Tài liệu Nghiên cứu đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện quận ba đình, hà nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện quận Ba Đình, Hà Nội TRẦN QUỐC THANH Ngành Quản lý kỹ thuật và công nghệ Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Quốc Minh Trường: Điện HÀ NỘI, 2022 Chữ ký của GVHD LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô trường Điện – Điện tử Đại học Bách Khoa Hà Nội. Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Quốc Minh đã hướng dẫn tôi thực hiện luận văn này. Xin cùng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo, người đã đem lại cho tôi những kiến thức bổ trợ vô cùng có ích trong những năm học vừa qua. Cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo, trường Điện – Điện tử Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập. Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, những người đã luôn bên tôi, động viên và khuyến khích tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu của mình. Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Trần Quốc Thanh 1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, đây là kết quả nghiên cứu của tôi trong đó có sự giúp đỡ rất lớn của thầy hướng dẫn và bạn bè. Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này hoàn toàn trung thực. Trong luận văn, tôi có tham khảo đến một số tài liệu của một số tác giả được liệt kê tại phần tài liệu tham khảo ở cuối luận văn. Học viên Trần Quốc Thanh 2 MỤC LỤC CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VỀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN LƢỚI PHÂN PHỐI .............................................................. 14 1.1 Tổng quan về lưới điện phân phối ................................................... 14 1.1.1 Khái niệm lưới phân phối ....................................................... 14 1.1.2 Đặc điểm và phân loại lưới phân phối .................................... 14 1.1.3 Phần tử của lưới điện phân phối: ............................................ 16 1.1.4 Cấu trúc và sơ đồ của lưới điện phân phối ............................. 17 1.2 Tổng quan về độ tin cậy cung cấp điện ........................................... 19 1.2.1 Định nghĩa độ tin cậy .............................................................. 19 1.2.2 Độ tin cậy của hệ thống .......................................................... 21 1.2.3 Độ tin cậy của phần tử: ........................................................... 22 1.3 Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối: ............... 30 1.3.1 Tần suất mất điện trung bình của hệ thống – SAIFI............... 31 1.3.2 Thời gian trung bình mất điện của hệ thống - SAIDI ............. 31 1.3.3 Tần suất mất điện trung bình của khách hàng – CAIFI .......... 31 1.3.4 Thời gian mất điện trung bình của khách hàng – CAIDI ....... 32 1.4 Phương pháp phân tích đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối ........................................................................................... 32 1.4.1 Bài toán độ tin cậy và phương pháp giải ................................ 32 1.5 Các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới phân phối .................... 42 1.5.1 Các yếu tố làm giảm độ tin cậy của lưới phân phối ............... 42 1.5.2 Các nguyên nhân làm giảm độ tin cậy của lưới phân phối..... 44 3 1.5.3 Phân tích độ tin cậy của lưới cáp ngầm và lưới điện trên không……… ....................................................................................... 45 CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CỦA CÔNG TY ĐIỆN LỰC BA ĐÌNH – TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC TP HÀ NỘI 2.1 ........................................................................................... 50 Đặc điểm lưới điện phân phối của công ty điện lực ba đình ........... 50 2.1.1 Giới thiệu về địa bàn quận Ba Đình – Thành phố Hà Nội ..... 50 2.1.2 Giới thiệu về Công ty Điện lực Ba Đình ................................ 51 2.1.3 Giới thiệu lưới điện phân phối của Công ty Điện lực Ba Đình……….. ....................................................................................... 53 2.2 Đặc điểm phụ tải điện của công ty điện lực ba đình ........................ 83 2.2.1 Đặc điểm phụ tải điện ............................................................. 83 2.2.2 Yêu cầu của phụ tải ................................................................. 84 2.3 Chỉ số độ tin cậy của công ty điện lực ba đình trong 5 năm gần đây…………. ........................................................................................... 85 2.3.1 Chỉ số độ tin cậy lưới điện của Công ty từ năm 2015 -2020 .. 85 2.3.2 Các biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Công ty đang thực hiện…………. ............................................................................. 87 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG ĐỘ TIN CẬY BẰNG PHẦN MỀM ETAP 3.1 ........................................................................................... 93 Tổng quan về phần mềm ETAP 19.0.1 ............................................ 93 3.1.1 Giới thiệu sơ lược về phần mềm và các chức năng tính toán: 93 3.1.2 Mô phỏng bằng phần mềm ETAP .......................................... 96 CHƢƠNG 4. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÒNG NGỪA SỰ CỐ VÀ NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CỦA CÔNG TY ĐIỆN LỰC BA ĐÌNH – TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC TP HÀ NỘI.......................................................................... 106 4 4.1 Giải pháp phòng ngừa sự cố .......................................................... 106 4.2 Đánh giá số lượng và vị trí phân đoạn cho lưới điện..................... 109 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO. ....................................................................... 98 5 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CCĐ Cung cấp điện DCL Dao cách ly ĐN Điện năng ĐTC Độ tin cậy ĐTPT Đồ thị phụ tải EVN Electricity of Vietnam (Tập đoàn Điện lực Việt Nam) FI Fault Indicator (Thiết bị chỉ thị sự cố) HTĐ Hệ thống điện KH Khách hàng LĐPP Lưới điện phân phối LĐTT Lưới điện truyền tải MAIFI Momentary Average Interruption Frequency Index MARR Minimum Attractive Rate of Return (suất thu lợi tối thiểu chấp nhận được) MC Máy cắt NĐ Ngừng điện NPV Net Present Value (Giá trị hiện tại ròng) TBA Trạm biến áp SAIDI System Average Interruption Duration Index SAIFI System Average Interruption Frequency Index TBPĐ Thiết bị phân đoạn 6 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hàm cường độ hỏng hóc  (t ) .............................................................. 22 Hình 1.2 Đường quan hệ R(t) theo thời gian ....................................................... 24 Hình 1.3 Trạng thái làm việc và trạng thái hỏng hóc của phần tử ....................... 27 Hình 1.4 Mô hình trạng thái có xét đến bảo dưỡng định kỳ ................................ 29 Hình 1.5 Ảnh đường dây trên không.................................................................... 45 Hình 1.6 Ảnh hưởng đường cáp ngầm ................................................................. 46 Hình 1.7 Biểu đồ tỷ lệ các nguyên nhân sự cố đường dây trên không ................ 46 Hình 1.10 Ảnh hiện trường công nhân đơn vị ngoài tự ý đào vào cáp ngầm ...... 48 Hình 2.1 Sơ đồ một sợi lộ 451E1.8 Yên Phụ ....................................................... 54 Hình 2.2 Sơ đồ một sợi lộ 454, 456, 483, 485E1.8 Yên Phụ ............................... 55 Hình 2.3 Sơ đồ một sợi lộ 457E1.8 Yên Phụ ....................................................... 56 Hình 2.4 Sơ đồ một sợi lộ 459E1.8 Yên Phụ ....................................................... 57 Hình 2.5 Sơ đồ một sợi lộ 467E1.8 Yên Phụ ....................................................... 57 Hình 2.6 Sơ đồ một sợi lộ 468E1.8 Yên Phụ ....................................................... 58 Hình 2.7 Sơ đồ một sợi lộ 469E1.8 Yên Phụ ....................................................... 59 Hình 2.8 Sơ đồ một sợi lộ 470E1.8 Yên Phụ ...................................................... 59 Hình 2.9 Sơ đồ một sợi lộ 472E1.8 Yên Phụ ....................................................... 60 Hình 2.10 Sơ đồ một sợi lộ 475E1.8 Yên Phụ ..................................................... 61 Hình 2.11 Sơ đồ một sợi lộ 477E1.8 Yên Phụ ..................................................... 61 Hình 2.12 Sơ đồ một sợi lộ 480E1.8 Yên Phụ ..................................................... 62 Hình 2.13 Sơ đồ một sợi lộ 484E1.8 Yên Phụ ..................................................... 63 Hình 2.14 Sơ đồ một sợi lộ 487E1.8 Yên Phụ ..................................................... 63 Hình 2.15 Sơ đồ một sợi lộ 488E1.8 Yên Phụ ..................................................... 64 Hình 2.16 Sơ đồ một sợi lộ 491E1.8 Yên Phụ ..................................................... 64 Hình 2.17 Sơ đồ một sợi lộ 492E1.8 Yên Phụ ..................................................... 65 Hình 2.18 Sơ đồ một sợi lộ 494, 473E1.8 Yên Phụ ............................................. 66 Hình 2.19 Sơ đồ một sợi lộ 496E1.8 Yên Phụ ..................................................... 66 Hình 2.20 Sơ đồ một sợi lộ 464E1.8 Yên Phụ ..................................................... 67 Hình 2.21 Sơ đồ một sợi lộ 465E1.9 Nghĩa Đô ................................................... 68 Hình 2.22 Sơ đồ một sợi lộ 471E1.9 Nghĩa Đô .................................................. 68 Hình 2.23 Sơ đồ một sợi lộ 472, 473E1.9 Nghĩa Đô ........................................... 69 7 Hình 2.24 Sơ đồ một sợi lộ 471E1.11 Thành Công ............................................. 70 Hình 2.25 Sơ đồ một sợi lộ 480E1.11 Thành Công ............................................. 71 Hình 2.26 Sơ đồ một sợi lộ 481E1.11 Thành Công ............................................. 71 Hình 2.27 Sơ đồ một sợi lộ 483E1.11 Thành Công ............................................. 72 Hình 2.28 Sơ đồ một sợi lộ 452E1.14 Giám ........................................................ 73 Hình 2.29 Sơ đồ một sợi lộ 453, 468E1.14 Giám ................................................ 73 Hình 2.30 Sơ đồ một sợi lộ 454E1.14 Giám ....................................................... 74 Hình 2.31 Sơ đồ một sợi lộ 455E1.14 Giám ........................................................ 75 Hình 2.32 Sơ đồ một sợi lộ 456E1.14 Giám ........................................................ 76 Hình 2.33 Sơ đồ một sợi lộ 457E1.14 Giám ........................................................ 77 Hình 2.34 Sơ đồ một sợi lộ 458E1.14 Giám ........................................................ 77 Hình 2.35 Sơ đồ một sợi lộ 462E1.14 Giám ........................................................ 78 Hình 2.36 Sơ đồ một sợi lộ 463E1.14 Giám ....................................................... 79 Hình 2.37 Sơ đồ một sợi lộ 464E1.14 Giám ........................................................ 79 Hình 2.38 Sơ đồ một sợi lộ 465E1.14 Giám ....................................................... 80 Hình 2.39 Sơ đồ một sợi lộ 470E1.14 Giám ........................................................ 81 Hình 2.40 Sơ đồ một sợi lộ 473E1.14 Giám ........................................................ 81 Hình 2.41 Sơ đồ một sợi lộ 463E1.21 Nhật Tân.................................................. 82 Hình 2.42 Biểu đồ chỉ số SAIDI giai đoạn 2015 đến năm 2020 ......................... 86 Hình 2.43 Biểu đồ chỉ số SAIFI giai đoạn 2015 đến năm 2020 .......................... 86 Hình 2.44 Biểu đồ chỉ số MAIFI giai đoạn 2015 đến năm 2020......................... 86 Hình 2.45 Hình ảnh thực hiện san tải hạ thế, chuyển toàn bộ phụ tải của TBA phải cắt điện thi công sang các TBA lân cận ....................................................... 88 Hình 2.46 Hình ảnh TBA kiểu treo được cải tạo thành TBA kiểu hợp hoặc cải tạo bỏ cầu dao và sử dụng tủ RMU thay thế. ............................................................. 89 Hình 2.47 Hình ảnh sử dụng camera chụp ảnh nhiệt để kiểm tra lưới điện và sử dụng máy thổi bụi để vệ sinh mặt máy biến áp không cắt điện áp dụng tại Công ty Điện lực Ba Đình ............................................................................................. 90 Hình 2.48 Hình ảnh chôn mốc cảnh báo cáp ngầm trên địa bàn quản lý của Công ty Điện lực Ba Đình ............................................................................................. 91 Hình 3.1 Giao diện phần mềm ETAP 19.0.1 ....................................................... 94 Hình 3.2 Các phần tử trong phần mềm ETAP dùng để mô phỏng lưới .............. 96 8 Hình 3.3 Sơ đồ lưới điện mô tả trong phần mềm ETAP ...................................... 97 Hình 3.4 Độ tin cậy của Power Grid .................................................................... 98 Hình 3.5 Độ tin cậy của thanh cái (Bus) .............................................................. 99 Hình 3.6 Độ tin cậy của phụ tải.......................................................................... 100 Hình 3.7 Độ tin cậy của đường dây cáp (Cable) ................................................ 101 Hình 3.8 Độ tin cậy của Máy biến áp ................................................................ 102 Hình 3.9 Độ tin cậy của Máy cắt........................................................................ 103 Hình 3.10 Kết quả tính toán độ tin cậy bằng phần mềm ETAP......................... 103 Hình 3.11 Báo cáo độ tin cậy tính toán bằng phần mềm ETAP ........................ 104 Hình 4.1 Màn hình SCADA giám sát các tủ RMU ............................................ 107 Hình 4.2 Biểu đồ so sánh hiệu quả số lượng Recloser lắp đặt trên lưới ............ 111 9 DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 2.1 Tỷ lệ khách hàng theo mục đích sử dụng điện năm 2020 ........... 53 Bảng 2.2 Chỉ số SAIDI, SAIFI, MAIFI của Công ty Điện lực Ba Đình .... 85 Bảng 4.1 Bảng so sánh hiệu quả số lượng Recloser ................................. 110 10 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Do trực tiếp kết nối với các hộ tiêu thụ điện, lưới điện phân phối (LĐPP) đóng vai trò quan trọng đối với việc bảo đảm chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện ([1,2]). Nhu cầu về vận hành tối ưu lưới phân phối, cụ thể là nâng cao chất lượng điện năng, độ tin cậy và giảm tổn thất điện năng, ngày càng được quan tâm nghiên cứu với nhiều bài toán và kịch bản đa dạng, đặc biệt là trong công tác quy hoạch phát triển và thiết kế lưới điện.Cùng với sự phát triển kinh tế của đất nước, lưới điện phân phối cũng không ngừng được nâng cấp mở rộng hoặc xây dựng mới, đi kèm theo là việc phát triển nguồn và lưới để đáp ứng nhu cầu công suất của phụ tải. Vấn đề bảo đảm các chỉ tiêu chất lượng hoạt động của lưới điện phân phối trung và hạ áp luôn được quan tâm tại các đơn vị Điện lực. Thực tế vận hành cho thấy, sơ đồ kết lưới hiện nay còn khá nhiều khía cạnh chưa thực sự tối ưu. Đồng thời hiện nay các chỉ số về độ tin cậy cung cấp điện và yêu cầu tối ưu hóa chế độ vận hành cho lưới trung hạ áp ngày càng được quan tâm và đưa vào chỉ tiêu thi đua của các Điện lực.Ba Đình là một trong 4 quận trung tâm của thủ đô. Đây là nơi tập trung nhiều cơ quan quan trọng của Đảng, Nhà nước nói chung và Hà Nội nói riêng. Công ty Điện lực Ba Đình là đơn vị trực thuộc Tổng Công ty Điện lực Thành Phố Hà Nội, được giao nhiệm vụ quản lý vận hành, kinh doanh bán điện, đảm bảo cấp điện liên tục an toàn và ổn định trong địa bàn quận. Luận văn lựa chọn hướng nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng vận hành của lưới điện phân phối trung và hạ áp của Điện lực Ba Đình. Cụ thể là nghiên cứu đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện quận Ba Đình, Hà Nội. Mục đích nghiên cứu của luận văn Luận văn dự kiến tìm hiểu về yêu cầu và phương pháp đánh giá độ tin cậy cho lưới phân phối. Phân tích và đánh giá được hiệu quả kinh tế kỹ 11 thuật khi sử dụng thiết bị phân đoạn trong lưới phân phối kín vận hành hở nhằm nâng cao các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện của lưới. Ứng dụng tính toán cho lưới điện phân phối thực tế của Điện lực Ba Đình, thành phố Hà Nội. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận văn là xuất tuyến lưới phân phối trung áp (22kV) 450 E1.8 của Công ty Điện lực Ba Đình, thành phố Hà Nội dựa trên cơ sở số liệu ngừng điện thực tế thu thập được. Phạm vi nghiên cứu của luận văn là phương pháp phân tích cũng như các chỉ tiêu áp dụng cho đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối tại Việt Nam. Trong nội dung nghiên cứu, các phương án phân đoạn nhằm nâng cao độ tin cậy được dự kiến áp dụng và phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật là sử dụng thiết bị chỉ thị sự cố (Fault Indicator). Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Hiện tại trong các bài toán quy hoạch thiết kế lưới điện phân phối, các tiêu chuẩn độ tin cậy cung cấp điện còn chưa được quan tâm đánh giá đúng mức. Việc định lượng được độ tin cậy cho lưới phân phối sẽ đánh giá được chất lượng lưới phân phối về mặt liên tục cung cấp điện cho phụ tải. Từ đó sẽ chọn lựa được các phương án quy hoạch tối ưu nhất về cả mặt kỹ thuật và kinh tế, giảm thiểu phát sinh các chi phí sau này để nâng cao khả năng vận hành của lưới. Luận văn dự kiến tìm hiểu các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối thực tế tại Việt Nam. Trên cơ sở chỉ tiêu phù hợp, luận văn dự kiến áp dụng đánh giá độ tin cậy cho lưới phân phối thực tế có sử dụng thiết bị tự động đóng lặp lại (recloser). Từ đó tính toán hiệu quả kinh tế áp dụng thiết bị này cho các xuất tuyến với dữ liệu cụ thể. 12 Nội dung nghiên cứu Nhằm đạt được mục đích nghiên cứu trên, các nội dung sau đã được thực hiện trong luận văn: - Tìm hiểu về các khái niệm, chỉ tiêu và yêu cầu bảo đảm độ tin cậy cung cấp điện của hệ thống điện nói chung và lưới điện phân phối nói riêng. - Nghiên cứu phương pháp tính toán đánh giá độ tin cậy cho lưới phân phối hình tia được phân đoạn bằng máy cắt và dao cách ly. - Thu thập dữ liệu thực tế của lưới điện phân phối đang vận hành và áp dụng tính toán định lượng các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện tương ứng. - Tìm hiểu và áp dụng phương pháp đánh giá kinh tế và phân tích hiệu quả của các biện pháp nâng cao độ tin cậy cho lưới điện đã chọn. Trên các cơ sở phạm vi nghiên cứu dự kiến, bản thuyết minh luận văn được chia thành các nội dung như sau: - Phần mở đầu. - Chương 1. Tổng quan về độ tin cậy cung cấp điện của hệ thống điện và lưới phân phối. - Chương 2. Đánh giá độ tin cậy cho lưới điện phân phối. - Chương 3. Áp dụng tính toán nâng cao độ tin cậy cho xuất tuyến lưới điện trung áp 450 E1.8 quận Ba Đình, Hà Nội bằng phương pháp phân đoạn. - Chương 4. So sánh kinh tế và đánh giá hiệu quả của các biện pháp nâng cao độ tin cậy đối với xuất tuyến 450 E1.8 - Nhận xét và kết luận chung. 13 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VỀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN LƢỚI PHÂN PHỐI 1.1 Tổng quan về lƣới điện phân phối 1.1.1.Khái niệm lưới phân phối Lưới phân phối là một bộ phận của hệ thống điện làm nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm trung gian, các trạm khu vực hay thanh cái của nhà máy điện cấp điện cho phụ tải. Nhiệm vụ của lưới phân phối là cấp điện cho các phụ tải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện trong giới hạn cho phép. Tuy nhiên do điều kiện kinh tế và kỹ thuật, độ tin cậy của lưới phân phối cao hay thấp phụ thuộc vào yêu cầu của phụ tải và chất lượng của lưới điện phân phối. Lưới phân phối gồm lưới phân phối trung áp và lưới phân phối hạ áp. Cấp điện áp thường dùng trong lưới phân phối trung áp là 6, 10, 22 và 35 kV. Cấp điện áp thường dùng trong lưới phân phối hạ áp là 380/220 V hay 220/110 V 1.1.2.Đặc điểm và phân loại lưới phân phối Lưới phân phối có tầm quan trọng cũng như ảnh hưởng lớn đến chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống điện như:  Trực tiếp cấp điện và đảm bảo chất lượng điện năng cho phụ tải (chủ yếu là điện áp)  Giữ vai trò rất quan trọng đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải. Tỷ lệ điện năng bị mất (điện năng mất/ tổng điện năng phân phối) do ngừng điện được thống kê như sau:  Do ngừng điện lưới 110 kV trở lên: (0,1-0,3).10-4  Do sự cố lưới điện trung áp: 4.5. 10-4  Do ngừng điện kế hoạch lưới trung áp: 2.5. 10-4  Do sự cố lưới điện hạ áp: 2.0. 10-4 14  Do ngừng điện kế hoạch lưới hạ áp: 2.0. 10-4 Điện năng bị mất do sự cố và ngừng điện kế hoạch trong lưới phân phối chiếm 98%. Ngừng điện (do sự cố hay theo kế hoạch) trên lưới phân phối trung áp có ảnh hưởng rất lớn đến các hoạt động kinh tế xã hội.  Chi phí đầu tư xây dựng lưới phân phối chiếm tỷ lệ lớn khoảng 50% của hệ thống điện (35% cho nguồn điện, 15% cho lưới hệ thống và lưới truyền tải)  Tổn thất điện năng trong lưới phân phối lớn gấp 2-3 lần lưới truyền tải và chiếm (65-70) % tổn thất toàn hệ thống.  Lưới phân phối gần với người sử dụng điện do đó vấn đề an toàn điện cũng rất quan trọng Người ta thường phân loại lưới phân phối trung áp theo ba dạng:  Theo đối tượng và địa bàn phục vụ: Gồm có lưới phân phối thành phố, lưới phân phối nông thôn và lưới phân phối xí nghiệp.  Theo thiết bị dẫn điện: Gồm lưới trên không và lưới phân phối cáp ngầm.  Theo cấu trúc hình dáng: Gồm lưới phân phối hở (hình tia) có phân đoạn, không phân đoạn; lưới phân phối kín vận hành hở và hệ thống phân phối điện. Để làm cơ sở xây dựng lưới phân phối về mọi mặt cũng như trong quy hoạch và vận hành, người ta đưa ra các chỉ tiêu đánh giá chất lượng lưới phân phối trên 3 lĩnh vực đó là sự phục vụ đối với khách hàng, ảnh hưởng tới môi trường và hiệu quả kinh tế đối với đơn vị cung cấp điện. Các tiêu chuẩn đánh giá như sau:  Chất lượng điện năng.  Độ tin cậy liên tục cung cấp điện.  Hiệu quả kinh tế (giá thành tải điện nhỏ nhất).  Độ an toàn (an toàn cho người, thiết bị phân phối, nguy cơ cháy nổ). 15  Ảnh hưởng đến môi trường (cảnh quan, dân cư, đường dây thông tin). Trong các tiêu chuẩn đã đề cập trên, tiêu chuẩn thứ nhất và thứ hai liên quan trực tiếp đến điện năng gọi chung là chất lượng phục vụ của lưới điện phân phối. 1.1.3. Phần tử của lưới điện phân phối: Các phần tử cấu thành nên lưới phân phối bao gồm:  Máy biến áp trung gian và máy biến áp phân phối.  Các thiết bị dẫn điện: đường dây điện trên không, cáp lực và phụ kiện  Thiết bị đóng cắt và bảo vệ: máy cắt, dao cách ly, chống sét van, áp tô mát, hệ thống bảo vệ rơ le, giảm dòng ngắn mạch.  Thiết bị điều chỉnh điện áp: thiết bị điều áp dưới tải, thiết bị thay đổi đầu phân áp ngoài tải, tụ bù ngang, tụ bù dọc, thiết bị đối xứng hóa, thiết bị lọc sóng hài bậc cao.  Thiết bị đo lường: Công tơ đo điện năng tác dụng, điện năng phản kháng, đồng hồ đo điện áp và dòng điện, thiết bị truyền thông tin đo lường…  Thiết bị giảm tổn thất điện năng: tụ bù  Thiết bị nâng cao độ tin cậy: thiết bị tự động đóng cắt, thiết bị tự đóng nguồn dự trữ, máy cắt hoặc dao cách ly phân đoạn, các khớp nối dễ tháo trên đường dây, kháng điện hạn chế ngắn mạch…  Thiết bị điều khiển từ xa hoặc tự động: Máy tính điện tử, thiết bị đo xa, thiết bị truyền, thu và xử lý thông tin, thiết bị điều khiển xa… Mỗi phần tử trên lưới điện đều có các thông số đặc trưng (công suất, điện áp định mức, tiết diện dây dẫn, điện kháng, điện dung, dòng điện cho phép, tần số định mức, khả năng đóng cắt…) được chọn trên cơ sở tính toán kỹ thuật. 16 Những phần tử có dòng công suất đi qua (máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, máy biến dòng, tụ bù…) thì thông số của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến thông số chế độ (điện áp, dòng điện, công suất) nên được dùng để tính toán chế độ làm việc của lưới điện phân phối. Đa phần các phần tử chỉ có 2 trạng thái: Làm việc và không làm việc. Một số ít phần tử có nhiều trạng thái như: Hệ thống điều áp, tụ bù có điều khiển, mỗi trạng thái ứng với một khả năng làm việc. Một số phần tử có thể thay đổi trạng thái trong khi mang điện (dưới tải) như: Máy cắt, áp tô mát, các thiết bị điều chỉnh dưới tải. Một số khác có thể thay đổi khi cắt điện như: Dao cách ly, đầu phân áp cố định. Máy biến áp và đường dây nhờ các máy cắt có thể thay đổi trạng thái dưới tải. Nhờ các thiết bị phân đoạn, đường dây điện được chia thành nhiều phần của hệ thống điện. Không phải lúc nào các phần tử lưới cũng tham gia vận hành, một số phần tử có thể nghỉ vì lý do sự cố hoặc lý do kỹ thuật, kinh tế khác. Ví dụ tụ bù có thể bị cắt lúc phụ tải thấp để giữ điện áp, một số phần tử lưới không làm việc để lưới phân phối vận hành hở theo điều kiện tổn thất công suất nhỏ nhất. 1.1.4.Cấu trúc và sơ đồ của lưới điện phân phối Lưới điện phân phối bao gồm các phần tử tạo thành lưới điện phân phối, sơ đồ lưới điện phân phối và hệ thống điều khiển lưới điện phân phối. Cấu trúc lưới điện phân phối bao gồm: - Cấu trúc tổng thể: gồm tất cả các phần tử và sơ đồ lưới đầy đủ. Muốn lưới điện có độ tin cậy cao thì cấu trúc tổng thể phải là cấu trúc thừa. Thừa về số phần tử, về khả năng tải của các phần tử, thừa về khả năng lập sơ đồ. Ngoài ra trong vận hành còn phải dự trữ các số liệu thay thế và vật liệu để sửa chữa. 17 - Cấu trúc vận hành: Là một phần của cấu trúc tổng thể đủ đáp ứng nhu cầu trong một chế độ vận hành nhất định. Một cấu trúc vận hành gọi là một trạng thái của lưới điện. Có thể có nhiều cấu trúc vận hành thỏa mãn điều kiện kỹ thuật, người ta chọn cấu trúc vận hành tối ưu theo điều kiện kinh tế (tổn hao nhỏ nhất). Khi xảy ra sự cố, một phần tử đang tham gia vận hành bị hỏng thì cấu trúc vận hành bị rối loạn, người ta phải nhanh chóng chuyển qua cấu trúc vận hành sự cố bằng cách thay đổi các trạng thái phần tử cần thiết. Cấu trúc vận hành sự cố có chất lượng vận hành thấp hơn so với cấu trúc vận hành bình thường. Trong chế độ vận hành sau sự cố có thể xảy ra mất điện phụ tải. Cấu trúc vận hành sau sự cố chọn theo độ an toàn cao và khả năng thao tác thuận lợi - Cấu trúc tĩnh: trong cấu trúc này lưới điện phân phối không thể thay đổi sơ đồ vận hành. Ở cấu trúc này khi bảo dưỡng hay sự cố thì toàn bộ một phần lưới điện phân phối phải ngừng điện. Đó là lưới phân phối hình tia không phân đoạn và hình tia phân đoạn bằng dao cách ly hoặc máy cắt. - Cấu trúc động không hoàn toàn: đây là lưới điện phân phối có cấu trúc kín vận hành hở. Trong cấu trúc này có thể thay đổi sơ đồ vận hành ngoài tải, tức là cắt điện để thao tác. - Cấu trúc động hoàn toàn: Trong cấu trúc này lưới điện có thể thay đổi sơ đồ vận hành ngay cả khi đang làm việc, đó là hệ thống phân phối điện. - Cấu trúc động được áp dụng là do nhu cầu ngày càng cao về độ liên tục cung cấp điện. Ngoài ra cấu trúc động cho phép vận hành kinh tế lưới điện phân phối, trong đó cấu trúc động không hoàn toàn và cấu trúc động hoàn toàn mức thấp cho phép vận hành kinh tế lưới điện theo mùa, khi đồ thị phụ tải thay đổi đáng kể. Cấu trúc động ở mức cao cho phép vận hành lưới điện theo thời gian thực, lưới phân phối trong cấu trúc này phải được 18