Quy hoach va phat trien luoi dien cao ap 176053

QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN CAO ÁP(110KV)KV)TỈNH PHÚ THỌ

QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN CAO ÁP(110KV)KV)TỈNH PHÚ THỌ GIAI ĐOẠN 20KV)11- 20KV)15 CÓ XÉT ĐẾN 20KV)20KV)

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ 2

GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ- XÃ HỘI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA TỈNH ĐẾN NĂM 20KV)15

ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ- XÃ HỘI

Phú Thọ có toạ độ địa lý 20°55’-21° 43’ vĩ độ Bắc;104°48’-105°27’kinh độ Đông có địa giới hành chính:

- Phía bắc giáp với tỉnh Tuyên Quang

- Phía nam giáp tỉnh Hoà Bình

- Phía tây giáp tỉnh Sơn La,Yên Bái

- Phía đông Giáp tỉnh Vĩnh Phúc,Hà Tây

Diện tích tự nhiên toàn tỉnh 351965km² chiếm 1,2% diện tích cả nước và chiếm 5,4% diện tích vùng miền núi phía Bắc. Địa hình

Phú Thọ có địa hình đa dạng nên đã tạo ra nguồn đất đai đa dạng, phong phú để phát triển nông lâm nghiệp hàng hoá toàn diện với những cây trồng, vật nuôi có giá trị kinh tế cao phù hợp với yêu cầu của thị trường trong nước và thị trường thế giói Tuy nhiên do địa hình chia cắt, mức độ cao thấp khác nhau,nên việc đầu tư khai thác tiềm năng phát triển,kinh tế sản xuất, phát triển hạ tầng, phát triển xã hội

… phải đầu tư tốn kém hơn các nơi khác la giao thong, thuỷ lợi, cấp điện, cấp nước đô thị… Các tiểu vùng miền núi gặp khó khăn về giao thong nên việc giao lưu đi lại, vận chuyển hang hoá ra vào còn hạn chế.

Phú Thọ có 1 thành phố, 1 thị xa và 10 huyện với dân số trung bình tính tới cuối 2004 la 1314498 người,trong đó dân số thành thị 195800 người chiếm 14,9℅.Mật độ dân số chung của Phú Thọ là 373,5 người/km²,nhưng tình hình phân bố dân cư giữa các huyện thị,thành phố rất không đồng đều.Đông nhất là thành phố Việt Trì có mật độ 1793 người/km²,tiếp đến là thị xã Phú Thọ va huyện Lâm Thao,trong khi đó ở các huyện mật độ có nơi chỉ có 142 người/km² như huyện Thanh Sơn

-Khí hậu : Phú Thọ nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa

Nhiệt độ trung bình hang năm la 23ºC

Tổng tích ôn năm khoảng 8000ºC

Lượng mưa trung bình năm (1600-1800) mm Độ ẩm trung bình năm khoảng 85-87%

-Thuỷ văn: Với 3 con sông lớn chảy qua là sông Hồng, sông Đà và sông Lô với lưu lượng dòng chảy trung bình 1140-1420m³/s và hang chục sông suối nhỏ chứa một lượng nước khá lớn, tỉnh Phú Thọ có điều kiện phát triển mạnh vận tải thuỷ, thuỷ điện vừa và nhỏ, nuôi trồng thuỷ sản và có đủ nguồn nước cung cấp cho yêu cầu phát triển kinh tế - xẫ hội của tỉnh.

Diện tích tự nhiên của tỉnh là 35196532 ha, trong đó đất nông nghiệp chiếm 27,7%; đất lâm nghiệp chiếm 42,3%; đất chuyên dung 6,5%; đất thổ cư và xây dựng ở khu vực đô thị 0,3%; đất thổ cư và xây dựng ở khu vực nông thôn 1,9%; đất chưa sử dụng 21,3%

Phú Thọ có diện tích lưu vực 14575ha chứa đựng một dung lượng nước mặt rất lớn Ngoài 3 con sông lớn: sông Hồng lưu lượng cực đại có thể đạt 18000 m³/s; sông Đà qua tỉnh 41,5km lưu lượng cực đại 8800m³/s; sông Lô qua tỉnh 76km, có lưu lượng cực đại 6610m³/s còn có 130 sông suối nhỏ và hang ngìn hồ, ao lớn nhỏ phân bố đều khắp trên lãnh thổ đều chứa nguồn nước mặt.

Phú Thọ có 215 mỏ và điểm quặng, trong đó có 20 mỏ lớn và vừa, 50 mỏ nhỏ và 143 điểm quặng Các khoáng sản có ý nghĩa nổi trội để phát triển kinh tế là: Cao Lanh, Penpat có 49 mỏ với trữ lượng dự báo 30,6 triệu tấn, chất lượng tốt; Pyrits, Quarit, đá xây dựng có ở 55 khu vực với trữ lượng 935 triệu tấn; cát, sỏi khoảng 100m³ và nươc khoáng nóng.

1.1.7 Tài nguyên rừng Đến năm 2003, toàn tỉnh đã sử dụng 148885,7 ha đất lâm nghiệp, trong đó rừng tự nhiên trồng 74704,6 ha với trữ lượng gỗ khoảng 3,5 triệu m³ Về động vật có 150 loài, trong đó có 50 loài thú, 100 loài chim, các loài thú quý hiếm như gấu,hươu, vượn quần đùi, khỉ bạc má …Hiện tại gỗ làm nguyên liệu giấy có đáp ứng được 40-50% yêu cầu của NM giấy Bãi Bằng.

HIỆN TRẠNG KINH TẾ - XÃ HỘI

Tốc độ tăng trưởng bình quân 5 năm (2006-2010) đạt 10,6℅,trong đó: Nông lâm -nghiệp tăng 5% ; công nghiệp –xây dựng tăng 12,3%; dịch vụ tăng 12,6%. Quy mô của nền kinh tế tăng 2,24 lần, GDP bình quân đầu người năm 2010 đạt 11,8 triệu đồng,tăng 2,2 lần so với năm 2005.

Bảng.1 Các chỉ tiêu chủ yếu thực trạng kinh tế xã hội tỉnh Phú Thọ

TT Chỉ tiêu Đơn vị 20KV)0KV)5 20KV)0KV)6 20KV)0KV)7 20KV)0KV)8 20KV)0KV)9 20KV)10KV)

3 Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên

5 GDP giá hiện hành Tỷ đ 6965,0 8124,0 9515,0 12590,

7 SL lương thực có hạt 10³ tấn 429,7 407,9 406,4 421,4 426,3 442,9

8 SL lương thực B/q đầu người kg/ng 330,6 312,8 310,7 321,3 323,5 334,8

9 Đầu tư phát triển Tỷ đ 3737,0 3872,0 4013,0 5168,0 6976,0 9167,0 a ĐT qua ngân sách tỉnh

Tỷ đ 650,0 850,0 1100,0 1150,0 1203,0 2150,0 c ĐT tư nhân, DN Tỷ đ 553,0 879,0 908,0 1545,0 2050,0 1850,0 d ĐT trực tiếp NN(FDI) Tỷ đ 1270,0 830,0 787,0 763,0 745,0 650,0

11 Tỷ lệ hộ được dung điện

II Cơ cấu ngành (giá

PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ- XÃ HỘI CỦA TỈNH PHÚ THỌ GIAI ĐOẠN 20KV)10KV)- 20KV)15

-Tốc độ tăng trưởng kinh tế (GDP) bình quân 12 -13 %/ năm Năm 2015, GDP bình quân đầu người đạt 1500-1600 USD.

-Tốc độ tăng bình quân giá trị tăng them (VA):

+ Công nghiệp – Xây dựng: 15 -17%/ năm.

-Kim ngạch xuất khẩu tăng bình quân trên 13%/năm (năm 2015 đạt 550 -560 triệu USD).

-Tổng vốn đầu tư toàn xã hội đạt 67 -68 ngàn tỷ đồng.

-Thu ngân sách Nhà nước trên địa bàn tăng bình quân 16 -18 %/năm.

-Cơ cấu kinh tế năm 2015:

*Giai đoạn 20KV)16-20KV)20KV)

-Tốc độ tăng trưởng kinh tế đến năm 2020 cao hơn 1,3 – 1,5 lần cả nước và vùng trung du, miền núi Bắc Bộ.

-Cơ cấu kinh tế chuyển đổi theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp và dịch vụ. Đến năm 2020 cơ cấu kinh tế là:

Bảng 2 Các chỉ tiêu chủ yếu kinh tế xã hội tỉnh Phú Thọ đến 20KV)20KV)

Chỉ tiêu Tốc độ tăng trưởng(%)

Dân số TB(10KV)0KV)0KV) người) 1357 1490

Bảng 3 Danh mục các khu cụm công nghiệp, TTCN

TT Hạng mục Địa điểm Quy mô(ha) Ghi chú K.năng lấp đầy

1 KCN Thuỵ Vân giai đoạn I TP Việt Trì 71 Hiện có 100% 100%

KCN Thuỵ Vân giai đoạn II TP Việt Trì 82 Đang XD 100% 100% KCN Thuỵ Vân giai đoạn III TP Việt Trì 153 hạ tầng 100% 100%

2 Cụm CN Bạch Hạc TP Việt Trì 80 Đang làm 100% 100%

3 Cụm CN Phượng Lâu 2 TP Viện Trì 24,9 Đang làm 100% 100%

4 Cụm CN Đồng Lạng H Phù Ninh 41,7 Hiện có 100% 100%

5 KCN Phù Ninh H.Phù Ninh 100-300 Đang làm 60% 100%

6 Cụm CN Phú Gia H.Phù Ninh 80 Đang làm 40% 100%

7 KCN Phú Hà(Gò Gai) TX Phú Thọ 450 Đã phê duyệt 40% 100%

8 Cụm CN-TTCN Thanh Vĩnh TX Phú Thọ 20 Hiện có 100% 100%

9 Cụm CN thị trấn Lâm Thao H.Lâm Thao 20 Đang làm 40% 100%

10 Cụm CN Hợp Hải – Kinh Kệ H.Lâm Thao 450 hiện có 50% 100%

11 Cụm CN-TTCN Sóc Đăng H Đoan 83,67 Đang làm 40% 100%

12 Cụm CN Ngọc Quan H Đoan

13 Cụm CN Nam Thanh Ba H.Thanh Ba 40 Đang làm 40% 100%

14 Cụm CN thị trấn Thanh Ba H.Thanh Ba 20 Đang QH 40% 100%

15 KCN Trung Hà T.Nông,T.Th uỷ

16 Cụm CN Cổ Tiết H.Tam Nông 80 Đang làm 100% 100%

17 Cụm CN-TTCN T.trấn Sông

18 KCN Đồng Phì H.Hạ Hoà 50 Đã phê duyệt 50% 100%

19 Cụm CN Yến Mao H.Thanh

20 Cụm CN thị trấn Thanh Thuỷ H.Thanh

Bảng 4.Danh mục các dự án,công trình dự kiến đến 20KV)20KV) trên địa bàn tỉnh Phú Thọ

TT Tên dự án, công trình Địa điểm

1 Mở rộng nhà máy giấy Bãi Bằng(giai đoạn 2) Phù Ninh

2 Nhà máy xi măng Yến Mao, Thanh Ba Thanh Thuỷ, Thanh Ba

3 Các dự án sản xuất hoá chất, phân bón KCN Trung Hà

4 Các dự án sản xuất bia, rượu, cồn TP Việt Trì, KCN Thuỵ Vân, KCN

5 Các dự án đầu tư khu lien hợp sản xuất gang thép

TP Việt Trì, Thanh Sơn

6 Dự án chế biến cao lanh, Fenspat Tam Nông, T.Thuỷ, T.Sơn

7 Các dự án sản xuất giày da xuất khẩu KCN Trung Hà

8 Các dự án sản xuất cấu kiện phi tiêu chuẩn KCN Thuỵ Vân, Cụm CN Bạch Hạc

9 Các dự án sản xuất nhựa và cơ khí xe máy, cơ khí

KCN Thuỵ Vân, KCN Trung Hà

10 Các dự án vùng nhiên liệu xây dựng nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học

11 Các dự án nhà máy sản xuất phụ tùng, lăp ráp phụ kiện ôtô

KCN Thuỵ Vân, KCN Trung Hà

12 Các dự án sản xuất và lắp ráp các loại máy nông nghiệp

13 Các dự án sản xuất linh kiện điện tử,lắp ráp điện tử dân dụng

14 Các dự án sản xuất thuốc tân dược KCN Thuỵ Vân

15 Các dự án trồng và chế biến cây nhiên liệu sinh học

16 Các dự án sản xuất thức ăn chăn nuôi, chế biến gia cầm

KCN Trung Hà, Tam Nông

17 Các dự án chế biến nông lâm sản Các khu, cụm công nghiệp

18 Các dự án sản xuất thực phẩm sinh học cho chăn nuôi gia cầm, thuỷ sản

19 Các dự án sản xuất gỗ nhân tạo cao cấp, gỗ xuất khẩu

Cụm CN Phù Ninh, Lâm Thao

20 Các dự án sản xuất nhựa trang trí nội thất và ống nước

KCN Trung Hà,Phú Hà

21 Các dự án sản xuất nhẵn nổi ép khuôn laser KCN Trung Hà

HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN V À TÌNH H ÌNH CUNG CẤP ĐIỆN DỰ BÁO NHU CẦU SỬ DỤNG ĐIỆN CỦA TỈNH TỪ NAY ĐẾN NĂM 20KV)15.9

Hiện trạng lưới điện va tình hình cung cấp điện

2.1.1 Hiện trạng nguồn và lưới điện :

Hệ thống điện tỉnh Phú Thọ nằm trong hệ thống điện miền Bắc,năm 2010 điện năng thương phẩm toàn tỉnh đạt 1.224,2 triệu kWh, với Pmax&3 MW.

2.1.1.1 Các nguồn cung cấp điện năng.

+ Nguồn điện nhập khẩu 220kV Trung Quốc cấp điện cho tỉnh Phú Thọ từ đường dây 220kV Lào Cai- Yên Bái- Phú Thọ -Sóc Sơn( dây dẫn ACSR-400) qua

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ 8 trạm 220/110kV Việt Trì công suất (2x125) MVA.Năm 2010 có Pmax #0MW ( trong đó cấp cho tỉnh Phú Thọ la 195MW ).

+ Thuỷ điện Thác Bà(A40) có công suất la 3x36 MW cấp điện 110kV cho tỉnh Phú Thọ từ đường dây 110kV Thác Bà - Đồng xuân dây dẫn AC-185 qua trạm 110kV Đồng Xuân công suất 25MVA.Năm 2010 có công suẩt max là 20.9MW.Thuỷ điện Thác Bà còn cấp điện cho tỉnh Phú Thọ ở cấp điện áp35kV từ đường dây 35kV Thác Bà- Đoan Hùng(lộ 373) dây dẫn AC-95.

+ Nhà Máy điện Bãi Bằng gồm 2 tổ máy,công suất (12+16)MW làm nhiệm vụ cấp điện cho sản suất của nhà máy và phát lên lưới 110kV khu vực qua trạm 110kV Bãi Bằng công suất(2x25)MVA-110/10kV khi sử dụng công suất không hết Công suất phát cực đại của nhà máy điện Bãi Bằng là24MW,sản lượng điện phát hàng năm là 160 triệu kWh.

Hệ thống điện trên địa bàn tỉnh hiện nay có 5 cấp điện áp là 110,35,22,10 và 6kV.Lưới điện tỉnh Phú Thọ được đấu nối với hệ thống điện quốc gia qua trạm 220kV Việt Trì-Hoà Bình(ACRS-520/97,5km);Việt Trì –Yên Bái(ACK - 40/67,4km);Việt Trì –Vĩnh Yên (ACSR-520/40,2km) và Việt Trì –Sơn La(ACSR- 400/192,03km).Ngoài ra lưới điện tỉnh Phú Thọ có liên lạc với các tỉnh lân cận qua đường dây 110kV Phố Vàng-Sơn Tây(AC-240/48,52km);Việt Trì –Vĩnh Tường và một số đường dây trung thế

Bảng 5 : Thống kê khối lượng trạm biến áp hiện hữu

Số trạm Số máy Tổng

I Trạm 110KV)KV 8 15 4270KV)0KV)0KV) 10KV)0KV)

II Trạm trung gian 26 36 133430KV) 10KV)0KV)

Trong đó: Tài sản điện lực 9 17 42500

III Trạm phân phối 1741 1819 594696 10KV)0KV)

2.1.1.3 Đánh giá hiện trạng mang tải a.Lưới điện 220KV)-110KV)kV:

Trên địa bàn tỉnh Phú Thọ hiện có15 tuyến đường dây 110kV,trong đó co nhánh rẽ vào trạm Phù Ninh ,Trung Hà va Bạch Hạc đang đươc triển khai xây dựng. Đường dây 110kV trên địa bàn tỉnh hiện đang vận hành ở mức trung bình và được cấp điện từ 2 nguồn nên rất linh hoạt trong quản lý vận hành.

Bảng 6 Mang tải các đường dây 220KV), 110KV) KV trên địa bàn tỉnh Phú Thọ

T Tên đường dây Dây dẫn Chiều dai(km) Pmax(MW

1 Yên Bái - Việt Trì 2xACK400 67,4 - -

2 Việt Trì – Vĩnh Yên ACSR-520 40,2 199 60

3 Việt Trì – Hoà Bình ACSR-520 97,5 - - Tách lưới

4 Việt Trì – Sơn La ÂCSR-400 192,03 - - DP

II Đường dây 110KV)KV

7 172 Bãi Bằng – 172 trạm 220KV Việt Trì AC-185 7 81,3 91,1

10 Nhánh rẽ Bắc Việt Trì AC-185 0,3 48 53,8

12 Phố Vàng – Sơn Tây AC-240 48,52 - - Tách lưới

13 Nhánh rẽ Trung Hà AC-240 8,4 - - ĐXD

14 Nh ánh r ẽ Ph ù Ninh AC-240 0,9 - - ĐXD

15 Nhánh rẽ Bạc Hà 2xAC-185 1,5 - - ĐXD

+ Trạm biến áp 110KV)kV

Phụ tải điện trên địa bàn tỉnh được cấp điện từ 8 trạm biến áp 110kV với tổng dung lượng là 472MVA, trong đó có 2 trạm 110kV Supe và giấy Bãi Bằng là trạm chuyên dùng cấp điện cho 2 phụ tải này.Mang tải các trạm 110kV ở chế độ bình

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ 11 thường là vừa tải,tuy nhiên một số trạm đã đầy và quá tải như máy T3,T4 trạm Việt Trì, trạm Đồng Xuân, Phú Thọ và Ninh Dân.Hiện nay, trên địa bàn tỉnh đang xây dựng 3 trạm 110kV Trung Hà với công suất 25MVA;Phù Ninh công suất 40MVA và Bạch Hạc 2x63MVA b.Lưới trung áp:

+ Đường dây 35kV Đường dây 35kV có mặt khắp cả các huyện,thị và thành phố Việt Trì tỉnh Phú Thọ Đến hết tháng 10/2010 toàn tỉnh có 2.175,82km đường dây 35kV chiếm 76,2% khối lượng lưới trung thế Đường dây 35kV vừa đóng vai trò là lưới phân phối đồng thời làm nhiệm vụ cấp điện cho các trạm trung gian trên địa bàn tỉnh.Trong thời gian vừa qua việc xuât hiện các trạm 110kV Phú thọ,Phố Vàng và Ninh Dân đã rút ngắn đáng kể bán kính cấp điện của lưới điện 35kV.Tuy nhiên còn một số đường dây có bán kính cấp điên lớn như lộ 35kV 373-SUPE cấp điện cho hai huyện Phù Ninh ,Lâm Thao; lộ 375,377- Phố Vàng (chiều dài trên 50km) cấp điện cho các huyện Tân Sơn,Tam Nông và Thanh Thuỷ

Bảng 7 Thống kê khối lượng đường dây hiện hữu

TT Tên đường dây Chủng loại dây - tiết diện Chiều dài(km) Tỷ lệ(%)

I Đường dây 110KV)KV AC-240KV), 185, 150KV) 173,24 10KV)0KV)

Trong đó: Tài sản điện lực AC-240, 185, 150 149,84 86,5

Tài sản khách hàng AC-240, 185, 150 13,5

II Đường dây trung áp 2853,58 10KV)0KV)

Trong đó: Tài sản điện lực AC-120,95,70 + M-150,120 1097,08 50,2 Tài sản khách hàng AC-120,95,70 + M-150,120 1075,27 49,4 a Đường dây trên không AC-120,95,70 2172,35 99,8 b Cáp ngầm M-150,120,95 3,47 0,2

Trong đó: Tài sản điện lực XLPE-185,150,95 & AC-

Tài sản khách hàng XLPE-185,150,95 & AC-

15,47 19,5 a Đường dây trên không XLPE-185,150,95 & AC-

Trong đó: Tài sản điện lực AC120,95,70 + 3M-185,150 357,2 89,4 Tài sản khách hàng XLPE-185,150,95 & AC-

A Đường dây trên không AC-120KV),95,70KV) 399,43 99,9

B Cáp ngầm 3M-185,150KV),95 0KV),26 0KV),1

Trong đó: Tài sản điện lực AC120,95,70 + 3M-185,150 149,45 75,2 Tài sản khách hàng XLPE-185,150,95 & AC-

A Đường dây trên không AC-120,95,70 192,2 96,8

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ 12 c.Lưới điện hạ áp và công tơ:

Với việc bàn giao lưới điện hạ áp nông thôn từ các hợp tác xã dịch vụ điện năng về cho công ty điện lực Phú Thọ quản lý,chất lượng cung cấp điện của lưới điện hạ áp nông thôn đã được cải thiện đáng kể.Tính đến 31/12/2010 tổng khối lượng đường dây hạ áp trên địa bàn tỉnh là 2.421,04km, trong đó tài sản ngành điện là 2.208,74km đường dây hạ áp sử dụng hiện tại vẫn là dây trần là chủ yếu với 1.425,31km(chiếm 58,9%), dây bọc với 957,41km (chiếm 39,4%),cáp ngầm hạ áp chỉ có 38,32km(chiếm 1,6%)

Tổng công tơ toàn tỉnh do điện lực quản lý là191.051 cái,trong đó có 1.179 công tơ 3 pha,189.872 công tơ 1 pha

Đánh giá tình hình thực hiện “Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Phú Thọ

Khối lượng thực hiện trong các năm qua.

Giai đoạn 2006-2010 bình quân điện thư ơng phẩm toàn tỉnh tăng7,1%/năm,công nghiệp xây dựng tăng 5,2%/năm,Nông-Lâm -Thuỷ sản tăng 3,6%/năm,Thư ơng mại-Dịch vụ tăng 13,7%/năm,hoạt động khác tăng 18,1%/năm Điện năng thương phẩm toàn tỉnh năm 2010 là 871kWh/người.năm tăng 31,6% so với năm 2005 là662k Wh/người.năm.Trong 5 năm qua toàn tỉnh thực hiện xây dựng mới thêm 2 trạm biến áp Ninh Dân, Phố Vàng và nâng công suất 4 trạm 110kV, tổng công suất trạm110kV tăng thêm nhiều nhưng tập trung chủ yếu ở lưới 35kV với tổng khối lượng đường dây 35kV tăng thêm 1.065,62km và dung lượng trạm 35/0,4kV tăng thêm là41.049kVA,trạm 35(22)/0,4kV tăng thêm là 178.627kVA.Khối lượng trạm 10/0,4kV và6/0.4kV giảm do Công ty điện lực Phú Thọ đã triển khai cải tạo lưới điện 10,6kV sang cấp điện áp 22 kV.năm 2005 lưới điện trung áp tỉnh Phú Thọ chưa vận hành ở cấp22kV,nhưng đến nay đã vận hành 6 lộ 22kV Khối lượng lưới hạ áp tăng cao,khối lượng năm 2010 gấp 3,38 lần so với năm 2005.

Dự báo nhu cầu sử dụng điện của tỉnh từ nay đến 20KV)15

2.3.1 Các phương pháp dự báo nhu cầu điện năng Để dự báo nhu cầu điện năng của một địa phương trong tương lai có các phương pháp như sau:

2.3.1.1 Phương pháp hệ số đàn hồi

Là phương pháp thích hợp với các dự báo trung và dài hạn Nhu cầu điện năng được mô phỏng theo quan hệ đàn hồi với tốc độ tăng trưởng kinh tế.

Tốc độ tăng nhu cầu điện (%)

Hệ số đàn hồi (η) =) Tốc độ tăng trưởng kinh tế (%)

2.3.1.2 Phương pháp ngoại suy theo thời gian Đây là phương pháp nghiên cứu sự diễn biến của nhu cầu điện năng trong thời gian quá khứ tương đối ổn định để tìm ra 1 quy luật tăng trưởng của nhu cầu điện năng trong quá khứ, sau đó kéo dài ra để dự báo cho tương lai.

Giả thiết có hàm số  ( a,b,c…., x) trong đó a, b, c… là các hệ số cần xác định, x là biến số Cần xác định các hệ số a, b, c… sao cho: tiến tới min Để xác định được các giá trị của a, b, c… ta đạo hàm riêng hàm  theo a, b, c… và giải hệ phương trình xác định được các giá trị của a, b, c… Ι ¿ { ∑ i=1 n [ y i − ( ϕ i (a,b,c x ) ] ∂ϕ ∂a = 0 ¿ { ∑ i=1 n [ y i − ( ϕ i (a,b,c x ) ] ∂ϕ ∂b =0 ¿¿¿

Mô hình hàm số y = at + b:

Giả sử phương trình dự báo có quan hệ tuyến tính (phương trình hồi quy) có dạng: y = a + bt

Xác đinh hệ số a, b sao cho tiến tới min Đạo hàm riêng hàm  theo các hệ số a, b ta có:

Khai triển ra ta được:

Với n là số năm xét.

Từ phương trình ta tìm được a, b.

Sau đó ta thay vào hàm số yt= at + b với yt là điện năng dự báo sau t năm.

Mô hình hàm số y= ax 2 + bx + c:

Giả sử có hàm dự báo dạng hàm số bậc hai: y= at 2 + bt + c

Xuất phát từ hệ phương trình I ta có hệ phương trình sau

Khai triển hệ phương trình ta được

Trong đó n là số năm xét.

Giải hệ phương trình tìm được a, b, c.

Thay a, b, c vừa tìm được vào hàm số yt = at 2 + bt + c với yt là điện năng dự báo sau năm t.

Mô hình dạng hàm số mũ:

Chọn một năm có điện năng là A0 làm mốc

Gọi  hệ số tăng hàng năm.

- Sau 1 năm điện năng là: A1 =(1+)

- Sau 2 năm điện năng là: A2 =A0(1+) = A0 (1+) 2

- Sau t năm điện năng là At = A0 (1+) t = A0C t

Muốn tìm At ta phải xác định hai hệ số là A0 & C.

Quay trở lại bài toán để đưa về dạng y= a + bt ta logarit hai vế của phương trình: At = A0 (1+) t = A0C t

Ta được: lg At = lgA0 + tlgC ( y = a + bt )

Ta phải xác định lgA0 và lgC sao cho min Đạo hàm hàm theo lgC và lgA0 ta được hệ phương trình:

Từ hệ phương trình này ta sẽ xác định được lgA0 và lgC

Nội dung của phương pháp là so sánh đối chiếu nhu cầu phát triển điện năng của các nước có hoàn cảnh tương tự Phương pháp này tương đối đơn giản, thường mang tính tham khảo, nghiệm chứng.

Nội dung chính là sự hiểu biết sâu rộng của các chuyên gia giỏi Các chuyên gia sẽ đưa ra các dự báo của mình.

2.3.1.5 Phương pháp dự báo trực tiếp

Nội dung của phương pháp là xác định nhu cầu điện năng của các năm dự báo dựa trên tổng sản lượng kinh tế của các nghành năm đó và suất tiêu hao năng lượng của từng loại sản phẩm

2.3.2 Lựa chọn phương pháp dự báo nhu cầu điện năng

Phù hợp với hoàn cảnh thực tế của địa phương và số liệu điều tra thu thập được từ các tài liệu pháp lý, nhu cầu điện của tỉnh Phú Thọ trong giai đoạn quy hoạch được dự báo theo phương pháp ngoại suy theo thời gian.

Muốn kết quả dự báo được chính xác nhất ta tiến hành dự báo theo cả 3 hàm số: + Bậc nhất.

Sau đó so sánh sai số trung bình (ε%) của các hàm dự báo với nhau Hàm nào có sai số trung bình nhỏ nhất thì ta sẽ dùng hàm đó làm hàm dự báo Với:

- : là giá trị của hàm y (điện năng) tại giá trị t = ti (năm thứ i), đã cho ở bảng số liệu

- : là giá trị hàm hồi qui của hàm y khi thay các giá trị a, b … và ti vào hàm số y (a, b,… t).

- Căn cứ vào đặc điểm địa hình tự nhiên, phân vùng phát triển kinh tế hiện tại và dự kiến phát triển trong tương lai và căn cứ vào các hộ tiêu thụ điện xác định trên địa hình từng vùng.

- Căn cứ vào khả năng cấp điện của các trung tâm nguồn trạm 110kV hiện tại và phương thức vận hành lưới điện cũng như dự kiến xây dựng các nguồn trạm mới trong giai đoạn đến 2010 và 2015.

Ta có kết quả phân vùng phụ tải điện như sau :

Bảng 2.1 Kết quả phân vùng phụ tải điện

TT Vùng phụ tải P max [MW]

20KV)10KV) 20KV)15 20KV)20KV)

Tr.đó:TP Việt Trì và các huyện Phù

Tr.đó: Thị xã Phú Thọ và các huyện

Thanh Ba,Hạ Hoà, Đoan Hùng,Cẩm

Tr.đó: Các huyện Tam Nông, Thanh

Thuỷ, Thanh Sơn, Tân Sơn và Yên

2.4.4 Tính toán dự báo nhu cầu điện cho các ngành của tỉnh

Bảng 2.2:Kết quả dự báo nhu cầu điện tỉnh Phú Thọ

Năm Công nghiệp xây dựng

Quản lý và tiêu dùng dân cư

2.4.4.1 Dự báo cho ngành Công nghiệp- Xây dựng

* Dự báo mô hình hàm bậc nhất y= at+b.

Ta có hệ phương trình như sau:

Từ số liệu của ngành Công nghiệp- Xây dựng ta đi tìm các hệ số của hệ phương trình (1) là: ∑ i =1

Ta có bảng kết quả sau:

Thay vào hệ phương trình (1) ta được:

Phương trình hồi qui có dạng: yt = 63434,43.t + 272994,33 [MWh]. Sai số trung bình dự báo:

. Kết quả tính lại điện năng năm 2010 (t = 1): y ¿ 1 = 63434,43.1 + 272994,33 36428,76 [MWh]. Sai số dự báo trong năm 2010 (t = 1): ε 1 % = ¿ ¿

Tương tự các y ¿ i , ε i % được ghi lại trong bảng sau:

* Dự báo theo mô hình hàm bậc hai: y t = a.t 2 + b.t + c

Ta có hệ phương trình sau:

Từ số liệu của ngành Công nghiệp- Xây dựng ta đi tìm các hệ số của hệ phương trình (2) là: ∑ i =1

Ta có hệ phương trình như sau:

Phương trình hàm hồi qui có dạng: yt = - 4.955,982.t 2 + 98.162,3.t + 226.738,5 [MWh]. Kết quả tính lại điện năng năm 2010 (t = 1): y ¿ 1 = - 4955,982.1 2 + 98162,3.1 + 226738,5

= 319.908,818 [MWh]. Sai số dự báo trong năm 2010 (t = 1): ε 1 % = ¿ ¿

* Dự báo theo hàm số mũ: y t = A 0KV) C t

Ta có hệ phương trình:

Từ số liệu của ngành Công nghiệp- Xây dựng ta đi tìm các hệ số của hệ phương trình (3) là: ∑ i=1

Ta có hệ phương trình:

Phương trình hàm hồi qui có dạng: yt = 299640,146.(1,1452) t [MWh]. Kết quả tính lại điện năng năm 2010 (t = 1): y ¿ 1 = 299640,146.(1,1452) 1 = 343.147,8952 [MWh]. Sai số dự báo trong năm 2010 (t = 1): ε 1 % = ¿ ¿

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ 21 ε tb = 5,877

Do hệ số a< 0 trong phương pháp “dự báo theo hàm bậc 2” : y t = a.t 2 + b.t + c nên ta chỉ xét 2 phương pháp “dự báo theo hàm số mũ” và “dự báo theo hàm bậc nhất”.

Từ các kết quả trên ta thấy:

+ Sai số trung bình trong bài toán dự báo của hàm bậc nhất: = 4,815%

+ Sai số trung bình trong bài toán dự báo của hàm số mũ: εtb%= 5,877%

Ta thấy hàm bậc nhất có là nhỏ nhất Vậy ta chọn hàm bậc nhất là hàm dự báo nhu cầu điện năng cho ngành Công nghiệp- Xây dựng

- Phương trình hàm dự báo có dạng:

A2030= 63434,43.21 + 272994,33= 1605117,36 [MWh]. Công suất đặt cho các giai đoạn: Áp dụng công thức:

T max Đối với phụ tải Công nghiệp- Xây dựng ta chon Tmax= 5000 [h].

- Năm 2030: A2030 05117,36 [MWh] ⇒ Pmax 21,0235 [MW]. Tiến hành làm tương tự với 4 ngành còn lại ta được kết quả dự báo của các ngành như trong các bảng dưới đây:

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ 22 tb%

Bảng 2.3 Bảng tổng kết dự báo nhu cầu điện năng của các ngành

STT Ngành Điện năng tiêu thụ [MWh]

20KV)20KV) 20KV)25 20KV)30KV)

Tổng 180KV)8192,599 240KV)9636.70KV)1 30KV)55562,659

Bảng 2.4 Bảng tổng kết dự báo nhu cầu công suất của các ngành

Ngành Công suất tiêu thụ [MW]

20KV)20KV) 20KV)25 20KV)30KV)

Nhận xét: Kết quả cho thấy phương pháp ngoại suy theo thời gian cho kết quả tương đối chính xác và có thể tin cậy được để xác định và dự báo nhu cầu sử dụng điện năng của tỉnh trong giai đoạn bất kỳ nhưng nếu sử dụng để tính toán cho thời gian dài thì phương pháp này có hiệu quả không cao vì sai số lớn.

THIẾT KẾ SƠ ĐỒ QUY HOẠCH VÀ PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN TỈNH GIAI ĐOẠN 20KV)10KV)- 20KV)15

CÂN ĐỐI NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

Bảng 3.1: Cân đối nguồn và phụ tải

TT Hạng mục Đơn vị 20KV)10KV) 20KV)15 20KV)20KV)

I Nhu cầu phụ tải khu vực 298 541 849 a Nhu cầu phụ tải Phú Thọ MW 263 490 799 b Nhu cầu phụ tải Vĩnh Phúc 35 41 50

II Nguồn cấp từ lưới 110KV MW 100 91 87

1 TĐ Thác Bà đến MW 60 17 17

III Nguồn cấp tại chỗ MW 24 41-54 51-74 a Giấy Bãi Bằng MW 24 24 24 b TĐ nhỏ MW - 7-10 7-10 c Biomas MW 10-20 20-40

IV Tổng nhu cầu MW 174 409 661

V Nhu cầu công suất trạm 220KV MVA 249 614 944

VI Trạm 220KV hiện có và dự kiến MVA 250 500 500 a Trạm 220KV Việt Trì MVA 2x125 250+125 250+12

5 b Trạm 220KV Phú Thọ MVA 1x125 1x125

VII Cân đối: thừa (+) thiếu (-) MVA +1 -144 -444

Dự kiến phương án đi dây theo yêu cầu cung cấp điện.

Sử dụng thuật toán Kruskal vẽ Graph toàn phần của mạng Để tìm được cây bao trùm nhỏ nhất, ta xét các mạch vòng kín và bỏ đi cạnh dài nhất trong mạch vòng đó, thực hiện đến khi trong mạch không còn mạch vòng Cây bao trùm bé nhất là cây có tổng chiều dài nhỏ nhất Gồm (n-1) cành Xuất phát từ cây bao trùm bé nhất dựa vào công suất truyền tải, địa hình thực tế và yêu cầu cung cấp ta đưa ra 2 phương án thiết kế như sau

Sơ đồ đi dây của phương án I

Thể hiện phương án đi dây I trên bản đồ địa lý tỉnh:

Sơ đồ đi dây của phương án I trên bản đồ địa lý tỉnh

Sơ đồ đi dây của phương án II

- N1 trạm 220kV Việt Trì - H trạm 110kV Ninh Dân

- N2 trạm 220kV Phú Thọ - K trạm 110kV Hợp Hải

- A trạm 110kV Bãi Bằng - L trạm 110kV Trung Hà

- B trạm 110kV SuPe - M trạm 110kV Tam Nông

- C trạm 110kV Lâm Thao - O trạm 110kV Thép Thăng Long

- D trạm 110kV Phù Ninh - P trạm 110kV Phố Vàng

- E trạm 110kV Thép Hòa Phát - Q trạm 110kV Yến Mao

- F trạm 110kV B.Việt Trì - V trạm 110kV Bạch Hạc

- G trạm 110kV Việt Trì - X trạm 110kV Cẩm Khê

- Y trạm 110kV Phú Thọ - Z trạm 110kV Hạ Hòa.

Giả sử công suất truyền tải trên các đoạn đường dây như hình vẽ Quy ước công suất đi vào nút mang dấu (+), đi ra khỏi nút mang dấu (-). Đồ án tốt nghiệp 

TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN I

3.2.1 Xác định công suất truyền tải trên các đoạn đường dây

Sơ đồ thay thế phương án 1 như hình vẽ:

Ta có bảng số liệu P, Q, S ¿ của các nút như sau:

Bảng 3.4: Công suất tại các nút. Điểm nút P[MW] Q[MVAR] S=P+jQ[MVA]

Theo bảng số liệu trên ta có:

Như vậy chiều truyền của công suất đúng như giả thiết.

Ta thấy tổng công suất 2 nguồn N1 và N2 phát vào cho các phụ tải là:

Mặt khác công suất tiêu thụ của các phụ tải là:

Từ kết quả tính toán trên ta có bảng tổng kết sau:

Bảng 3.5: Công suất truyền tải trên các đường dây. Đoạn đường dây [km] Công suất truyền tải [MVA]

3.2.2 Xác định điện áp của lưới điện

Khi thiết kế hệ thống điện việc lựa chọn hợp lý cấp điện áp định mức là một trong những việc rất quan trọng bởi vì trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khoảng cách truyền tải điện năng càng xa, công suất truyền tải càng lớn càng có lợi Nhưng khi chọn điện áp cao thì vốn đầu tư để xây dựng mạng cũng như phí tổn để phục vụ cho mạng càng tăng lên Vì vậy, để chọn được một cấp

S điện áp truyền tải hợp lý ta phải tiến hành tính toán kinh tế kỹ thuật Theo sơ đồ và với trị số phục tải điện năng và công suất truyền tải ta lựa chọn cấp điện áp định mức theo công thức.

- Với L ≤ 250 [km] và S ≤ 60 [MVA] ta sử dụng công thức Still:

+ L: Chiều dài đường dây tính bằng [km]. + P: Công suất truyền tải trên đường dây [MW]

- Với L ≥ 250 [km] và S ≥ 60 [MVA] ta sử dụng công thức Zaleski:

+ L: Chiều dài đường dây tính bằng [km]

+ P: Công suất truyền tải trên đường dây

 U1= √ 192 , 509 ( 100+ 15 √ 62) = 204,905 [kV]. Chọn điện áp định mức tiêu chuẩn là: U1đm= 220kV

 U1= 4,34 12,5 16.30,357 = 107.75 [kV]. Chọn điện áp định mức tiêu chuẩn là U2đm= 110kV.

 U1=4,34 2,5 16.47,199 = 108,56 [kV]. Chọn điện áp định mức tiêu chuẩn là: U3đm= 110kV.

 U1=4,34 2,5 16.85, 43 = 208,022 [kV]. Chọn điện áp định mức tiêu chuẩn là: U4đm= 220kV.

Chọn điện áp định mức tiêu chuẩn là: U5đm= 110kV.

Tính toán tương tự với các đoạn đường dây

 Ta có bảng tổng kết cấp điện áp của mạng như sau:

Bảng 3.6: Bảng tổng kết cấp điện áp của mạng điện Đường dây [km] Cấp điện áp [kV]

Vậy ta chọn cấp điện áp cho mạng là 110kV.

3.2.3 Xác định công suất truyền tải và lựa chọn tiết diện dây dẫn

3.2.3.1 Lựa chọn tiết diện dây dẫn

Tiết diện dây dẫn được chọn phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó 2 yếu tố chủ yếu là Kinh tế & Kỹ thuật.

- Những yếu tố ảnh hưởng đến tiết diện dây dẫn:

+ Phát nóng lâu dài do dòng điện làm việc (tính toán).

+ Phát nóng ngắn hạn do dòng điện ngắn hạn.

+ Tổn thất điện áp trong quá trình làm việc bình thường.

+ Độ bền cơ học hoặc tính ổn định với tải động cơ.

+ Vầng quang điện: Phụ thuộc vào điện áp, tiết diện dây dẫn & môi trường xung quanh.

Với mạng điện công suất lớn, tiết diện dây dẫn cũng lớn Để lựa chọn tiết diện dây dẫn về mặt kinh tế ta chỉ cần chú ý tới phí tổn tính toán Z của mạng là bé nhất (Zmin) Như vậy ta dựa vào mật độ dòng kinh tế để lựa chọn tiết diện dây dẫn.

Ngoài ra, về mặt kỹ thuật tiết diện dây dẫn được chọn phải thoả mãn điều kiện phát nóng, tổn thất điện áp, vầng quang, độ bền cơ học.

Vậy dây dẫn của mạng điện được chọn theo chỉ tiêu kinh tế & kiểm tra bằng điều kiện kỹ thuật. Đầu tiên ta tìm dòng điện lớn nhất Imax chạy trên các đoạn đường dây có công suất cực đại Smax, Smax ta đã tính ở phần trên.

- Thời gian sử dụng công suất cực đại của mạng là:

Pi max: là công suất tác dụng lớn nhất của phụ tải thứ i. n: số lượng phụ tải.

Ti max: là thời gian sử dụng công suất cực đại của phụ tải thứ i.

Bảng 3.7: Bảng T max của các điểm phụ tải Điểm phụ tải Công suất [MW] T max [h]

- Tiết diện dâu dẫn được chọn theo mật độ dòng kinh tế:

Imax: là dòng điện lớn nhất chạy trên đường dây trong chế độ cực đại (A).

JKT: là mật độ dòng kinh tế [

Các mạng 220kV, 110kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm (Al) lõi thép (AC) Với dây AC và

Tmax = 5000 [h] thì ta có: JKT = 1,1 [

Dòng điện chạy trên các đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được xác định theo công thức:

Ta có dòng điện cực đại của các đoạn đường dây như sau:

Bảng 3.8: Dòng điện cực đại chạy trên các đường dây. Đường dây Công suất [MVA] Điện áp [kV] I max [A]

Từ bảng trên ta tính được tiết diện Fi của các đoạn dây dẫn tra bảng như sau:

Bảng 3.9: Tiết diện F i của các đoạn dây dẫn\ Đường dây I max [A] F i [mm 2 ] Loại dây

L20 131,11 119,19 AC-120 Để thấy được kết quả tính toán về chọn tiết diện dây dẫn trên có đủ yêu cầu về kỹ thuật hay không? Ta đi so sánh kết quả của phương pháp trên với trường hợp sự cố nặng nề nhất.

3.2.3.2 Xác định công suất truyền tải lớn nhất trên các đoạn đường dây Để xác định công suất truyền tải lớn nhất trên các đoạn đường dây ta giả thiết trường hợp sự cố nặng nề nhất Sau đó xác định công suất truyền tải lớn nhất trên các đường dây.

Ta có bảng phân loại công suất các điểm nút như bảng sau:

Bảng 3.10KV): Công suất các điểm nút. Điểm nút P[MW] Q[MVAR] S=P+jQ[MVA]

Lúc này nguồn N2, N1cung cấp cho các phụ tải

Lúc này nguồn N2 ,N1cung cấp cho các phụ tải

Ta có bảng tổng hợp công suất truyền tải lớn nhất khi sự cố như sau:

Bảng 3.11: Công suất truyền tải lớn nhất trên đường dây khi sự cố Đoạn đường dây [km] max SC [MVA]

TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN II

Sơ đồ thay thế phương án II:

Bảng 3.12: Chiều dài tổng hợp của phương án 2: Đường dây Chiều dài (km)

3.3.1 Xác định công suất truyền tải trên các đoạn đường dây

Giả sử công suất truyền tải trên các đoạn đường dây như hình vẽ Quy ước công suất đi vào nút mang dấu (+), đi ra khỏi nút mang dấu (-).

Ta có bảng số liệu P, Q, S ¿ của các nút như sau:

Bảng 3.13: Công suất tại các nút. Điểm nút P[MW] Q[MVAR] S=P+jQ[MVA]

Theo bảng số liệu trên ta có:

Vậy chiều truyền công suất là đúng theo giả thiết.

Ta thấy tổng công suất 2 nguồn N1 và N2 phát vào cho các phụ tải A,B, C là:

Mặt khác công suất tiêu thụ của các phụ tải là:

Từ kết quả tính toán trên ta có bảng tổng kết sau:

Bảng 3.14: Bảng tổng kết công suất trên các đường dây Đoạn đường dây [km] Công suất truyền tải [MVA]

3.3.2 Xác định điện áp của lưới điện

Khi thiết kế hệ thống điện việc lựa chọn hợp lý cấp điện áp định mức là một trong những việc rất quan trọng bởi vì trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khoảng cách truyền tải điện năng càng xa, công suất truyền tải càng lớn càng có lợi Nhưng khi chọn điện áp cao thì vốn đầu tư để xây dựng mạng cũng như phí tổn để phục vụ cho mạng càng tăng lên Vì vậy, để chọn được một cấp điện áp truyền tải hợp lý ta phải tiến hành tính toán kinh tế kỹ thuật Theo sơ đồ và với trị số phục tải điện năng và công suất truyền tải ta lựa chọn cấp điện áp định mức theo công thức.

- Với L ≤ 250 [km] và S ≤ 60 [MVA] ta sử dụng công thức Still:

+ L: Chiều dài đường dây tính bằng [km].

+ P: Công suất truyền tải trên đường dây [MW]

- Với L ≥ 250 [km] và S ≥ 60 [MVA] ta sử dụng công thức Zaleski:

+ L: Chiều dài đường dây tính bằng [km]

+ P: Công suất truyền tải trên đường dây

Chọn điện áp định mức tiêu chuẩn là: U1đm= 220kV

Chọn điện áp định mức tiêu chuẩn là U2đm= 110kV.

 U1=4,34 2 16.21, 25 = 100,98 [kV]. Chọn điện áp định mức tiêu chuẩn là: U3đm= 110kV.

 U1=4,34 2,5 16.20, 25 = 98,73 [kV]. Chọn điện áp định mức tiêu chuẩn là: U4đm= 110kV.

Chọn điện áp định mức tiêu chuẩn là: U5đm= 110kV.

Tính toán tương tự với các đoạn đường dây

 Ta có bảng tổng kết cấp điện áp của mạng như sau:

Bảng 3.15: Bảng tổng kết cấp điện áp của mạng điện Đường dây [km] Cấp điện áp [kV]

Vậy ta chọn cấp điện áp cho mạng là 110kV.

3.3.3 Xác định công suất truyền tải và tiết diện dây dẫn

3.3.3.1 Xác định tiết diện dây dẫn Điều kiện chọn tiết diện dây dẫn giống Phương án I Ta có:

- Thời gian sử dụng công suất cực đại của mạng là:

Pi max: là công suất tác dụng lớn nhất của phụ tải thứ i. n: số lượng phụ tải.

Ti max: là thời gian sử dụng công suất cực đại của phụ tải thứ i.

Bảng 3.16: Bảng T max của các điểm phụ tải Điểm phụ tải Công suất [MW] T max [h]

- Tiết diện dâu dẫn được chọn theo mật độ dòng kinh tế:

Imax: là dòng điện lớn nhất chạy trên đường dây trong chế độ cực đại [A].

JKT: là mật độ dòng kinh tế [

Các mạng 220kV, 110kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm (Al) lõi thép (AC) Với dây AC và

Tmax = 5000 [h] thì ta có: JKT = 1,1 [

Dòng điện chạy trên các đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được xác định theo công thức:

Ta có dòng điện cực đại của các đoạn đường dây như sau:

Bảng 3.17: Dòng điện cực đại chạy trên các đường dây. Đường dây Công suất [MVA] Điện áp [kV] I max [A]

Từ bảng trên ta tính được tiết diện Fi của các đoạn dây dẫn tra bảng như sau:

Bảng 3.18: Tiết diện F i của các đoạn dây dẫn Đường dây I max [A] F i [mm 2 ] Loại dây

L20 33,234 30,21 AC-35 Để thấy được kết quả tính toán về chọn tiết diện dây dẫn trên có đủ yêu cầu về kỹ thuật hay không? Ta đi so sánh kết quả của phương pháp trên với trường hợp sự cố nặng nề nhất.

3.3.3.2 Xác định công suất truyền tải lớn nhất trên các đoạn đường dây

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ 49 Để xác định công suất truyền tải lớn nhất trên các đoạn đường dây ta giả thiết trường hợp sự cố nặng nề nhất Sau đó xác định công suất truyền tải lớn nhất trên các đường dây.

Ta có bảng phân loại công suất các điểm nút như bảng sau:

Bảng 3.19: Công suất các điểm nút. Điểm nút P[MW] Q[MVAR] S=P+jQ[MVA]

Lúc này nguồn N1 , N2 cung cấp cho các phụ tải

Lúc này nguồnN1 ,N2 cung cấp cho phụ tải

Ta có bảng tổng hợp công suất truyền tải lớn nhất khi sự cố như sau:

Bảng 3.20KV): Công suất truyền tải lớn nhất trên đường dây khi sự cố Đoạn đường dây [km] max SC [MVA]

SO SÁNH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN KINH TẾ NHẤT

3.4.1 Xác định thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất Áp dụng công thức:

3.4.2 Xác định tổn thất điện năng trên từng đoạn đường dây Áp dụng công thức: Ai = 3.Iimax 2.Ri .10  6 [MWh].

Iimax: Dòng điện lớn nhất chạy trên đoạn đường dây thứ i [A].

Ri : Điện trở của đoạn đường dây thứ i [].

Từ các bảng số liệu và công thức trên ta có bảng tổng hợp tổn thất trên các đoạn đường dây như sau:

Bảng 3.21: Tổng hợp tổn thất điện năng trên các đoạn dây phương án I. Đường dây

Từ các bảng số liệu và công thức trên ta có bảng tổng hợp tổn thất trên các đoạn đường dây như sau:

Bảng 3.22:Tổng hợp tổn thất điện năng trên các đoạn dây phương án II Đường dây

3.4.2.3 Hàm chi phí tính toán

Hàm chi phí tính toán có dạng:

Z = Z1 + Z2 = (avh + atc).V + C.A [VNĐ]. Trong đó: + C = 1000 [VNĐ/1kWh]: Giá của 1 [kWh] điện năng.

+ Z1: Là thành phần chi phí khấu hao [VNĐ]. + Z2: Thành phần chi phí tổn thất [VNĐ]. + avh = 0,1: Là hệ số vận hành.

+ atc = : Là hệ số thu hồi vốn đầu tư.

+ Vi = Vo.Li + 3b.(m + 5%.m) = Vo.Li + 3,15.b.m.Li. b = 25.10 3 [VNĐ/kg]: Giá trên 1 kg dây dẫn.

Vo: Giá 1 km đường dây (phần cấu trúc);

Với mạng 110kV: Vo = 400.10 6 [VNĐ/km].

Với mạng 220kV: Vo = 700.10 6 [VNĐ/km]. m: Khối lượng 1 km dây dẫn [kg/km].

L: Chiều dài đường dây dẫn [km].

-Với dây phân pha (2 pha) ta có:

Tính toán cho từng phương án:

Bảng 3.23: Tổng hợp chi phí của Phương án I. Đường dây Loại dây Chiều dài

[km] m i [kg/km] Z 1 [10KV) 9 vnd]

Bảng 3.24: Tổng hợp chi phí của Phương án II. Đường dây Loại dây Chiều dài

[km] m i [kg/km] Z 1 [10KV) 9 vnd]

Nhận xét: Như vậy sau khi tiến hành tính toán kỹ thuật của 2 phương án ta tiến hành so sánh kinh tế và kỹ thuật của 2 phương án để từ đó chọn ra được phương án cấp điện hợp lý nhất.

- Xét về mặt kỹ thuật: thì 2 phương án đều đảm bảo tính liên tục cung cấp điện và đảm bảo được lượng công suất truyền tải trên đường dây cũng như chất lượng điện năng trên đường dây truyền tải.

- Xét về mặt kinh tế: dựa vào các hàm chi phí tính toán của 2 phương án thì ta thấy phương án II có tổn thất điện năng trên đường dây hàng năm nhỏ hơn phương án I và

Chi phí tính toán vốn đầu tư của PAI lớn hơn PAII, nghĩa là:

 Ta chọn phương án I làm phương án đi dây cho hệ thống.

Sơ đồ đi dây của Phương án I:

THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO LƯỚI ĐIỆN

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Sơ đồ thay thế khi tính toán ngắn mạch:

- Điện kháng của các đoạn đường dây: Đường dây Điện kháng [Ω]]

- Chọn các đại lượng cơ bản: Scb= 100 [MVA].

Ucb= 115 [kV]. -Điện kháng của các phần tử trong hệ đơn vị tương đối cơ bản:

Kết quả cho bởi bảng sau:

- Thành phần điện kháng thứ tự không (TTO):

Kết quả cho bởi bảng sau:

= 0,491 < 3 Tra đường cong tính toán ta được: Ick(0)= 2,16

Tra đường cong tính toán ta được: Ick(0)= 0,37.

⇒ Trị số dòng ngắn mạch xung kích: i xkN 1 = √ 2 1,8 I N 1

Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch ta có bảng kết quả sau: Điểm ngắn mạch I Ni

4.1.2 Ngắn mạch 2 pha chạm đất (N (1,1) )

- Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (TTT):

- Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch (TTN):

- Sơ đồ thay thế thứ tự không (TTO):

- Sơ đồ biến đổi tương đương:

Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch ta có kết quả cho trong bảng sau: Điểm ngắn mạch I (1,1) Ni [kA] i xkNi [kA]

Với ngắn mạch 2 pha ta có:

Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch ta có kết quả cho trong bảng sau: Điểm ngắn mạch I (2) Ni [kA] i xkNi [kA]

Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch ta có kết quả cho trong bảng sau: Điểm ngắn mạch (1)

THIẾT KẾ BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY

4.2.1 Khái niệm bảo vệ Rơle

Bảo vệ rơ le thực hiện việc kiểm tra, giám sát liên tục các trạng thái và các chế độ làm việc của tất cả các phần tử trong hệ thống điện và có những phản ứng thích hợp khi xuất hiện sự cố và những chế độ làm việc không bình thường Khi xuất hiện sự cố bảo vệ rơ le sẽ tác động lên các phần tử tự động để loại trừ một cách nhanh chóng phần tử bị sự cố ra khỏi mạng điện, khi xuất hiện chế độ làm việc không bình thường thì tuỳ theo từng mức độ mà bảo vệ rơ le sẽ tiến hành những thao tác cần thiết để phục hồi chế độ làm việc bình thường hoặc báo tín hiệu cho người vận hành biết.

4.2.2 Lựa chọn bảo vệ cho lưới 110kV

Việc lựa chọn loại bảo vệ phải tùy thuộc vào đặc điểm của lưới điện được thiết kế, phụ thuộc vào khả năng đáp ứng về mặt kỹ thuật và kinh tế của địa phương Tuy vốn đầu tư cho thiết bị bảo vệ chiếm tỷ trọng không cao trong chi phí xây dựng nhưng đôi khi để tận dụng những cơ sở vật chất kỹ thuật đã có người ta có thể tiến hành nâng cấp thiết bị bảo vệ Ngoài ra việc lựa chọn loại bảo vệ còn phụ thuộc vào ý thức chủ quan của người thiết kế, sao cho đạt được mục đích là có một hệ thống bảo vệ làm việc tin cậy, chắc chắn, an toàn cho lưới điện vận hành.

Với đường dây 2 nguồn cung cấp: Để bảo vệ đoàn đường dây này ta dùng bảo vệ khoảng cách làm bảo vệ chính

Ta sử dụng Rơle kỹ thuật số 7SA513 để bảo vệ cho đường dây:

Các đặc tính của Rơle:

- Hệ thống đa xử lý với các bộ vi xử lý hoạt động mạnh.

- Liên tục xử lý tất cả các giá trị đo bằng hệ thống xử lý tốc độ 32 bit.

- Quản lý, điều khiển và xử lý lô-gíc bằng một hệ thống vi xử lý độc lập.

- Xử lý số liệu đo được và điều khiển từ việc thu thập số liệu, số hoá các số liệu đo đến các lệnh đóng cắt máy cắt hoàn toàn bằng số.

- Hoàn toàn tách biệt về điện giữa mạch vi xử lý bên trong với mạch đo lường, mạch điều khiển, nguồn nuôi của hệ thống với các bộ biến đổi tín hiệu tương tự, các đầu vào ra nhị phân cùng các bộ biến đổi DC/DC

- Đặc tính khởi động đa hình đa giác với các giá trị được chỉnh định theo trục điện kháng X (vùng bảo vệ )và trục điện trở R (sai số về điện trở) với giá trị điện trở R được đặt riêng đối với sự cố chạm đất

- Việc xác định hướng dựa trên việc xác định cực tính các pha không sự cố và điện áp nhỏ cho phép đạt được độ nhạy về hướng rất cao.

- Liên tục tính toán các thông số vận hành đo được và hiển thỉtên các màn hình phía trước.

- Dễ dàng chỉnh định và sử dụng thông qua một bàn phím điều khiển tích hợp hoặc thông qua việc sử dụng máy tính PC vơí phần mềm có menu.

- Lưu trữ số liệu sự cố, lưu trữ các giá trị tức thời trong suốt quá trình sự cố cho mục đích ghi sự cố.

- Trao đổi tín hiệu với điều khiển trung tâm và các thiết bị lưu trữ thông qua giao diện nối tiếp có thể được thực hiện thông qua việc sử dụng cáp quang.

- Giám sát liên tục các giá trị đo được cả phần cứng lẫn phần mềm của Rơle

4.2.2.1 Các thông số chung a Các mạch đầu vào

Dòng điện định mức IN 1A hoặc 5A Điện áp định mức UN 80V hoặc 125 V (có thể chọn lựa)

Tần số định mức fN 50Hz / 60Hz (có thể chọn lựa)

Tiêu thụ điện năng mạch dòng tại IN = 1 A Xấp xỉ 0,1 VA mỗi pha và dòng đất mạch dòng tại IN = 5 A Xấp xỉ 0,5 VA mỗi pha và dòng đất.

Khả năng quá tải mạch dòng, các pha và đất

- Nhiệt (rms) 100 xIN đối với ¿ 1 giây

- Động (dòng xung) 250 xIN cho mỗi nửa chu kỳ Khả năng qúa tải mạch điện áp

- Nhiệt (rms) 140 V liên tục b Điện áp nguồn nuôi

Nguồn cấp thông qua bộ chuyển đổi DC/DC tích hợp Điện áp nguồn nuôi 24 ÷ 48 V 60110/125 V 220/250 V

Dải cho phép 38 ÷65 V 88 ÷ 144 V 176 đến 288 V Điện áp AC xếp chồng, đỉnh - định mức ¿ 12 % tại điện áp ¿ 6 % tại các giới hạn điện áp có thể chấp nhận.

Trạng thái tĩnh Xấp xỉ 15 W

Trạng thái có điện được trang bị đầy đủ Xấp xỉ 45 W

Trạng thái có điện được trang bị tối thiểu Xấp xỉ 35 W

Thời gian chuyển đổi khi mạch nguồn nuôihư hỏng hoặc ngắn mạch ¿ 50 mili giây tại Udc ¿ 110 VDC c Các tiếp điểm (cắt) công suất

Các Rơle đi cắt số lượng 4 đến 6 (phụ thuộc model)

Số tiếp điểm cho 1 Rơle 2 NO

CẮT 30 W/VA Điện áp thao tác 250 V

Dòng cho phép 5 A liên tục

30 A cho 0,5 giây d Các tiếp điểm tín hiệu

Các Rơle tín hiệu, số lượng 12 đến 27 (phụ thuộc model)

Số tiếp điểm cho 1 Rơle 1 NO hoặc 1 NO

Dung lượng đóng/ cắt 20 W/VA Điện áp cắt 250 V

Dòng cho phép 1 A e Các tiếp điểm tác động nhanh không điện áp

Số lượng 0 đến 3 (phụ thuộc model)

Số tiếp điểm cho 1 Rơle 1 NO hoặc 1 NO

Dung lượng ĐÓNG /CẮT 10 W/VA ohmic Điện áp đóng cắt 220 V

Dòng cho phép 0,3 A Điện dung đóng cắt cho phép 5 nF f Các đầu vào nhị phân

Số lượng 16 đến 24 (phụ thuộc model) Điện áp thao tác 24 đến 250 VDC

Tiêu thụ dòng khi có điện: Xấp xỉ 2,5 mA, phụ thuộc vào điện áp thao tác.

Bảo vệ khoảng cách chỉ tác động khi dòng công suất ngắn mạch có hướng chạy từ thanh cái qua máy cắt vào đường dây.

Phát hiện sự cố chạm đất Dòng điện đất I E /I N các bước 0.01 0.1 đến 1

Bảo vệ khoảng cách có hướng Điện áp dịch chuyển

V E > (= √ 3 x V 0 , hệ thống nối đất) 1V 2 đến 100V

V E > (= √ 3 x V 0 , hệ thống không nối đất) 1V 10 đến 100V Khởi động theo điện kháng(Z>/I N 0.01 1 đến 20

Khởi động dặc tính quá dòng theo áp và góc phụ thuộc V/I / Điện áp pha-đất V ph – E (I>) các bước 1V 20 đến 70V Điện áp pha- đất V ph-E (I>>) các bước 1V 20 đến 70V Điện áp pha-pha V ph-ph (I>) các bước 1V 40 đến 130V Điện áp pha-phaV ph-ph (I>>) các bước 1V 40 đến 130V dòng điện nhỏ nhất I ph /I N các bước 0.01 0,1 đến 1

Quá dòng I ph >>/I N các bước 0.01 0,25 đến 4 Góc giới hạn giữa phụ tải và vùng ngắn mạch 

90 0 đến 120 0 Đo khoảng cách Đặc tính Đa giác

Vùng khoảng cách 5,2 của các vùng khoảng cách là vùng quá chỉnh định và có thể nối đất được chỉnh địnhtheo hướng thuận, hướng nghịch hoặc vô hướng.

Vùng phát hiện sự cố

R Đặc tính phát hiện sự cố Đặc tính không có phát hiện sự cố X

VPH-E(I>) Vùng phát hiện sự cố

Hình 4.3 Đặc tính phát hiện sự cố quá dòng điện V/I/ theo điện áp và góc phụ thuộc Độ lệch điện trở R cho ngắn mạch pha-pha 0.01 cho ngắn mạch pha-đất 0.01

Các cấp thời gian 7 cho sự cố nhiều pha

3 cho sự cố một pha

Phạm vi 0.01s 0 đến 32 hoặc không hoạt động Tổng trở chạm đất phù hợp 0.01

-7 đến 7 Đường dây song song phù hợp 0.01

Mức cắt nhanh bảo vệ khoảng cách I>>> (không có hướng)

Giá trị chỉnh dịnh nhỏ nhất 3xI N

Giá trị chỉnh định lớn nhất 20xI N

Mặc định  (không ắt cùng với mức I>>>)

Bù dòng điện phụ tải Phát hiện hướng cho các dạng sai sót Độ nhạy hướng

Với điện áp cắt ngắn mạch xuất hiện bên ngoài và nhớ điện áp không giới hạn

4.2.3 Xác định tham số của bảo vệ

* Xác định thông số cho BV1

Hình 4.4 Đặc tính cắt của bảo vệ khoảng cách

BV1 BV2 BV3 BV4 BV5 BV6 BV7 BV8 N2

- Căn cứ vào điều kiện chọn BI:

Tra phụ lục VIII - Trang 259 - Giáo trình “Thiết kế NMĐ và TBA” của Nguyễn Hữu Khái ta chọn được máy biến dòng có thông số sau:

- Căn cứ vào điều kiện chọn BU :

Tra phụ lục - Giáo trình “Thiết kế NMĐ và TBA” của Nguyễn Hữu Khái trang

261 ta chọn được máy biến điện áp có thông số sau:

Với các tổng trở của đường dây là: Đường dây Z i [Ω]]

+ Thời gian tác động: t BV1 I =0, 02(s )

+ Tổng trở khởi động của bảo vệ :

+ Tổng trở khởi động của rơle:

+ Thời gian tác động: t BV II 1 =t BV I 1 + ΔA t =0 ,02+0,5=0 , 52 [s]. + Tổng trở khởi động của bảo vệ :

+ Tổng trở khởi động của rơle:

Z kdRL1 II = n BI n BU Z kdBV II 1 I N

- Vùng 3: Sử dụng chức năng bảo vệ quá dòng của rơle.

+ Thời gian tác động: t BV III 1 =t BV1 II + ΔA t =0 ,52+0,5=1 , 02 [s]. + Dòng điện khởi động của bảo vệ :

I kdbv =.k dt k mm I lv max k tv [A]. Trong đó: Ikđbv: dòng khởi động của bảo vệ. kdt =(1,11,2): hệ số dự trữ kmm = 1,5: hệ số mở máy. ktv = 0,98: hệ số trả về của rơle.

- Dòng điện khởi động của rơle.

- Độ nhạy của bảo vệ:

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ 80 k1

Tính toán tương tự đối với các bảo vệ còn lại

* Chú ý: Đối với BV2 và BV7 không tính toán cho vùng II và vùng III của 2 bảo vệ này.

Kết quả tính toán cho các bảo vệ được ghi trong bảng sau: Đường dây

(Bảo vệ i) L 1 (BV1, BV2) L 2 (BV3, BV4) L 3 (BV5, BV6) L 4 (BV7, BV8)

THIẾT KẾ ĐO LƯỜNG CHO ĐƯỜNG DÂY

4.3.1 Chọn các thiết bị đo lường

- Để theo dõi tình trạng làm việc của lưới điện ta thì ta phải thiết kế hệ thống đo, đếm và theo dõi quá trình vận hành của lưới điện, để đáp ứng được yêu cầu đó ta dùng các thiết bị đo lường sau:

+ 3 đồng hồ am pe để đo dòng điện 1 pha.

+ 1 vôn kế có công tắc chuyển đổi để đo điện áp các pha.

+ 1 oát mét đo công suất tác dụng.

+ 1 var mét đo công suất phản kháng.

+ 1 công tơ tác dụng đếm điện năng tác dụng.

+ 1 công tơ phản kháng đếm điện năng phản kháng.

4.3.2 Chọn và kiểm tra máy biến dòng đo lường

- Máy biến dòng đo lường cho đường dây 220 KV được chọn và kiểm tra như máy biến dòng của bảo vệ dòng điện cực đại cho máy biến áp.

4.3.3 Chọn và kiểm tra máy biến điện áp

Sơ đồ đấu dây và kiểu biến áp phải phù hợp với nhiệm vụ của nó Để cấp cho công tơ chỉ cần dùng 2 máy biến áp một pha Vì đây là mạng có điện áp 110kV, mạng có trung tính trực tiếp nối đất nên ta dùng biến điện áp 3 pha 5 trụ Y0/Y0/. Trong đó, cuộn tam giác hở để bảo vệ chống chạm đất, cuộn tam giác hở để nhận được điện áp thứ tự không thì hệ số biến đổi của các cuộn phụ đối với cuộn sơ cấp được chọn sao cho điện áp thứ cấp cực đại 3U0 không vượt quá 100V.

Ta có điện áp sơ cấp và thứ cấp của biến điện áp có quan hệ như sau:

Sơ đồ nối biến điện áp như sau:

Trong đó: Phụ tải S2fa ở các pha là:

Ta có bảng tổng kết sau:

Dụng cụ Số lượng Phụ tải trên các pha ab bc

Từ bảng trên ta thấy phụ tải trên pha ab là lớn nhất nên ta chọn phụ tải để tính toán.

S2đm  2 Stt = 37,8 [VA] Tra giáo trình “Thiết kế NMĐ và TBA” của Nguyễn Hữu Khái, ta có:

U đm [V] S đm ứng với cấp chính xác S max

CHUYÊN ĐỀ THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY 110KV)KV HẠ HOÀ – PHÚ THỌ

1.1 - Phạm vi bảo vệ của một dây chống sét.

Phạm vi bảo vệ của dây chống sét được thể hiện như ( hình 2-1 )

Chiều rộng của phạm vi bảo vệ ở mức cao h2 cũng được tính theo công thức sau:

+ Khi hx > 2/3h thì bx = 0,6h (1-hx/h ) (2 – 1)

+ Khi hx  h thì bx = 1,2h (1- hx/0,8h (2 – 2)

Chiều dài của phạm vi bảo vệ dọc theo chiều dài đường dây như hình (2– 2 ). h x

Hình 2-1: Phạm vi bảo vệ của một dây chống sét

Hình 2-2: Góc bảo vệ của một dây chống sét.

Có thể tính toán được trị số giới hạn của góc  là  = 31 0 , nhưng trong thực tế thường lấy khoảng  = 20 0  25 0

1.2- Xác suất phóng điện sét và số lần cắt điện do sét đánh vào đường dây

Với độ treo cao trung bình của dây trên cùng (dây dẫn hoặc dây chống sét ) là h, đường dây sẽ thu hút về phía mình các phóng điện của sét trên dải đất có chiều rộng là 6h và chiều dài bằng chiều dài đường dây (l) Từ số lần phóng điện sét xuống đất trên diện tích 1 km 2 ứng với một ngày sét là 0,10,15 ta có thể tính được tổng số lần có sét đánh thẳng vào đường dây (dây dẫn hoặc dây chống sét).

+ h: độ cao trung bình của dây dẫn hoặc dây chống sét (m).

+ l: chiều dài đường dây (km ).

+ nng s:số ngày sét /năm trong khu vực có đường dây đi qua.

Vì các tham số của phóng điện sét : biên độ dòng điện (Is) và độ dốc của dòng điện (a = dis /dt), có thể có nhiều trị số khác nhau, do đó không phải tất cả các lần có sét đánh lên đường dây đều dẫn đến phóng điện trên cách điện Chỉ có phóng điện trên cách điện của đường dây nếu quá điện áp khí quyển có trị số lớn hơn mức cách điện xung kích của đường dây Khả năng phóng điện được biểu thị bởi xác suất phóng điện ( Vp đ ) Số lần xảy ra phóng điện sẽ là:

Vì thời gian tác dụng lên quá điện áp khí quyển rất ngắn khoảng 100 s mà thời gian của các bảo vệ rơle thường không bé quá một nửa chu kỳ tần số công nghiệp tức là khoảng 0,01s Do đó không phải cứ có phóng điện trên cách điện là đường dây bị cắt ra Đường dây chỉ bị cắt ra khi tia lửa phóng điện xung kích trên cách điện trở thành hồ quang duy trì bởi điện áp làm việc của đường dây đó

Xác suất hình thành hồ quang ( ) phụ thuộc vào Gradien của điện áp làm việc dọc theo đường phóng điện :

 = (Elv) ; Elv = Ulv/lpđ (kV/m ).

+ : xác suất hình thành hồ quang.

+ Ulv: điện áp làm việc của đường dây ( kV ).

+ lpđ: chiều dài phóng điện ( m).

Do đó số lần cắt điện do sét của đường dây là:

Ncđ = Npđ  = (0,60,9) h nng s Vpđ  (2 – 5) Để so sánh khả năng chịu sét của đường dây có các tham số khác nhau, đi qua các vùng có cường độ hoạt động của sét khác nhau người ta tính trị số " suất cắt đường dây" tức là số lần cắt do sét khi đường dây có chiều dài 100km ncđ = ( 0,060,09) h nng s Vpđ  (2 – 6) Đường dây bị tác dụng của sét bởi ba nguyên nhân sau:

+ Sét đánh thẳng vào đỉnh cột hoặc dây chống sét lân cận đỉnh cột.

+ Sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn.

+ sét đánh vào khoảng dây chống sét ở giữa khoảng cột

Cũng có khi sét đánh xuống mặt đất gần đường dây gây quá điện áp cảm ứng trên đường dây, nhưng trường hợp này không nguy hiểm bằng ba trường hợp trên. Khi đường dây bị sét đánh trực tiếp sẽ phải chịu đựng toàn bộ năng lượng của phóng điện sét, do vậy sẽ tính toán dây chống sét cho đường dây với ba trường hợp trên Cuối cùng ta có số lần cắt do sét của đường dây. ncđ = nc + nkv + ndd ( 2 – 7)

+ nc : số lần cắt do sét đánh vào đỉnh cột.

+nkv: số lần cắt do sét đánh vào khoảng vượt.

+ ndd: số lần cắt do sét đánh vào dây dẫn.

1.2.1 - Các số liệu chuẩn bị cho tính toán. Đường dây tính toán l = 16km (Hạ Hoà – Phú Thọ)

Xà đỡ kiểu cây thông, lắp trên cột bê tông đơn.

Dây chống sét treo tại đỉnh cột.

Dây dẫn được treo bởi chuỗi sứ - 4,5 gồm 7 bát sứ, mỗi bát sứ cao170mm. Dây chống sét dùng dây thép C-70 có d = 11mm ; r = 5,5mm.

Dây dẫn dùng dây AC-240mm có d = 21mm; r = 10,5mm.

1.2.2 - Xác định độ treo cao trung bình của dây chống sét và dây dẫn Độ treo cao trung bình của dây được xác định theo công thức: hdd = h – 2/3f (2 – 8) Trong đó:

+ h: độ cao của dây tại đỉnh cột hay tại khoá néo của chuỗi sứ.

+ f: độ võng của dây chống sét hay dây dẫn. fdd =  l 2 / 8 u (2 – 9)

(p : khối lượng 1km dây AC- 240 ,pI2 Kg/Km ; s: tiết diện dây AC-240, s= 120 mm 2 ) u : hệ số cơ của đường dây ở nhiệt độ trung bình , u = 7,25.

Hình 2-3: Độ cao dây chống sét và dây dẫn.

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ 89 l: chiều dài khoảng vượt của đường dây = 150m. fdd = 0,0041.150 2 /8 7,25 = 1,5905 m  1,6 m ở đây ta lấy fdd = 1,8 m. fcs = 1,5 m. Độ treo cao trung bình của dây dẫn theo (2-9) là: hdd cs = hcs – 2/3 fcs = 16,2 – 2/3.1,5 = 15,2m. hdd tbA = hdd A – 2/3 fdd = 12 – 2/3 1,8 = 10,8 m. hdd tbB = hdd B – 2/3 fdd = 9 – 2/3 1,8 = 7,8 m

1.2.3- Tổng trở sóng của dây chống sét và dây dẫn.

Với dây chống sét ta phải tính tổng trở khi có vầng quang và khi không có vầng quang. + Khi không có vầng quang:

Zd cs ` ln  ( 2 15,2 ) / ( 5,5 10 -3 ) = 517  + Khi có vầng quang, ta phải chia Zd cs cho hệ số hiệu chỉnh vầng quang

 = 1,3 ( tra bảng 3-3 sách hướng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp).

1.2.4 - Hệ số ngẫu hợp giữa dây dẫn chống sét với các dây pha.

Công thức (2 – 11) được xác định theo hình (2 – 4).

Hình 2-4: Phép chiếu g ơng qua mặt đất

+ h2: độ cao trung bình của dây chống sét.

+ D12: khoảng cách giữa dây pha và ảnh của dây chống sét

+ d12: khoảng cách giữa dây chống sét và dây pha.

+ h1: độ cao trung bình của dây dẫn pha.

+ : hệ số hiệu chỉnh vầng quang ( = 1,3)

Theo kết quả tính trước ta có: hdd A = 10,8m ; hdd B = hdd C = 7,8m ; hdd cs = 15,2m. Áp dụng định lý Pitago ta có khoảng cách từ dây chống sét đến các dây pha và từ dây pha đến ảnh của dây chống sét như hình ( 2 – 5).

Hình 2-5: Xác định khoảng cách theo phép chiếu g ơng qua mặt đất

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ 91 m , ,

Hệ số ngẫu hợp giữa pha A và dây chống sét : áp dụng công thức (2 – 11):

Khi có vầng quang: KA-cs vq = KA-cs  = 1,3 0,19768 = 0,257.

Hệ số ngẫu hợp pha B (hoặc pha C )với dây chống sét:

1.2.5- Góc bảo vệ của chống sét

1.2.6- Số lần sét đánh vào đường dây. Áp dụng công thức (2-4) với l = 100km ; hdd cs = 15,2 m ; nng.s= 70ngày/ năm ; mật độ sét = 0,15 Ta có:

Từ cơ sở lý thuyết và các kết quả trên ta tiến hành tính toán suất cắt cho đường dây với ba khả năng đã nêu đối với đường 110kV.

2 - TÍNH SUẤT CẮT CỦA ĐƯỜNG DÂY 110KV)KV DO SÉT ĐÁNH VÒNG QUA DÂY CHỐNG SÉT VÀO DÂY DẪN. Đường dây có U ≥ 110kV được bảo vệ bằng dây chống sét, tuy vậy vẫn có những trường hợp sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn Tuy xác suất này nhỏ nhưng vẫn được xác định bởi công thức sau:

: góc bảo vệ của dây chống sét ( độ). hcs : chiều cao cột đỡ dây chống sét ( m).

Khi dây dẫn bị sét đánh, dòng trên dây dẫn là IS/4, vì mạch của khe sét sẽ được nối với tổng trở sóng của dây dẫn có trị số như hình (2 – 6 )

Hình (2 – 6): Dòng điện sét khi sét đánh vào dây dẫn

Có thể coi dây dẫn hai phía ghép song song và Zdd = (400500)  nên dòng điện sét giảm đi nhiều so với khi sét đánh vào nơi có nối đất tốt Ta có dòng điện sét ở nơi đánh là:

Z0: Tổng trở sóng của khe sét.

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ 93 Điện áp lúc đó trên dây dẫn là:

(2-14) Khi Udd  U50% s của chuỗi sứ thì có phóng điện trên cách điện gây sự cố ngắn mạch 1 pha N (1 ) từ ( 2 – 14) ta có thể viết: s

Hay độ lớn của dòng điện sét có thể gây nên phóng điện trên cách điện là: dd s s %

Ta có xác suất phóng điện trên cách điện là:

Số lần sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn:

N: tổng số lần phóng điện sét của 100 km đường dây đã được xác định tại mục 2.1.4 là: 96 lần / 100km năm.

V: Xác suất sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn được xác định theo (2 – 12)

Xác suất hình thành hồ quang  phụ thuộc vào gradien của điện áp làm việc dọc theo đường phóng điện ( Elv):

+ lpđ: Chiều dài đường phóng điện lấy bằng chiều dài chuỗi sứ ( m ).

+ Ulv: Điện áp pha của đường dây.

Dựa vào bảng (21 – 1) sách “giáo trình kỹ thuật điện cao áp” vẽ đồ thị và bằng phương pháp nội suy ta có:  = 0,63

Bảng 2 – 1: Xác định hình thành hồ quang:

Ta có suất cắt do sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn: ndd = Nv vpđ (2 – 18)

Hình (2 – 7): nội suy để xác định 

Từ ( 2 – 18) ta thấy v và vpđ đều phụ thuộc tỷ lệ chiều cao cột h hay độ cao dây dẫn và góc bảo vệ , độ cao dây dẫn tăng hoặc  tăng đều làm cho ndd tăng, vậy ta chọn pha A là pha có góc bảo vệ  lớn nhất và hdd A lớn hơn so với pha B và pha C để tính suất cắt cho đường dây.

Thay các số liệu trên vào công thức ( 2 – 12 ) ta có:

Xác suất phóng điện trên cách điện pha A theo công thức ( 2 – 15 )

U50%c = 660kV đối với đường dây 110kV  tra bảng ( 9 – 5) Kỹ thuật điện cao áp . Thay số vào (2 – 18 ) ta có: ndd = 96 0,756.10 -3 0,804 0,63 = 0,03676 lần / 100km năm.

3- TÍNH SUẤT CẮT CỦA ĐƯỜNG DÂY 110KV)KV DO SÉT ĐÁNH VÀO

Theo sách “hướng dẫn thiết kế Kỹ thuật điện cao áp” thì số lần sét đánh vào khoảng vượt là:

Trong đó: N là số lần sét đánh vào đường dây đã được tính ở trên mục (2.1.4) N

Vậy Nkv = 96 / 2 = 48 lần / 100km năm.

CHUYÊN ĐỀ THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY 110KV HẠ HOÀ – PHÚ THỌ

TÍNH SUẤT CẮT TỔNG DO SÉT ĐÁNH VÀO ĐƯỜNG DÂY TẢI

Suất cắt toàn bộ đường dây khi có sét đánh trực tiếp được xác định bởi: n = ndd + nkv + nđc (lần /100km.năm)

Ta đã tính được suất cắt ndd ; nkv ; nđc ở các phần trên: n = 0,03676 + 0,204 + 1,2 = 1,44 (lần/100km.năm) h x

Hình 2-15 Phạm vi bảo vệ của một dây chống sét

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ 115 Đồ án tốt nghiệp 

PHẦN I: QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN CAO ÁP(110KV)KV)TỈNH PHÚ THỌ 2

GIAI ĐOẠN 20KV)11- 20KV)15 CÓ XÉT ĐẾN 20KV)20KV) 2

Chương I: GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ- XÃ HỘI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA TỈNH ĐẾN NĂM 20KV)15 3

1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ- XÃ HỘI 3

1.2 HIỆN TRẠNG KINH TẾ - XÃ HỘI 4

1.3 PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ- XÃ HỘI CỦA TỈNH PHÚ THỌ GIAI ĐOẠN 20KV)10KV)- 20KV)15 6

Chương II: HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN V À TÌNH H ÌNH CUNG CẤP ĐIỆN DỰ BÁO NHU CẦU SỬ DỤNG ĐIỆN CỦA TỈNH TỪ NAY ĐẾN NĂM 20KV)15.9

2.1 Hiện trạng lưới điện va tình hình cung cấp điện 9

2.1.1 Hiện trạng nguồn và lưới điện : 9

2.2 Đánh giá tình hình thực hiện “Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Phú Thọ giai đoạn 20KV)0KV)6-20KV)10KV) co xét đến năm 20KV)15” 13

2.3 Dự báo nhu cầu sử dụng điện của tỉnh từ nay đến 20KV)15 13

2.3.1 Các phương pháp dự báo nhu cầu điện năng 13

2.3.2 Lựa chọn phương pháp dự báo nhu cầu điện năng 16

2.4.4 Tính toán dự báo nhu cầu điện cho các ngành của tỉnh 17

Chương III: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ QUY HOẠCH VÀ PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN TỈNH GIAI ĐOẠN 20KV)10KV)- 20KV)15 24

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐ

3.1 CÂN ĐỐI NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 24

3.2 TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN I 28

3.2.1 Xác định công suất truyền tải trên các đoạn đường dây 28

3.2.3 Xác định công suất truyền tải và lựa chọn tiết diện dây dẫn 33

3.3 TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN II 40

3.3.1 Xác định công suất truyền tải trên các đoạn đường dây 41

3.3.2 Xác định điện áp của lưới điện 44

3.3.3 Xác định công suất truyền tải và tiết diện dây dẫn 47

3.4 SO SÁNH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN KINH TẾ NHẤT 53

3.4.1 Xác định thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất 53

3.4.2 Xác định tổn thất điện năng trên từng đoạn đường dây 53

Chương IV: THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO LƯỚI ĐIỆN 59

4.1.2 Ngắn mạch 2 pha chạm đất (N (1,1) ) 63

4.2 THIẾT KẾ BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY 69

4.2.1 Khái niệm bảo vệ Rơle 69

4.2.2 Lựa chọn bảo vệ cho lưới 110kV 69

4.2.3 Xác định tham số của bảo vệ 76

4.3 THIẾT KẾ ĐO LƯỜNG CHO ĐƯỜNG DÂY 79

4.3.1 Chọn các thiết bị đo lường 79

4.3.2 Chọn và kiểm tra máy biến dòng đo lường 79

4.3.3 Chọn và kiểm tra máy biến điện áp 79

PHẦN II: CHUYÊN ĐỀ THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY 110KV HẠ HOÀ – PHÚ THỌ 82

1.1 - Phạm vi bảo vệ của một dây chống sét 83

1.2- Xác suất phóng điện sét và số lần cắt điện do sét đánh vào đường dây 84

SVTH: Hoàng Minh Khoa - Lớp: K42HTĐTrang 117

Tiêu đề	Quy Hoạch Và Phát Triển Lưới Điện Cao Áp 176053
Tác giả	Hoàng Minh Khoa
Người hướng dẫn	Nguyễn Hiền Trung
Trường học	Trường Kỹ Thuật
Chuyên ngành	Hệ Thống Điện
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2011
Thành phố	Phú Thọ

Định dạng
Số trang	118
Dung lượng	2,02 MB