nghiên cứu tìm hiểu các phương pháp quy hoạch lưới phân phối điện

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP o0o HÀ THANH TÙNG NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN 2011 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP o0o HÀ THANH TÙNG NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN Chuyên ngành: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN Mã số: 60.52.50 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. TRẦN BÁCH THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên: Hà Thanh Tùng Ngày tháng năm sinh: Ngày 08 tháng 04 năm 1986 Nơi sinh: Huyện Thọ Xuân - Tỉnh Thanh Hóa Nơi công tác: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Chuyên ngành: Thiết bị, mạng và nhà máy điện Khoá học: 2009 – 2011 Ngày giao đề tài: Ngày hoàn thành đề tài: TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU CÁC PHƢƠNG PHÁP QUY HOẠCH LƢỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS - TS Trần Bách Trường Đại học Bách khoa Hà Nội ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN PGS - TS Trần Bách HỌC VIÊN Hà Thanh Tùng DUYỆT BAN GIÁM HIỆU KHOA SAU ĐẠI HỌC Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Lời cam đoan Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những vấn đề được trình bày trong bản luận văn này là những nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, có tham khảo một số tài liệu và bài báo của các tác giả trong và ngoài nước đã được xuất bản. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nếu có sử dụng lại kết quả của người khác. Tác giả Hà Thanh Tùng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Mục lục Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ Trang Mở đầu 1 Chương 1. Giới thiệu chung về lưới điện phân phối 4 1.1. Khái niệm chung 4 1.2. Nhiệm vụ của lưới điện phân phối 5 1.3. Một số đặc điểm và phân loại lưới phân phối 5 1.3.1. Một số đặc điểm của lưới phân phối 5 1.3.2. Phân loại lưới phân phối trung áp 5 1.4. Các chỉ tiêu và tiêu chuẩn đánh giá mạng lưới phân phối 6 1.5. Các phần tử trong lưới điện phân phối 6 1.6. Phương pháp nối đất cuộn trung tính MBA và nối đất trung tính cuộn trung áp MBA nguồn. 7 1.6.1. Phương pháp nối đất cuộn trung áp 7 1.6.2. Nối đất trung tính cuộn trung áp của máy biến áp nguồn 7 1.7. Sơ đồ lưới điện phân phối 10 1.7.1. Phương án nối dây trong mạng điện phân phối 10 1.7.2. Áp dụng các phương pháp nối dây trong lưới điện phân phối 11 1.8. Trạm biến áp phân phối 18 1.9. Hệ thống phân phối điện tại Việt Nam 19 1.9.1. Tình hình phát triển lưới điện phân phối của nước ta 19 1.9.2. Tình hình phát triển phụ tải điện 20 Chương 2. Các phương pháp chung về quy hoạch và thiết kế lưới điện 21 2.1. Tổng quan về các phương pháp quy hoạch và thiết kế lưới điện 46 21 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Mục lục Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quy hoạch hệ thống phân phối 52 23 2.2.1. Dự báo phụ tải 52 23 2.2.2. Mở rộng trạm biến áp 52 24 2.3. Mô hình quy hoạch mở rộng lưới phân phối 57 30 2.4. Quy hoạch hệ thống phân phối tương lai 69 32 2.4.1. Yếu tố kinh tế 69 32 2.4.2. Yếu tố công nghệ 72 32 2.5. Dự đoán tương lai của quy hoạch lưới phân phối 78 33 2.5.1. Tăng tâm quan trọng của việc quy hoạch 78 33 2.5.2. Tác động của quản lý phụ tải 79 33 2.5.3. Chi phí / Lợi ích 34 2.5.4. Công cụ quy hoạch mới 34 Chương 3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn trong lưới điện phân phối 35 3.1. Các loại chi phí cho lưới điện 35 3.1.1. Chi phí vốn đầu tư ban đầu V 0 [đ] 35 3.1.2. Chi phí hoạt động và bảo dưỡng HBt[đ] 36 3.1.3. Chi phí cho tổn thất công suất và tổn thất điện năng 37 3.1.4. Chi phí cho độ tin cậy 39 3.2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn trong lưới điện phân phối 40 3.2.1. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khi lựa chọn dây dẫn 40 3.2.2. Chỉ tiêu kinh tế khi lựa chọn tiết diện dây dẫn. 42 3.3. Các điều kiện kỹ thuật 84 51 3.3.1 Phát nóng lâu dài dây dẫn . 51 3.3.2 Phát nóng dây dẫn cáp khi ngắn mạch 54 3.3.3. Tổn thất vầng quang 55 3.2.4 Độ bền cơ học của dây trên không 56 3.3.5. Tổn thất điện áp 56 Chương 4. Tính toán áp dụng 58 4.1 Lựa chọn tiết diện dây dẫn của đường dây trên không theo Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Mục lục Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn khoảng chia kinh tế ……………………………………………………… 59 4.1.1. So sánh giữa các phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn … 59 4.1.2. Xây dựng đồ thị lựa chọn tiết diện dây dẫn theo khoảng chia kinh tế ………………………………………………………………………. 60 4.1.3. Giới thiệu chương trình tính Khoảng chia kinh tế của dây dẫn 62 4.1.4. Ví dụ tính toán dòng điện giới hạn giữa hai tiết diện dây dẫn 64 4.2. Xây dựng đồ thị tổn thất điện áp của đường dây trung áp trên không ………………………………………………………………………. 67 4.2.1. Kiểm tra tiết diện dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép ………………………………………………………………………… 67 4.2.2. Xây dựng đồ thị tổn thất điện áp ………………………… 68 4.3. Ứng dụng lựa chọn tiết diện dây dẫn cho lưới điện 22kV trạm E64 – Thành phố Thái Nguyên ………………………………………… 72 4.3.1. Giới thiệu về lưới điện phân phối thành phố thái nguyên …. 72 4.3.2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn cho đường dây 475 xây mới … 75 4.4. Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT kiểm tra các thông số của đường dây 475 với tiết diện đã chọn. …………………………………… 84 4.4.1. Giới thiệu chung về phần mềm PSS/ADEPT ……………… 84 4.4.2. Nhập thông số tính toán của phụ tải xuất tuyến 475 (t = 7) … 91 4.4.3. Kết quả tính toán …………………………………………… 93 Kết luận ……………………………………………………………………. 97 Tài liệu tham khảo…………………………………………………………. 99 Phụ lục Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Danh mục bảng, hình vẽ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Cho ví dụ về hệ số hoạt động bảo dưỡng, khấu hao và vận hành. Bảng 3.2: Hệ số tham gia vào đỉnh k td . Bảng 3.3: J KT của Liên xô cũ. Bảng 3.4: Chi phí HB và tổn thất điện năng. Bảng 3.5: Nhiệt độ cho phép của dây dẫn – θcp , ( o C) Bảng 3.6: Giá trị k qt trong 5 ngày đêm của cáp cách điện giấy Uđm≤10kV. Bảng 3.7: Hệ số xác định bởi nhiệt lượng làm nóng dây khi ngắn mạch và loại dây cáp. Bảng 3.8: Dòng ngắn mạch cho phép theo điều kiện ổn định nhiệt của cáp Ik- max. Bảng 3.9: Tiết diện tối thiểu theo điều kiện vầng quang. Bảng 3.10 Tiết diện nhỏ nhất (mm 2 ) cho dây trần nhiều sợi. Bảng 4.1: Dữ liệu xây dựng khoảng chia kinh tế cho khu vực A Bảng 4.2: Thông số loại dây AC35 & AC50 ở cấp điện áp 22 kV của khu vực A Bảng 4.3: Tổn thất điện áp ΔU% tính theo PL của dây dẫn ở cấp điện áp 22 kV Bảng 4.4: Bảng giá thành đường dây 22 kV Bảng 4.5: Dữ liệu xây dựng khoảng chia kinh tế, cấp điện áp 22 kV cho khu vực thành phố Thái Nguyên Bảng 4.6: Phụ tải đường dây 475 Bảng 4.7: Dòng điện giới hạn theo khoảng chia kinh tế của khu vực thành phố Thái Nguyên ( cấp điện áp 22 kV) Bảng 4.8: Hướng dẫn lựa chọn tiết diện dây dẫn theo khoảng chia kinh tế ( cấp điện áp 22 kV – Thành phố Thái Nguyên ) Bảng 4.9: Thông số dây dẫn AC95 Bảng 4.10: Thông số trục dây số 2 - 475 Bảng 4.11: Thông số dây dẫn AC50 – Trục dây số 2 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Danh mục bảng, hình vẽ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 4.12: Thông số phụ tải trục dây dẫn số 3 - 475 Bảng 4.13: Thông số dây dẫn AC50 trục dây số 3 -475 Bảng 4.14: Thông số tính toán của phụ tải: Bảng 4.15: Thông số đường dây trên PSS/Adept Bảng 4.16: Tổng hợp tổn thất điện áp Bảng 4.17: Kết quả tính toán dòng điện chạy trên các đoạn dây Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Danh mục bảng, hình vẽ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Lưới điện ba pha trung tính máy biến áp nối đất qua tổng trở. Hình 1.2. Lưới điện ba pha và một dây trung tính. Hình 1.3. Sơ đồ lưới phân phối trên không hình tia. Hình 1.4. Sơ đồ lưới phân phối mạch vòng kín. Hình 1.5. Cung cấp điện bằng hai đường dây song song. Hình 1.6. Mạch liên nguồn. Hình 1.7. Cung cấp điện thông qua trạm cắt. Hình 1.8. Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung. Hình 1.9. Sơ đồ hệ thống phân phối điện. Hình 1.10. Sơ đồ lưới phân phối hạ áp và phương pháp cung cấp điện cho phụ tải một pha. Hình 1.11. Đường dây cung cấp kết hợp với chiếu sáng đường đi. Hình 1.12. Sơ đồ trạm biến áp phân phối. Hình 2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến dự báo phụ tải Hình 2.2. Nhân tố ảnh hưởng đến việc mở rộng trạm biến áp Hình 2.3. Các yếu tố gây ảnh hưởng đến vị trí trạm biến áp Hình 2.4. Tiến hành chọn vị trí trạm biến áp Hình 2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến tổng chi phí của hệ thống phân phối mở rộng Hình 2.6. Sơ đồ khối của quá trình lập kế hoạch phân phối Hình 3.1. Quan hệ vốn tổn thất Hình 3.2. Đường cong biểu diễn quan hệ Z = f(F) Hình 3.3. Đồ thị khoảng chi kinh tế Hình 3.4. Sơ đồ lưới điện có dự phòng và không dự phòng Hình 3.5. Đồ thị đặc tính thời gian cắt Hình 4.1. Đồ thị xác định khoảng chia kinh tế Hình 4.2. Giao diện chính của chương trình tính lưới điện V6.7-2011 Hình 4.3. Giao diện nhập và hiển thị thông số tính toán [...]... dẫn đối với lưới điện phân phối, rút ra các kết luận và kiến nghị 5 Tên đề tài “ Nghiên cứu tìm hiểu các phương pháp quy hoạch lưới phân phối điện ” 6 Bố cục luận văn Luận văn thực hiện theo bố cục nội dung như sau: Mở đầu Chương 1: Giới thiệu về lưới điện phân phối Chương 2: Các phương pháp chung về quy hoạch và thiết kế lưới điện Chương 3: Lựa chọn tiết diện dây dẫn trong lưới điện phân phối Số hóa... năng từ lưới phân phối nên vấn đề an toàn điện rất quan trọng 1.3.2 Phân loại lƣới phân phối trung áp - Theo đối tượng địa bàn phục vụ: + Lưới phân phối thành phố + Lưới phân phối nông thôn + Lưới phân phối xí nghiệp - Theo thiết bị dẫn điện: + Lưới phân phối trên không + Lưới phân phối cáp ngầm - Theo cấu trúc hình dáng: + Lưới phân phối hở (hình tia) có phân đoạn và không phân đoạn + Lưới phân phối. .. trong trường 3 Đối tượng nghiên cứu Các đường dây phân phối cấp điện áp trung áp 4 Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết lưới điện phân phối, lý thuyết về các phương pháp quy hoạch và thiết kế hệ thống điện, nghiên cứu về tính kinh tế trong việc lựa chọn tiết diện dây dẫn và máy biến áp trong luới phân phối Vận dụng các lý thuyết, xây dựng biểu bảng cho phép người làm quy hoạch lựa chọn nhanh tiết... phân phối trực tiếp điện năng cho các hộ phụ tải và được phân cấp như sau: - Lưới phân phối trung áp có các cấp điện áp: 6, 10, 22, 35 kV có nhiệm vụ phân phối điện năng cho các trạm phân phối trung áp/ hạ áp và các phụ tải phía trung áp - Lưới phân phối hạ áp có nhiệm vụ cung cấp điện năng cho các phụ tải phía hạ áp với cấp điện áp: 380/ 220 V hay 220/110V 1.3 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM PHÂN LOẠI LƢỚI PHÂN PHỐI... ngay là làm các biểu bảng và đồ thị cho phép người làm quy hoạch chọn nhanh thiết bị và đánh giá được chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của chúng 2 Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu các phương pháp quy hoạch lưới điện phân phối với các cấp điện áp đang dùng ở Việt Nam: 10-22-35 kV - Lập biểu bảng và xây dựng đồ thị cho phép chọn nhanh tiết diện dây dẫn trong lưới điện phân phối - Quá trình nghiên cứu sẽ góp... Chương 1 -7- tiếp đến độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ phụ tải Do đó trong công tác thiết kế, vận hành cần phải đặc biệt quan tâm 1.6 PHƢƠNG PHÁP PHÂN PHỐI ĐIỆN TRUNG ÁP VÀ NỐI ĐẤT TRUNG TÍNH CUỘN TRUNG ÁP MBA NGUỒN 1.6.1 Phƣơng pháp phân phối điện trung áp Có hai phương pháp phân phối điện trong lưới phân phối điện trung áp: - Phương pháp dùng lưới điện 3 pha: điện năng được truyền tải bằng hệ thống... nhiều phương án để cấp điện cho các phụ tải mới này Một loạt các biện pháp tăng khả năng tải của lưới điện liên tục trong thời gian tạo thành một phương án quy hoạch, phát triển lưới điện Phương pháp quy hoạch hiện dùng ở nước ta chỉ thích hợp với lưới điện hình tia, tuy nhiên hiện nay do yêu cầu của phụ tải, cần phải thiết kế lưới điện kín vận hành hở và cao hơn trong tương lai, hệ thống phân phối điện. .. có các phương pháp thiết kế tích hợp Lưới điện phân phối trung áp thường có cấp điện áp là 6, 10, 22, 35 kV, phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp/ hạ áp và phụ tải trung áp Các hộ phụ tải nhận điện trực tiếp thông qua các trạm biến áp phân phối, Sự phát triển không ngừng của phụ tải ngày càng đỏi hỏi cao về chất lượng năng lượng và độ tin cậy cung cấp điện Do đó ngay từ khâu thiết kế quy hoạch. .. chuyển tải điện năng đến các hộ phụ tải Vì lý do kỹ thuật cũng như an toàn, không thể cung cấp trực tiếp cho các phụ tải bằng lưới truyền tải, do vậy phải dùng lưới điện phân phối Lưới điện phân phối thực hiện nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm biến áp trung gian, thanh cái nhà máy điện cung cấp cho các phụ tải như một địa phương, một thành phố, quận, huyện có bán kính cung cấp điện nhỏ Điện áp... 22, 35 kV và phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp/ hạ áp, phụ tải trung áp và lưới hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220 V Lưới điện phân phối có chiều dài tương đối lớn, đường dây phân nhánh, hình tia hoặc mạch vòng cung cấp điện trực tiếp cho các hộ tiêu thụ Do đó những nguyên nhân ảnh hưởng đến quá trình chuyển tải của lưới phân phối đều có liên quan trực tiếp đến các hộ tiêu thụ . cấp điện áp trung áp. 4. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết lưới điện phân phối, lý thuyết về các phương pháp quy hoạch và thiết kế hệ thống điện, nghiên cứu về tính kinh tế trong. ÁP MBA NGUỒN 1.6.1. Phƣơng pháp phân phối điện trung áp Có hai phương pháp phân phối điện trong lưới phân phối điện trung áp: - Phương pháp dùng lưới điện 3 pha: điện năng được truyền tải bằng. 1.7. Sơ đồ lưới điện phân phối 10 1.7.1. Phương án nối dây trong mạng điện phân phối 10 1.7.2. Áp dụng các phương pháp nối dây trong lưới điện phân phối 11 1.8. Trạm biến áp phân phối 18