Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 4
Chƣơng I: HIỆN TRẠNG LƢỚI ĐIỆN VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN ...... 5
I.1. Nguồn điện cấp cho thành phố từ các TBA 110 kV và 220 kV .............................. 5
I.2. Lưới điện phân phối ................................................................................................. 5
I.2.1. Thành phần và đặc điểm của lưới điện phân phối thành phố Nam Định ........ 5
I.2.2. Đánh giá chung về đặc điểm lưới điện phân phối thành phố Nam Định ........ 6
I.2.3. Các thành phần phụ tải và tốc độ tăng trưởng................................................. 6
I.2.4. Các tiêu chuẩn đánh giá lưới điện phân phối .................................................. 7
I.2.5. Một số định hướng phát triển lưới điện phân phối thành phố Nam Định ....... 8
Chƣơng II: KHÁI NIỆM CHUNG VÀ CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN
CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN .................................................................................... 9
II.1. Khái niệm chung về độ tin cậy. .............................................................................. 9
II.1.1. Hệ thống điện và các phần tử ......................................................................... 9
II.1.2. Khái niệm độ tin cậy ...................................................................................... 9
II.1.3. Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của hệ thống ............................................... 9
II.2. Các biện pháp nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện. ......................................... 20
II.2.1. Đặc điểm của hệ thống điện về mặt độ tin cậy ............................................ 20
II.2.2. Các biện pháp chung nâng cao độ tin cậy hệ thống điện ............................. 21
II.2.3. Các biện pháp thực hiện để nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện ............ 21
Chƣơng III - BÀI TOÁN ĐỘ TIN CẬY VÀ PHƢƠNG PHÁP TÍNH ĐỘ TIN
CẬY CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ..................................................................... 25
III.1. Bài toán độ tin cậy............................................................................................... 25
III.1.1. Bài toán độ tin cậy của hệ thống điện......................................................... 25
III.1.2. Phương pháp giải ........................................................................................ 26
III.2. Phương pháp tính độ tin cậy của lưới phân phối ................................................ 29
III.2.1. Lưới phân phối không phân đoạn ............................................................... 29
III.2.2. Lưới phân phối phân đoạn .......................................................................... 30
III.2.3. Lưới phân phối kín vận hành hở ................................................................. 33

III.3. Ví dụ áp dụng ...................................................................................................... 34
III.3.1. Lưới phân phối không phân đoạn ............................................................... 34
III.3.2. Lưới phân phối phân đoạn .......................................................................... 35
III.3.3. Lưới phân phối hai nguồn........................................................................... 36
Chƣơng IV: TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN TP NAM ĐỊNH .............. 37
IV.1. Tính toán độ tin cậy các đường dây trung áp xuất tuyến từ TBA 110 kV E3.1 . 38
HV: Trần Xuân Sơn

1/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

IV.1.1 Tính toán độ tin cậy các đường dây 471 E3.1 ............................................. 38
IV.1.2 Tính toán độ tin cậy các đường dây 476 E3.1 ............................................. 49
IV.1.3 Tính toán độ tin cậy các đường dây 371 E3.1 ............................................. 49
IV.2. Tính toán độ tin cậy các đường dây trung áp xuất tuyến từ TBA 110 kV E3.4 . 49
IV.2.1 Tính toán độ tin cậy các đường dây 374 E3.4 ............................................. 49
IV.2.2 Tính toán độ tin cậy các đường dây 376 E3.4 ............................................. 50
IV.3. Tính toán độ tin cậy các đường dây trung áp xuất tuyến từ TBA 220 kV E3.7 . 50
IV.3.1 Tính toán độ tin cậy các đường dây 471 E3.7 ............................................. 50
IV.3.2 Tính toán độ tin cậy các đường dây 473 E3.7 ............................................. 51
IV.3.3 Tính toán độ tin cậy các đường dây 475 E3.7 ............................................. 51
IV.4. Tính toán độ tin cậy các đường dây trung áp xuất tuyến từ TBA 110 kV E3.9 . 52
IV.4.1 Tính toán độ tin cậy các đường dây 471 E3.9 ............................................. 52
IV.4.2 Tính toán độ tin cậy các đường dây 472 E3.9 ............................................. 52
IV.4.3 Tính toán độ tin cậy các đường dây 473 E3.9 ............................................. 53
IV.4.4 Tính toán độ tin cậy các đường dây 474 E3.9 ............................................. 53
IV.4.5 Tính toán độ tin cậy các đường dây 475 E3.9 ............................................. 54
IV.4.6 Tính toán độ tin cậy các đường dây 476 E3.9 ............................................. 55

IV.4.7 Tính toán độ tin cậy các đường dây 477 E3.9 ............................................. 55
IV.4.8 Tính toán độ tin cậy các đường dây 479 E3.9 ............................................. 55
IV.5. Tính toán độ tin cậy các đường dây trung áp xuất tuyến từ E3.14 ..................... 56
IV.5.1 Tính toán độ tin cậy các đường dây 471 E3.14 ........................................... 56
IV.6. Bảng tổng hợp độ tin cậy các đường dây trung áp trên địa bàn TP Nam Định .. 58
Chƣơng V: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP THÀNH PHỐ
NAM ĐỊNH, ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY ................... 59
V.1. Đánh giá độ tin cậy lưới điện trung áp thành phố Nam Định .............................. 59
V.1.1 Đánh giá thông qua kết quả tính toán ........................................................... 59
V.1.2 So sánh với các chỉ số độ tin cậy lưới điện thống kê thực tế năm 2013 ....... 59
V.2. Các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện ................................................ 60
V.2.1 Giải pháp giảm tần suất mất điện thoáng qua (MAIFI) ................................ 60
V.2.2 Giải pháp giảm tần suất mất điện vĩnh cửu (SAIFI)..................................... 64
V.2.3 Giải pháp về giảm thời gian mất điện trung bình khách hàng (SAIDI) ....... 65
Chƣơng VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 74
TÓN TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 77
DANH SÁCH PHỤ LỤC............................................................................................. 78
HV: Trần Xuân Sơn

2/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1. Đồ thị biến thiên của hàm p(t) và q(t) ......................................................... 10
Hình 2.2. Đồ thị hàm λ(t) ............................................................................................ 12
Hình 2.3. Luật phân bố mũ của thời gian sửa chữa ..................................................... 16
Hình 3.1. Cấu trúc độ tin cậy....................................................................................... 25

Hình 3.2. Sơ đồ lưới điện không phân đoạn ................................................................ 29
Hình 3.3. Sơ đồ lưới điện phân đoạn và sơ đồ đẳng trị của nó ................................... 31
Hình 3.4. Sơ đồ lưới điện phân phối ........................................................................... 34

HV: Trần Xuân Sơn

3/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

MỞ ĐẦU
Nhiệm vụ của hệ thống điện là sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng đến
các hộ tiêu thụ, trong đó phải đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng điện năng theo quy
định và có độ tin cậy cung cấp điện hợp lý. Độ tin cậy cung cấp điện là một trong
những chỉ tiêu quan trọng nhất phải tính đến khi quy hoạch, thiết kế và vận hành hệ
thống điện, đảm bảo hệ thống được phát triển tối ưu và vận hành đạt hiệu quả kinh tế
cao nhất.
Quá trình quy hoạch hệ thống điện được thể hiện trong việc phân bố và dự trữ
công suất nguồn, công suất dự phòng, kết cấu lưới nhằm đảm bảo độ tin cậy cần thiết.
Việc tính toán độ tin cậy của hệ thống điện ngày càng được chú ý, rất nhiều công trình
nghiên cứu đã cho phép đưa ra các thuật toán hiệu quả giải quyết triệt để việc tính toán
độ tin cậy hệ thống điện và được áp dụng tính toán cho các lưới điện có cấu trúc khá
phức tạp.
Lưới điện trung áp thành phố Nam Định cấp điện cho các phụ tải chiếm khối
lượng đầu tư lớn, tổn thất trên lưới điện này rất lớn (khoảng 40% tổn thất của lưới điện
thành phố Nam Định), độ tin cậy cung cấp điện kém, thường xuyên xảy ra sự cố, hỏng
hóc.... cần được tính toán, đề nghị sử dụng các biện pháp nâng cao độ tin cậy đảm bảo
các tiêu chuẩn điện năng theo quy định.
Trong luận văn, sử dụng phương pháp đồ thị - giải tích, lý thuyết Graph để tính

toán độ tin cậy lưới điện trung áp thành phố Nam Định với đặc điểm phụ tải tương đối
rộng, sử dụng cấp điện áp 22 kV chiếm đa số. Sau khi tính toán, thực hiện đánh giá các
yếu tố ảnh hưởng, đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện trung áp thành
phố Nam Định.
Trong phạm vi luận văn, thực hiện các nội dung sau:
1. Trình bày hiện trạng lưới điện và tình hình cung cấp điện.
2. Khái niệm chung và các phương pháp nghiên cứu độ tin cậy của hệ thống điện.
3. Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy, biện pháp nâng cao độ tin cậy.
4. Tính toán độ tin cậy lưới điện trung áp thành phố Nam Định.
5. Đánh giá độ tin cậy lưới điện trung áp thành phố Nam Định, đề ra các giải pháp
nâng cao độ tin cậy.
6. Kết luận và kiến nghị.

HV: Trần Xuân Sơn

4/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

CHƢƠNG I
HIỆN TRẠNG LƢỚI ĐIỆN VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN
I.1. Nguồn điện
Năm 2013, Điện lực thành phố Nam Định được cấp điện qua 04 Trạm 110 kV và
01 Trạm 220 kV (Máy biến áp T3 E3.7) với công suất đặt như sau:
STT

Tên trạm biến áp

Số máy biến áp


Công suất

(chiếc)

(MVA)

1

Trạm 110 kV Trình Xuyên (E3.1)

2

65

2

Trạm 110 kV Phi Trường (E3.4)

2

50

3

Trạm 110 kV Mỹ Xá (E3.9)

2

80


4

Trạm 110 kV Mỹ Lộc (E3.14)

1

25

1

25

5

Trạm 220 kV Nam Định (E3.7)
(Máy biến áp T3: 110/22 kV)
Tổng cộng

245

Nguồn điện từ các trạm 110 kV và 220 kV đáp ứng tốt cho nhu cầu sử dụng điện
của toàn thành phố Nam Định.
I.2. Lƣới điện phân phối
I.2.1. Thành phần và đặc điểm của lƣới điện phân phối thành phố Nam Định
Lưới điện phân phối thành phố Nam Định được xây dựng từ thời Pháp, sau nhiều
thay đổi của lịch sử và được sự quan tâm đầu tư, cải tạo trong giai đoạn vừa qua lưới
điện phân phối của thành phố Nam Định chỉ còn 3 cấp điện áp 35 kV; 22 kV; 0,4 kV,
không còn cấp 6 kV và các trạm Trung gian.
Hiện nay lưới điện phân phối của Nam Định gồm 18 đường dây trung áp (3

đường dây 35 kV, 15 đường dây 22 kV); 1044 đường dây hạ áp 0,4 kV; 709 trạm biến
áp cụ thể như sau:

HV: Trần Xuân Sơn

5/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

TT

Danh mục

ĐVT

Năm 2013

Năm 2012

So với năm
2012

1

ĐZ Trung áp

km

218,5


205,29

6,48%

2

ĐZ Hạ áp

km

1.352,8

1304,6

3,69%

3

Trạm biến áp

trạm

709

669

5,98%

+ TS Điện lực


348

335

+ TS khách hàng

361

334

84.746

83.020

+ 1 pha cơ khí

70.874

72.542

+ 1 pha điện tử

10.879

7.658

+ 3 pha cơ khí

2.298


2.362

+ 3 pha điện tử

695

458

4

Công tơ

Chiếc

2,04%

I.2.2. Đánh giá chung về đặc điểm lƣới điện phân phối thành phố Nam Định
- Lưới điện trung áp thành phố Nam Định có kết cấu mạch vòng vận hành hở có
tính linh hoạt và độ tin cậy tương đối cao. Tuy nhiên lưới điện trung áp thành phố Nam
Định vẫn còn những khó khăn sau:
+ Vẫn còn lưới điện 35 kV trung tính không nối đất trực tiếp gây mất an toàn và
khó khăn trong công tác xử lý sự cố;
+ Lưới điện trung áp gồm cả đường dây trên không và đường cáp ngầm gây khó
khăn trong công tác duy tu bảo dưỡng;
+ Không có thiết bị đóng cắt tự động giữa đường dây.
- Lưới điện hạ áp thành phố Nam Định có kết cấu hình tia, độ linh hoạt và độ tin
cậy kém. Hiện nay lưới điện hạ áp đã xuống cấp, nhiều chủng loại dây, bán kính cấp
điện xa... gây khó khăn trong công tác quản lý, sửa chữa.
- Các trạm biến áp phân phối của thành phố Nam Định hiện nay cơ bản đáp ứng

được công suất sử dụng của khách hàng. Tuy nhiên, các máy biến áp hiện đang vận
hành là của rất nhiều nhà sản xuất và công suất đặt các máy biến áp rất khách nhau gây
khó khăn trong vận hành, duy tu bảo dưỡng và quản lý kỹ thuật.
I.2.3. Các thành phần phụ tải và tốc độ tăng trƣởng
Số liệu các thành phần phụ tải năm 2013 của Điện lực thành phố Nam Định:
HV: Trần Xuân Sơn

6/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

Năm 2013
Tỷ trọng Tăng trƣởng so với năm 2012
Thành phần phụ tải Sản lƣợng
( Tr.kWh)
(%)
(%)
Nông lâm ngư nghiệp

3,607

0,98

19,75

Công nghiệp xây dựng

182,093


49,73

10,47

Kinh doanh dịch vụ

11,390

3,11

9,70

Quản lý tiêu dùng

156,630

42,78

3,20

Hoạt động khác

12,449

3,40

-2,13

Tổng


366,17

6,84

Do khó khăn chung của nền kinh tế ảnh hưởng đến đời sống nhân dân trên địa bàn
thành phố Nam Định nên thành phần phụ tải Quản lý tiêu dùng có mức tăng trưởng
thấp (3,2%), thành phần phụ tải Nông lâm ngư nghiệp tăng trưởng rất cao (19,75%) do
điều kiện thời tiết trong năm và thành phần phụ tải Công nghiệp xây dựng đã bước đầu
khôi phục lại tốc độ tăng trưởng (10,47%)
Số liệu các thành phần phụ tải và tốc độ tăng trưởng sẽ giúp Điện lực thành phố
Nam Định dự đoán tốc độ tăng trưởng phụ tải để báo cáo cấp trên quy hoạch và đầu tư
xây dựng, cải tạo lưới điện. Từ phương án kỹ thuật, phương án đầu tư.... Điện lực
thành phố Nam Định lên kế hoạch thực hiện nhằm cung cấp điện đảm bảo chất lượng
phục vụ nhu cầu sản xuất, sinh hoạt của khách hàng.
I.2.4. Các tiêu chuẩn đánh giá lƣới điện phân phối
Lưới điện phân phối thường được đánh giá theo các tiêu chuẩn sau:
- Chất lượng điện áp;
- Độ tin cậy cung cấp điện;
- Độ an toàn cho người, thiết bị;
- Hiệu quả kinh tế;
- Ảnh hưởng đến môi trường.
HV: Trần Xuân Sơn

7/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

I.2.5. Một số định hƣớng phát triển lƣới điện phân phối thành phố Nam Định
- Thực hiện quyết định 1867 NL/KHKT ngày 12/9/1994 của Bộ Năng lượng (nay

là bộ Công thương) về việc sử dụng cấp điện áp phân phối 22 kV thống nhất trên cả
nước, thực hiện chỉ đạo của EVN, của EVNNPC, của PC Nam Định trong thời gian tới
Điện lực thành phố Nam Định chuyển toàn bộ lưới điện 35 kV về 22 kV để lưới điện
trung áp thành phố Nam Định chỉ còn một cấp điện áp 22 kV thuận tiện vận hành mạch
vòng lưới điện toàn thành phố đảm bảo cấp điện an toàn, liên tục, ổn định tới từng
khách hàng.
- Cải tạo lưới điện hạ áp đã xuống cấp, xây dựng các trạm biến áp mới để giảm
bán kính cấp điện nâng cao chất lượng điện năng.

HV: Trần Xuân Sơn

8/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

CHƢƠNG II
KHÁI NIỆM CHUNG VÀ CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA
HỆ THỐNG ĐIỆN
II.1. Khái niệm chung về độ tin cậy
II.1.1. Hệ thống điện và các phần tử.
- Phần tử:: là các bộ phận tạo thành hệ thống mà trong một quá trình nhất định,
được xem là một thực thể duy nhất không thể chia cắt được, đặc trưng bởi các thông số
độ tin cậy chung, chỉ phụ thuộc các yếu tố bên ngoài chứ không phụ thuộc vào cấu trúc
bên trong của phần tử.
- Hệ thống: là tập hợp các phần tử tương tác trong một cấu trúc nhất định nhằm
thực hiện một nhiệm vụ xác định, có sự điều khiển thống nhất trong hoạt động. Bản
thân các phần tử có thể có cấu trúc phức tạp, nếu xét riêng nó là một hệ thống.
- Hệ thống điện: là hệ thống trong đó các phần tử là máy phát điện, máy biến áp,
đường dây tải điện... Nhiệm vụ của hệ thống điện là sản xuất, truyền tải, phân phối điện

năng đến các hộ tiêu thụ. Điện năng phải đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng điện năng
pháp định và độ tin cậy hợp lý. Hệ thống điện phải được phát triển tối ưu và vận hành
với hiệu quả kinh tế cao nhất.
II.1.2. Khái niệm độ tin cậy
- Độ tin cậy: là xác xuất để hệ thống (hoặc phần tử) hoàn thành nhiệm vụ yêu cầu
trong khoảng thời gian nhất định và trong điều kiện vận hành nhất định.
- Đối với hệ thống (hay phần tử) phục hồi như hệ thống điện và các phần tử của
nó, hệ thống làm việc liên tục. Độ tin cậy được đo bởi một đại lượng thích hợp hơn là
độ sẵn sàng. Độ sẵn sàng là xác xuất để hệ thống (hay phần tử) hoàn thành hoặc sẵn
sàng hoàn thành nhiệm vụ trong thời điểm bất kỳ.
II.1.3. Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của hệ thống điện
II.1.3.1. Các chỉ tiêu đặc trƣng cho quá trình hỏng hóc của hệ thống điện
a. Xác suất làm việc tin cậy: là xác suất không xảy ra hỏng hóc trong giới hạn thời
gian làm việc đã cho. Xác suất này có thể tính được trong khoảng thời gian (0, t) bất kỳ
theo công thức:
p(0,t) = p(t) = p(T ≥t)
HV: Trần Xuân Sơn

(2.1)
9/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

Trong đó: T - đại lượng ngẫu nhiên đặc trưng cho khoảng thời gian từ khi bắt đầu
làm việc đến lần hỏng hóc đầu tiên (được gọi là thời gian làm việc tin cậy).
Xác xuất làm việc tin cậy là một trong những đại lượng đặc trưng quan trọng. Đối
lập với xác suất làm việc tin cậy là xác suất hỏng hóc.
b. Xác suất hỏng hóc: là xác suất của sự kiện đối lập (T < t) được xác định theo công
thức:

q(t) = 1 - p(t) = p(T < t)

(2.2)

- Hàm q(t) là hàm phân bố (định luật phân bố tích phân) các đại lượng ngẫu nhiên
T. Dạng của hàm p(t) và q(t) phụ thuộc vào tính chất bên trong đối tượng và điều kiện
làm việc của nó, đồng thời hàm p(t) là một hàm không tăng theo thời gian và p(t)  0
khi t . Đồ thị biến thiên của các hàm p(t) và q(t) trình bày trên hình 2.1.
p(t), q(t)

1
p(t)

q(t)

0,5

0

t

Hình 2.1. Ðồ thị biến thiên của các hàm p(t) và q(t)
- Hàm p(t) của một đối tượng cho trước có thể tìm được bằng phương pháp thống
kê theo công thức đánh giá xác xuất sự kiện
p(t) = p*(t) =
Trong đó:

n(t)
N


(2.3)

n(t) - số đối tượng làm việc tin cậy cho đến thời điểm t;
N - số đối tượng cùng loại mang ra thử nghiệm.

Việc thử nghiệm cần được tiến hành trong những điều kiện giống nhau sao cho
hỏng hóc không phụ thuộc lẫn nhau. Mức chính xác của xác định xác suất làm việc tin
HV: Trần Xuân Sơn

10/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

cậy sẽ càng cao nếu số đối tượng mang ra thử nghiệm càng lớn. Cho trước các trị số
t=ti khác nhau có thể tìm được bằng thực nghiệm các điểm p(t) tương ứng và xây dựng
được đồ thị hàm p(t).
c. Mật độ xác suất làm việc tin cậy: mật độ xác xuất của thời gian làm việc tin cậy T
là đạo hàm của hàm q(t).
dq(t)
dp(t)
 f(t)  
d(t)
d(t)

(2.4)

Trong đó: f(t) - mật độ xác suất (luật phân bố vi phân của đại lượng ngẫu nhiên T)
- Đại lượng f(t).d(t) (phần tử xác suất) là xác suất mà đại lượng ngẫu nhiên T rơi
vào đoạn t < T< t + dt, nghĩa là hỏng hóc của đối tượng xảy ra trên chính đoạn thời

gian này.
- Hàm f(t) có thể xác định bằng phương pháp thống kê như một biểu đồ xác suất
như sau: có N đối tượng cùng loại được đưa ra thử nghiệm, số lượng hỏng hóc Δn(t)
xảy ra trong khoảng thời gian (t, t + dt) được ghi lại. Tung độ f(t) của biểu đồ xác suất
trên mỗi đoạn đơn vị của trục hoành xác định theo công thức:
f' (t)  

n(t)
N. (t)

(2.5)

Khi số lượng được mang ra thử nghiệm N lớn hơn công thức này cho giá trị gần
đúng của f(t). Nếu biết được mật độ f(t) có thể dễ dàng tìm được số đối tượng hỏng hóc
sau thời gian cho trước
d. Cƣờng độ hỏng hóc: là mật độ xác suất có điều kiện của việc phát sinh hỏng hóc
của các phần tử (đối tượng) không phục hồi, xác định đối với thời điểm đã cho với điều
kiện trước đó hỏng hóc chưa xảy ra.
- Cường độ hỏng hóc được xác định theo công thức:
λ(t) 

f(t)
p(t)

(2.6)

- Công thức gần đúng để xác định cường độ hỏng hóc theo số liệu thống kê:
λ(t)  λ * (t) 

Δn(t)

n(t).t

(2.7)

Trong đó: n(t) - số đối tượng làm việc tốt cho đến thời điểm t đang khảo sát.
HV: Trần Xuân Sơn

11/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

(t)

0
t1

t2

t

Hình 2.2. Ðồ thị hàm λ(t).
- Hàm λ(t) là mật độ xác suất có điều kiện để phát sinh hỏng hóc của đối tượng ở thời
điểm t tính với giả thiết là trước đó nó làm việc tin cậy.
Cường độ hỏng hóc có thể xác định bằng thống kê như là tỉ số giữa số hỏng hóc xảy
ra trong một đơn vị thời gian với số đối tượng còn chưa hỏng hóc.
Liên hệ giữa hàm p(t) với cường độ hỏng hóc λ(t), ta có:
λ(t) 

f(t)

p' (t)
dln p(t)


p(t)
p(t)
d(t)

(2.8)

Tích phân với điều kiện p(t0) = 1 (tại thời điểm ban đầu hỏng hóc chưa xảy ra), ta có:
t

ln p(t) = -  λ(t).d(t)
to

Khi ấy:

t
-  λ(t).d(t)
p(t0, t) = e to

(2.9)

Trường hợp λ(t) = λ = const và t0 = 0:
t
-  λ(t).d(t)
p(t0, t) = e to
= e - λ(t)


HV: Trần Xuân Sơn

12/79

(2.10)


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

Công thức trên gọi là luật phân bố mũ của độ tin cậy. Từ đồ thị của λ(t) trên hình
2.2 có thể thấy rằng λ = const chỉ trong giai đoạn làm việc ổn định của đối tượng (t1,
t2). Giai đoạn đầu (0 < t < t1) và giai đoạn cuối (t > t2) cường độ hỏng hóc phụ thuộc rất
nhiều vào thời gian. Luật phân bố mũ được dùng khá rộng rãi khi nghiên cứu độ tin cậy
của các phần tử vì nó đơn giản và tiện lợi. Đối với luật phân bố mũ, xác suất làm việc
tin cậy không phụ thuộc vào thời gian làm việc t trước đó mà phụ thuộc vào độ dài của
đoạn τ đang xét:
p(t, t+τ) = e - λ(t)

(2.11)

Cường độ hỏng hóc thay đổi tùy thuộc vào điều kiện và chế độ làm việc.
e. Thời gian làm việc tin cậy trung bình: là kỳ vọng toán học của đại lượng ngẫu
nhiên T


mt = M[T] = -  t.f(t).d(t )

(2.12)

0


Ta có f(t) = - p’(t) nên có thể biểu diễn mt qua p(t)


mt = -  t.p' (t).d(t)

(2.13)

0

Tính tích phân từng phần ta có :
mt = - t.p(t)


0



+  p(t).d(t)

(2.14)

0

Số hạng đầu tiên của vế phải bằng không vì đối với một lượng ngẫu nhiên có kỳ vọng
toán học hữu hạn thì khi t > ∞ xác suất p(t) giảm nhanh hơn là mức tăng của t
Khi đó:




mt =  p(t).d(t)

(2.15)

0

Như vậy thời gian làm việc tin cậy trung bình có thể biểu diễn bằng diện tích giới hạn
giữa đường cong p(t) với các trục tọa độ.
Giá trị gần đúng mt có thể tìm theo công thức đánh giá m*t

HV: Trần Xuân Sơn

13/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định
N

mt = m*t =

 ti
i 1

(2.16)

N

Trong đó:
ti : thời gian làm việc tin cậy của đối tượng thứ i;
N: số đối tượng được đưa ra thử nghiệm.

Khi hàm tin cậy có dạng hàm mũ, ta có:


mt =  e - λt .dt 
0

1
λ

Như vậy đối với luật phân bố mũ, thời gian làm việc tin cậy trung bình bằng đại
lượng nghịch đảo của cường độ hỏng hóc.
Khi ấy hàm tin cậy p(t) có thể viết dưới dạng
p(t) = e

t
mt

(2.17)

Nếu t << mt ta có:
p(t) = e

t
mt

1

t
mt


1 t
với sai số không vượt quá .
2  mt





2

f. Độ tán xạ của thời gian làm việc tin cậy:
Dt = σ 2t  M(T  m t ) 2   MT 2   MT2




Dt =  t 2 .f(t)dt- m 2t  2. t.p(t)dt - m 2t
0

(2.18)
(2.19)

0

Đối với luật phân bố mũ thì trị số thời gian làm việc tin cậy trung bình bằng độ lệch
trung bình bình phương của nó: Dt =

1
1
; σt 

λ
λ2

Trị số gần đúng của độ tán xạ có thể tìm theo công thức:

HV: Trần Xuân Sơn

14/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định
N

Dt = D*t =

 (t i  m t ) 2
i 1

N -1

(2.20)

Độ tán xạ cho ta thấy mức không ổn định của thời gian làm việc tin cậy và cũng là
một dữ liệu tin cậy quan trọng.
II.1.3.2. Các chỉ tiêu đặc trung cho quá trình sửa chữa (phục hồi)
Tính sửa chữa được của phần tử thể hiện bởi khả năng ngăn ngừa, phát hiện và loại
trừ sự cố nhờ tu sửa định kỳ hoặc sửa chữa phục hồi khi xảy ra sự cố. Các chỉ tiêu đặc
trưng thường được quan tâm đến khi nghiên cứu quá trình sửa chữa đó là: thời gian
trung bình sửa chữa sự cố, xác suất hoàn thành sửa chữa trong thời gian cho trước....
a. Xác suất hoàn thành sửa chữa trong thời gian cho trƣớc: là xác suất khắc phục

được hỏng hóc trong khoảng thời gian cho trước, trong những điều kiện sửa chữa nhất
định. Đó là xác suất để cho thời gian sửa chữa (là một đại lượng ngẫu nhiên Ts) bé hơn
thời gian t cho trước:
ps(t) = p(Ts
(2.21)

Trong đó: hàm ps(t) là luật phân bố tích phân của thời gian phục hồi hay còn gọi là
hàm sửa chữa
Xác suất của sự kiện đối lập (Ts  t):
qs(t) = 1- ps(t) = p(Ts  t)

(2.22)

Trong đó: qs(t) gọi là xác suất không hoàn thành sửa chữa trong khoảng thời gian
cho trước.
Trong điều kiện tiến hành sửa chữa thực tế các hàm ps(t) và qs(t) có các trị số ban
đầu: ps(0) = 0 và qs(0) = 1.
b. Mật độ xác suất của thời gian phục hồi và cƣờng độ phục hồi
- Mật độ xác suất của thời gian phục hồi hệ thống là đạo hàm của hàm ps(t):
fs(t) =

dp s (t)
dt

(2.23)

- Cường độ phục hồi là tỉ số:
λs(t) =

f s (t)
qst

HV: Trần Xuân Sơn

(2.24)
15/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

- Hàm λs(t) là mật độ xác suất có điều kiện của phục hồi với giả thiết là trong khoảng
thời gian (0  t) hệ thống chưa được phục hồi đến trạng thái có thể làm việc được.
- Từ (2.21) ta có được công thức sau: fs(t) = qs(t).λs(t).dt.

(2.25)

Vế trái của đẳng thức là xác suất khôi phục hệ thống trong khoảng thời gian (t, t+dt).
Theo định luật nhân xác suất, nó bằng tích của hai xác suất: xác suất để hệ thống cho
đến thời điểm t chưa được phục hồi xong và xác suất của việc khôi phục hệ thống trong
thời gian (t, t+dt).
Từ (2.21), (2.22), (2.23) ta có:
dp s (t)
 1  p s (t).λ s (t)
dt

(2.26)

- Giải phương trình (2.23) theo điều kiện ban đầu ps(0) = 0, ta có:
t

ps(t) = 1  e



 λ s (t).d(t)

t

0

(2.27)

Khi λs(t) = λs = const ta có định luật phân bố mũ của thời gian sửa chữa
ps(t) = 1  e λ

s

(t).d(t)

(2.28)

p (t)
s
1

0

t

Hình 2.3. Luật phân bố mũ của thời gian sửa chữa
- Khi xác định cường độ phục hồi bằng thực nghiệm, người ta chia toàn bộ khoảng
thời gian phục hồi ra thành từng đoạn Δti = ti+1 – ti. Trị số của cường độ phục hồi đối
với mỗi đoạn xác định theo công thức:
HV: Trần Xuân Sơn

16/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

λ*s =

Δn(t i )
N - n(t i ).ti

(2.29)

Trong đó: Δn(ti) - số hệ thống có thời gian sửa chữa nằm trong đoạn Δti = ti+1 - ti
n(ti) - số hệ thống đã được phục hồi trong khoảng thời gian (0,ti).
N - tổng số các hệ thống cùng loại được khảo sát.
- Thời gian phục hồi trung bình:
Thời gian phục hồi trung bình được xác định như là kỳ vọng toán học của đại lượng
ngẫu nhiên Ts (thời gian khôi phục khản năng làm việc của hệ thống)


m t s   t.fs (t).dt

(2.30)

0


m t s   q s (t).dt

(2.31)

0


  2. t.qs (t).dt  m 2
2

ts

(2.32)

ts

0

Nếu quá trình sửa chữa có luật phân bố mũ thì thời gian phục hồi trung bình bằng:
m ts 

1
λs

(2.33)

- Độ tán xạ của thời gian phục hồi:

 2  -2
ts

(2.34)

S

Bằng thực nghiệm có thể xác định được giá trị của thời gian phục hồi trung bình như
là trung bình cộng của tất cả thời gian phục hồi hệ thống đã ghi nhận được:
n

mt 
*

s

Trong đó:

t
i 1

si

(2.35)

n

tsi - thời gian cần thiết để phát hiện và khắc phục hỏng hóc thứ i.
n - số lần hỏng hóc của hệ thống sau thời gian khai thác.

II.1.3.3. Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của hệ thống điện
- SAIFI (Tần suất ngừng cung cấp điện trung bình hệ thống)
HV: Trần Xuân Sơn

17/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

SAIFI cho biết thông tin về tần suất trung bình các lần mất điện duy trì trên mỗi
khách hàng của một vùng cho trước.
SAIFI 

N
N



c
i

 λ .N
N
i

i

i

Trong đó: - Nc: Tổng số khách hàng bị mất điện;

- Ni: Tổng số khách hàng;
- Ni: Số lượng khách hàng ở nút i;
- λi: Cường độ hỏng hóc thiết bị tại nút i;
- SAIDI (Thời gian ngừng cung cấp điện trung bình của hệ thống).
Cho biết thời gian trung bình của mất điện duy trì.
SAIDI 

 N .d   u .N
N
N
c

i

i

i

i

Trong đó: - Nc.d: Thời gian khách hàng bị mất điện;
- Ni: Tổng số khách hàng;
- Ni: Số lượng khách hàng ở nút i;
- ui: Thời gian cắt điện hàng năm tại nút i.
- CAIFI (Tần suất mất điện trung bình của khách hàng).
Cho biết tần suất trung bình của các lần mất điện duy trì đã xảy ra đối với khách
hàng. Trong phép tính này ta chỉ quan tâm tới số lượng khách hàng và bỏ qua số lần
mất điện.
CAIFI 

N
 N'

c



c

 λ .N
N
i

i

c

Trong đó: - N’c: Tổng số khách hàng bị ảnh hưởng mất điện;
- CAIDI (thời gian mất điện trung bình của khách hàng).
Thể hiện thời gian phục hồi của mất điện duy trì.
CAIDI 

 N .d   u .N
 N  λ .N
c

C

HV: Trần Xuân Sơn

i

i

i

i

18/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

Đối với khách hàng thực sự trải qua mất điện duy trì, chỉ số này nói lên tổng thời
gian trung bình không được cấp điện. Đây là thông số hỗn hợp của CAIDI và được
chấp nhận tính bằng số khách hàng nhân với số lần mất điện được đếm chỉ một lần.
- ASAI (Khả năng sẵn sàng vận hành).
Chỉ tiêu này được biểu diễn dưới dạng phân số của thời gian (thường là phần trăm),
nói lên thời gian có điện của khách hàng trong năm hay trong thời gian được định
trước.
ASAI 

 N .8760 - u .N
 N .8760
i

i

i

i

- ASUI = 1 – ASAI
- ENS = La(i).ui
Trong đó: - ENS: Tổng điện năng không được cung cấp bởi hệ thống;
- La(i): Công suất tải trung bình ở nút thứ i;
- ui: Thời gian cắt điện hằng năm;
- AENS (Ðiện năng trung bình không được cung cấp).
ASENS 

 La .u
N
(i)

i

i

- ACCI (Chỉ tiêu cắt xén điện năng trung bình của khách hàng)
ACCI 

 La .u
 N'
(i)

i

C

- ASIFI

Chỉ số này chủ yếu tính toán độ tin cậy dựa trên công suất thay vì dựa trên số lượng
khách hàng. Chỉ số này quan trọng đối với phần lớn các khách hàng công nghiệp hay
thương mại. Nó còn được dùng cho các mạng công cộng ở đó thể loại khách hàng
không đa dạng lắm. Tương tự SAIFI, nó cho biết thông tin về tần suất trung bình mất
điện duy trì.
Số kVA kết nối vào hệ thống bị mất
ASIFI =

Tổng số kVA nối vào hệ thống được cấp điện

HV: Trần Xuân Sơn

19/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

- ASIDI – Load Based
Chỉ số này được xây dựng có cùng ý tưởng với ASIFI, nhưng nó thông tin về thời
gian trung bình mất điện duy trì của hệ thống.
Số phút mất điện
ASIDI =

Tổng số kVA nối vào hệ thống được cấp điện

- MAIFI (tần suất trung bình của mất điện thoáng qua).
Số khách hàng bị mất điện thoáng qua
MAIFI =

Tổng số khách hàng

- CEMIn
Chỉ số này dùng để theo dõi số lượng n khách hàng mất điện thoáng qua của một
tập khách hàng riêng biệt. Mục đích của nó là giúp nhận biết những khó khăn của
khách hàng mà không thể thấy được khi sử dụng chỉ số trung bình. Nó được xác định
bằng:
Số khách hàng trải qua n lần mất điện thoáng qua
CEMIn =

Tổng số khách hàng

- CEMSMIn
Chỉ số này dùng để theo dõi số lượng n khách hàng mất điện kéo dài và mất điện
thoáng qua của một tập khách hàng riêng biệt. Mục đích của nó là giúp nhận biết
những khó khăn của khách hàng mà không thể thấy được khi sử dụng chỉ số trung
bình.
Số khách hàng trải qua n lần mất điện duy trì và thoáng qua
CEMSMIn =

Tổng số khách hàng

II.2. Các biện pháp nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện.
II.2.1. Đặc điểm của hệ thống điện về mặt độ tin cậy
- Có nhiều phần tử, các phần tử đa dạng, có nhiều trạng thái làm việc và có thể phục
hồi
HV: Trần Xuân Sơn

20/79

Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

- Mối liên hệ giữa các phần tử là phức tạp.
- Hệ thống điện là hệ thống có dự phòng về: công suất; năng lượng sơ cấp; số phần tử
và khả năng tải của chúng; sơ đồ nối dây.
- Hệ thống điện có khả năng phục hồi do các phần tử của nó có khả năng phục hồi.
- Hệ thống điện có nhiều trạng thái làm việc, mỗi trạng thái tương ứng với mức độ
hoàn thành công việc khác nhau.
- Hệ thống điện có bảo dưỡng định kỳ: tiểu tu, trung tu và đại tu. Khi phần tử hết hạn
sử dụng sẽ được loại bỏ và thay thế bằng phần tử mới, do đó hệ thống điện luôn ở trong
giai đoạn làm việc bình thường với cường độ hỏng hóc trung bình là hằng số.
- Tác động vận hành phức tạp.
II.2.2. Các biện pháp chung nâng cao độ tin cậy hệ thống điện
- Sử dụng hợp lý các loại dự trữ: dự trữ năng lượng sơ cấp; dự trữ công suất nguồn;
công suất máy biến áp; khả năng tải của lưới điện về phát nóng; về tổn thất điện áp; về
ổn định tĩnh và ổn định động; dự trữ thiết bị thay thế.
- Hoàn thiện cấu trúc lưới điện làm cho chúng trở lên linh hoạt, có độ dự trữ cao và
có khả năng thích ứng nhanh với mọi tình huống vận hành.
- Sử dụng các thiết bị bảo vệ, thiết bị điều khiển tự động và điều chỉnh chế độ ngày
càng hoàn thiện.
- Sử dụng các thiết bị điện có chất lượng cao.
- Tổ chức tốt hệ thống quản lý, vận hành.
- Không ngừng nâng cao khả năng vận hành của cán bộ, kỹ sư, công nhân vận hành.
II.2.3. Các biện pháp thực hiện để nâng cao độ tin cậy hệ thống điện
II.2.3.1. Nâng cao năng lực thông qua một số phần tử yếu
- Mỗi phần tử trong hệ thống có một khả năng truyền tải công suất nhất định, để nâng
cao năng lực của hệ thống thì ta cần nâng cao năng lực phần tử có khả năng tải thấp
(phần tử yếu).
- Nếu phần tử “yếu” ở trong hệ thống là máy biến áp chẳng hạn, ta có thể tăng khả
năng truyền tải bằng cách nâng công suất của máy biến áp. Nếu đó là đường dây thì ta

tăng khả năng tải bằng cách tăng tiết diện dây dẫn hoặc mắc thêm lộ song song.
HV: Trần Xuân Sơn

21/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

Trường hợp phần tử “yếu” trong hệ thống là máy cắt, dao cách ly hay áptômát, biện
pháp nâng cao năng lực thông qua các phần tử này là chọn các thiết bị có dòng cho
phép cao hơn...
II.2.3.2. Tăng mức độ dự phòng về cấu trúc
Để tăng cường độ tin cậy cung cấp điện, chẳng hạn theo chỉ tiêu giảm xác suất hỏng
hóc của hệ thống để tạo ra độ dôi dư về cấu trúc. Hệ thống có thêm các phần tử gọi là
hệ thống có dự phòng.
* Theo phương pháp nối dây các phần tử dự phòng, người ta phân chia ra dự phòng
cố định và dự phòng thay thế.
- Dự phòng cố định: Các phần tử dự phòng được nối song song cố định với các phần
tử làm việc trong suốt thời gian công tác của hệ thống. Tất cả các phần tử được nối cố
định, trong quá trình hỏng hóc không xảy ra đổi nối trong hệ thống và phần tử bị hỏng
hóc xem như là được tự động ngắt ra khỏi hệ thống. Nhược điểm của phương pháp dự
phòng này là các phần tử dự phòng sẽ bị hao mòn vì cũng phải chịu tác động của tải
cho dù có thể ít hơn trong suốt quá trình làm việc.
- Dự phòng thay thế: Khi xảy ra hư hỏng, phần tử làm việc bị hỏng sẽ được cắt ra và
thay vào bằng phần tử dự phòng. Thao tác này có thể tự động hoặc bằng tay. Trước khi
được đưa vào làm việc, các phần tử dự phòng có thể ở trạng thái mang tải nhẹ hoặc
không mang tải để bảo toàn năng lực của các phần tử dự phòng và nâng cao độ tin cậy
chung của hệ thống.
Ngoài ra để thay thế bất kỳ một phần tử công tác cùng loại này, có thể sử dụng một
hoặc một số phần tử dự phòng. Dự phòng bằng phương pháp thay thế đòi hỏi một số

thiết bị để kiểm tra trạng thái của các phần tử, để cắt các phần tử bị hỏng ra khỏi hệ
thống và đưa các phần tử dự phòng vào làm việc. Nhóm thiết bị này được gọi chung là
thiết bị đổi nối. Các thiết bị đổi nối cũng có khả năng bị hỏng hóc do đó khi tính toán
độ tin cậy của hệ thống cần xét đến những hỏng hóc của thiết bị đổi nối.
* Theo chế độ làm việc của các phần tử dự phòng trước khi đưa vào thay thế cho
các phần tử chính người ta chia ra làm ba loại chế độ dự phòng:
- Dự phòng mang tải: Phần tử dự phòng làm việc trong cùng một chế độ với phần tử
chính không phụ thuộc vào thời điểm đưa phần tử dự phòng vào làm việc.

HV: Trần Xuân Sơn

22/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

- Dự phòng mang tải nhẹ: Các phần tử dự phòng trước khi được đưa vào thay thế cho
phần tử chính có mang tải, nhưng tải này yếu hơn tải của các phần tử chính. Độ tin cậy
của các phần tử dự phòng ở trạng thái mang tải nhẹ này có độ tin cậy cao hơn độ tin
cậy của phần tử chính.
- Dự phòng không mang tải: Các phần tử dự phòng được tách ra khỏi hệ thống cho
đến khi được đưa vào thay thế cho phần tử chính.
* Nhận xét: Có thể nhận thấy rằng khi dự phòng cố định các dự phòng đều mang tải,
còn dự phòng bằng phương pháp thay thế thì các phần tử dự phòng có thể ở một trong
ba trạng thái mang tải đã xét trên đây.
Để tăng độ tin cậy của hệ thống có thể tổ chức dự phòng chung cho toàn hệ thống
hoặc dự phòng riêng cho từng phần tử trong hệ thống. Độ tin cậy của hệ thống có dự
phòng phụ thuộc vào số phần tử dự phòng m đối với một phần tử công tác. Số m gọi là
bội số dự phòng.
II.2.3.3. Sử dụng các thiết bị tự động trong lƣới điện

Để nâng cao độ tin cậy, đảm bảo cung cấp điện liên tục và an toàn người ta sử dụng
một số thiết bị tự động như: tự động đóng lại; tự động đóng dự trữ; tự động giảm tải
theo tần số; tự động điều chỉnh điện áp...
Việc quyết định sử dụng các thiết bị tự động cần phải xem xét mọi khía cạnh của hệ
thống và phải phối hợp với nhiều mặt như chọn sơ đồ nối dây, chọn thiết bị, hình thức
bảo vệ, trình độ vận hành và khai thác các thiết bị tự động...
- Sử dụng các thiết bị phân đoạn cách ly sự cố: Khi một phần tử bị sự cố, các thiết bị
đóng cắt gần nhất sẽ tác động, cách ly phần tử sự cố, thực hiện các thao tác đổi nối, các
phần tử còn lại không bị hỏng hóc có thể tiếp tục làm việc.
- Tự động đóng lại: Thực chất của tự động đóng lại là khi một phần tử của hệ thống
cung cấp điện bị tự động ngắt ra, sau một thời gian xác định được đóng trở lại vào điện
áp (nếu như không bị cấm đóng trở lại) và nếu như nguyên nhân làm cho phần tử bị cắt
ra không còn nữa thì phần tử có thể tiếp tục làm việc.
- Tự động đóng dự phòng: Một trong những biện pháp để nâng bao độ tin cậy cung
cấp điện là đặt các phần tử dự phòng trong hệ thống điện. Để đưa phần tử dự phòng
vào làm việc nhanh chóng và an toàn thường đặt các thiết bị đóng dự phòng. Trong

HV: Trần Xuân Sơn

23/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

trường hợp này khi nguồn làm việc bị cắt ra các thiết bị tự động đóng dự phòng sẽ
đóng nguồn cung cấp dự phòng.
- Tự động giảm tải theo tần số: Khi hệ thống bị quá tải tần số dòng điện sẽ bị giảm
xuống. Tần số giảm nghiêm trọng có thể dẫn đến khả năng làm tan rã hệ thống. Tự
giảm tải theo tần số nhằm cắt một phần hộ tiêu thụ khi tần số trong hệ thống giảm với
mục đích bớt phụ tải và khôi phục lại tần số danh định.

- Tự động điều chỉnh điện áp: Điện áp là một trong hai chỉ tiêu cơ bản nhất của chất
lượng điện năng. Nếu đặt điện áp vào phụ tải không hoàn toàn đúng với điện áp định
mức của phụ tải yêu cầu thì ít hay nhiều tình trạng làm việc của thiết bị sẽ trở lên
không tốt, làm giảm tuổi thọ, tăng xác suất hỏng thiết bị, vì vậy tự động điều chỉnh
điện áp là một biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.
II.2.4. Biện pháp thực hiện nâng cao độ tin cậy trong phạm vi luận văn
Trong phạm vi luận văn, biện pháp thay đổi kết cấu lưới và sử dụng các thiết bị
phân đoạn như máy cắt, tủ thao tác trung thế, dao cách ly được xem xét nghiên cứu để
nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối. Đối với lưới điện phân phối hiện tại, các
thiết bị đóng cắt được sử dụng phổ biến với mục đích cách ly sự cố, đảm bảo công tác
vận hành, duy tu, bảo dưỡng, thay thế thiết bị, việc bố trí thiết bị đóng cắt nhằm mục
đích nâng cao độ tin cậy, giảm tổn thất điện năng do ngừng điện sự cố hoặc ngừng điện
công tác chưa đươc chú ý xem xét.

HV: Trần Xuân Sơn

24/79


Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện khu vực TP Nam Định - tỉnh Nam Định

Chƣơng III
BÀI TOÁN ĐỘ TIN CẬY VÀ PHƢƠNG PHÁP TÍNH
ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
III.1. Bài toán độ tin cậy
III.1.1. Bài toán độ tin cậy của hệ thống điện
Bài toán độ tin cậy của hệ thống điện thường được phân chia thành các bài toán nhỏ
theo cấu trúc độ tin cậy như sau:

Hình 3.1. Cấu trúc độ tin cậy

- Theo cấu trúc, bài toán về độ tin cậy của hệ thống điện được chia làm bốn loại:
+ Bài toán về độ tin cậy của hệ thống phát, chỉ xét riêng các nguồn điện.
+ Bài toán về độ tin cậy của hệ thống điện, xét cả nguồn điện đến các nút tải hệ
thống do lưới hệ thống cung cấp điện.
+ Bài toán về độ tin cậy của lưới truyền tải và phân phối.
+ Bài toán về độ tin cậy của phụ tải.
- Theo mục đích, bài toán độ tin cậy được chia làm:
+ Bài toán quy hoạch, phục vụ quy hoạch phát triển hệ thống điện.
+ Bài toán vận hành, phục vụ vận hành hệ thống điện.
- Theo nội dung bài toàn, độ tin cậy được chia thành:
+ Bài toán giải tích, nhằm mục đích tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy của hệ thống
có cấu trúc cho trước.
+ Bài toán tổng hợp, nhằm xác định trực tiếp thông số của một phần tử nào đó
trên cơ sở cho trước yêu cầu độ tin cậy và các thông số của các phần tử còn lại.
HV: Trần Xuân Sơn

25/79