Lựa chọn thông số cấu trúc và các giải pháp nâng cao chất lượng điện năng của hệ thống cung cấp điện đô thị

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -§§§ - Nguyễn Tuyển Tâm LỰA CHỌN THÔNG SỐ CẤU TRÚC VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ðIỆN NĂNG CỦA HTCCððT Chuyên ngành: Hệ thống ñiện LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH ðIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS ðặng Quốc Thống Hà nội - 2008 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU MỞ ðẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH LỰA CHỌN CẤU TRÚC LƯỚI ðIỆN ðÔ THỊ 1.1 Tổng quan lưới ñiện ñô thị 1.2 Xu hướng phát triển HTCCððT .5 1.3 Các phương pháp tính toán quy hoạch lưới ñiện ñô thị .9 1.4 Lựa chọn thông số cấu trúc HTCCððT 10 1.4.1 Các giả thiết quy ước chung cho toán 10 1.4.2 Lựa chọn cấu trúc hợp lý lưới hạ áp HTCCððT 13 1.4.3 Lựa chọn thiết diện chiều dài cáp hạ áp 17 1.4.4 Lựa chọn cấu trúc hợp lý TBATG 22 CHƯƠNG LỰA CHỌN THÔNG SỐ CẤU TRÚC LƯỚI ðIỆN HẠ ÁP ðÔ THỊ KHI XÉT ðẾN CHỈ TIÊU GIÁ ðẤT ðÔ THỊ 26 2.1 ðặt vấn ñề 26 2.2 Các giả thiết tính toán 27 2.2.1 Lựa chọn sơ ñồ cấu trúc chung lưới hạ áp HTCCððT 27 2.2.2 Các giả thiết tính toán 27 2.2.3 Lựa chọn thông số cấu trúc LHA theo tiêu chuẩn kỹ thuật 28 2.2.4 Lựa chọn thông số cấu trúc LHA theo giản ñồ khoảng chia kinh tế sử dụng hàm chi phí vòng ñời xét ñến tiêu giá ñất ñô thị 35 CHƯƠNG LỰA CHỌN THÔNG SỐ CẤU TRÚC LƯỚI ðIỆN TRUNG ÁP ðÔ THỊ KHI XÉT ðẾN CHỈ TIÊU GIÁ ðẤT ðÔ THỊ 46 3.1 ðặt vấn ñề 46 3.2 Các giả thiết tính toán 46 3.2.1 Lựa chọn sơ ñồ cấu trúc chung lưới trung áp HTCCððT .46 3.2.2 Các giả thiết tính toán 47 3.2.3 Lựa chọn thông số cấu trúc LTA .47 CHƯƠNG LỰA CHỌN THÔNG SỐ CẤU TRÚC LƯỚI ðIỆN CAO ÁP ðÔ THỊ 62 4.1 ðặt vấn ñề 62 4.2 Lựa chọn sơ ñồ cấu trúc tính toán lưới cao áp HTCCððT 62 4.3 Các giả thiết tính toán 65 4.4 Lựa chọn thông số cấu trúc lưới cao áp 66 4.4.1 Chiều dài toàn ñường dây cao áp 66 4.4.2 Số lượng TBAKV chiều dài lộ ðDCA 68 4.4.3 Chọn tiết diện ñường dây cao áp .69 4.4.4 Giản ñồ khoảng chia kinh tế lựa chọn công suất TBAKV 76 CHƯƠNG ðÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ðIỆN NĂNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ðIỆN NĂNG CỦA HỆ THỐNG CCððT .81 5.1 Khái niệm chất lượng ñiện .81 5.2 Các tiêu chuẩn chất lượng ñiện 84 5.2.1 ðộ lệch ñiện áp 84 5.2.2 ðiều chỉnh ñiện áp theo ñộ lệch .85 5.3 Các giải pháp nâng cao chất lượng ñiện cho HTCCð 88 5.3.1 Nâng cao hệ số công suất cosφ 88 5.3.2 Khái niệm bù công suất phản kháng .88 5.3.3 Bù tự nhiên công suất phản kháng 89 5.3.4 Bù nhân tạo công suất phản kháng 90 5.3.5 Bù công suất phản kháng tụ ñiện 91 5.3.6 Những yêu cầu bù công suất phản kháng 93 5.4 Ví dụ tính toán bù công suất phản kháng mạng phân phối 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ðDCA ðường dây cao áp ðDHA ðường dây hạ áp ðDTA ðường dây trung áp ðDRN ðường dây rẽ nhánh ðDTC ðường dây trục ðTPT ðồ thị phụ tải HTCCððT Hệ thống cung cấp ñiện ñô thị HTð Hệ thống ñiện LCA Lưới cao áp LHA Lưới hạ áp LPP Lưới phân phối LTA Lưới trung áp MBA Máy biến áp TBA Trạm biến áp TBAKV Trạm biến áp khu vực TBAPP Trạm biến áp phân phối TBATG Trạm biến áp trung gian DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các cấp ñiện áp số HTð ñô thị Bảng 2.1 Các thông số ðDRN Bảng 2.2 Kiểm tra phát nóng dài hạn ðDRN Bảng 2.3 Thông số ðDTC Bảng 2.4 Kiểm tra phát nóng dài hạn ðDTC Bảng 2.5 Tiết diện ðDRN hợp lý Bảng 2.6 Tiết diện ðDTC hợp lý Bảng 2.7 Thông số máy biến áp phương án TBAPP Bảng 2.8 Công suất TBAPP hợp lý Bảng 2.9 Công suất TBAPP hợp lý tính ñến tiêu giá ñất ñô thị Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật ðDTA Bảng 3.2 Chọn tiết diện ðDTA theo phát nóng dài hạn Bảng 3.3 Tiết diện cáp trung áp chọn theo ñiều kiện phát nóng cố Bảng 3.4 Tổng hợp kết lựa chọn tiết diện ðDTA Bảng 3.5 Thông số MBA thuộc TBATG Bảng 3.6 Công suất TBATG hợp lý m = Bảng 3.7 Công suất TBATG hợp lý xét ñến tiêu giá ñất ñô thị Bảng 4.1 Các thông số kỹ thuật ðDCA Bảng 4.2 Chọn tiết diện ðDCA theo phát nóng dài hạn Bảng 4.3 Tổng hợp kết lựa chọn tiết diện ðDCA Bảng 4.4 Thông số MBA thuộc TBAKV Bảng 4.5 Công suất TBAKV hợp lý m = Bảng 5.1 Thông số tải máy biến áp Lộ 673E11 Bảng 5.2 Thông số ñường dây Lộ 673E11 Bảng 5.3 Bảng tổng kết tổn thất Lộ 673E11 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình dáng chung HTCCððT Hình 1.2 Sơ ñồ HTð ñô thị giai ñoạn phát triển Hình 1.3 Cấu trúc chung TBAPP Hình 1.4 Sơ ñồ khối bước tính toán chọn thông số cấu trúc LHA Hình 1.5 Sơ ñồ cấu trúc TBATG Hình 1.6 Sơ ñồ khối bước tính toán lựa chọn thông số cấu trúc lưới trung áp (LTA) Hình 3.1 Quan hệ LTA LHA Hình 4.1 Sơ ñồ cấu trúc LCA chung TBAKV Hình 4.2 Mối liên hệ chiều dài ðDCA ðDTA Hình 4.3 Sơ ñồ tính toán tổn thất ñiện áp lộ ðDCA Hình 5.1 Sơ ñồ kết dây Lộ 673E11 MỞ ðẦU Cơ sở khoa học ðề tài nghiên cứu ñến việc lựa chọn thông số cấu trúc lưới hạ áp, trung áp cao áp cho hệ thống cung cấp ñiện ñô thị Việc lựa chọn thông số cấu trúc hệ thống cung cấp ñiện ñô thị phụ thuộc nhiều vào lịch sử phát triển ñô thị hệ thống cung cấp ñiện vào ñiều kiện cụ thể ñô thị Lựa chọn thông số cấu trúc cần phải có quy hoạch tổng thể thiết kế tổng thể phải tuân theo quy hoạch tổng thể Lựa chọn thông số cấu trúc toán hợp thiết kế quy hoạch với nhiều tham số liên quan biến thiên liên tục ñiện áp, dòng ñiện, chiều dài, tiết diện, số lượng công suất trạm biến áp, giá ñiện Cơ sở thực tiễn Xuất phát từ quy hoạch tổng thể ñiều kiện cụ thể ñiện ñô thị như: nguồn cung cấp, phụ tải ñiện, ñịa hình, ñặc ñiểm kinh tế - xã hội ñể ñưa phương án cung cấp ñiện, lựa chọn thiết bị ñiện cho sơ ñồ Căn vào nhu cầu sử dụng ñiện năng, chế ñộ làm việc phụ tải ñiện thành phố lớn có xét tới mật ñộ phụ tải khu vực mà ta lựa chọn ñược thông số hợp lý nhằm ñảm bảo ñộ tin cậy cung cấp ñiện cao Từ kết lựa chọn thông số cấu trúc lưới ta ñưa giải pháp nâng cao chất lượng ñiện hệ thống cung cấp ñiện ñô thị Kết có ý nghĩa thực tiễn ứng dụng rộng rãi thực tế Mục ñích ñề tài ðưa sở lý thuyết, lựa chọn ñược thông số hợp lý ứng dụng thực tế như: Trạm biến áp, chiều dài, tiết diện, số lượng, công suất chủng loại thiết bị Lựa chọn ñược thông số hợp lý phù hợp với lưới ñiện ñô thị Tùy theo loại ñô thị mà lưới cung cấp có hình dáng khác nhiên ñể ñạt ñược mục tiêu ñộ tin cậy cung cấp ñiện ngày cao, tỷ lệ tổn thất ñiện thấp, quản lý vận hành thuận lợi, chi phí vận hành nhỏ ðể ñạt ñược tiêu hướng chủ yếu lựa chọn cấu trúc hợp lý cho phù hợp với mật ñộ phụ tải khu vực giá ñiện Chất lượng ñiện không ñảm bảo dẫn ñến thiệt hại kinh tế Vì ñề tài ñã ñưa giải pháp nâng cao chất lượng ñiện nhằm giảm tổn thất, ñảm bảo cung cấp ñiện liên tục thỏa mãn nhu cầu chất lượng ñiện CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH LỰA CHỌN CẤU TRÚC LƯỚI ðIỆN ðÔ THỊ Về phương diện sử dụng ñiện năng, ñô thị nơi tập trung phụ tải lớn, ña dạng, có mối liên quan chặt chẽ lĩnh vực như: giao thông, xây dựng, văn hoá, xã hội, môi trường Từ năm 50 kỷ XX, trình công nghiệp hoá tăng suất lao ñộng, tốc ñộ ñô thị hoá giới tăng nhanh số lượng, kích thước tỉ lệ dân sống ñô thị Trên phạm vi toàn giới tỉ lệ dân ñô thị từ 15% ñầu kỷ XX tăng ñến 50% cuối kỷ Ở nước ta nhịp ñộ tăng dân số ñô thị rõ rệt Năm 1945 Hà nội nội thành có khoảng 0,15 triệu người sinh sống, tính ñến ñã tăng ñến khoảng 3,3 triệu người 1.1 Tổng quan lưới ñiện ñô thị Thành phần phụ tải ñiện ñô thị bao gồm công nghiệp, giao thông, sinh hoạt dân dụng công trình xã hội, thủ công nghiệp, nông nghiệp ngoại thành với tỉ lệ tuỳ theo mức ñộ phát triển ñô thị Chẳng hạn phụ tải ñiện Hà nội tính ñến năm 2006 có thành phần phụ tải sau: công nghiệp xây dựng 31,15%, nông nghiệp 0,29%, thương nghiệp 14,22%, tiêu dùng quản lý chiếm 43,3% loại khác 8,04% Lưới cung cấp ñiện ñô thị thường với cấp ñiện áp 35 ÷ 110kV nối với hệ thống 220 ÷ 500kV lưới ñiện quốc gia Các phụ tải ñiện ñô thị ña số nối 90 - Nghiên cứu thực biện pháp ñiều hoà phụ tải, nâng cao hệ số cao thấp ñiểm, hệ số ñiền kín phụ tải ñảm bảo cho ñường dây trạm biến áp không bị non tải, không tải hay qúa tải - Nghiên cứu xếp, ñiều chỉnh trình sản xuất xí nghiệp ñể ñảm bảo cho thiết bị tiêu thụ ñiện (ñộng cơ, máy biến áp, máy hàn ) không bị thường xuyên không tải non tải Trong năm gần ñây người ta lại quan tâm ñến vấn ñề vận hành tối ưu HTð, sử dụng thiết bị ñiện có hiệu suất cao giảm mức tiêu thụ lượng, tăng cường quản lý việc tiêu thụ sử dụng ñiện 5.3.4 Bù nhân tạo công suất phản kháng Khi HTð ngày phát triển tạo thành hệ thống lớn, bao trùm khu vực rộng, ñồng thời việc tiêu thụ công suất phản kháng chiếm tỉ lệ từ 70÷80% công suất tác dụng Khi ñó vấn ñề bù công suất phản kháng thiết bị chuyên bù ñược quan tâm ñược sử dụng rộng rãi nước tiên tiến Việc tăng số lượng công suất thiết bị chuyên bù làm giảm truyền công suất phản kháng ñường dây phần tử có dòng ñiện ñi qua dẫn ñến làm giảm tổn thất ñiện áp, ñiện năng, giảm tiết diện dây dẫn củng cố chất lượng nguồn ñiện tiêu chí khác Tuy nhiên bù làm tăng vốn ñầu tư ñặt thiết bị bù tổn thất công suất thiết bị bù Do ñó việc bù công suất phản kháng thiết bị chuyên bù cần ñược cân nhắc kỹ kinh tế - kỹ thuật Trong hệ thống ñiện, bù công suất phản kháng phân làm loại: - Bù kỹ thuật: Bù lượng công suất phản kháng ñịnh ñể ñảm bảo cân công suất phản kháng hệ thống ñiện, công suất phải ñược ñiều chỉnh ñể thích ứng với chế ñộ vận hành khác 91 hệ thống ñiện Công suất phản kháng máy phát ñiện thiết bị bù (máy bù ñồng bộ) phải lớn so với yêu cầu phụ tải chế ñộ cực ñại ñể dự phòng cho cố - Bù kinh tế: Mục tiêu bù ñể nâng cao hiệu kinh tế mạng ñiện Nguyên trình vận hành công suất phản kháng thiếu cục cần phải bù thêm, khu bù cưỡng lượng công suất phản kháng ñáng kể phải lưu thông lưới phân phối gây tổn thất công suất tổn thất ñiện lớn Khi bù kinh tế ta cần tính toán ñể ñạt ñược lợi ích kinh tế thu ñược, mặt nguyên tắc lợi ích kinh tế thu ñược việc lắp ñặt thiết bị bù lớn chi phí lắp ñặt việc bù kinh tế ñược thực 5.3.5 Bù công suất phản kháng tụ ñiện Ưu khuyết ñiểm bù công suất phản kháng tụ ñiện Tụ ñiện thiết bị chuyên bù phát công suất phản kháng Công suất chế tạo tụ tuỳ thuộc vào cấp ñiện áp Có thể ghép chúng thành tụ ñiện có công suất, ñiện áp theo yêu cầu Bộ tụ ñiện thường ñược ñóng vào lưới pha theo sơ ñồ tam giác hay hình Khi cắt tụ cần phải phóng lượng tích chúng qua ñiện trở nối với tụ Trị số ñiện trở phóng ñiện cần phải ñảm bảo không xuất ñiện áp cực tụ cắt tụ khỏi lưới Các nghiên cứu ñã chứng minh hiệu kinh tế sử dụng tụ ñiện tĩnh ñể bù công suất phản kháng lưới phân phối tốt so với sử dụng phương tiện bù khác So với máy bù ñồng bộ, tụ bù có ưu ñiểm sau: 92 - Chi phí tính cho kVAr rẻ máy bù ñồng bộ, ưu ñiểm bật dung lượng ñặt ban ñầu lớn, công suất hộ dùng ñiện tăng lên - Tổn thất công suất tác dụng tụ ñiện bé khoảng 0,3÷0,5 W/VAr nhiều trường hợp tính toán bỏ qua, ñó máy bù ñồng tương ñối lớn khoảng 1,33÷3,2 W/VAr tuỳ theo công suất ñịnh mức máy - Vận hành ñơn giản, ñộ tin cậy cao máy bù ñồng - Về mặt lý thuyết có công suất tụ không hạn chế cách tổ hợp tụ máy bù ñồng có công suất hạn chế - Lắp ñặt ñơn giản, phân nhiều cụm ñể lắp rải lưới phân phối nên ñạt hiệu cao, cải thiện ñường cong phân bố ñiện áp tốt Chi phí quản lý, vận hành nhỏ, bảo dưỡng, sửa chữa ñơn giản So với máy bù ñồng bộ, tụ bù có khuyết ñiểm sau: - Máy bù ñồng ñiều chỉnh trơn tụ ñiều chỉnh theo cấp - Máy bù phát tiêu thụ công suất phản kháng, tụ ñiện phát công suất phản kháng - Công suất phản kháng tụ ñiện phát phụ thuộc vào ñiện áp vận hành, dễ hư hỏng bị ngắn mạch, áp - ðể ñiều chỉnh trơn tụ ñiện người ta dùng thiết bị bù có ñiều khiển (SVC) Tuy nhiên giá chúng cao, chưa thể sử dụng cho lưới phân phối ñược 93 ðể bảo vệ áp kết hợp ñiều chỉnh tụ bù theo ñiện áp người ta lắp ñặt ñiều khiển ñể ñóng cắt tụ theo ñiện áp Với ưu ñiểm vượt trội so với máy bù ñồng bộ, ngày phần lớn người dùng tụ ñiện tĩnh ñể bù công suất phản kháng mạng phân phối 5.3.6 Những yêu cầu bù công suất phản kháng Những yêu cầu sau ñây phải ñảm bảo ñối với toán bù công suất phản kháng lưới phân phối chế ñộ ñối xứng với dòng ñiện xoay chiều tần số Trong yêu cầu không xét ñến chế ñộ không ñối xứng, không sin chế ñộ phụ tải biến thiên nhiều Lựa chọn công suất, vị trí lắp ñặt chế ñộ làm việc thiết bị bù thiết phải ñảm bảo tính kinh tế cao với việc tuân thủ ràng buộc kỹ thuật Khi thiết kế, thiết bị bù ñược chọn ñồng thời với tất phần tử mạng, phần tử ñược chọn nhỏ có tính ñến việc bù công suất phản kháng Những yêu cầu kỹ thuật cần bảo ñảm: a Chế ñộ cho phép ñiện áp mạng phân phối b Dòng ñiện phụ tải cho phép tất phần tử lưới ñiện c Ở phương thức phụ tải cực tiểu cắt số cắt hoàn toàn tụ bù ñể giảm công suất phản kháng Chế ñộ làm việc nguồn công suất phản kháng phải giới hạn cho phép d ðảm bảo ñủ công suất phản kháng dự trữ cần thiết nút mạng ñiện 94 e ðảm bảo ổn ñịnh tĩnh ổn ñịnh ñộng mạng ñiện hộ tiêu thụ Chỉ tiêu kinh tế cực tiểu hàm chi phí Những thiết bị bù ñã ñược xác ñịnh thiết kế phải ñược lắp ñặt theo trình tự ñịnh Khi thiết bị bù không ñủ dung lượng bù không cho phép việc ñóng vào lưới phụ tải ñiện Việc lựa chọn thiết bị bù phải tiến hành chế ñộ tiêu thụ công suất phản kháng cực ñại mạng ñiện ñược thiết kế ðể vận hành kinh tế thiết bị bù, phần thiết bị bù phải ñược trang bị thiết bị ñiều chỉnh công suất phản kháng phát tương ứng với nhiệm vụ ñiều chỉnh ñiện áp thay ñổi phụ tải phản kháng lưới Tổng công suất tụ ñiện không ñiều chỉnh nguyên tắc không ñược vượt qúa phụ tải phản kháng cực tiểu lưới 5.4 Tính toán bù công suất phản kháng mạng phân phối Giả sử ta tính toán ví dụ cho Lộ 673E11 Các thông số cụ thể ñường dây trạm biến áp Lộ 673E11 sau: Bảng 5.1 Thông số tải máy biến áp Lộ 673E11 Công suất(kVA) P (kW) Q (kVAr) Cty Vệ Sinh 100 55.8 65.24 Dược phẩm B.Braun I 560 321.2 199.06 Dược phẩm B.Braun II 800 491.2 304.42 Dược phẩm Hào Nam 560 281.2 174.27 La Thành 630 317.6 238.2 Tên Trạm 95 Tên Trạm Công suất(kVA) P (kW) Q (kVAr) Chợ ô chợ dừa 400 210.6 130.52 Khâm Thiên Ô 750 482.5 643.33 La Thành 630 401.6 354.18 Cục QT Ngân Hàng 400 204.6 310.68 La Thành 320 187.6 140.7 La Thành 400 204.8 273.07 Ngõ 332 ðê La Thành 250 180.6 111.93 Cột ngõ chợ 630 401.6 354.18 Ngõ 10 Chợ Khâm Thiên 630 421.6 371.82 Ngõ Chợ Khâm Thiên 630 381.6 336.54 Chợ Xây Khâm Thiên 1000 655.2 406.06 DDK 671E11 Chî X©y Kh©m Thiªn 11 X - 1000 18 CTy BRAUN1 X - 1000 RMU - M CTy BRAUN2 K - 1000 RMU - M D−îc PhÈm Hào Nam 17 X-560 19 10 La thành T-630 Ngâ 10 Chî Kh©m Thiªn T-630 Ð DK 671E11 Dao 11A La thành Khâm Thiên Ô X-750 14 16 CTy VÖ Sinh T - 320 677E11 15 Chî ¤ Chî Dõa X - 400 RMU - M La thành T-320 Dao 9B Nguy?n Luong B?ng 12 THANH CÁI E11 332 La thành La thành T-250 T-400 675 E11 673E11 Ngâ Chî Kh©m Thiªn T-630 Côc QT Ng©nHàng C - 400 RMU 13 La thành X-630 Hình 5.1 Sơ ñồ kết dây Lộ 673E11 Dao 34 La thành Cét Ngâ Chî T-630 96 Bảng 5.2 Thông số ñường dây Lộ 673E11 Nút cuối Loại dây Thanh C2 E11 Dao 11A La Thành Dao 11A La Thành Rẽ Cty Vệ Sinh Rẽ Cty Vệ Sinh Cty Vệ Sinh XLPE M3x240 XLPE M3x240 XLPE M3x240 XLPE M3x240 XLPE M3x240 XLPE M3x240 AC-120 XLPE M3x240 AC-120 XLPE M3x240 AC-120 XLPE M3x240 XLPE M3x240 AC-120 AC-120 Nút ñầu Dược phẩm B.Braun I Dược phẩm B.Braun II Rẽ Cty Vệ Sinh Dược phẩm B.Braun I Dược phẩm B.Braun II Dược phẩm Hào Nam La Thành La Thành Chợ Ô chợ Dừa La Thành Rẽ Khâm Thiên Ô Rẽ Kh.Thiên Ô Rẽ Kh.Thiên Ô Khâm Thiên Ô Rẽ La Thành La Thành Rẽ Cty Vệ Sinh La Thành Rẽ La Thành La Thành La Thành Rẽ La Thành Cục QT Ngân Hàng La Thành La Thành Ngõ 332 ðê La Thành AC-120 Chiều dài(m) ðiện trở(Ω) ðiện kháng(Ω) 1436 0.14 0.12 952 0.09 0.08 128 0.01 0.01 145 0.01 0.01 65 0.01 0.01 25 0.002 0.002 918 0.25 0.34 54 0.01 0.00 872 0.24 0.32 25 0.002 0.002 461 0.12 0.17 40 0.004 0.004 120 0.01 0.01 637 612 0.17 0.17 0.23 0.22 325 0.09 0.12 97 Nút ñầu Ngõ 332 ðê La Thành Nút cuối Loại dây Chiều dài(m) ðiện trở(Ω) ðiện kháng(Ω) Cột Ngõ Chợ AC-120 386 0.10 0.14 279 0.03 0.02 137 0.01 0.01 387 0.04 0.03 Ngõ 10 Chợ Khâm Thiên Ngõ 10 Chợ Ngõ Chợ Khâm Thiên Khâm Thiên Ngõ Chợ Khâm Chợ Xây Khâm Thiên Thiên Cột Ngõ Chợ XLPE M3x240 XLPE M3x240 XLPE M3x240 - Tổn thất công suất, tổn thất ñiện tổn thất ñiện áp ñường dây ñược tính sau: Ta có: ∆S = ∆P + j∆Q; S = P + jQ Trong ñó: P, Q: Công suất tác dụng, công suất phản kháng ñường dây ∆P, ∆Q: Tổn thất công suất tác dụng, công suất phản kháng ñường dây Tổn thất công suất ñường dây: ∆PD = P2D + Q2D P2D + Q2D R (kW) ; ∆Q = X (kVAr) D 103.U 103.U Tổn thất ñiện ñường dây: ∆AD = ∆PD.τ Trong ñó: ∆AD: Tổn thất ñiện ñường dây ∆PD: Tổn thất công suất lớn ñường dây 98 τ = (0,124 + 0,0001.Tmax)2.8760: Thời gian tổn thất công suất lớn ñường dây Tổn thất ñiện áp lớn ñường dây ñược tính theo công thức sau: ∆UDi = Pi Ri + Qi X i 103.U dm Trong ñó: ∆UDi: Tổn thất ñiện áp ñoạn ñường dây thứ i Pi, Qi: Công suất tác dụng công suất phản kháng ñoạn ñường dây thứ i Ri, Xi: ðiện trở ñiện kháng ñoạn ñường dây thứ i - Tổn thất công suất, tổn thất ñiện tổn thất ñiện áp máy biến áp Xét cho trường hợp trạm có n máy biến áp làm việc song song ∆PB = n.∆P0 + S ∆P0.( pt )2 n S dm ∆QB = n.∆Q0 + S pt UN% n 100 S dm Tổn thất ñiện trạm ñược tính sau: ∆AB = n.∆P0.t + S ∆P0.( pt )2.τ n S dm Trong ñó: ∆PB, ∆QB: Tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng máy biến áp ∆P0, ∆Q0: Tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng không tải máy biến áp 99 ∆PN, ∆QN: Tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng ngắn mạch máy biến áp ∆AB: Tổn thất ñiện máy biến áp Sñm: Công suất ñịnh mức máy biến áp Spt: Công suất phụ tải máy biến áp Tổn thất ñiện áp máy biến áp: ∆UB% = PB RB + QB X B 100% 103.U dm Trong ñó: PB, QB: Công suất tác dụng công suất phản kháng máy biến áp RB, XB: ðiện trở ñiện kháng máy biến áp Áp dụng công thức tính toán với Lộ 673E11 ta ñược kết sau: Bảng 5.3 Bảng tổng kết tổn thất Lộ 673E11 ðoạn Trước bù Sau bù ∆P ∆Q ∆U ∆A ∆P ∆Q ∆U ∆A 10-11 1.166 1.576 0.0143 2293.91 1.166 1.576 0.0143 2293.91 9-10 0.254 0.220 0.0015 499.63 0.212 0.184 0.0014 416.83 8-9 3.076 4.159 0.0161 6054.36 2.696 3.644 0.0147 5305.27 7-8 1.375 1.194 0.0045 2706.71 1.238 1.075 0.0042 2437.34 6-7 2.336 2.028 0.0070 4597.03 2.124 1.844 0.0066 4179.06 5-6 18.32 24.761 0.0603 36046.37 16.783 22.689 0.0572 33029.50 4-5 2.908 2.525 0.0070 5723.00 2.680 2.327 0.0067 5274.61 13-12 0.269 0.364 0.0069 529.65 0.269 0.364 0.0069 529.65 4-13 0.289 0.251 0.0024 569.73 0.289 0.251 0.0024 569.73 100 ðoạn Trước bù Sau bù ∆P ∆Q ∆U ∆A ∆P ∆Q ∆U ∆A 3-4 9.920 13.411 0.0234 19523.50 9.290 12.558 0.0225 18281.97 3-14 0.101 0.087 0.0009 197.98 0.101 0.087 0.0009 197.98 2-3 105.4 142.448 0.2082 207372.83 95.265 128.784 0.1966 187481.66 2-15 0.022 0.019 0.0007 43.28 0.022 0.019 0.0007 43.28 1-2 18.81 25.425 0.0319 37013.00 17.165 23.204 0.0303 33780.03 18-17 0.026 0.022 0.0006 50.60 0.026 0.022 0.0006 50.60 19-18 1.925 2.602 0.0199 3788.34 1.925 2.602 0.0199 3788.34 1-19 0.594 0.803 0.0043 1169.26 0.520 0.703 0.0039 1023.28 1-16 0.008 0.011 0.0009 16.08 0.008 0.011 0.0009 16.08 0-1 159 214.957 0.2161 312930.06 143.669 194.219 0.2035 282740.45 Tổng 325.8 436.863 0.6269 641125.31 295.447 396.164 0.5944 581439.57 Bảng kết so sánh tổn thất công suất, tổn thất ñiện tổn thất ñiện áp ñoạn ñường dây Lộ 673E11 trước sau bù ñoạn ñường dây khác Ta tiến hành bù ñoạn sau: ðoạn Ngõ Chợ Khâm Thiên - Chợ Xây Khâm Thiên: Dung lượng bù 200kVAr ðoạn Dược phẩm B.Braun I - Dược phẩm B.Braun I: Dung lượng bù 160kVAr ðoạn Rẽ Khâm Thiên Ô: Dung lượng bù 160kVAr Sau bù thì: Qisau = Qitrước - Qbù Qisau: Công suất phản kháng sau bù Qitrước: Công suất phản kháng trước bù Qbù: Dung lượng bù 101 Nhận xét: Với việc lắp ñặt thiết bị bù ñã ñem lại ñược lợi ích sau: - Giảm ñược công suất tác dụng yêu cầu chế ñộ cực ñại HTð ñó giảm ñược dự trữ công suất tác dụng (hoặc ñộ tin cậy) HTð - Giảm nhẹ tải cho máy biến áp trung gian ñường trục trung áp truyền tải công suất phản kháng - Giảm ñược tổn thất ñiện - Cải thiện chất lượng ñiện áp cung cấp cho phụ tải - Cải thiện hệ số công suất - Cân tải - Trì hoãn giảm bớt chi phí tài cho việc cải tạo, phát triển lưới Các yếu tố khác có liên quan làm phát, thiếu nhiên liệu trượt giá, lãi suất vốn vay ñể ñầu tư nâng cấp lưới ñiện ðể giải vấn ñề cần phải quản lý ñược nhu cầu công suất phản kháng TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Bách (2000), Lưới ñiện Hệ thống ñiện, tập I, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà nội ðặng Ngọc Dinh, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn ðình Hào (1987), Cung cấp ñiện lĩnh vực kinh tế quốc dân, NXB ðại học Trung học chuyên nghiệp, Hà nội ðặng Ngọc Dinh, Trần Bách, Ngô Hồng Quang, Trịnh Hùng Thám (1981), Hệ thống ñiện, tập II, MXB ðại học Trung học chuyên nghiệp, Hà nội Nguyễn Văn ðạm (1999), Mạng lưới ñiện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà nội Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch (2001), Hệ thống cung cấp ñiện xí nghiệp công nghiệp ñô thị nhà cao tầng, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà nội Bạch Quốc Khánh (1996), Lựa chọn thông số cấu trúc trạm biến áp phân phối trạm biến áp trung gian cho lưới phân phối ñiện ñô thị, Luận văn Thạc sĩ Khoa học kỹ thuật, Trường ðại học Bách khoa Hà nội, Hà nội ðặng Quốc Thống (1992), Áp dụng nguyên lý tự ñộng thiết kế ñể phân tích lựa chọn cấu trúc hệ thống cung cấp ñiện ñô thị, Luận án Phó Tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật, Hà nội Lã Văn Út (2000), Ngắn mạch hệ thống ñiện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà nội PHỤ LỤC Phụ lục Bảng 1.1 Chiều dài ðDRN theo tổn thất ñiện áp cho phép Bảng 1.2 Chiều dài ðDTC theo tổn thất ñiện áp cho phép Bảng 1.3 Chiều dài ðDTC xác ñịnh theo bán kính cấp ñiện TBAPP Bảng 1.4 Chọn số lượng TBAPP theo công suất MBA Bảng 1.5 Chọn số lượng TBAPP theo phạm vi cấp ñiện Bảng 1.6 Chọn tiết diện ðDRN theo giản ñồ khoảng chia kinh tế Bảng 1.7 Chọn tiết diện ðDTC theo giản ñồ khoảng chia kinh tế Bảng 1.8 Chiều dài hợp lý ðDTC Bảng 1.9 Tổng chi phí ðDTC thuộc TBAPP Bảng 1.10 Tổng chi phí ðDRN thuộc TBAPP Bảng 1.11 Tổng chi phí LHA - Giản ñồ kinh tế lựa chọn công suất TBAPP không xét ñến tiêu giá ñất ñô thị Bảng 1.12 Tổng chi phí LHA - Giản ñồ kinh tế lựa chọn công suất TBAPP xét ñến tiêu giá ñất ñô thị Phụ lục Bảng 2.1 Tổng chiều dài ðDTA Bảng 2.2 Số trạm biến áp trung gian Bảng 2.3 Chiều dài lộ ñường dây trung áp Bảng 2.4 Giản ñồ khoảng chia kinh tế lựa chọn tiết diện ðDTA Bảng 2.5 Kiểm tra tổn thất ñiện áp lộ ðDTA Bảng 2.6 Giản ñồ khoảng chia kinh tế lựa chọn công suất TBATG xét không xét ñến tiêu giá ñất ñô thị Phụ lục Bảng 3.1 Chiều dài toàn ðDCA Bảng 3.2 Số lượng trạm biến áp khu vực Bảng 3.3 Chiều dài lộ ñường dây cao áp Bảng 3.4 Lựa chọn tiết diện ðDCA theo giản ñồ khoảng chia kinh tế Bảng 3.5 Kiểm tra tổn thất ñiện áp ðDCA Bảng 3.6 Giản ñồ khoảng chia kinh tế lựa chọn công suất TBAKV xét không xét ñến tiêu giá ñất ñô thị ... cứu ñến việc lựa chọn thông số cấu trúc lưới hạ áp, trung áp cao áp cho hệ thống cung cấp ñiện ñô thị Việc lựa chọn thông số cấu trúc hệ thống cung cấp ñiện ñô thị phụ thuộc nhiều vào lịch sử... mà ta lựa chọn ñược thông số hợp lý nhằm ñảm bảo ñộ tin cậy cung cấp ñiện cao Từ kết lựa chọn thông số cấu trúc lưới ta ñưa giải pháp nâng cao chất lượng ñiện hệ thống cung cấp ñiện ñô thị Kết... ñô thị hệ thống cung cấp ñiện vào ñiều kiện cụ thể ñô thị Lựa chọn thông số cấu trúc cần phải có quy hoạch tổng thể thiết kế tổng thể phải tuân theo quy hoạch tổng thể Lựa chọn thông số cấu trúc