phần Mở đầu và Kết luận kiến nghị, luận văn gồm 4 chương: hương 1: Tổng quan về độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối và lưới điện phân phối iện lực Quảng Trạch – tỉnh Quảng Bình. hương 2: ác phương pháp đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối hương 3: Tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy cho lưới điện phân phối iện lực Quảng Trạch bằng phần mềm PSS/ ADEPT. hương 4: ác iải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch. Kết luận và kiến nghị 4 CHƯƠNG TỔNG QUAN Ề ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN VÀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG TRẠCH - TỈNH QUẢNG BÌNH 1.1 TỔNG QUAN Ề ĐỘ TIN CẬY 1.1 Đị ĩ ộ tin cậy là chỉ tiêu then chốt trong sự phát triển kỹ thuật, đặc biệt là khi xuất hiện những hệ thống phức tạp nhằm hoàn thành những chức năng quan trọng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau.
ộ tin cậy của phần tử hoặc cả hệ thống được đánh giá một cách định lượng dựa trên hai yếu tố cơ bản: tính làm việc an toàn và tính sữa chữa được. ộ tin cậy của hệ thống điện được hiểu là khả năng của hệ thống đảm bảo việc cung cấp đầy đủ và liên tục điện năng cho các hộ tiêu thụ với chất lượng hợp chuẩn. ộ tin cậy của các phần tử là yếu tố quyết định độ tin cậy của hệ thống. Có hai loại phần tử: phần tử không phục hồi và phần tử phục hồi.
Trong hệ thống điện thì các phần tử được xem là các phần tử phục hồi. Với hệ thống nói chung và hệ thống điện nói riêng độ tin cậy được định nghĩa chung có tính chất kinh điển như sau: Độ tin cậy là xác suất làm việc tốt của một thiết bị trong một chu kỳ dưới các điều kiện vận hành đã được thử nghiệm. ối với hệ thống điện, độ tin cậy được đánh giá thông qua khả năng cung cấp điện liên tục và đảm bảo chất lượng điện năng. Như vậy độ tin cậy luôn gắn với việc hoàn thành một nhiệm vụ cụ thể trong khoảng thời gian nhất định và trong một hoàn cảnh cụ thể nhất định.
ệ thống điện là hệ thống phục hồi, nên khái niệm về khoảng thời gian xác định không còn mang ý nghĩa bắt buộc vì hệ thống làm việc liên tục. Do vậy độ tin cậy được đo bởi một đại lượng thích hợp hơn đó là độ s n sàng. Độ sẵn sàng là xác suất để hệ thống hay phần tử hoàn thành hoặc sẵn sàng hoàn thành nhiệm vụ trong thời điểm bất kỳ. ộ s n sàng cũng là xác suất để hệ thống ở trạng thái tốt trong thời điểm bất kỳ và được tính bằng tỉ số giữa thời gian hệ thống ở trạng thái tốt và tổng thời gian hoạt động.
Ngược lại với độ s n sàng là độ không s n sàng, đó là xác suất để hệ thống hay phần tử ở trạng thái hỏng. ối với hệ thống điện, độ s n sàng (hay độ tin cậy) hoặc độ không s n sàng chưa đủ để đánh giá độ tin cậy trong các bài toán cụ thể, do đó phải sử dụng thêm nhiều chỉ tiêu khác cũng có tính xác suất để đánh giá. 5 Hệ t điệ v á p ầ tử ệ thống là tập hợp những phần tử tương tác trong một cấu trúc nhất định nhằm thực hiện một nhiệm vụ xác định, có sự điều khiển thống nhất sự hoạt động cũng như sự phát triển. Trong HT các phần tử là máy phát điện, MBA, đường dây…nhiệm vụ của HT là sản xuất và truyền tải phân phối điện năng đến các hộ tiêu thụ.
iện năng phải đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng pháp định như điện áp, tần số, và độ tin cậy hợp lý ( TC không phải là một chỉ tiêu pháp định, nhưng xu thế phải trở thành một chỉ tiêu pháp định với mức độ hợp lý nào đó). HT phải được phát triển một cách tối ưu và vận hành với hiệu quả kinh tế cao nhất. Về mặt TC, HT là một hệ phức tạp, thể hiện ở các điểm: - Số lượng các phần tử rất lớn. - ấu trúc phức tạp.
- Rộng lớn trong không gian. - Phát triển không ngừng theo thời gian. - Hoạt động phức tạp. Vì vậy T thường được quản lý phân cấp, để có thể quản lý, điều khiển phát triển, cũng như vận hành một cách hiệu quả.
T là hệ thống phục hồi, các phần tử của nó có thể bị hỏng sau khi được phục hồi lại đưa vào hoạt động. Phần tử là một bộ phận tạo thành hệ thống mà trong quá trình nghiên cứu T , nó được xem như là một tổng thể không chia cắt được (ví dụ như linh kiện, thiết bị…) mà độ tin cậy cho trước, hoặc dựa trên những số liệu thống kê. Phần tử ở đây có thể hiểu theo một cách rộng rãi hơn. Bản thân phần tử cũng có thể cấu trúc phức tạp, nếu xét riêng nó là một hệ thống.
Ví dụ: MF là một hệ thống rất phức tạp nếu xét riêng nó, nhưng khi nghiên cứu T của T ta có thể xem MF là một phần tử với các thông số đặc trưng có T như cường độ hỏng hóc, thời gian phục hồi, xác suất để MF làm việc an toàn trong khoảng thời gian quy định…đã được xác định. a số phần tử của hệ thống là phần tử phục hồi. Tính phục hồi của phần tử thể hiện khả năng ngăn ngừa phát triển và loại trừ sự cố như sách lược Bảo quản định kỳ (BQ K) hoặc sữa chữa phục hồi khi sự cố.2 Cá ỉ ti độ ti ậ á p ầ tử ác chỉ tiêu độ tin cậy lưới phân phối được đánh giá khi dùng 3 khái niệm cơ bản, đó là cường độ mất điện trung bình (do sự cố hoặc theo kế hoạch), thời gian mất điện (sữa chữa) trung bình t, thời gian mất điện hằng năm trung bình T của phụ tải.1 Đối với phần tử không phục hồi Phần tử không phục hồi chỉ làm việc cho đến lần hỏng đầu tiên. Thời gian làm việc của phần tử từ lúc bắt đầu hoạt động cho đến khi hỏng hay còn gọi là thời gian phục vụ (là đại lượng ngẫu nhiên), vì thời điểm hỏng của phần tử là ngẫu nhiên không biết trước.
Thời gian vận hành an toàn. iả sử ở thời điểm t = 0 phần tử bắt đầu làm việc và đến thời điểm t = phần tử bị sự cố, khoảng thời gian t = được gọi là thời gian làm việc an toàn của phần tử. là một đại lượng ngẫu nhiên có thể nhận mọi giá trị trong khoảng 0. iả thiết trong khoảng thời gian khảo sát t, phần tử xảy ra sự cố với xác suất Q(t).
Khi đó ta có hàm phân bố: Q(t) = P { < t} (1.1) ghĩa là phần tử bị sự cố trong khoảng thời gian t vì P{ < t} là xác suất phần tử làm việc an toàn trong khoảng thời gian nhỏ hơn khoảng thời gian khảo sát t. Độ tin cậy của phần tử Bên cạnh hàm phân phối Q(t) mô tả xác xuất sự cố của phần tử, thường sử dụng hàm P(t) để mô tả độ tin cậy của phần tử theo định nghĩa: 7 P(t) = 1-Q(t) = P( > t) (1. ồ thị xác suất P(t) và Q(t) được vẽ trên hình (1. Cường độ sự cố (t) (t) là một trong những khái niệm cơ bản quan trọng khi nghiên cứu độ tin cậy.
Với t đủ nhỏ thì (t). (t) chính là xác suất để phần tử đã phục vụ đến thời điểm t sẽ bị sự cố trong khoảng thời gian t tiếp theo. ay nói cách khác đó là số lần sự cố trong một đơn vị thời gian trong khoảng thời gian t.7) Δt 0 P(t < t+ t / > t ): Là xác suất để phần tử bị sự cố trong khoảng thời gian từ t đến (t+ t) với điều kiện phần tử đó đã làm việc tốt đến thời điểm t. ọi A là sự kiện phần tử bị sự cố trong khoảng thời gian từ t đến t.
8 B là sự kiện phần tử đã làm việc tốt đến thời điểm t. Theo lý thuyết xác suất, xác suất giao giữa 2 sự kiện A và B là: P(A B) = P(A).9) cho ta quan hệ giữa 4 đại lượng: ường độ sự cố (t), hàm mật độ q(t), hàm phân bố Q(t), và độ tin cậy P(t).9) P(t) e 0 9 ây là công thức cơ bản cho phép tính được độ tin cậy của phần tử không phục hồi khi đã biết cường độ sự cố, còn cường độ sự cố này được xác định nhờ phương pháp thống kê quá trình sự cố của phần tử trong quá khứ. ối với T thường sử dụng điều kiện: (t) = = hằng số (thực tế nhờ BQ K) Do đó: P(t) = e- t Q(t) = 1-e- t q(t) = .e- t Một trong những lĩnh vực cần quan tâm khi nghiên cứu độ tin cậy của phần tử (hoặc của hệ) là xác định quan hệ của cường độ sự cố theo thời gian. Theo nhiều số liệu thống kê thấy rằng quan hệ của cường độ sự cố với thời gian thường có dạng như hình vẽ sau: Thời điểm bảo dưỡng λ(t) λ(t) (2) tb (1) t t I II III Hình 1.2: Đường công cường độ sự cố ường cong cường độ sự cố được chia làm 3 giai đoạn (hình 1.
- Miền : Mô tả giai đoạn chạy thử của phần tử. hững sự cố ở giai đọan này thường do chế tạo, vận chuyển. Tuy giá trị (t) ở giai đoạn này cao nhưng thời gian kéo dài nhỏ. hờ chế tạo và nghiệm thu có chất lượng, giá trị cường độ sự cố trong giai đoạn này có thể giảm nhiều.
- Miền : Mô tả giai đoạn sử dụng bình thường của phần tử. ây cũng là giai đoạn chủ yếu của tuổi thọ phần tử. Ở giai đoạn này, các sự cố thường xảy ra ngẫu nhiên, đột ngột do nhiều nguyên nhân khác nhau, vì vậy thường giả thiết cường độ sự cố bằng hằng số. - Miền : Mô tả giai đoạn làm việc của phần tử khi đã già cỗi.
Khi này những sự cố thường xảy ra ngẫu nhiên còn do tính tất yếu của hiện tượng thoái hoá, già cỗi. iá 10 trị cường độ sự cố trong giai đoạn này là hàm tăng theo thời gian (xảy ra sự cố khi t tiến đến vô cùng). ối với các phần tử phục hồi như ở hệ thống điện, các phần tử này có các bộ phận luôn bị già hóa nên (t) luôn là hàm tăng nên phải áp dụng các biện pháp bảo dưỡng định kỳ (BD K) để phục hồi độ tin cậy của phần tử. Sau khi bảo dưỡng định kỳ, phần tử lại có độ tin cậy như ban đầu.