đồ án kỹ thuật điện điện tử Nghiên cứu, cải tạo lưới điện Phường Chí Minh –Thị xã Chí Linh – tỉnh Hải Dương

* Tính toán phụ tải theo hệ số nhu cầu: Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị cú cựng chế độ làm việc được tính theo n m i Pdi- Công suất đặt trung bình của thiết bị thứ i fi - Tần suất xu

Xuất phát từ những yêu cầu trên, được sự phân công của Bộ môn Điện kỹ thuật– Khoa Cơ Điện – Trường Đại học Nông Nghiệp – Hà Nội, dưới sự chỉ bảo tận tìnhcủa các thầy cô giáo trong bộ môn và các cán bộ của Điện Lực Chí Linh Đặc biệt là

sự chỉ bảo tận tình của Thầy giáo Th.S Phan Văn Thắng, tôi tiến hành thực hiện đềtài:

“ Nghiên cứu, cải tạo lưới điện Phường Chí Minh –Thị xã Chí Linh – tỉnh Hải Dương”

Tuy đề tài không có gì mới mẻ nhưng nó lại rất cần thiết đối với một Phườngđang trên đà phát triển lớn mạnh như Thị Xã Chí Linh và sự đòi hỏi cần có thêm haynâng cấp trạm biến áp để đảm bảo cung cấp điện cho dân cư

2 Mục đích nghiên cứu

Chúng tôi thực hiện đề tài này nhằm nghiên cứu, đánh giá thực trạng lưới điệnhiện tại của Phường xem có đảm bảo chất lượng điện áp ở thời điểm hiện tại vàtrong tương lai hay không Nếu không đảm bảo chúng tôi đưa ra phương án nângcấp và cải tạo lại lưới điện nhằm đáp ứng được những yêu cầu cần thiết của lưới điệnhiện nay

3 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu thực trạng lưới điện phường Chí Minh

Tính toán tổn thất lưới điện phường Chí Minh

Nghiên cứu phương pháp cải tạo lưới điện hạ áp của phường

Dự toán vốn đầu tư và lựa chọn phương án cải tạo lưới điện hạ áp

Đánh giá một số chỉ tiêu của lưới điện sau cải tạo

Đề tài gồm có 4 chương:

Chương I: Nghiên cứu thực trạng lưới điện phường Chí Minh – thị xã ChíLinh – tỉnh Hải Dương

Chương II: Tính toán tổn thất lưới điện phường

Chương III: Nghiên cứu phương pháp cải tạo lưới điện

Chương IV: Dự toán vốn đầu tư – Lựa chọn phương án cải tạo lưới điệnphường Chí Minh - thị xã Chí Linh

4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu chủ yếu của đề tài dựa trên cơ sở:

Khảo sát lưới điện hiện tại của phường

Thu thập số liệu từ thực tế thông qua việc đo đếm trực tiếp, các số liệu thống

kê trong quỏ trình vận hành lưới điện Phường Chí Minh trong những năm quá khứ

Từ đó áp dụng lý thuyết và các công thức đã học vào việc tính toán, xử lý số liệu

CHƯƠNG I: NGHIấN CỨU THỰC TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHƯỜNG CHÍ

MINH - THỊ XÃ CHÍ LINH -TỈNH HẢI DƯƠNG 1.1 Đặc điểm tự nhiên – Kinh tế xã hội của phường Chí Minh

1.1.1 Đặc điểm tự nhiên

Phường Chí Minh nằm ở phía Đông - Bắc của Tỉnh Hải Dương có quốc lộ 18

đi qua

Địa giới hành chính Phường gồm:

+ Phía Bắc giáp phường Sao Đỏ

+ Phía Đông giáp phường Thái Học

+ Phía Nam giáp xã Tõn Dõn

+ Phía Tây giáp phường Văn An

Tổng diện tích đất tự nhiên 1147.22ha, trong đó diện tích đất canh tác là 750hadiện tích đất thổ cư và xây dựng công trình văn hoá là 120ha

Phường Chí Minh - thị xã Chí Linh nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùachịu ảnh hưởng của biển có hai mùa rõ rệt Mùa hè nóng ẩm mưa nhiều, thời gian từtháng 4 đến tháng 10 Mùa đông khô hanh có nhiều gió mùa Đông bắc, thời gian từtháng 11 đến tháng 3 năm sau

Phường Chí Minh nằm trong miền khí hậu phía Bắc và Bắc Trung bộ nờn cúnhững đặc điểm chính sau:

- Ít lạnh hơn vùng Đông Bắc, Việt Bắc gần biển nờn cú mùa đông lạnh vừa.Nhiệt độ trung bình năm 14,3 – 29,50C

- Mùa ẩm và mùa khô không đồng nhất giữa các vùng, khí hậu thuộc loạinóng ẩm mưa nhiều, cường độ mưa khá lớn, bão và giông thường tập trung vào cỏcthỏng 7 - 9 bão có ảnh hưởng trực tiếp đến toàn phường Lượng mưa trung bình hàngnăm khoảng 1281 – 1800 mm

- Độ ẩm trung bình hàng năm khoảng 88 - 92%, chế độ gió thay đổi theo mùa,mùa hè thường có gió Nam và Đông nam, mùa đông có gió Bắc và Đông bắc

1.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội

Qua kết quả điều tra dân số toàn phường năm 2010 là 8448 người chiếm

4,5 % dân số toàn thị xã, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên là 0,86%

* Sản xuất nông nghiệp

Theo báo cáo năm 2010 tốc độ tăng trưởng kinh tế trung bình hàng năm củaPhường là 10,5 ữ11%, năng suất lúa đạt 60,4 tạ/ha Tổng diện tích đất gieo trồng câylương thực là 450ha (trồng lúa và hoa màu)

Về chăn nuôi: theo thống kê chưa đầy đủ trên địa bàn phường hiện nay cókhoảng 1087 con gia súc và 1253 con gia cầm các loại

Về công tác thủy lợi và phòng chống bão lụt: đã triển khai chỉ đạo tu sửa cáccông trình hư hỏng phục vụ phòng chống bão lụt Xây dựng một số công trình mới vànâng công suất máy bơm để đáp ứng nhu cầu tưới tiêu của toàn phường

* Sản suất Tiểu thủ công nghiệp

Sản xuất Tiểu thủ công nghiệp của Phường chủ yếu là nhỏ lẻ do tư nhânquản lý như các xưởng cơ khí, xưởng mộc, xưởng say xát gạo

* Văn hoá xã hội

Toàn Phường có 1 trường tiểu học, 1 trạm Y tế và nhiều công trình phục vụcông cộng và phúc lợi xã hội khác.Phường đã chỉ đạo nâng cao chất lượng giáo dụctoàn diện ở các cấp học và tăng cường giáo dục toàn diện ở các trường học

Mấy năm gần đây mạng lưới thông tin được phát triển mạnh, hiện nay toànphường có 98% số hộ gia đình có máy điện thoại cố định.

1.1.3 Phương hướng phát triển kinh tế xã hội đến năm 2016

Định hướng phát triển

Phát triển nền kinh tế hàng hoá nhiều thành phần theo định hướng xã hội

chủ nghĩa(XHCN), phấn đấu sản xuất tăng về mọi mặt Phát triển sản xuất công

nghiệp - tiểu thủ công nghiệp(CN – TTCN), theo hướng đa dạng hoá sản phẩm,

tăng cường thu hút đầu tư để xây dựng và phát triển các khu công nghiệp, chú

trọng phát triển các làng nghề truyền thống để từng bước giải quyết vấn đề lao

động dư thừa, tăng thu nhập và nâng cao đời sống cho người lao động

Về sản xuất nông nghiệp: mạnh dạn chuyển đổi cơ cấu giống cây trồng vật

nuôi theo hướng đa dạng hoá

Nhiệm vụ cụ thể:

* Sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp( CN - TTCN ).

Nhanh chóng xây dựng một số điểm công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp mới.Xây dựng cơ sở hạ tầng phục vụ đời sống và sản xuất của nhân dân Giải quyết việclàm cho người lao động nâng cao đời sống nhân dân, quan tâm bảo vệ môi trường.Phấn đấu tốc độ tăng trưởng đạt từ 14 - 15% /1 năm

* Sản xuất Nông nghiệp

Đẩy mạnh chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp theo hướng công nghiệp hoá - hiệnđại hoá(CNH – HĐH), từng bước đưa chăn nuôi trở thành ngành sản suất chính, tạobước phát triển mới về kinh tế, phấn đấu đến năm 2016 bình quân lương thực đầungười đạt khoảng 550 - 600 kg/người Giá trị sản xuất trên một ha canh tác đạt 55triệu đồng trở lên

Về thuỷ lợi tiếp tục thực hiện chương trình kiên cố hoá kênh mương, kiểm trathường xuyên các công trình thuỷ lợi, trạm bơm tưới tiêu để sẵn sàng chống úng,chống hạn có hiệu quả khi thiên tai xảy ra

* Về kinh doanh, dịch vụ

Tiếp tục mở rộng và phát triển cơ sở hiện có nhằm nâng cao chất lượng hànghóa và phục vụ nhân dân được tốt hơn

* Văn hoá xã hội

Tu sửa các con đường trục lớn đã xuống cấp đảm bảo giao thông thuận lợi Xây dựng nhà văn hóa thư viện, đẩy nhanh việc xây mới và tu sửa các trườnghọc, trạm Y tế Phấn đấu đến năm 2016 giảm tỷ lệ sinh xuống còn 0,98%

1.2 Đặc điểm của lưới điện hiện tại

Trạm biến áp Văn Giai: 320 kVA – 35/0,4 kV cấp điện cho năm lộ với tổng số

hộ dân là 1258 và UBND Phường, trường mần non, trường Tiểu học và trườngTrung học cơ sở của phường

Trạm biến áp Nẻo: 180 kVA – 35/0,4 kV cấp điện cho ba lộ với tổng số hộ dân

là 1066 và cung cấp điện cho trường mần non, Trạm xá, Bưu điện văn hoá

Trạm biến áp Khang Thọ 250 kVA – 35/0,4 kV cấp điện cho một số hộ

dõn hụ ̣ dõn của phường và phần lớn cṍp điợ•n cho phường Thái Học

1.2.2.2 Thực trạng lưới điện hạ áp

* Trạm biến áp Văn Giai có năm lộ.

- Lộ một từ cột 1 đến cột 21 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*95, từ cột

30 đến 32, cột 44 đến 46, cột 41/3 đến 41/5 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 3*35cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn 2*35, 2*25 và 2*16

- Lộ hai từ cột 1-3 đến cột 16 sử dụng cáp vặn xoắn XPLE-1KV 4*70, từ cột

16-50 đến cột 58 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 58 đến cột 66 dựngcỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*35, từ cột 66 đến cột 69 dựng cỏp vặn xoắnAl/XPLE-1KV 2*25 cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 2*35,2*25 và 2*16.

- Lộ ba từ cột 1 đến cột 3 sử dụng cáp vặn xoắn XPLE-1KV 4*70, từ cột 3-8đến cột 70-78 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 78 đến cột 80/2 dựngcỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*35, từ cột 80 đến cột 87 dựng cỏp vặn xoắnAl/XPLE-1KV 3*35 cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 2*35,2*25 và 2*16

- Lộ bốn từ cột 1-14 đến cột 41-49 sử dụng cáp vặn xoắn XPLE-1KV 4*70, từcột 49 đến cột 56 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 56 đến cột 60 dựngcỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*35, cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 2*35, 2*25 và 2*16

- Lộ năm từ cột 1đến cột 10 sử dụng dây AC70, từ cột 10 đến cột 20 dựng dõyAC50, từ cột 20 đến cột 31 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 31 đếncột 36 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*35, từ cột 36 đến cột 40 dựng cỏp vặnxoắn Al/XPLE-1KV 2*35 cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV2*35, 2*25 và 2*16

- Lộ một từ cột 1 đến cột 17 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*95, từ cột

17 đến 26 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*70, từ cột 26 đến 34 dựng cỏp vặnxoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 15-37 đến 41 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV4*35, cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 2*35, 2*25 và 2*16

- Lộ hai từ cột 1 đến cột 12 sử dụng dây AC70, từ cột 2-43 đến cột 47 sử dụngcáp vặn xoắn XPLE-1KV 4*70, từ cột 47 đến cột 57 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 52 đến cột 52/3 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*35 cỏcnhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 2*35, 2*25 và 2*16

- Lộ ba từ cột 1 đến cột 14 sử dụng cáp vặn xoắn XPLE-1KV 4*95, từ cột

14-17 đến cột 19-26 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*70, từ cột 26 đến cột 33 dựngcỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 17 đến cột 40 dựng cỏp vặn xoắnAl/XPLE-1KV 4*35 cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 2*35,2*25 và 2*16.

* Trạm biến áp Khang thọ

Cung cấp cho một số hụ ̣ dõn trờn địa bàn phường nên ta không xét đến

Sơ đồ hiện trạng lưới điện hạ áp của xã thể hiện trên cỏc hình 1.1 (sơ đồ tổngthể), hình 1.2, hình 1.3, hình 1.4 và hình 1.5:

1.2.4 Tổ chức quản lý và kinh doanh lưới điện hiện tại

Nguồn điện năng cung cấp cho phường Chí Minh hiện thuộc quyền quản lý củachi nhánh điện lực Chí Linh

Chi nhánh điện thị xã Chí Linh, điện năng được bán trực tiếp tới công tơ tổngtrạm biến áp tiêu thụ trong phường

* Quá trình kinh doanh

Trong những năm gần đõy cùng với việc thay đổi cơ chế quản lý của Nhà Nướccũng như của ngành điện, việc kinh doanh của Chi nhánh điện Chí Linh cũng cónhiều thay đổi xu hướng ngày càng tăng,hiệu quả kinh doanh mua bán điện Song dotình trạng lưới điện quá cũ nát không đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của phụtải Cũng như hình thức quản lý cũn thiếu nhiều điều kiện để áp dụng các phươngtiện tiên tiến nên hoạt dộng kinh doanh của Chi nhánh cũn bị hạn chế

* Hiệu quả kinh doanh

Khác với hình thức kinh doanh điện trước kia (lưới điện do HTX xã quản lý),nay chỉ do một số người quản lý Họ nhận thức được rằng muốn kinh doanh được tốttức là lãi càng nhiều thì họ phải cú cỏc biện pháp tổ chức và quản lý thật tốt để saocho mất mát điện năng do hao tổn và ăn cắp càng nhỏ càng tốt Vì vậy có thể khẳngđịnh hiệu quả kinh doanh là rất cao

1.3 Tính toán phụ tải hiện tại của phường

1.3.1 Cơ sở lý thuyết

Để tính toán phụ tải chúng ta có nhiều phương pháp khác nhau như:

- Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao năng lượng

- Xác định phụ tải theo hệ số cực đại

- Xác định phụ tải theo hệ số đồng thời

- Xác định phụ tải theo hệ số nhu cầu

Sau khi nghiên cứu các phương pháp, ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu

để xác đinh phụ tải tính toán của một hộ gia đình, các cơ quan hành chính và phụ tảisản xuất vỡ nú cú ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện tuy nhiên nó cũng có một

số nhược điểm là kém chính xác

* Tính toán phụ tải theo hệ số nhu cầu:

Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị cú cựng chế độ làm việc được tính theo

n

m i

Pdi- Công suất đặt trung bình của thiết bị thứ i

fi - Tần suất xuất hiện của thiết bị loại i trong tập mẫu n

n- Số thiết bị quan sát

mi - Số lượng thiết bị khảo sát của thiết bị loại i

knc - Hệ số nhu cầu phụ thuộc chế độ sử dụng diện và số lượng thiết bị giadụng được xác định bởi công thức:

knc = ksd + hd

sd n

k

1  

(1-3)

nhd - Số lượng hiệu dụng của nhóm thiết bị dùng điện

n

P P

Nếu số lượng thụ điện n > 5 thì trình tự tính nhd như sau:

- Chọn những thiết bị có công suất lớn mà công suất định mức của mỗi thiết bịnày bằng hoặc lớn hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trongnhóm

- Xác định số n1 – là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa côngsuất của thiết bị có công suất lớn nhất, và ứng với giá trị n1 này xác định tổng công

suất định mức: 



1 1

J P nj

- Xác định n và tổng công suất định mức ứng với n: 



n 1

i ni

1 1

j njPP

- Xác định giá trị tương đối nhd* theo biểu thức:

nhd* =

* 1

2 )

* 1 (

*

2

*

95 , 0

n

P n

sdi n

i i

P

k P

1

1

. (1-6)

ksdi - Hệ số mang tải của thiết bị loại i

ksdi = kmti klvi

kmti - Hệ số mang tải của thiết bi loại i ( Trong đồ án ta chọn kmti=1)

klvi - Hệ số làm việc của thiết bị loại i được xác định theo thời gian làm việctrong ngày:

klvi =

24

i

t

1.3.2 Tính toán phụ tải sinh hoạt

Để tính toán phụ tải sinh hoạt của hộ gia đình ta tiến hành điều tra, khảo sát 40

hộ với tổng số thiết bị cho trong bảng, áp dụng các công thức tính toán trên ta xácđịnh được công suất tính toán phụ tải sinh hoạt cho một hộ gia đình Kết quả đượctrình bày trong bảng bảng 1.2

Bảng 1.2 Kết quả tính toán công suất

Stt Tên thụ điện P n (W) f i T i ( h ) k sdi P i ( W) k sdi P i

15 1

.

i i

sdi i

i

P

k P

= 1561311,637,4 = 0,119

Số lượng hiệu dụng nhd được xác định như sau:

- Chọn thiết bị có công suất lớn nhất Pmax = 1000 Tổng công suất của nhóm

thiết bị lớn : 



1 1

J P = 1000 + 1000 + 650 + 500 = 3150 ; nj = 4nj

n j nj

P P

2 )

* 1 (

*

2

*

95 , 0

n

P n

2 ) 809 , 0 1 ( 267 , 0

2 809 , 0

95 , 0

= 0,119 + 6

119 , 0

1 

= 0,479 Vậy công suất tính toán của 1 hộ gia đình được xác định theo công thức (2-1)

Ptt = knc.



14 1

i P = 0,479 1311,4 = 628,161 (W)i

1.3.3 Tính toán phụ tải Công cộng và dịch vụ

Để biết được tình hình sử dụng điện của phụ tải công cộng và dịch vụ ta tiếnhành điều tra và thống kê tương đối đầy đủ các thiết bị điện hiện có trong các cơquan hành chính sự nghiệp trên địa bàn phường Đối với loại phụ tải này chúngthường hoạt động theo một quy luật nhất định nào đó, nếu là các cơ quan hành chính

sự nghiệp thỡ chỳng thường hoạt động theo giờ hành chính Sau khi điều tra vàthống kê ta thu được kết quả ở bảng 1.3

Bảng 1.3 B ng kê ph t i công c ng ảng kê phụ tải công cộng ụ tải công cộng ảng kê phụ tải công cộng ộng

Stt Tên cơ quan

Máy vitính(cái)

ĐènCompad(cái)

ĐènTuýp(cái)

Quạttrần(cái)

Quạtbàn(cái)

Vd: Tính Ptt cho Uỷ ban nhân dân Phưũng Chí Minh

Bảng 1.4 Bảng kê phụ tải UBND phường

5 1

.

i i

sdi i

i

P

k P

=

4005

38 , 11025

= 0.276

Số lượng hiệu dụng nhd được xác định như sau:

- Chọn thiết bị có công suất lớn nhất Pmax = 250 W Tổng công suất của

nhóm thiết bị lớn : 



1 1

J P = 250 + 250 + 250 + 250 = 1000 W ; nj = 4nj

i ni

1 1

j njP

P =

2 )

* 1 (

*

2

*

95 , 0

n

P n

2 ) 25 , 0 1 ( 082 , 0

2 25 , 0

95 , 0

= 0,276 + 5

276 , 0

1 

= 0,614 Vậy công suất tính toán phụ tải sản xuất được xác định theo công thức :

Psx = knc.



6 1

P = 0,614 4005 = 2459,07 (kW)Sau khi xử lý và tính toán số liệu ta thu được kết quả trong bảng 1.5:

Bảng 1.5: Tính toán ph t i công c ng v d ch v ụ tải công cộng ảng kê phụ tải công cộng ộng à dịch vụ ịch vụ ụ tải công cộng

1.3.4 Tính toán phụ tải sản xuất

Kinh tế của Phường dựa chủ yếu vào nông nghiệp và một ngành nghề truyềnthống như sản xuất đồ mộc dân dụng, cơ khớ, Cho nờn thiết bị sản xuất khá đa

dạng và số lượng khác nhau phụ thuộc vào điều kiên sản xuất và điều kiện kinhdoanh của mỗi hộ Để biết được tình hình sử dụng điện của các thiết bị điện sản xuấttrên địa bàn phường ta tiến hành điều tra các xưởng mộc, xưởng cơ khí, máy xayxát và thống kê số liệu được ghi trong bảng 1.6.

m

P P

1 1

- Đối với nhóm thụ điện đồng nhất hệ số đồng thời có thể xác định theo công

thức sau: kđt = m n

- Trong thực tế các thụ điện đóng vào lưới một cách ngẫu nhiên Cho nên việcxác định hệ số đồng thời chỉ có thể dựa trên quan điểm xác xuất thống kê Giả sử sựphân bố của phụ tải theo quy luật phân bố chuẩn Khi đó hệ số đồng thời được xácđịnh theo biểu thức:

kđt = p +  p. N qTrong đó:

p - Xỏc suất đóng điện trung bình của hộ tiêu thụ điện vào lưới

nhất tại các thời điểm Công suất tính toán là giá trị lớn nhất trong các giá trị côngsuất ở các thời điểm cực đại Thông thường ta chọn hai thời điểm là cực đại ngày vàcực đại đêm, lúc đó:

kn đt.



n i ni

P

1Trong đó: kn đt, k đ đt – hệ số đồng thời tại các thời điểm cực đại ngày và cực đạiđêm

pn, pđ - Được tra trong sổ tay thiết kế nó phụ thuộc vào số lượng thụ điện.Đối với những phụ tải khác nhau được tổng hợp theo phương pháp số gia Phụtải tính toán được xác định bằng cách cộng giá trị của phụ tải lớn với phụ tải nhỏ:

Pdb = P1 + k2.P2 nếu P1 > P2

Pdb = P2 + k1.P1 nếu P2 > P1

Trong đó: ki =   5 0 , 04

Pi - 0,41

Ví dụ: Xác định công suất tính toán cho nút 1 lộ 1 Trạm biến áp Văn Giai

* Tính toán phụ tải sinh hoạt

Tại nút 1 có 34 hộ dân, công suất tiêu thụ mỗi hộ là 870,17 W, xác suất đóngđiện giờ cao điểm với thụ điện nông nghiệp là pđ = 0,75 với ban đêm và pn = 0,3 đốivới ngày

Thay các giá trị vào công thức ta xác định được:

Ptt = Max

Pn sh = k n đt*N*Ptt = 0,42*870,17*34 = 12,59 (kW)

* Tính toán phụ tải sản xuất

Tại nút 1 có máy xát và một xưởng mộc, các thiết bị động lực được trình bàydưới bảng 1.7:

Bảng 1.7 Bảng kê phụ tải sản xuất

5 1

.

i i

sdi i

i

P

k P

= 244,83,4 = 0,198

Số lượng hiệu dụng nhd được xác định như sau:

- Chọn thiết bị có công suất lớn nhất Pmax = 7,5 kW Tổng công suất của nhóm

thiết bị lớn: 



1 1

n J nj

P = 7,5 + 7 +4 = 18,5 kW ; nj = 3

n j nj

P P

2 )

* 1 (

*

2

*

95 , 0

n

P n

2 ) 758 , 0 1 ( 429 , 0

2 758 , 0

95 , 0

= 0,198 + 5

198 , 0

1 

= 0,557 Vậy công suất tính toán phụ tải sản xuất được xác định theo công thức:

Psx = knc.



7 1

P = 0,557 24,4 = 13,58 (kW)Chọn hệ số tham gia vào cực đại của phụ tải sản xuất ở cao điểm ngày và đêmtương ứng là kn đt = 1 ; k đ đt = 0,6 ta có:

Phụ tải sản xuất ở thời điểm

- Cực đại ngày Pn sx = k n đt Psx = 1*13,58 = 13,58 kW

- Cực đại đêm Pđ sx = k đ đt Psx = 0,6*13,58 = 8,15 kW

* Tính toán phụ tải công cộng và dịch vụ

Tại nút 1 của lộ 1 Trạm biến áp Văn Giai có Nhà văn hoá và đường trục Sốliệu phụ tải được thể hiện dưới bảng 1.8:

Bảng 1.8 B ng kê ph t i công c ng v d ch v ảng kê phụ tải công cộng ụ tải công cộng ảng kê phụ tải công cộng ộng à dịch vụ ịch vụ ụ tải công cộng

Stt Tên cơ sở Pn (W) kđtn kđtđ Pn.kđtn Pn.kđtđ

Hệ số đồng thời tổng tại thời điểm cực đại được xác định theo biểu thức:

n

i

dti ni

P

k P

n

i

n dti ni

P

k P

1

1

. = 1447212,,5426 = 0,147

n i

d dti ni

P

k P

i ni

P = 0,832*1447,26 = 1204,36 W

* Tổng hợp phụ tải tại nút 1 của lộ 1 Trạm biến áp Văn Giai

Theo kết quả tính toán ở trên ta có bảng 1.9:

Bảng 1.9 Bảng kê phụ tải tại các thời điểm cực đại

Nhóm phụ tải

Ptt ở các thời điểm, kWCực đại ngày Cực đại đêm

PIn = 13,58 + 0 , 41 12 , 59

5

59 ,

Pn = 2148 + 0 , 41 0 , 213

5

213 ,

yếu tố, trong quá trình làm việc các thụ điện đóng cắt một cách ngẫu nhiên Tuy

nhiên ta cũng thấy sự thay đổi của phụ tải con tuân theo một quy luật nhất định,

đó là quy luật hoàn toàn lặp lại theo quy luật ngày đêm, tuàn tháng, năm Quy

luật khách quan của quá trình tiêu thụ điện năng được thiết lập bởi các nhân tố

thiên văn, khí tượng, xã hội Các nhân tố này chịu tác động theo một chu trình

nhất định Có thể chọn chu trình của phụ tải tuân theo chu trình hoạt động của

con người: năm tháng tuần ngày mặc dù không có chu trình nào trong số kể

trên là chính xác cả Từ năm này qua năm khác, từ tháng này qua thỏng khỏc đều

có sự thay của phụ tải

Đồ thị phụ tải có ý nghĩa rất to lớn đối với việc tính toán thiết kế và đặc biệt

trong việc vận hành mạng điện Có rất nhiều tham số quan trọng được xác định từ

đồ thị phụ tải như : thời gian sử dụng công suất cực đại, thời gian hao tổn cực đại,

hệ số điền kín, hệ số mang tải mà thông qua đó người ta có thể chọn thiết bị,

xác định lượng điện năng tiêu thụ, tổn thất điện năng, đánh giá chế độ làm việc

của mạng điện Đồ thị phụ tải không những cho ta biết sự biến thiên theo thời

gian của phụ tải mà còn cho phép ta giải quyết nhiều vấn đề trong trong thiết kế

và vận hành lưới điện

* Trên phương diện thời gian có thể chia ra như sau:

Dự báo dài hạn 25 – 40 năm thậm chí đến 100 năm Ở đây phải xét đến sự rađời của các loại công nghệ mới, của các nguồn năng lượng mới, phương pháp truyềntải điện năng mới Dự báo ở đây không phải là sự phỏng đoán mà là sự phân tíchbằng các phương pháp khác nhau

Dự báo hạn trung 10 – 25 năm: Trong loại dự báo này người ta thường dựavào số liệu quan sát thực hơn của các dự án mới nảy sinh trước đó Mức độ chínhxác đòi hỏi cao hơn so với dự báo dài hạn

Dự báo hạn vừa 5 – 10 năm thường được dựa vào các dự án đó cú nhưng chưađược thực thi ở đây các thông tin cần thiết phải có độ tin cậy cao Các bài toán dự báo

hạn vừa được sử dụng trong quá trình thiết kế các công trình điện Phân tích về sự khácnhau giữa dự báo và lập dự án là một vấn đề phức tạp Mặc dù giữa dự báo và lập dự án

có những cái chung nhưng về phương diện toán học chúng được hình thành theo cáchkhác nhau, việc giải bài toán cũng khác nhau

Dự báo ngắn hạn còn gọi là dự báo điều độ dùng để lập kế hoạch hàng năm,mùa hoặc tháng, hàng tuần, thậm chí hàng ngày hoặc hàng giờ Bài toán này yêu cầu

độ chính xác rất cao Nhìn chung thời hạn dự báo càng ngắn thì mức độ yêu cầuchính xác càng cao

* Trên phương diện lãnh thổ có thể phân biệt như sau:

Dự báo ở cấp quốc gia

Dự báo khu vực

Dự báo địa phương

1.4.2 Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải.

1.4.2.1 Phương pháp thu thập thông tin

Phụ tải điện chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố, phụ thuộc vào tính chất,

đặc điểm của hộ dùng điện, các tham số của hệ thống mạng điện, các đặc điểm

kinh tế, xã hội và tự nhiên của cỏc vựng cung cấp điện Điều này cho thấy

việc xây dựng đồ thị phụ tải điện rất phức tạp , cần có sự trợ giúp của toán xác

suất thống kê và đòi hỏi phải có những phương pháp nghiên cứu khoa học và

lụgớc mới để có thể đảm bảo được độ tin cậy cần thiết của bài toán Vấn đề đầu

tiên của việc nghiên cứu đồ thị phụ tải là thu thập các thông tin

Việc thu thập thông tin về đồ thị phụ tải là công việc tốn rất nhiều thời gian

và công sức vỡ nú đòi hỏi theo dõi liên tục trong một thời gian đủ để đảm bảo độ

tin cậy cần thiết Tuỳ theo từng điều kiện cụ thể mà ta chọn một tổng các phương

pháp thu thập thông tin sau:

Phương pháp đo đếm từ xa

Phương pháp bán tự động

Phương pháp gián tiếp

Phương pháp đo đếm trực tiếp

Qua nghiên cứu đặc điểm của các phương pháp và điều kiện thực tập chúngtôi tiến hành chọn phương pháp đo đếm trực tiếp để xây dựng đồ thị phụ tải

* Nội dung của phương pháp

Để xây dựng đồ thị phụ tải ngày điển hình các mùa đông và hè, trước hết tachọn cỏc thỏng tiêu thụ điện năng điển hình Thường là tháng mùa đông và thángmùa hè Sau đó tiến hành đo đếm các đại lượng điện như công suất, dòng điện,điện năng bằng các đồng hồ thông dụng như : ampe kỡm, vụnmột hoặc côngtơ chỉ số của các khí cụ điện được theo dõi và ghi trong những khoảng thờigian nhất định Nếu đo đếm phụ tải bằng công tơ thì công suất tiêu thụ trungbình có thể xác định theo biểu thức sau:

Ptb = A t , kWTrong đó: Ptb – giá trị trung bình của phụ tải trong khoảng thời gian t, kW

A - điện năng tiêu thụ xác định theo chỉ số công tơ trongkhoảng thời gian t , kWh

Việc đo đếm phải được tiến hành trong nhiều ngày, số ngày đo đếm càngnhiều thì đồ thị phụ tải điển hình mùa ngày càng chính xác và nó đại diện chotính chất làm việc của phụ tải cả mùa

1.4.2.2 Xử lý số liệu và xây dựng đồ thị phụ tải

Đồ thị phụ tải biểu thị sự biến thiên của đồ thị phụ tải trong khoảng thời gianngày đêm gọi là đồ thị phụ tải hàng ngày Đây là loại đò thị phụ tải cơ bản nhấtbởi vì thông qua đó ta có thể xây dựng được đồ thị phụ tải hàng tháng, hàngnăm Việc xử lý số liệu, tính toán và xây dựng đồ thị phụ tải được dựa trên cácquy luật xác suất thống kê

Số liệu sau khi thu thập được cần được xử lý sơ bộ để loại bỏ những sai số

có thể xuất hiện trong các phép đo và sắp xếp trong các bảng biểu thích hợp đểtạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý tiếp theo.

Có thể coi sự phân bố xác suất của phụ tải theo quy luật phân phối chuẩn

Pi = M(P) + .n ,kWTrong đó: M(P) – Kỳ vọng toán của công suất sau n lần đo được xác định theo công thức sau:

M(P) =

n

Pi

n i



 1 ,kW

 - độ lệch quy định, nó phản ánh xác suất phụ tải nhận giá trị lân cận kỳvọng toán với độ tin cậy từ 95 – 97% Trong phần tính toán chúng tôi chọn  =1,5

 - Độ lệch chuẩn của P xác định theo công thức :

2 =  

n

P M Pi

n i

Như vậy với chuỗi thời gian biến thiên từ 124 ta sẽ có chuỗi số liệu phụ tải

Pi tương ứng Biểu diễn mối quan hệ này trên hệ trục toạ độ với trục tung là phụ tải và trục hoành là thời gian ta sẽ nhận được đồ thị phụ tải hàng ngày

1.4.2.3 Các tham số của đồ thị phụ tải.

Phụ tải trung bình :

Ptb =

24

24 1





i i

i t P

Thời gian hao tổn công suất cực đại :

 =

2

24 1 2

M i

i i

P

t P





24 1

Hệ số mang tải cực đại của máy biến áp :

kmt =

nba

M

P P

PM – Công suất cực đại trong ngày điển hình

1.4.2.3 Phương pháp ngoại suy

Nội dung của phương pháp này là nghiên cứu diễn biến của phụ tải trong cácnăm quá khứ tương đối ổn định và tìm ra quy luật biến đổi của phụ tải phụ thuộc vàothời gian từ đó sử dụng mô hình tìm được để tính cho giai đoạn dự báo Tức là ta suydiễn toàn bộ diễn biến của phụ tải ở quá khứ vào tương lai và phụ tải dự báo được xácđịnh theo hàm xu thế ở thời điểm tương ứng Có thể có rất nhiều dạng hàm xu thế, màthông thường được xác định thông qua phương pháp tương quan hồi quy Ta xét một

số dạng chính của hàm hồi quy:

của phụ tải, có thể đánh giá mức độ tin cậy của hàm xu thế dễ dàng Tuy nhiên theophương pháp này cần phải có lượng thông tin đủ lớn, khối lượng tính toán nhiều.

Ngoài các phương pháp dự báo trờn cũn một số phương pháp dự báo khácnhư: Mô hình dự báo Logictique, mô hình dự báo đường cong chữ S, dự báo phụ tảitheo phương pháp chuyên gia …

Qua quá trình nghiên cứu các phương pháp dự báo phụ tải trên và để phù hợpvới quá trình thực tập cũng như độ chính xác của quá trình dự báo chúng tôi chọnphương pháp ngoại suy để dự báo phụ tải điện Vì phương pháp này không quá phứctạp, nó đảm bảo được độ chính xác cần thiết và chúng tôi có thể thu thập thông tintương đối đầy đủ

1.4.3 Xây dựng đồ thị phụ tải của Trạm biến áp.

Trên địa bàn phường có 3 Trạm biến áp cung cấp điện cho nhân dân sử

dụng, chúng tôi tiến hành xây dựng đồ thị phụ tải đặc trưng cho các Trạm biến

áp

1.4.3.1 Thu thập thông tin và xử lý số liệu.

Trong quá trình theo dõi sự biến thiên của đồ thị phụ tải, chúng tôi chọn

ngày 25-02 đến ngày 01-03 để xây dựng đồ thị phụ tải ngày đặc trưng Dựa vào

sổ nhật ký vận hành, dựa vào số đo công tơ tổng chúng tôi tiến hành đo đếm điện

năng trong mỗi giờ Sau khi tiến hành đo đếm và xử lý số liệu theo các công thức

trên chúng tôi thu được bảng kết quả ghi trong bảng sau: và đồ thị phụ tải hình

Hinh 1.1 Đồ thị phụ tải mùa đông trạm biền áp văn giai

1.4.3.2 Xây dựng đồ thị phụ tải hàng năm

Đồ thị phụ tải hàng năm được xây dựng dựa trên cơ sở đồ thị phụ tải ngàyđêm mùa hè và mùa đông Tuỳ theo đặc điểm từng vùng mà ta chọn số ngày mùa

hè và mùa đông thích hợp, ở đây ta chọn mùa hè là 190 ngày và mùa đông là 175ngày Kẻ đường thẳng đi qua điểm cao nhất của đồ thị phụ tải ngày và đêm vàthời gian tác động của đồ thị phụ tải này trong năm, tức là ứng với phụ tải P1 ta sẽ

có thời gian t1 = t1h + t1đ, tiếp theo ta kẻ đường thẳng đi qua bậc thang thứ hai vàxác định P2 ứng với t2 cứ thế cho đến Pn Cuối cùng ta thiết lập được bảng tácđộng của phụ tải trong năm và căn cứ vào đó để xây dựng đồ thị phụ tải năm

Bảng 1.12 S ố liệu xây dựng phụ tải năm

1.4.3.3 Các tham số đồ thị phụ tải Trạm biến áp Văn Giai

Công suất trung bình hàng ngày: 92 , 82

24

2 , 73

66 2 , 68

Công suất cực đại: P m = 130,86 (kW)

Thời gian sử dụng công suất cực đại trong ngày

02 , 17 86

, 130

2 , 73

66 2 , 68

, 130

2 , 73

66 2 , 68

2

2 2

82 , 92





dk K

* Nhận xét

Từ đồ thị ta thấy phụ tải dùng nhiều trong khoảng từ 17 đến 20 giờ, đồ thịphụ tải đạt cực đại vào 19 giờ Vào khuya, phụ tải dựng ớt vỡ chủ yếu là phụ tảichiếu sáng Phụ tải cực tiểu vào khoảng 1 - 3h sáng

Sau khi tính toán các tham số phụ tải MBA, chúng ta thấy MBA làm việckhá non tải đặc biệt là giờ thấp điểm Đồ thị phụ tải nhất nhô, hệ số mang tải nhỏ,tuy nhiên hệ số công suất MBA là khá lớn

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN TỔN THẤT LƯỚI ĐIỆN PHƯỜNG CHÍ MINH 2.1 Đồ thị phụ tải

2.1.1 Đặt vấn đề

Như ta đã biết phụ tải điện là đại lượng ngẫu nhiên, chịu tác động của nhiềuyếu tố, trong quá trình làm việc các thụ điện đóng cắt một cách ngẫu nhiên Tuynhiên ta cũng thấy sự thay đổi của phụ tải cũn tuân theo một quy luật nhất định, đó

là quy luật hoàn toàn lặp lại theo quy luật ngày đêm, tuần tháng, năm Quy luậtkhách quan của quá trình tiêu thụ điện năng được thiết lập bởi các nhân tố thiên văn,khí tượng, xã hội Các nhân tố này chịu tác động theo một chu trình nhất định Cóthể chọn chu trình của phụ tải tuân theo chu trình hoạt động của con người: năm,tháng, tuần, ngày mặc dù không có chu trình nào trong số kể trên là chính xác cả

Từ năm này qua năm khác, từ tháng này qua tháng khác đều có sự thay của phụ tải

Đồ thị phụ tải có ý nghĩa rất to lớn đối với việc tính toán thiết kế và đặc biệttrong việc vận hành mạng điện Có rất nhiều tham số quan trọng được xác định từ đồthị phụ tải như: thời gian sử dụng công suất cực đại, thời gian hao tổn cực đại, hệ sốđiền kín, hệ số mang tải mà thông qua đó người ta có thể chọn thiết bị, xác địnhlượng điện năng tiêu thụ, tổn thất điện năng, đánh giá chế độ làm việc của mạngđiện Đồ thị phụ tải không những cho ta biết sự biến thiên theo thời gian của phụtải mà còn cho phép ta giải quyết nhiều vấn đề trong trong thiết kế và vận hành lướiđiện

2.1.2 Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải

2.1.2.1 Phương pháp thu thập thông tin

Phụ tải điện chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố, phụ thuộc vào tính chất, đặcđiểm của hộ dùng điện, các tham số của hệ thống mạng điện, các đặc điểm kinh tế,

xã hội và tự nhiên của cỏc vựng cung cấp điện Điều này cho thấy việc xây dựng

đồ thị phụ tải điện rất phức tạp, cần có sự trợ giúp của toán xác suất thống kê và đòi

hỏi phải có những phương pháp nghiên cứu khoa học và lụgic mới để có thể đảmbảo đươc độ tin cậy cần thiết của bài toán Vấn đề đầu tiên của việc nghiên cứu đồthị phụ tải là thu thập các thông tin.

Việc thu thập thông tin về đồ thị phụ tải là công việc tốn rất nhiều thời gian vàcông sức vỡ nú đòi hỏi theo dõi liên tục trong một thời gian đủ để đảm bảo độ tincậy cần thiết Tuỳ theo từng điều kiện cụ thể mà ta chọn một trong các phương phápthu thập thông tin sau:

Phương pháp đo đếm từ xa

Phương pháp bán tự động

Phương pháp gián tiếp

Phương pháp đo đếm trực tiếp

Qua nghiên cứu đặc điểm của các phương pháp và điều kiện thực tập ta tiếnhành chọn phương pháp đo đếm trực tiếp để xây dựng đồ thị phụ tải

+ Nghề nghiệp chủ yếu của các khu trong phường là kinh doanh và nôngnghiệp, thu nhập bình quân đầu người của nhân dân thì chiếm tới 80% là dưới 2 triệuđồng/thỏng

+ Phong tục tập quán của các khu là giống nhau

Hơn nữa ta cũng không có nhiều thời gian để đo và xây dựng đồ thị phụ tảicho tất cả các trạm Vì vậy ta sẽ trọn một trạm điển hình để tiến hành đo và xây dựng

đồ thị phụ tải

2.2 Đánh giá chất lượng của lưới điện

2.2.1 Đánh giá chất lượng điện áp

2.2.1.1 Cơ sở lý thuyết

Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng điện là các thông số của hệ thống điện,phụ tải điện và chế độ làm việc của hệ thống điện Trong số đó hai nhóm nhân tốsau thuộc loại các đại lượng ngẫu nhiên do đó giá trị của các tham số chất lượng

điện cũng mang tính ngẫu nhiên Vì vậy việc phân tích đánh giá chất lượng điện cầnphải được thực hiện trên cơ sở kết hợp các phương pháp giải tích với các nguyên lýxác suất thống kê.

Để đánh giá chất lượng điện áp ta tiến hành đo đếm điện áp từ đó tính toánđược giá trị điện áp trung bình trong mỗi giờ đo:

Utb =

3

AC BC

n i i

Từ đó xác định được: Utt = M(U) + 

n



 - Độ lệch chuẩn nó phản ánh xác suất điện áp nhận giá trị lân cận kỳ vọngtoán, trong đồ án ta lấy β= 1,5

2.2.1.2 Tính toán đánh giá chất lượng điện áp

* Đánh giá chất lượng điện áp trên thanh cái trạm biến áp

Sau khi đo đếm và tính toán ta được bảng kết quả trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Số liệu đánh giá chất lượng điện áp Trạm biến áp văn giai

1

U M U

Trong đó: Ui – Giá trị điện áp tính toán tại các giờ đo

M(U) – Giá trị điện áp trung bình tại các giờ đo

u =

11

45 ,

Utb = n1 



24 1

F(X1) = - 0,499 F(X2) = 0,382PCL = F(X2) – F(X1) = 0,382 + 0,499 = 0,881Thời gian đảm bảo chất lượng điện áp trong ngày là:

TCL = PCL TKS TKS : Thời gian khảo sát trong ngày Ta lấy TKS = 24(h)

TCL = 0,881 24 = 21,144 hThời gian không đảm bảo chất lượng điện áp trong ngày là:

TKCL = 24 – TCL = 24 – 21,144 = 2,856 hGiới hạn của độ lệch điện áp :

VMax = Vtb + 3v = 5,53 + 3.1,64 = 10,45VMin = Vtb - 3v = 5,53 – 3.1,64 = 2,37

* Đánh giá chất lượng điện áp tại cuối lộ 3 trạm biến áp Văn Giai

Ta chọn đánh giá chất lượng điện áp tại cuối lộ 3 trạm biến áp Văn Giai vì đây

là lộ tập trung nhiều phụ tải nhất và dài nhất trong những lộ của trạm biến áp củaphường Sau khi tiến hành đo và xử lý số liệu ta có bảng 2.2

Bảng 2.2 Số liệu đánh giá chất lượng điện áp cuối lộ 3 Trạm Văn Giai

n i

tb tt

Trong đó: Utt – Giá trị điện áp tính toán tại các giờ đo

Utb – Giá trị điện áp tính toán trung bình tại các giờ đo

tt =

24

48 ,

152 = 2,52

Utb = n1 



24 1

i tt

* Nhận xét

Chất lượng điện áp tại thanh cái TBA Văn Giai khi tải cực đại thì độ lệch điện

áp vẫn nằm trong giới hạn cho phép còn khi tải cực tiểu thì độ lệch điện áp nằm quá

xa so với quy định Qua tính toán có thể nhận thấy thời gian chất lượng điện đảmbảo là Tcl = 21,83 (h) chiếm 95% Còn lại 5% là không đảm bảo

2.2.1.3 Tổn thất điện áp cho phép lưới điện hạ áp

Các trạm biến áp của Phường được cung cấp điện từ lộ 371- E84 thuộc trạmbiến áp trung gian Nam Sách 110kV E8.4 T1 -115/38,5/23KV.

Sơ đồ 1 sợi lộ 371 – E84 được thể hiện như hình 2.1

520

180 360

320

320

180

Khang Thọ 180

Văn Giai 320