ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

CAO DIỄM THANH

NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY VÀ HIỆU QUẢ VẬN HÀNH BẰNG
CÁC GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 35kV
TỈNH BẮC KẠN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN


THÁI NGUYÊN, 04/2019


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

CAO DIỄM THANH

NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY VÀ HIỆU QUẢ VẬN HÀNH
BẰNG CÁC GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG
TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 35kV TỈNH BẮC KẠN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Mã ngành: 8520201
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. TRƯƠNG TUẤN ANH

Thái nguyên, năm 2019


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan, đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện
trên cơ sở nghiên cứu về lý thuyết và tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo
khác nhau: Sách, báo, tạp chí chuyên ngành, internet, thư viện các trường, cơ quan...
Qua số liệu thu thập thực tế, tổng hợp lại, không sao chép bất kỳ luận văn nào
trước đó và dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Trương Tuấn Anh - Giảng viên
trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên.
Dữ liệu nghiên cứu được thu thập thực tế tại Công ty Điện lực Bắc Kạn. Các
số liệu và kết quả tính tốn trong luận văn là trung thực; các đánh giá, kiến nghị đưa
ra xuất phát từ thực tiễn, kinh nghiệm và chưa từng được công bố trong bất kỳ một
cơng trình nào khác.
Tác giả luận văn

Cao Diễm Thanh


ii

LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian học tập, nghiên cứu chương trình cao học kỹ thuật điện
của trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, đã giúp tác giả nhận thức sâu sắc

về cách thức nghiên cứu, phương pháp tiếp cận các đối tượng nghiên cứu và
lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp cao học; đồng thời góp phần nâng cao kiến
thức chuyên môn vững vàng, nâng cao năng lực thực hành, khả năng thích
ứng cao trước sự phát triển của khoa học, kĩ thuật và kinh tế; có khả năng phát
hiện, giải quyết độc lập những vấn đề thuộc chuyên ngành được đào tạo và
phục vụ cho công tác được tốt hơn. Việc thực hiện nhiều bài tập nhóm trong
thời gian học đã giúp tác giả sớm tiếp cận được cách làm, phương pháp
nghiên cứu, tạo tiền đề cho việc độc lập trong nghiên cứu và hoàn thành luận
văn tốt nghiệp này.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
TS. Trương Tuấn Anh đã giúp đỡ, hướng dẫn hết sức chu đáo, nhiệt
tình trong quá trình thực hiện để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này;
Các CBNV trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận
lợi cho tác giả trong quá trình tiến hành thực nghiệm đề tài và bảo vệ luận văn
thạc sĩ;
Các đồng chí lãnh đạo và tập thể cán bộ công nhân viên của Công ty
Điện lực Bắc Kạn đã giúp đỡ tác giả thực hiện việc nghiên cứu, thu thập các
số liệu để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này; các đồng nghiệp là những
người đã hoàn thành chương trình cao học, đã dành thời gian đọc, đóng góp,
chỉnh sửa cho luận văn thạc sĩ này hồn thiện tốt hơn;
Gia đình, bạn bè của tác giả đã giúp đỡ, tạo điều kiện về thời gian, động
viên tác giả trong q trình thực hiện và hồn thành luận văn này;
Tác giả mong muốn tiếp tục nhận được sự chia sẻ, hỗ trợ và tạo điều
kiện của Hội đồng Chấm luận văn thạc sĩ, các bạn bè, đồng nghiệp, gia đình
và người thân để bản luận văn này hồn thiện hơn.
Xin trân trọng cảm ơn.


iii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................i
MỤC LỤC................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT................................................vii
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ.......................................................................ix
MỞ ĐẦU.................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN VÀ LƯỚI ĐIỆN 35 KV
ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ BẮC KẠN..........................................................................7
1. 1. Mơ hình Điều độ tại Cơng ty Điện lực Bắc Kạn......................................................7
1.1.1. Sơ đồ tổ chức Điều độ chung..........................................................................7
1.1.2. Mơ hình phịng Điều độ Cơng ty Điện lực Bắc Kạn...........................................7
1.1.3. Phân cấp quyền điều khiển, quyền kiểm tra của các cấp điều độ..........................8
1.1.4. Mơ hình quản lý Đội quản lý vận hành lưới điện cao thế Bắc Kạn.......................9
1.1.5. Mơ hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn.................................................10
1.1.6. Mơ hình quản lý các Điện lực cịn lại.............................................................10
1.2. Lưới điện tỉnh Bắc Kạn......................................................................................11
1.2.1 Nguồn điện.................................................................................................11
1.2.2. Lưới điện...................................................................................................11
2.3. Lưới điện 35kV thành phố Bắc Kạn.....................................................................13
2.3.1. Xuất tuyết đường dây ĐDK 372....................................................................13
2.3.2. Xuất tuyết đường dây ĐDK 373....................................................................15
2.3.3. Xuất tuyết đường dây ĐDK 374....................................................................17
Chương 2. CẤU TRÚC LƯỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP VÀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP
ĐIỆN........................................................................................................................ 19
2.1. CẤU TRÚC LƯỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP......................................................19
2.1.1. Phương án nối dây trong lưới điện phân phối..................................................19
2.1.2. Sơ đồ lưới điện phân phối trung áp trên không................................................20
2.2.3. Sơ đồ lưới điện phân phối cáp trung áp.......................................................21
2.2.4. Sơ đồ hệ thống phân phối điện..................................................................24

2.2. ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN.......................................................................25
2.2.1. Khái niệm chung về độ tin cậy......................................................................25
2.2.2. Độ tin cậy của hệ thống...............................................................................26
2.2.3. Độ tin cậy của phần tử.................................................................................33
2.2.4. Chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của lưới phân phối...............................................45
Chương 3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN CHỈ SỐ ĐỘ TIN CẬY
CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THEO SƠ ĐỒ..........................................................54


iv
3.1. Khái niệm chung...............................................................................................54
3.2. Sơ đồ lưới điện hình tia khơng phân đoạn.............................................................55
3.3. Sơ đồ lưới điện hình tia có phân đoạn..................................................................57
3.3.1. Sơ đồ lưới điện hình tia có phân đoạn rẽ nhánh được bảo vệ bằng cầu chì...........57
3.3.2. Lưới điện hình tia phân đoạn bằng các dao cách ly và rẽ nhánh có bảo vệ bằng cầu
chì..................................................................................................................... 58
3.3.3. Lưới điện hình tia phân đoạn bằng các máy cắt và rẽ nhánh có bảo vệ bằng cầu chì

......................................................................................................................... 59
3.4. Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở..........................................................................60
3.5. Các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối.................64
3.5.1. Sử dụng các thiết bị điện có độ tin cậy cao.....................................................64
3.5.2. Sử dụng các thiết bị tự động, các thiết bị điều khiển từ xa.................................64
3.5.3. Sử dụng linh hoạt các sơ đồ đi dây, kết dây.....................................................65
3.5.4. Tổ chức và sửa chữa nhanh sự cố..................................................................65
3.6. Nâng cao hiệu quả vận hành bằng các giải pháp tự động hóa trên lưới điện trung thế..66
3.6.1. Thiết bị chỉ thị phân đoạn sự cố (FPIs)...........................................................66
3.6.2. Thiết bị tự động đóng lặp lại (Automatic Recloser - AR)..................................68
3.6.3. Chức năng tự động khép mạch vòng (Loop Automation- LA)...........................70
3.6.4. Recloser và thiết bị tự động phân đoạn sự cố (Sectionalisers Automation - SA)...71

Chương 4. TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 35KV THÀNH PHỐ
BẮC KẠN................................................................................................................73
4.1. Giới thiệu về phần mềm PSS/ADEPT..................................................................73
4.1.1. Cài đặt đặt các thông số cơ bản của lưới điện..................................................74
4.1.2. Lập sơ đồ và nhập các thông số của các phần tử trên sơ đồ...............................75
4.2. Thiết kế sơ đồ tính tốn trên phần mềm PSS/ADEPT.............................................76
4.2.1. Thơng số đường dây....................................................................................76
4.2.2. Thơng số máy biến áp..................................................................................77
4.2.3. Thông số nút tải..........................................................................................77
4.2.4. Giao diện cài đặt thơng số bài tốn tính tốn độ tin cậy....................................78
4.3. Tính tốn độ tin cậy của lưới điện 35kV thành phố Bắc Kạn...................................78
4.3.1. Tính tốn các chỉ số độ tin cậy phương án 1....................................................80
4.3.2. Tính tốn các chỉ số độ tin cậy phương án 2....................................................80
4.3.3. Tính tốn các chỉ số độ tin cậy phương án 3....................................................81
4.3.4. Tổng hợp kết quả tính tốn các chỉ số độ tin cậy..............................................81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................85
PHỤ LỤC................................................................................................................. 86


v


vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
LĐPP

Lưới điện phân phối


CLĐA

Chất lượng điện áp

CCĐ

Cung cấp điện

CSPK

Công suất phản kháng

CSTD

Công suất tác dụng

TTĐN

Tổn thất điện năng

MBA

Máy biến áp

TBA

Trạm biến áp

ĐDK


Đường dây trên không

TVH

Trực vận hành

QLVH

Quản lý vận hành

PSS/ADEPT

Power System Simulator/Advanced Distribution
Engineering Productivity Tool

DRA Analysis

Tính tốn độ tin cậy lưới điện

SAIFI

Tần suất ngừng cung cấp điện trung bình hệ
thống (System Average Interruption Frequency
Index)

SAIDI

Thời gian ngừng cung cấp điện trung bình của
hệ thống (System Average Interruption Duration
Index)


CAIFI

Tần suất mất điện trung bình của khách hàng
(Customer Average Interruption Frequency
Index)

CAIDI

Thời gian mất điện trung bình của khách hàng
(Customer Average Interruption Duration
Index)

MAIFI

Tần suất trung bình của mất điện thoáng qua
của hệ thống (Momentary Average Interruption
Frequency index)


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 372...........................................13
Bảng 1.2. Đường dây 35kV xuất tuyến ĐDK 372.........................................................14
Bảng 1.3. Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 373...........................................15
Bảng 1.4. Đường dây 35kV xuất tuyến ĐDK 373.........................................................16
Bảng 1.5. Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 374...........................................17
Bảng 1.6. Đường dây 35kV xuất tuyến ĐDK 374.........................................................18
Bảng 3.1. Thông số của hệ thống.................................................................................56

Bảng 3.2. Số liệu về khách hàng và tải trung bình ở các nút phụ tải................................56
Bảng 3.3. Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của lưới điện hình tia khơng phân đoạn rẽ
nhánh khơng được bảo vệ bằng cầu chì........................................................................56
Bảng 3.4. Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của lưới điện hình tia khơng phân đoạn rẽ
nhánh được bảo vệ bằng cầu chì..................................................................................57
Bảng 3.5. Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của lưới điện hình tia phân đoạn bằng dao
cách ly và rẽ nhánh được bảo vệ bằng cầu chì..............................................................59
Bảng 3.6. Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của lưới điện hình tia phân đoạn bằng máy
cắt và rẽ nhánh được bảo vệ bằng cầu chì....................................................................60
Bảng 3.7. Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của lưới điện kín vận hành hở................61
Bảng 3.8. Các chỉ tiêu độ tin cậy tại các nút tải của hệ thống Hình 2.5 trong trường hợp hạn
chế cơng suất chuyển tải.............................................................................................62
Bảng 3.9. Tổng hợp các chỉ tiêu độ tin cậy của các hệ thống từ hình 3.1 đến hình 3.5......63
Bảng 4.1. Số liệu tính tốn độ tin cậy cung cấp điện.....................................................79
Bảng 4.2. Vị trí lắp đặt các thiết bị lộ 372 - E26.1.........................................................79
Bảng 4.3. Vị trí lắp đặt các thiết bị lộ 373 - E26.1.........................................................79
Bảng 4.4. Vị trí lắp đặt các thiết bị lộ 374 - E26.1.........................................................80
Bảng 4.5. Tổng hợp kết quả tính tốn các chỉ số độ tin cậy phương án 1.........................80
Bảng 4.6. Tổng hợp kết quả tính tốn các chỉ số độ tin cậy phương án 2.........................80
Bảng 4.7. Tổng hợp kết quả tính tốn các chỉ số độ tin cậy phương án 3.........................81
Bảng 4.8. Tổng hợp kết quả tính tốn các chỉ số độ tin cậy lộ 372 - E26.1......................81
Bảng 4.9. Tổng hợp kết quả tính toán các chỉ số độ tin cậy lộ 373 - E26.1......................81
Bảng 4.10. Tổng hợp kết quả tính tốn các chỉ số độ tin cậy lộ 374 - E26.1....................82


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức điều độ chung..........................................................................7
Hình 1.2. Mơ hình phịng điều độ cơng ty điện lực Bắc Kạn............................................7

Hình 1.3. Mơ hình quản lý Đội quản lý vận hành lưới điện cao thế Bắc Kạn.....................9
Hình 1.4. Mơ hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn................................................10
Hình 1.5. Mơ hình quản lý các Điện lực cịn lại............................................................10
Hình 2.1. Sơ đồ lưới phân phối trên khơng hình tia khơng phân đoạn.............................20
Hình 2.2. Sơ đồ lưới phân phối cáp mạch vịng kín.......................................................22
Hình 2.3. Cung cấp điện bằng hai đường dây song song................................................22
Hình 2.4. Mạch liên nguồn.........................................................................................23
Hình 2.5. Cung cấp điện thơng qua trạm cắt.................................................................23
Hình 2.6. Sơ đồ sử dụng đường dây dự phịng chung....................................................23
Hình 2.7. Sơ đồ hệ thống phân phối điện.....................................................................24
Hình 2.8. Trạng thái hỏng hóc của hệ thống điện..........................................................28
Hình 2.9. Cấu trúc độ tin cậy của hệ thống điện............................................................31
Hình 2.10. Đường quan hệ R(t) theo thời gian..............................................................34
Hình 2.11. Quan hệ (t)..............................................................................................37
Hình 2.12. (t) khi xét đến bảo dưỡng định kỳ.............................................................38
Hình 2.13. Mơ tả trạng thái của phần tử.......................................................................40
Hình 2.14. Graph trạng thái........................................................................................42
Hình 2.15. Sửa chữa sự cố thực tế và bảo dưỡng định kỳ...............................................44
Hình 2.16. Sơ đồ tự động đóng nguồn dự phịng...........................................................47
Hình 3.1. Sơ đồ lưới điện hình tia khơng phân đoạn......................................................55
Hình 3.2. Sơ đồ lưới điện hình tia có phân đoạn rẽ nhánh được bảo vệ bằng cầu chì........57
Hình 3.3. Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn bằng dao cách ly và rẽ nhánh được bảo vệ
bằng cầu chì..............................................................................................................58
Hình 3.4. Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn bằng máy cắt và rẽ nhánh được bảo vệ bằng
cầu chì...................................................................................................................... 59
Hình 3.5. Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở...................................................................61
Hình 3.6. Nguyên tắc phân đoạn sự cố dựa trên thiết bị FPIs.........................................67
Hình 3.7. Giải pháp giám sát xa các thiết bị FPIs..........................................................68
Hình 3.8. Thiết bị tự động đóng lặp lại (Automatic Recloser)........................................68
Hình 3.9. Sơ đồ mơ tả chức năng tự động khép mạch vịng của các AR..........................70

Hình 3.10. Sơ đồ minh họa phương thức phối hợp giữa recloser và các thiết bị SA.........71


ix
Hình 4.1. Giao diện phần mềm PSS/ADEPT 5.0...........................................................74
Hình 4.2. Thẻ thiết lập thơng lưới điện.........................................................................75
Hình 4.3. Thanh cơng cụ Diagram...............................................................................75
Hình 4.4. Thư viện thiết lập thơng số đường dây..........................................................76
Hình 4.5. Thẻ thiết lập thơng số đường dây..................................................................76
Hình 4.6. Thẻ thiết lập thơng số máy biến áp................................................................77
Hình 4.7. Thiết lập thơng số phụ tải.............................................................................77
Hình 4.8. Thiết lập số khách hàng tính độ tin cậy đường dây.........................................77
Hình 4.9. Thiết lập thơng số tính tốn độ tin cậy...........................................................78
Hình 4.10. Xuất kết quả tính toán độ tin cậy.................................................................78


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Phân phối điện là khâu cuối cùng của hệ thống điện đưa điện năng trực tiếp
đến các hộ tiêu thụ điện. Trong quá trình sản xuất, truyền tải và phân phối điện
thường xảy các sự cố lưới điện đặc biệt là sự cố ngắn mạch.
Nhiệm vụ kỹ thuật và mục tiêu nói chung đặt ra cho các Công ty Điện
lực/Tổng Công ty Điện lực trực thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) là phải
đưa ra các giải pháp tối ưu nhằm quản lý vận hành ổn định hệ thống điện… Trong
đó, việc ứng dựng các giải pháp tự động sẽ mang lại hiệu quả vận hành an toàn,
nâng cao tin cậy cho lưới điện, đảm bảo cấp điện liên tục, ổn định.
Trải qua các giai đoạn xây dựng và phát triển, hiện nay lưới điện phân phối
tỉnh Bắc Kạn đang khai thác có hai cấp điện áp là 22kV cho khu vực thành phố Bắc

Kạn, cấp điện áp 35kV cấp điện cho khu vực vùng ven thành phố Bắc Kạn và các
huyện trên địa bàn Tỉnh.
Với đặc điểm lưới điện phân phối trung áp phân bố rộng trong không gian,
nhiều cấp điện áp, chiều dài đường dây lớn, nhiều rẽ nhánh và nhiều chủng loại dây
dẫn khác nhau. Trong những năm qua, khối lượng đường dây và trạm biến áp phân
phối cấp điện của Công ty Điện lực Bắc Kạn đưa vào vận hành khai thác ngày càng
lớn, cụ thể như sau:
TT

Nội dung

Khối lượng

1

Đường dây cao thế 110kV

134,79 km

2

Đường dây trung thế 22÷35kV

1.762,5 km

3

Đường dây hạ thế

2.027,1 km


4

Trạm biến áp 110kV

02 TBA dung lượng 75 MVA

5

TBA phân phối

1.055 trạm với tổng dung lượng: 166.232,5
kVA

6

Trạm cắt 35kV

59 máy cắt Recloser

7

Trạm cắt 22kV

04 trạm cắt Schneider

8

Tụ bù trung thế


21 bộ với tổng dung lượng 12.600 kVAr

9

Tụ bù hạ thế

338 bộ với tổng dung lượng 14.410 kVAr

10

Tủ RMU 24kV

51 tủ

11

Thiết bị chỉ báo sự cố

12 bộ


2

12

MBA tự ngẫu giữ ổn định điện áp
35kV

02 máy dung lượng 12,5 MVA


13

Cơng tơ

92.528 chiếc

Trong đó:
- Lộ đường dây 371 trạm E26.1 có chiều dài 716,94km, sử dụng dây dẫn
AC120; AC95; AC70 và AC50 cấp điện cho phụ tải huyện Pác Nặm, huyện Ngân
Sơn, phần lớn phụ tải các xã của huyện Ba Bể, một số xã của huyện Bạch Thơng
(các xã Ngun Phúc, Cẩm Giàng, Sỹ Bình, Vũ Muộn, Cao Sơn, Phương Linh, Tú
Trĩ, Vi Hương và Thị trấn Phủ Thông) và một phần thành phố Bắc Kạn. Lộ liên kết
cấp điện với lộ 371 trạm 110 kV Chợ Đồn, liên hệ mạch vòng với lộ 373, 376 trạm
110 kV Bắc Kạn.
- Lộ đường dây 372 trạm E26.1 có chiều dài 52,54km, sử dụng dây dẫn
AC120 cấp điện cho một phần phụ tải thành phố Bắc Kạn và huyện Bạch Thông,
liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110 kV Chợ Đồn.
- Lộ đường dây 373 trạm E26.1 có chiều dài 485,38km, sử dụng dây dẫn
AC120; AC95; AC70 và AC50 cấp điện cho phụ tải huyện Chợ Mới và huyện Na Rì
và một phần phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn. Lộ liên kết cấp điện với lộ 371,
374 trạm 110 kV Bắc Kạn.
- Lộ đường dây 374 trạm E26.1 có chiều dài 49,28km, sử dụng dây dẫn
AC120; AC70 và AC50 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn và huyện
Chợ Mới.
- Lộ đường dây 376 và 378 trạm E26.1 chiều dài 12,3km, sử dụng dây dẫn
AC120 cấp điện cho phụ tải huyện Bạch Thông.
- Các lộ đường dây 371, 373, 375, 377, 379 trạm E26.2 có chiều dài
341,71km, sử dụng dây dẫn AC120; AC95; AC70 và AC50 cấp điện cho phụ tải
huyện chợ Đồn. Với lộ 371 liên kết mạch vòng với lộ 371 Trạm E26.1, lộ 373 liên
kết mạch vòng với lộ 372 Trạm 110kV Bắc Kạn

- Các lộ đường dây 471, 472, 474 Trạm E26.1 có chiều dài 55,78km sử dụng
dây dẫn AC 70, AC 120 và M120, M240 cấp điện cho khu vực thành phố Bắc Kạn.


3

Cùng với khối lượng quản lý vận hành đường dây và trạm biến áp ngày càng
lớn, việc hư hỏng, sự cố xảy ra trên lưới điện của Công ty Điện lực Bắc Kạn nhìn
chung tăng so với năm trước, đặc biệt trên lưới điện trung thế.
Thống kê sự cố đường dây cao thế và TBA lũy kế đến hết năm 2018 như sau:
Lũy kế 2018
Số
TT

Nội dung

Suất
sự cố

Suất sự
cố 2017

% tăng, giảm
so với cùng kỳ

I

Đường dây và TBA 110kV

3


3

0,0

1

Sự cố thoáng qua (vụ)

2

2

0,0

2

Sự cố vĩnh cửu (vụ)

1

1

0,0

II

Đường dây và TBA 22-35KV

1


Sự cố thoáng qua (vụ)

126,0

126,0

0,0

2

Sự cố vĩnh cửu (vụ)

109,0

81,0

34,57

Tổng vụ sự cố

235,0

207,0

13,53

Có nhiều ngun nhân dẫn đến tình trạng này:
- Ngun nhân khách quan như tình hình thời tiết diễn biến xấu bất thường
cùng với địa hình đồi núi phức tạp trên địa bàn tỉnh. Cụ thể là do mưa, sét gây ra

đứt dây dẫn, cây đổ vào đường dây. Các sự cố chủ yếu xảy ra ở lưới 35 kV do lưới
điện tỉnh Bắc Kạn chủ yếu là cấp 35 kV, đi qua địa hình đồi núi phức tạp, chiều dài
đường trục lớn.
- Các nguyên nhân chủ quan liên quan do thiếu kinh phí đầu tư đổi mới thiết bị
và đặc biệt là do công tác vận hành.
Bất cứ sự hư hỏng nào trên lưới điện phân phối trung áp, gây gián đoạn việc
cung cấp điện đều ảnh hưởng trực tiếp đến các phụ tải, giảm độ tin cậy cung cấp
điện cho khách hàng. Tổng hợp kết quả thực hiện chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện
năm 2018 của Công ty Điện lực Bắc Kạn như sau:


0,120

0,090

-0,030

Thực hiện

So sánh TH/KH

MAIFI

KH NPC giao

Cả năm 2018

-1,410

91,660


93,070

SAIDI

-0,210

1,260

1,470

SAIFI

Mất điện do sự cố lưới điện phân
phối

0,000

0,000

0,000

MAIFI

-1,640

406,600

408,240


SAIDI

-0,190

1,950

2,140

SAIFI

-0,110

0,330

0,440

MAIFI

-39,080

676,620

715,700

SAIDI

-1,830

4,580


6,410

SAIFI

Mất điện do công tác sửa chữa có Tổng hợp các trường hợp mất điện
kế hoạch lưới điện phân phối
(04 trường hợp)

4


5

Do vậy cần khắc phục các nhược điểm trong công tác vận hành, nhằm đảm
bảo cấp điện an toàn, ổn định, liên tục. Ngoài việc khảo sát các chế độ lưới điện, sự
thay đổi phụ tải… để làm cơ sở nghiên cứu tính tốn lựa chọn các thơng số cài đặt
phù hợp cho thiết bị trên lưới điện, có biện pháp nâng cao chất lượng công tác quản
lý vận hành thì việc áp dụng các giải pháp tự động hóa trên lưới điện phân phối
trung áp là một yêu cầu rất cần thiết.
Với các lý do trên, đề tài “Nâng cao độ tin cậy và hiệu quả vận hành bằng
các giải pháp tự động trên lưới phân phối 35kV tỉnh Bắc Kạn” là thiết thực, góp
phần vào nâng cao hiệu quả trong vận hành, chủ động hơn trong việc phân vùng sự
cố lưới điện, giảm thiểu thời gian và phạm vi mất điện do sự cố, nâng cao độ tin
cậy, chất lượng cung cấp điện và đề xuất các hướng đầu tư khai thác hiệu quả các
chức năng tự động hóa trên lưới điện phân phối trung áp tỉnh Bắc Kạn.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chung:
Mục tiêu của luận văn này là nghiên cứu một cách hệ thống cơ sở lý thuyết về
tính tốn các thơng số vận hành, độ tin cậy trong hệ thống điện, từ đó áp dụng một
số phương pháp tính tốn để xác định các giải pháp tự động nhằm nâng cao hiệu

quả vận hành lưới phân phối 35kV tỉnh Bắc Kạn. Áp dụng lý thuyết và sử dụng các
thiết bị tự động hóa giúp cho việc phát hiện nhanh sự cố, nhanh chóng khơi phục
cung cấp điện và hạn chế phạm vi mất điện của phụ tải, cấp điện ổn định liên tục
cho tỉnh Bắc Kạn.
Mục tiêu cụ thể:
- Mục tiêu cụ thể là nghiên cứu các phương pháp để tính tốn độ tin cậy của
lưới điện phân phối.
- Nghiên cứu các phương thức điều khiển xa thiết bị (remote control), các giải
pháp sử dụng thiết bị chỉ thị phân đoạn sự cố (FPIs - Fault Passage Indicators), phối
hợp hiệu quả với các thiết bị tự động đóng lặp lại (Automatic Reclosers – AR), bố
trí hợp lý các thiết bị tự động phân đoạn (Sectionalizer Automation).
- Nghiên cứu hiện trạng lưới điện phân phối 35kV gồm các lộ đường dây 372,
373 và 374 trạm biến áp 110kV E26.1 lưới điện thành phố Bắc Kạn.


6

- Ứng dụng các phần mềm PSS/ADEPT, ETAP mô phỏng lưới điện phân phối
tỉnh Bắc Kạn và tính tốn các số liệu phục vụ nghiên cứu của đề tài.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Lưới điện phân phối 35kV thành phố Bắc Kạn gồm các lộ đường dây 372,
373 và 374 trạm biến áp 110kV E26.1.
- Phần mềm PSS/ADEPT với chức năng tính tốn độ tin cậy.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết: Phân tích đánh giá và hệ thống hóa các cơng trình
nghiên cứu được công bố thuộc lĩnh vực liên quan: Bài báo, sách tham khảo, tài liệu
hướng dẫn…
- Nghiên cứu thực tiễn: Nghiên cứu thực tế thiết bị, các số liệu kỹ thuật cần
thiết của các lộ đường dây 35kV lưới điện thành phố Bắc Kạn.
5. Tên và bố cục của đề tài

Tên đề tài: " Nâng cao độ tin cậy và hiệu quả vận hành bằng các giải pháp tự
động trên lưới phân phối 35kV tỉnh Bắc Kạn "
Chương 1. Tổng quan về lưới điện tỉnh Bắc Kạn và lưới điện 35kV điện lực
thành phố Bắc Kạn.
Chương 2. Cấu trúcc lưới phân phối trung áp và độ tin cậy cung cấp điện.
Chương 3. Phương pháp phân tích và tính tốn chỉ số độ tin cậy của lưới điện
phân phối theo sơ đồ.
Chương 4. Tính tốn độ tin cậy lưới điện trung áp 35kV thành phố Bắc Kạn.


7

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN VÀ LƯỚI
ĐIỆN 35 KV ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ BẮC KẠN
1. 1. Mơ hình Điều đợ tại Cơng ty Điện lực Bắc Kạn
1.1.1. Sơ đồ tổ chức Điều độ chung
A0

A1

ĐIỀU ĐỘ TỈNH

TBA …

TBA 1

Đường dây,
thiết bị ….

Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức điều độ chung

1.1.2. Mơ hình phịng Điều đợ Cơng ty Điện lực Bắc Kạn
TRƯỞNG PHỊNG

Trực điều độ

Phó phịng, bộ phận phương
thức

Hình 1.2. Mơ hình phịng điều độ Cơng ty điện lực Bắc Kạn
- Chỉ huy điều độ lưới điện thuộc quyền điều khiển, nhân lực:
+ Trưởng phòng: 01 người.
+ Phó phịng: 01 người.
+ Kỹ sư phương thức: 01 người (viết phiếu và duyệt PTT, lập phương thức cắt
điện, tính toán chỉnh định rơ le bảo vệ lưới điện thuộc quyền điều khiển).


8

- Bộ phận trực điều độ: Đi ca theo chế độ 3 ca - 5 kíp, nhiệm vụ chỉ huy điều
độ lưới điện thuộc quyền điều khiển và theo dõi tính tốn các chỉ số độ tin cậy lưới
điện.
- Tổng số lao động hiện tại tại phịng Điều độ Cơng ty Điện lực Bắc Kạn: 11
người (01 trưởng phòng, 01 phó phịng, 08 điều độ viên, 01 học kèm cặp điều độ
viên).
- Công ty Điện lực Bắc Kạn trang bị các thiết bị Recloser với tổng số lượng 59
trạm, trong đó lộ đường dây 371 có 28 trạm với 02 loại là Cooper và Nulec. Trong
đó đại đa số các Recloser đã được kết nối từ xa bằng sóng 3G và đường truyền có
dây, các kết nối đến Phịng điều độ Cơng ty tuy nhiên tại phịng điều độ chưa có
phần mềm theo dõi online đồng thời thể hiện hết các MC, muốn khai thác và cài đặt
các thông số trên MC các điều độ viên phải thực hiện thao tác vào từng MC mới

làm được.
- Sau các sự cố việc xác định đúng nguyên nhân phân vùng sự cố cịn gặp
nhiều khó khăn do cơng tác cài đặt các thơng số bảo vệ trên Recloser cịn bất cập,
các Recloser cịn có các tác động bảo vệ đồng thời và vượt cấp.
1.1.3. Phân cấp quyền điều khiển, quyền kiểm tra của các cấp điều độ
- Tuân thủ theo quy định tại thông tư 40/TT – BCT do Bộ Công thương ban
hành ngày 05/11/2015 và tại công văn 342/EVN-ĐĐQG-KTSX của Tập đoàn Điện
lực Việt Nam.
- Phân cấp quyền điều khiển cụ thể như sau: Các thiết bị từ máy cắt tổng trung
áp và thiết bị đóng cắt đi kèm đến cấp 110kV thuộc quyền của A1; thiết bị bù, các
thiết bị đóng cắt phía hạ áp của các MBA 110kV cấp điện cho khu vực địa phương
thuộc quyền điều khiển của Điều độ lưới điện phân phối.
- Chỉ huy thao tác:
+ Cấp điều độ có quyền điều khiển (A1, Bx) viết phiếu, duyệt phiếu và chỉ
huy thực hiện thao tác khi phải phối hợp thao tác thiết bị tại nhiều trạm điện, nhà
máy điện hoặc trong trường hợp thao tác xa từ cấp điều độ có quyền điều khiển.
+ Đơn vị quản lý vận hành viết phiếu, duyệt phiếu và thực hiện thao tác trong
nội bộ phạm vi 01 trạm điện. Trước khi thực hiện phiếu thao tác phải được cấp điều
độ có quyền điều khiển cho phép.


9

+ Thực hiện thao tác: Điều độ viên chỉ huy thao tác trên thiết bị thuộc quyền
điều khiển tương ứng với trực ca vận hành các đơn vị QLVH.
- Giao nhận lưới điện:
+ Đối với các thao tác do A1 lập, phê duyệt và chỉ huy trực tiếp: Giao/nhận
thiết bị qua điều độ Bx, sau đó điều độ Bx giao/nhận với đội quản lý lưới điện cao
thế hoặc trực trạm 110kV hoặc TVH các Điện lực để bàn giao/tiếp nhận với đơn vị
công tác.

+ Đối với thao tác trong phạm vi nội bộ 01 trạm điện (110kV): Sau khi thao
tác xong và làm các biện pháp an toàn cần thiết, việc giao nhận thiết bị với đội công
tác do trực chính TBA thực hiện (có thơng báo cho cấp điều độ có quyền điều khiển
để nắm thơng tin).
+ Đối với các thao tác do B26 lập, phê duyệt và chỉ huy trực tiếp: Giao/nhận
thiết bị qua trực ban các đơn vị QLVH thiết bị như trực ca TBA 110kV, trực ban các
tổ trực vận hành các Điện lực… để bàn giao/tiếp nhận với đơn vị cơng tác.
1.1.4. Mơ hình quản lý Đội quản lý vận hành lưới điện cao thế Bắc Kạn
- Tổng số lao động: 28
ĐỘI TRƯỞNG
(01)

Kỹ
Kỹ
sư vận sư an
hành
tồn
(01)
(01)

NV
kinh tế
(01)

NV
Lái xe
(01)

PHĨ ĐỘI TRƯỞNG
(01)


Tổ
QLVH
ĐZ
110kV
(01TT
và 07
CN))

Trạm
110kV
Bắc Kạn E26.1
(01 TT
và 06 trực
HV)

Trạm
110kV
Chợ Đồn
- E26.2
(01 TT
và 06 trực
VH)

Hình 1.3. Mơ hình quản lý Đội quản lý vận hành lưới điện cao thế Bắc Kạn.


10

1.1.5. Mơ hình quản lý Điện lực thành phớ Bắc Kạn

- Tổng số lao động: 99 người.
GIÁM ĐỐC (01)
PHÓ GIÁM ĐỐC
PHỤ TRÁCH KT (01)

Phịn
g
Tổng
hợp

Phịn
g KHKT-AT

Phịn
g Kinh
doanh

PHĨ GIÁM ĐỐC
PHỤ TRÁCH KD (01)

Tổ trực
vận hành

Tổ kiểm
tra giám
sát mua
bán điện

03 đội sản xuất
Hình 1.4. Mơ hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn.

1.1.6. Mơ hình quản lý các Điện lực cịn lại
GIÁM ĐỐC
(01)
PHĨ GIÁM ĐỐC
PHỤ TRÁCH KT
(01)

Phịn
g KHKT-AT

Phịn
g kinh
doanh
tổng
hợp

Tổ trực
vận hành

01 đội sản xuất
Hình 1.5. Mơ hình quản lý các Điện lực còn lại.

Tổ kiểm
tra giám
sát mua
bán điện


11


1.2. Lưới điện tỉnh Bắc Kạn
1.2.1 Nguồn điện
Hiện tại, tỉnh Bắc kạn được cấp điện từ các nguồn:
- Nguồn điện 110kV cấp từ trạm biến áp 220kV Cao Bằng qua đường dây
171-E26.1 Bắc Kạn - 171 E16.2 Cao Bằng.
- Nguồn điện 110kV cấp từ trạm biến áp 220kV Phú Lương Thái Nguyên qua
đường dây 173E26.1 Bắc Kạn - 172E6.6 Phú lương.
- Nguồn điện 35kV cấp từ Thái Nguyên qua mạch vòng đường dây 373 Thái
Nguyên - Bắc Kạn (Điểm đo đếm 104 tại huyện Chợ Mới tỉnh Bắc Kạn)
- Nguồn điện 35kV cấp từ Lạng Sơn qua mạch vòng đường dây 373 Lạng Sơn
- Bắc Kạn (Điểm đo đếm mạch vịng Lạng Sơn - Bắc Kạn tại huyện Na Rì)
- Ngồi ra trên đại bàn tỉnh cịn có nhà máy thuỷ điện: Thuỷ điện Tà Làng,
Thuỷ điện Thượng Ân, Thuỷ điện Nặm Cắt các nhà máy phát lên lưới 35kV.
1.2.2. Lưới điện
1. Lưới điện 110kV
- Lộ đường dây 171-E26.1 Bắc Kạn - 171 E16.2 Cao Bằng - sử dụng dây dẫn
AC 185/29 có tổng chiều dài 34,7km.
- Lộ đường dây 172 E26.1 Bắc Kạn - 171E26.2 Chợ Đồn sử dụng dây dẫn AC
185/29 có tổng chiều dài 38,75km
- Lộ đường dây 173E26.1 Bắc Kạn - 172E6.6 Phú Lương - sử dụng dây dẫn
AC 185/29 có tổng chiều dài 61,233km
2. Lưới điện trung thế
a) TBA 110kV-E26.1 Bắc Kạn:
Trạm biến áp 110kV Bắc Kạn đặt tại Thành phố Bắc Kạn với công suất
2x25MVA -110/35/22kV với các xuất tuyến ngăn lộ đường dây:
- Lộ đường dây 371 cấp điện cho phụ tải toàn huyện Pác Nặm, huyện Ngân
Sơn, phần lớn phụ tải các xã của huyện Ba Bể và một số xã của huyện Bạch Thông .
Lộ liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110 kV Chợ Đồn, liên hệ mạch vòng với lộ
373, 376, 378 trạm 110 kV Bắc Kạn với tổng chiều dài đường dây 712,5 km gồm
484 TBA với tổng công suất đặt là 43.197kVA



12

- Lộ đường dây 372 cấp điện cho phụ tải một phần cho khu vực thành phố Bắc
Kạn và một phần cho huyện Bạch Thông. Lộ liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110
kV Chợ Đồn và liên kết với lưới điện thuỷ điện Nặm Cắt với tổng chiều dài đường
dây 50,8km gồm 27TBA với tổng công suất đặt là 2.680kVA.
- Lộ đường dây 373 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực thành
phố Bắc Kạn và cho tồn huyện Chợ Mới, huyện Na Rì với tổng chiều dài đường
dây 520km gồm 301TBA với tổng công suất đặt là 34.068kVA
- Lộ đường dây 374 cấp điện cho phụ tải một phần cho khu vực thành phố Bắc
Kạn và huyện Chợ Mới với tổng chiều dài đường dây 49,28km, với tổng công suất
đặt các TBA là 10.090 kVA
- Lộ đường dây 376 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực huyện
Bạch Thông với tổng chiều dài đường dây 8,8km.
- Lộ đường dây 378 cấp điện cho phụ tải một phần huyện Bạch Thông với
tổng chiều dài đường dây 4km với tổng công suất đặt là 250kVA
- Lộ đường dây 471 cấp điện cho khu vực thành phố Bắc Kạn với tổng chiều
dài đường dây 10,51km gồm 22TBA với tổng công suất đặt là 10.040kVA
- Lộ đường dây 472 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn với tổng
chiều dài đường dây 20,4km gồm 57TBA với tổng công suất đặt là 13.447kVA
- Lộ đường dây 474 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn với tổng
chiều dài đường dây 24,33km gồm 59TBA với tổng công suất đặt là 12.905kVA
b) TBA 110kV - E26.2 Chợ Đồn:
Trạm biến áp 110kV Chợ Đồn

đặt tại huyện Chợ Đồn với công suất

1x25MVA -110/35/22kV với các xuất tuyến ngăn lộ đường dây:

- Lộ đường dây 371 cấp điện cho phụ tải khu vực huyện Chợ Đồn với tổng
chiều dài đường dây 125km gồm 79TBA với tổng công suất đặt là 9.809kVA
- Lộ đường dây 373 cấp điện cho phụ tải khu vực Nam Cường, huyện Chợ
Đồn với tổng chiều dài đường dây 96,266km gồm 46TBA với tổng công suất đặt là
10.282kVA
- Lộ đường dây 375 cấp điện cho phụ tải khu vực Nghĩa Tá, huyện Chợ Đồn
với tổng chiều dài đường dây 57,266km gồm 42TBA với tổng công suất đặt là
19.267,5kVA


13

- Lộ đường dây 377 cấp điện cho phụ tải khu vực Bản Thi, huyện Chợ Đồn
với tổng chiều dài đường dây 41,734km gồm 17TBA với tổng công suất đặt là
1.451,5kVA
- Lộ đường dây 379 cấp điện cho phụ tải khu công nghiệp Bản Thi, huyện Chợ
Đồn với tổng chiều dài đường dây 30,491km gồm 6TBA với tổng công suất đặt là
3.031,5kVA.
2.3. Lưới điện 35kV thành phố Bắc Kạn
2.3.1. Xuất tuyết đường dây ĐDK 372
2.3.1.1. Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 372
Bảng 1.1. Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 372.
TT

TBA

Sđm
(kVA)

Tổ nối

dây

Uđm (kV)
Cao/hạ

UN %

P0

PN

(W)

(W)

i0 %

1 Nà Lừu

100 Y/Yo-0

35/0,4

4,84

270

1116

2,37


2 Nà Kha

100 Y/Yo-0

35/0,4

5,68

268

1294

0,42

3 Nà Thoi

100 Y/Yo-12

35/0,4

5,1

277

1348

0,53

4 Khuổi Cò


75

Y/Yo-0

35/0,4

5,79

268

1312

0,39

5 Tổng Ngay

75

Y/Yo-0

35/0,4

5,68

265

1300

0,40


6 Bản Pè

100 Y/Yo-0

35/0,4

6,09

310,3

1342

3,56

7 Dương Quang

100

Y/Yo-12

35/0,4

6

540

2100

3,5


8 Sông Cầu 4

75

Y/Yo-12

35/0,4

5,7

400

1500

3,5

9 Đôn Phong 1

75

Y/Yo-12

35/0,4

5,45

257

1270


0,59

10 Đôn Phong 2

50

Y/Yo-12

35/0,4

4,0

148

552

0,62

11 Đôn Phong 3

75

Y/Yo-12

35/0,4

5,7

400


1500

3,5

12 Quan Nưa

100

Y/Yo -12

35/0,4

5,6

346

1898

2,61

13 Bản Mún

50

Y/Yo-12

35/0,4

5,8


345

1255

3,0

14 Sông cầu 10

400

Y/Yo -12

35/0,4

4,37

350

15 Nà Pịt

50

Y/Yo-12

35/0,4

5,2

250


980

1,85

16 Đôn Phong 4

75

Y/Yo-12

35/0,4

5,59

250

980

1,85

17 Bản Giềng

50

Y/Yo-12

35/0,4

5,2


250

980

1,85

18 Nà Thoi 1

50

Y/Yo-12

35/0,4

5,2

250

980

1,85

19 Bản chịt

50

Y/Yo-12

35/0,4


5,2

250

980

1,85

20 Nà Lồm

50

Y/Yo-12

35/0,4

4,0

148

552

0,62

21 Khuổi Thốc

50

Y/Yo-12


35/0,4

5,2

250

980

1,85

1737,3 0,62