái chuyển mạch
24.00 0.002400 0.057600
4a. Thanhcái chuyển mạch (1 nữa)
24.00 0.001200 0.028800
956000.1*32.1
11
=

r
λ
NGUỒN ĐIỆN KÉP CẤP TỚI CÁC TRẠM

Thiết bị
MTTR
(giờ)
Cường độ hỏng
hóc
(hỏng hóc / năm)
Thời gian mất
điện
(giờ / năm)
5. Cáp điện trên không dài 300 feet
4.00 0.005670 0.022680
6. Máy ngắt (thường đóng)
3.61 0.006100 0.22021
6a. Máy ngắt thường đóng
(đóng : mở = 1 : 1)
3.61 0.003050 0.011011
7. Cầu chì (480V)
2.00 0.101540 0.203080
7a. Cầu chì hỏng 5%
2.00 0.005077 0.010154
7b. Cầu chì hỏng 95%
2.00 0.096463 0.192926
8. Máy biến áp phụ
342.00 0.003000 1.026000
9. Thanh cái giao nhau
4.00 0.018900 0.075600

9a. Thanh cái giao nhau
4.00 0.000378 0.001512
NGUỒN ĐIỆN KÉP CẤP TỚI CÁC TRẠM

Khả năng dự trữ của các mô hình trạm
Mô hình
Cách ly khỏi sự cố
nguồn cung cấp
Cách ly khỏi sự cố thanh cái
chính
Cách ly khỏi sự cố dây
nguồn hay trung tâm đóng
ngắt
A không không không
B
Chuyển sang
nguồn thay thế
không không
C " Một nữa cấu hình vận hành không
D " Cách ly thanh cái sự cố Cách ly dây nguồn bị sự cố
E " Cách ly thanh cái sự cố Cách ly dây nguồn bị sự cố
F " Chuyển sang thanh cái thứ 2 không
G " Chuyển sang thanh cái thứ 2 Cách ly dây nguồn bị sự cố
H " Chuyển sang thanh cái thứ 2 Cách ly dây nguồn bị sự cố
Mô hình C
Mô hình D
Mô hình B
NGUỒN ĐIỆN KÉP CẤP TỚI CÁC TRẠM

Tương tự, khi có tính đến hệ số CCF thì phương trình xác định thời

gian sửa chữa trung bình r
p
của nguồn song song với một trạng thái sự
cố cùng nguyên nhân cho cả hai nguồn được định nghĩa như sau:
( )
)
21
max(
*
1
1
rr
X
eq
r
X
eq
r
p
r
+
+
+
=
Với
Phương trình cường độ hỏng hóc được thay đổi cho các dây nguồn
song song là :
( )( )
( )
p

pc
p
rrr
rrr
.1

2211
1111
λλ
λλλ
λ
++
+
=
)
2,1
max(
λλλ
CCF
c
=
21
2
*
1
rr
rr
eq
r
+

=
2
*
1
λλ
λ
c
X =
NGUỒN ĐIỆN KÉP CẤP TỚI CÁC TRẠM

Mô hình
Cường độ
hư hỏng
Thời gian
mất điện
MTTR
A 2.126863 6.227152 2.927858
B 0.351650 1.944969 5.530980
C 0.330406 1.836304 5.557720
D 0.232458 1.101627 4.739037
E 0.026487 1.089900 41.148488
F 0.215868 1.562310 7.237339
G 0.216783 1.097708 5.063626
H 0.028566 1.096675 38.390919
Mô
hình
Cường độ
hư hỏng
Thời gian
mất điện

MTTR
A 2.126863 6.227152 2.927858
B 1.142038 3.851114 3.372140
C 1.120794 3.743733 3.340249
D 1.022847 1.299224 1.270204
E 0.512396 2.286514 4.462393
F 1.010052 3.502835 3.467975
G 1.010967 1.296254 1.282192
H 0.512161 2.285373 4.462215
Chỉ tiêu độ tin cậy với CCF = 0.1 Chỉ tiêu độ tin cậy với CCF = 0.5
=2.126863*2.927858
CCF=0.5
=0.028566*38.390919
CCF=0.1
NGUỒN ĐIỆN KÉP CẤP TỚI CÁC TRẠM


Cường độ hư hỏng có sự khác biệt rất đáng kể giữa các mô
hình.

Các đặc tính cung cấp nguồn kép rõ ràng là yếu tố quyết định
đơn trong việc xác định cường độ hư hỏng của mỗi mô hình.

Khi các đặc tính cung cấp nguồn kép như CCF cao thì sự khác
biệt trong cường độ hỏng hóc thường là bậc 2 (trừ mô hình H).
Slide 14

Nếu việc cung cấp nguồn kép không đáng tin cậy, chi phí
chính
phải thêm vào để thu được cường độ hỏng hóc thấp đáng kể cho

mỗi mô hình trạm là không thể tránh khỏi.
NGUỒN ĐIỆN KÉP CẤP TỚI CÁC TRẠM

NGUỒN ĐIỆN KÉP CẤP TỚI CÁC TRẠM

NGUỒN ĐIỆN KÉP CẤP TỚI CÁC TRẠM

Qua phân tích trên, có nhận xét sau:
1) Các mô hình với hệ thống cung cấp kép luôn có độ tin cậy cao
hơn và thời gian mất điện nhỏ hơn so với hệ thống cung cấp đơn.
2) Việc lắp đặt một CB nối thường đóng sẽ cho cường độ hỏng hóc
thấp hơn và thời gian mất điện nhỏ hơn do cách ly nguồn cung
cấp khi một trong các nguồn bị hư hỏng. Điều này có thể nhận
thấy khi so sánh mô hình B và mô hình C
3) Việc lắp một CB nối thường hở cho thời gian mất điện thấp hơn
bằng việc giảm MTTR. Bởi vì người sử dụng có thể chuyển sang
nhánh thay thế thay và đợi phục hồi sự cố. Điều này có thể nhận
thấy bằng việc so sánh mô hình D và mô hình C hay mô hình G
và mô hình F
4) Tăng thêm một mức song song có thể nâng cao độ tin cậy của mô
hình trạm như đã thấy trong mô hình E và mô hình H
KẾT LUẬN