Hệ thống cung cấp điện - Chương 10: Độ tin cậy cung cấp điện

pair )
r = 1/ (10.2)
Xét trong một chu kỳ sự cố T
Giai đoạn
mới xuất
xưởng
Giai đoạn
ổn định
Giai đoạn
lão hoá
Thời gian
4T = m + r (10.3)
Xét một thiết bị đang ở trạng thái UP – trạng thái vận hành, thiết bị này sẽ có
thời gian vận hành m, và xác xuất để thiết bị này bị sự cố là λ. Sau thời gian m,
thiết bị chuyển sang trạng thái Down – trạng thái sữa chữa. Sau thời gian sữa
chữa r, thiết bị lại chuyển sang trạng thái UP, với xác xuất là 
Khả năng sẳn sàng làm việc của thiết bị
Hệ số sẵn sàng:
A = 

 (10.4)
Hệ số không sẵn sàng (FOR):
A = U = FOR = 

 (10.5)
Ví dụ :
Công ty phân phối có 7500 máy biến áp phân phối đang vận hành trong chu kỳ
10 năm, 140 máy biến áp bị hỏng vì nhiều lý do khác nhau. Một số lượng nhỏ
của chúng có thể được sửa chữa, nhưng hầu hết các số còn lại đều phải thay
bằng máy mới. Thời gian thay thế hoặc sửa chữa sẽ được ghi lại. Cộng tất cả
các thời gian sửa chữa của 140 máy sẽ cho thời gian tổng cộng là 7500 giờ.
Từ các số liệu này, sinh viên hãy xác định các chỉ số độ tin cậy của hệ thống,
giải thích ý nghĩa thực tế của các hệ số.
II. CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN ĐỘ TIN CẬY
1. SAIFI - Tần suất ngừng cung cấp điện trung bình hệ thống
System Average Interruption Frequency Index
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.
UP (in)
Down
(out)
m
1
r
1
Down
m1 r1 m2 r2 m3
T1 T2 T3
Hình 10. 4 Chu trình làm việc TB
5Toång soá khaùch haøng bò maát ñieän
Toång soá khaùch haøng coù ñieän
C i i
i i
N N
N N
   
i – cường độ sự cố tại nút i
Ni – số lượng khách hàng tại nút thứ i
2. SAIDI - Thời gian ngừng cung cấp điện trung bình của hệ thống
System Average Interruption Duration Index
Cho biết thời gian trung bình của mất điện duy trì.
C i i
i i
N .d u N
N N 
 
 Thôøi gian khaùch haøng bò maát ñieänToång soá khaùch haøng coù ñieän
ui – thời gian cắt điện hàng năm tại nút i
Ni – số lượng khách hàng tại nút thứ i
3. CAIFI -Tần suất mất điện trung bình của khách hàng
Customer Average Interruption Frequency Index
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 lờ đi số
lần mất điện.
C i i
c c
N N
N' N'
   Toång soá khaùch haøng bò maát ñieänToång soá khaùch haøng bò aûnh höôûng maát ñieän
4. CAIDI - Thời gian mất điện trung bình của khách hàng
Customer Average Interruption Duration Index
Thể hiện thời gian phục hồi của mất điện duy trì
C i i
a i i
N u N
N N  
 
 Toång thôøi gian khaùch haøng bò maát ñieänToång soá khaùch haøng bò maát ñieän
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.
5. ASAI - Khả năng sẳn sàng vận hành
Average Service Availability Index
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.
i i i
i
N .8760 u .N
N .8760
 
Soá giôø khaùch haøng yeâu caàu caáp ñieän coù theå ñöôïc
Soá giôø khaùch haøng yeâu caàu caáp ñieän
Có thể chứng minh và sử dụng công thức sau:
68760
8760 SADIASAI 
Ví dụ :
Cho số liệu của một hệ thống
Tổng số khách hàng : 28365
Số khách hàng mất điện một năm : 43603
Tổng thời gian mất điện : 3246153 (min)
Tính các chỉ số độ tin cậy
6. ASIFI - Tần số mất điện hệ thống trung bình
Average System Interruption frequency index
Chỉ số này chủ yếu tính toán độ tin cậy dựa trên công suất thay vìứ 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 như SAIFI, nó cho biết thông tin
về tần suất trung bình mất điện duy trì.
ASIFI  Soá kVA keát noái vaøo heä thoáng bò maátToång soá kVA noái vaøo heä thoáng ñöôïc caáp ñieän
7. ASIDI – Thời gian mất điện hệ thống trung bình
Average System Interruption Duration index
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.
ASIDI  Soá phuùt maát ñieänToång soá kVA noái vaøo heä thoáng ñöôïc caáp ñieän
8. ENS - Tổng điện năng không được cung cấp bởi hệ thống
Energy Not Supplied
ENS =  La(i).ui
La(i) – Công suất tải trung bình tại nút thứ i
ui – thời gian cắt điện hằng năm.
9. AENS - Điện năng trung bình không được cung cấp
Average Energy Not Supplied
a(i)i
i
L u
N

Toång ñieän naêng khoâng ñöôïc cung caápToång soá khaùch haøng ñöôïc caáp ñieän
10. MAIFI - tần suất trung bình của mất điện thoáng qua.
Momentary Average Interruption Frequency index
Chỉ số này tương tự như SAIFI, nhưng nó là tần suất trung bình của mất điện
thoáng qua.
7MAIFI  Soá khaùch haøng bò maát ñieän thoaùng quaToång soá khaùch haøng ñöôïc caáp ñieän
Ví dụ :
Cho số liệu của một hệ thống
Nút tải Số lượng khách
hàng Ni
CS tải trung bình Pi
(kW)
1
2
3
4
5
6
1000
800
600
800
500
300
5000
3600
2800
3400
2400
1800
Tổng
cộng
Bảng 10.1 Số liệu hệ thống
Số liệu sự cố toàn hệ thống
Trường hợp
mất điện
Nút tải bị ảnh
hưởng
Thời gian mất điện
d (hours)
1 23
3
3
2 6 2
3 3 1
4 56
1,5
1,5
Tổng cộng
Bảng 10.2 Số liệu sự cố hệ thống
Tính tất cả các chỉ số hệ thống
III. NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
1. Tìm và sữa chữa nhanh chóng sự cố:
 Sử dụng các thiết bị chỉ thị sự cố : đèn báo, dòng ngắn mạch, 
 Các thiết bị dò tìm sự cố cáp ngầm
 Các đội xử lý sự cố chuyên nghiệp
8Hình 10. 5 Recloser trên lưới
Hình 10. 5 Recloser Cooper
2. Sử dụng thi công hot line:
 Sử dụng hotline sữa chữa, bảo trì trên các đường dây cao thế, trung thế,
hạ thế
 Máy rửa sứ nóng sạch sứ cách điện một cách hiệu quả với nước áp suất
cao
 Máy lọc dầu nóng: có khả năng cải thiện chất lượng dầu máy biến thế
truyền tải mà không cần cắt điện.
3. Chỉ để mất điện trong trường hợp hợp sự cố lâu dài.
 Một phần lớn các sự cố là sự cố thoáng qua, có thể tự phục hồi, ví dụ :
cây quẹt; do chim chóc, chuột, rắn; vầng quang; 
 Các thiết bị cho phép tự đóng lại là : recloser và các máy cắt có trang bị
rơle 79.
Recloser
Recloser là loại máy cắt trung thế có chức năng tự
đóng lại. Khi đường dây bị sự cố ( sự cố lần 1),
recloser sẽ tác động cắt lần 1 mở các tiếp điểm. Sau
một khoảng thời gian do người vận hành cài đặt,
recloser sẽ tự đóng lại ( đóng lại lần 1). Nếu sự cố
là sự cố thoáng qua, và sự cố tự bản thân nó đã giải
trừ ( ví dụ con rắn bò lên đường dây, khi bị phóng
điện tạo sự cố, con rắn rơi xuống đất nên sự cố tự
giải trừ), khi đó, hệ thống vận hành bình thường.
Nếu sự cố là vĩnh cữu ( ví dụ do bị đứt dây),
recloser sẽ tác động cắt lần 2, Số lần tự đóng lại
của recloser do người vận hành cài đặt.
Một số đặc tính của recloser hãng
Cooper:
 Thao tác đóng cắt bằng tay và
tự động.
 Bảo vệ sự cố ngắn mạch
 Cho phép tự đóng lại sau sự cố.
 Ghi nhận thông số vận hành :
dòng điện, điện áp, công suất,
sự kiện .
 Kết nối với máy vi tính, có thể
điều khiển từ xa
9Một tính năng cần lưu ý của recloser là phối hợp bảo vệ giữa recloser và các cầu
chì trung thế FCO, điều này đặc biệt cần chú ý khi lắp đặt recloser, cài đặt các
thông số của recloser và chọn dây chảy cho FCO.
Hình 10.5 Phối hợp giữa recloser và cầu chì
4. Hạn chế mức thấp nhất số khách hàng bị mất điện
 Sử dụng các thiết bị có chức năng phân đoạn, cô lập sự cố như : FCO,
DS, LBS, recloser, 
 Kết hợp với phương thức vận hành chuyển nguồn .
Ví dụ :
Cho mô hình một đường dây gồm các đoạn trục chính 1, 2, 3 các nhánh rẽ a, b,
c và các điểm nút tải A, B, C
Thông số đường dây và nhánh rẽ
Đường dây (f/yr) r (giờ)
Đoạn
1 0,2 4
2 0,1 4
3 0,3 4
10
Nhánh rẽ
a 0,2 2
b 0,6 2
c 0,4 2
Thông số tải
Stt Ni Pi (kW)
A 1000 5000
B 800 4000
C 700 3000
Tính các chỉ số tin cậy
a. Sử dụng cầu chì bảo vệ cho các nhánh rẽ
Sử dụng cầu chì - FCO sẽ cho phép cô lập điểm sự cố, nâng cao độ tin cậy cung
cấp điện.
Ví dụ:
Xét hệ thống đã được lắp đặt các FCO bảo vệ cho các nhánh rẽ.
Tính các chỉ số tin cậy, so sánh các chỉ số này với các chỉ số trước khi lắp FCO.
b. Sử dụng dao cách ly phân đoạn
Dao cách ly – Disconnect Switch, hay còn gọi là DS là thiết bị phân đoạn được
sử dụng tương đối phổ biến. Một điểm cần chú ý của DCL là chỉ cho phép đóng
cắt không tải.
Khi một phần của hệ thống bị sự cố, máy cắt đầu nguồn sẽ tác động. Nhân viên
vận hành sẽ có nhiệm vụ kiểm tra, tìm điểm sự cố. Nếu sự cố là vĩnh cữu, DS
phân đoạn được mở ra, cô lập điểm sự cố trong thời gian sữa chữa. Sau khi sự cố
11
được khắc phục xong, quá trình tái lập được thực hiện bằng cách mở MC đầu
nguồn, đóng DS phân đoạn và sau đóng đóng MC đầu nguồn.
Ví dụ:
Cho rằng thời gian thao tác DCL là 0.5h. Tính các chỉ số độ tin cậy cho hệ
thống sau khi đã được lắp đặt 2 DCL phân đoạn trên trục chính. Chú ý : không
tính các quá trình đóng, cắt MC đầu nguồn để thao tác DCL.
c. Chuyển nguồn :
Rõ ràng nếu hệ thống được kết nối mạch vòng kín, vận hành hở thì độ tin cậy sẽ
được tăng lên rất nhiều. Nó bảo đảm rằng khi một phía của nguồn bị sự cố ( sự
cố đầu nguồn, sự cố đường dây, ) thì các phụ tải vẫn được cung cấp điện từ
một hướng nguồn khác.
Ví dụ:
Cho rằng thời gian thao tác DCL là 0.5h. Tính các chỉ số của hệ thống khi được
kết nối thêm với một nguồn dự phòng. Chú ý : không tính các quá trình đóng, cắt
MC đầu nguồn để thao tác DCL.
5. Kiểm tra, bảo trì
 Kiểm tra thường xuyên, định kỳ các thiết bị trên lưới điện : dây dẫn, mối
nối, CB, LA, 
 Có kế hoạch sữa chữa, duy tu theo kế hoạch

1
a
2 3
A
b
B
c
C

1
a
2 3
A
b
B
c
C

Nguồn
chính NguồnDP
12
 Thay thế các thiết vận hành theo một khoảng thời gian nhất định.
Kiểm tra đường dây 500Kv
Nguồn : Công ty truyền tải Điện 4