Nghiên cứu kỹ thuật lắp đặt và vận hành cáp trong lưới điện trung áp

LÊ VIỆT PHƯƠNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ VIỆT PHƯƠNG MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH CÁP TRONG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KHOÁ 2007– 2009 HÀ NỘI, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ VIỆT PHƯƠNG NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH CÁP TRONG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP CHUYÊN NGÀNH: MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN MÃ SỐ: 02.06.07 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN ĐÌNH THẮNG HÀ NỘI, 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Tất số liệu kết luận văn trung thực chưa công bố công trình khác TÁC GIẢ Lê Việt Phương -3- MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁP NGẦM ĐIỆN LỰC 13 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁP NGẦM ĐIỆN LỰC 13 1.1.1 Khái quát cáp ngầm điện lực 13 1.1.2 Phân loại cáp ngầm điện lực 14 1.1.2.1 Theo kết cấu cách điện 14 1.1.2.2 Theo vật liệu chế tạo lõi cáp 19 1.1.2.3 Theo nhiệm vụ 20 1.1.3 Nhận xét 20 1.2 CẤU TẠO CƠ BẢN CỦA CÁP NGẦM TRUNG ÁP SỬ DỤNG CÁCH ĐIỆN POLYMER 21 1.2.1 Cấu tạo chung cáp cách điện polymer 21 1.2.2 Lõi cáp 22 1.2.3 Cách điện 22 1.2.3.1 Polyvinyl Chloride (PVC) 23 1.2.3.2 Polyethylene (PE) 24 1.2.3.3 Cross-linked PE (XLPE) 25 1.2.4 Vỏ bảo vệ 28 1.2.5 Vỏ bảo vệ (protective sheath) 28 1.2.6 Vỏ bọc sắt (armour) 28 1.2.7 Vỏ che chắn điện (electrical screening) 28 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP LẮP ĐẶT VÀ QUY ĐỊNH VẬN HÀNH PHỔ BIẾN HIỆN NAY 29 -4- 1.3.1 Các phương pháp lắp đặt cáp ngầm phổ biến 29 1.3.1.1 Đặt cáp trực tiếp đất: 29 1.3.1.2 Đặt cáp ống (khối cáp, máng cáp): 29 1.3.1.3 Đặt cáp không khí mương cáp xây bê tông: 29 1.3.2 Các quy định vận hành 30 1.4 ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN TÍCH CÁC SỰ CỐ CÁP NGẦM TRONG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TP HÀ NỘI 30 1.4.1 Tình hình phát triển cáp ngầm Hà Nội 30 1.4.2 Tình hình cố cáp ngầm lưới điện trung Hà Nội 33 1.4.2.1 Đào phải cáp chôn ngầm 33 1.4.2.2 Do nổ đầu cáp, hộp nối 34 1.4.2.3 Các cố hư hóng cách điện 35 1.5 KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ 37 CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH CÁP NGẦM SỬ DỤNG CÁCH ĐIỆN XLPE TRONG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 38 2.1 CÁC PHƯƠNG THỨC LẮP ĐẶT CÁP NGẦM 38 2.1.1 Yêu cầu chung 38 2.1.2 Lựa chọn loại cáp 39 2.1.3 Cấu hình lắp đặt cáp ngầm 40 2.1.3.1 Cáp bố trí pha theo phương thẳng đứng 40 2.1.3.2 Cáp bố trí pha theo phương nằm ngang 40 2.1.3.3 Cáp bố trí pha đặt theo hình tam giác 41 2.1.4 Phương thức đặt cáp 41 2.1.4.1 Lắp đặt cáp ngầm trực tiếp đất 42 2.1.4.2 Lắp đặt cáp ngầm ống (khối cáp, máng cáp) 45 2.1.4.3 Lắp đặt cáp ngầm công trình cáp 46 2.1.5 Lắp đặt hộp nối đầu cáp 49 -5- 2.1.6 Nối đất 49 2.1.7 Nhận xét 50 2.2 ẢNH HƯỞNG CỦA KỸ THUẬT LẮP ĐẶT ĐẾN QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG CÁP NGẦM TRUNG ÁP 50 2.2.1 Ảnh hưởng kỹ thuật lắp đặt đến việc giảm nguy cố cho hệ thống cáp ngầm trình vận hành 50 2.2.2 Ảnh hưởng kỹ thuật lắp đặt đến khả tải cáp 51 2.2.2.1 Nối đất đảo pha hệ thống cáp ngầm 51 2.2.2.2 Phương pháp tính điện áp cảm ứng vỏ cáp 53 2.2.2.3 Ảnh hưởng tổn thất vỏ cáp đến khả tải cáp 56 2.2.3 Nhận xét 59 2.3 CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA HỆ THỐNG CÁP NGẦM TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH 59 2.3.1 Lý thuyết chế độ nhiệt 59 2.3.1.1 Tổn hao nhiệt Pi lõi dẫn dòng tải 61 2.3.1.2 Tổn hao điện môi Pd 62 2.3.1.3 Nhiệt trở phận cáp 63 2.3.1.4 Độ tăng nhiệt độ tổn hao điện môi ∆Td 66 2.3.1.5 Tính nhiệt trở đất R4 66 2.3.2 Nhận xét 74 2.4 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG TẢI CỦA HỆ THỐNG CÁP NGẦM 74 2.4.1 Khái quát Tính hệ số tải 74 2.4.2 Tăng khả tải sử dụng loại cáp có tổn thất vỏ bé 78 2.4.3 Sử dụng thành phần có nhiệt trở thấp 80 2.4.4 Lựa chọn cấu hình bố trí cáp hợp lý 86 2.4.5 Tăng khả thoát nhiệt hệ thống làm mát cưỡng 86 -6- 2.5 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 88 CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH CHO HỆ THỐNG CÁP NGẦM TRONG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP CỦA THÀNH PHỐ HÀ NỘI 90 3.1 TÍNH TOÁN LẮP ĐẶT VÀ KHẢ NĂNG TẢI CHO HỆ THỐNG CÁP NGẦM 22KV 90 3.1.1 Tính toán lắp đặt hệ thống cáp ngầm 22kV 91 3.1.1.1 Các thông số đầu vào 91 3.1.1.2 Kết tính toán 92 3.1.2 Tính toán khả tải hệ thống cáp ngầm 22kV 95 3.1.2.1 Các thông số đầu vào 95 3.1.2.2 Kết tính toán 96 3.2 TÍNH TOÁN LẮP ĐẶT VÀ KHẢ NĂNG TẢI CHO HỆ THỐNG CÁP NGẦM 35KV 100 3.2.1 Tính toán lắp đặt hệ thống cáp ngầm 35kV 100 3.2.1.1 Các thông số đầu vào 100 3.2.1.2 Kết tính toán 101 3.2.2 Tính toán khả tải hệ thống cáp ngầm 35kV 104 3.2.2.1 Các thông số đầu vào 104 3.2.2.2 Kết tính toán 106 3.3 NHẬN XÉT 109 KẾT LUẬN 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 PHẦN PHỤ LỤC 116 -7- DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tính chất vật liệu dẫn điện Bảng 2.1 Chiều rộng giới hạn đường cáp ngầm Bảng 2.2 Khoảng cách nhỏ cáp công trình cáp Bảng 2.3 Điện áp sinh vỏ cáp đầu nối đất Bảng 2.4 Sự phụ thuộc nhiệt trở đất vào thông số Bảng 2.5 Đặc tính lý nhiệt số đất tự nhiên Bảng 2.6: So sánh khả tải trường hợp cấu hình đặt nằm ngang tam giác Bảng 2.7: So sánh khả tải trường hợp cấu hình đặt nằm ngang tam giác Bảng 2.8: Giới thiệu tổng quát hệ thống làm mát cáp Bảng 2.9: Giới thiệu tổng quát hệ thống làm mát cáp Bảng 3.1: Các thông số tuyến cáp sử dụng tính toán Bảng 3.2: Nối đất đầu đường cáp có hoán vị vỏ Bảng 3.3: Nối đất hai đầu đường cáp không hoán vị vỏ Bảng 3.4: Nối đất hai đầu đường cáp có hoán vị vỏ Bảng 3.5 Các thông số tuyến cáp dùng để tính toán Bảng 3.6 Các điều kiện thời tiết địa hình Hà Nội Bảng 3.7 Tính dòng tải bình thường theo hệ số k Bảng 3.8 Các thông số tính toán Bảng 3.9 Các giá trị nhiệt trở tính toán Bảng 3.10 Giá trị dòng tải Iz = f(a) Bảng 3.11 Các thông số tính toán Bảng 3.12 Giá trị dòng tải Iz = f(h) Bảng 3.13 Các thông số tính toán -8- Bảng 3.14 Giá trị dòng tải Iz = f(ρE) Bảng 3.15: Các thông số tuyến cáp sử dụng tính toán Bảng 3.16: Nối đất đầu đường cáp có hoán vị vỏ Bảng 3.17: Nối đất hai đầu đường cáp không hoán vị vỏ Bảng 3.18: Nối đất hai đầu đường cáp có hoán vị vỏ Bảng 3.19 Các thông số tuyến cáp dùng để tính toán Bảng 3.20 Các điều kiện thời tiết địa hình Hà Nội Bảng 3.21 Tính dòng tải bình thường theo hệ số k Bảng 3.22 Các thông số tính toán Bảng 3.23 Các giá trị nhiệt trở tính toán Bảng 3.24 Giá trị dòng tải Iz = f(a) Bảng 3.25 Các thông số tính toán Bảng 3.26 Giá trị dòng tải Iz = f(h) Bảng 3.27 Các thông số tính toán Bảng 3.28 Giá trị dòng tải Iz = f(ρE) -9- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cáp lõi có vỏ bọc Hình 1.2 Mặt cắt cáp pha ba lõi Hình 1.3 Cáp khô lõi điện áp cách điện XLPE: Hình 1.4 Cấu trúc Polyvinyl chloride (PVC) Hình 1.5 Cấu trúc Polyethyethyle (PE) Hình 1.6 Cấu trúc hoá học XLPE liên kết peroxide Hình 1.7 Cấu trúc hoá học XLPE liên kết chùm tia điện tử Hình 1.8 Cấu trúc hoá học XLPE liên kết cầu nối siloxane Hình 1.9 Biểu đồ phát triển cáp ngầm trung áp lưới điện thành phố Hà Nội Hình 1.10 Biểu đồ phát triển cáp lưới điện trung Hà Nội Hình 1.11 Biểu đồ phát triển cáp ngầm theo điện áp lưới điện TP Hà Nội Hình 1.12 So sánh tình hình cố cáp lưới điện TP Hà Nội Hình 1.13 Phân loại dạng cố cáp ngầm lưới điện TP Hà Nội Hình 1.14 Sự cố đánh thủng cách điện đầu cáp Hình 1.15 Sự cố cháy cáp Hình 1.16 Sự cố cháy cáp Hình 2.1 Hệ thống nối đất điểm Hình 2.2 Hệ thống nối đất đảo vỏ Hình 2.3 Mạch tương đương dòng nhiệt cáp ngầm Hình 2.4 Nhiệt trở cáp sợi Hình 2.5 Nhiệt trở giả tưởng loại cáp thông dụng Hình 2.6 Nhiệt độ đất năm độ sâu khác Hình 2.7 Nhiệt trở suất đất năm Hình 2.8 Trường nhiệt độ cáp đường kính d=2r, độ chôn sâu h - 105 - Lõi cáp Đường kính Mm 18,1 Tiết diện Mm2 240 Chiều dày lớp chắn Mm 2,2 Cách điện XLPE Chiều dày Mm 8,0 Đường kính Mm2 26,1 Chiều dày chắn Mm 0,8 Vỏ cáp PVC Chiều dày Mm 4,1 Đường kính Mm 99,9 Đường kính Mm 104 Mm 104 10 Điện trở dây dẫn 20 C Ω/m 0,0612.10-3 11 Điện dung cáp F/km 0,36.10-6 12 Điện kháng cáp Ω/m 0,1 mH/km 0,32 W/m 6,4 W/km/pha 635,6 Ω/m 50.000 Đường kính cáp 13 Hệ số tự cảm 14 Tổn thất điện môi 15 Tổn thất vỏ cáp 16 Điện trở cách điện cáp 17 Cấu hình bố trí cáp Đỉnh tam giác đều, gồm mạch Khoảng cách pha Mm 50 Khoảng cách mạch Mm 400 Độ chôn sâu cáp 18 Nhiệt độ cáp vận hành liên tục Nhiệt độ cáp vận hành tải M 1,0 C 90 C 105 19 Dạng nối đất vỏ cáp Không đảo pha, nối đất hai đầu Nối đất vỏ cáp Dây nối đất cách ly - 106 - Về chế độ thời tiết, điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, suất trở nhiệt đất lấy theo hai tháng đại diện cho hai mùa bản: tháng cho mùa nóng ẩm, tháng cho mùa lạnh khô Bảng 3.20 Các điều kiện thời tiết địa hình Hà Nội Các điều kiện Thông số Tháng Tháng Ít mưa Mưa nhiều Khô Ẩm ρE 1,5 0,9 TU 20 30 Điều kiện thời tiết Tình trạng đất Suất trở nhiệt (K.m/W) Nhiệt độ đất độ sâu 1,5m( C)-giá trị max 3.2.2.2 Kết tính toán 3.2.2.2.1 Tính dòng tải tuyến cáp chế độ bình thường Theo kết tính toán công suất lưới điện Hà Nội giai đoạn 2010, tuyến cáp ngầm 35kV từ xuất tuyến lộ 371 TBA 110kV E2 Gia Lâm đến TBA 35kV TT Nhà máy diêm phải đảm bảo tải lâu dài cho phép với dòng tải khoảng 320A tuyến cáp đường trục lộ 371E2 Căn vào số liệu có từ bảng phụ lục, áp dụng công thức 2-57 ta tính khả tải cáp theo hệ số k: Bảng 3.21 Tính dòng tải bình thường theo hệ số k TT Mô tả Dòng tải định mức cáp Hệ số chắn Hệ số chiều sâu chôn cáp Hệ số nhiệt độ đất Hệ số nhiệt trở suất đất Hệ số khoảng cách sợi cáp Hệ số mạch cáp Hệ số cấu hình môi trường đặt cáp Khả tải Hệ số tải Đơn vị A A - Thông số 474 0.96 0.98 1.00 0.93 0.85 1.00 0.91 321 0.68 - 107 - 3.2.2.2.2 Tính dòng tải tuyến cáp theo chế độ nhiệt Áp dụng công thức 2-29÷31, 2-33÷38, 2-47, 2-54 2-55 nêu chương 2, ta tính toán yếu tố ảnh hưởng đến khả tải cáp ngầm a) Tính dòng tải theo khoảng cách tâm cáp Iz = f(a) Bảng 3.22 Các thông số tính toán U 36.6 n ω 314 tgδ 0.0008 h 1000 ρE 1.5 ρx 2.5 kt 0.68 Bảng 3.23 Các giá trị nhiệt trở tính toán Thông số Đơn vị Giá trị Pd R1 R3 R4 Rci Rcd W K.m/W K.m/W K.m/W K.m/W K.m/W 12.660 0.204 0.038 0.872 0.106 0.072 Bảng 3.24 Giá trị dòng tải Iz = f(a) a (cm) ∆Rx=∆Rxy Iz (A) 20 2.750 259 50 2.204 310 75 1.964 335 100 1.793 354 150 1.555 383 200 1.387 405 250 1.259 423 Căn số liệu bảng 3.24 ta vẽ đường cong mô tả quan hệ khoảng cách lắp đặt cáp với dòng điện tải Iz 450 Khả tải Iz 400 350 300 250 50 100 150 200 250 300 K/c sợi cáp (mm) Hình 3.10 Ảnh hưởng khoảng cách sợi cáp mạch cáp đến khả tải - 108 - b) Tính dòng tải theo chiều sâu chôn cáp Iz = f(h) Bảng 3.25 Các thông số tính toán U 36.6 n ω 314 tgδ 0.0008 ρE 1.5 a 50 ρx 2.5 kt 0.68 Pd 12.660 Rci 0.106 Rcd 0.072 Bảng 3.26 Giá trị dòng tải Iz = f(h) h (mm) R4 ∆Pd ∆Rx=∆Rxy Iz (A) 500 0.706 9.849 1.793 368 700 0.786 10.870 1.992 338 900 0.846 11.632 2.142 318 1000 0.872 11.951 2.204 310 1200 0.915 12.503 2.313 296 1500 0.969 13.178 2.446 281 1800 1.012 13.730 2.554 269 Căn số liệu bảng 3.26 ta vẽ đường cong mô tả quan hệ chiều sâu chôn cáp với dòng điện tải Iz Khả tải Iz 350 300 250 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 Chiều sâu chôn cáp (m) Hình 3.11 Ảnh hưởng chiều sâu chôn cáp đến khả tải c) Tính dòng tải theo suất trở nhiệt đất Iz = f(ρE) Bảng 3.27 Các thông số tính toán U 36.6 n ω 314 tgδ 0.0008 a 50 h 1000 ρx 2.5 kt 0.68 Pd 12.660 Rci 0.106 Rcd 0.072 - 109 - Bảng 3.28 Giá trị dòng tải Iz = f(ρE) ρE (K.m/W) R4 ∆Pd ∆Rx=∆Rxy Iz (A) 0.5 0.291 4.595 2.204 415 0.7 0.407 6.066 2.204 390 0.9 0.523 7.537 2.204 368 1.1 0.639 9.008 2.204 348 1.3 0.755 10.480 2.204 328 1.5 0.872 11.951 2.204 310 Căn số liệu bảng 3.28 ta vẽ đường cong mô tả quan hệ suất trở nhiệt đất với dòng điện tải Iz 425 Khả tải Iz 400 375 350 325 300 0.5 0.75 1.25 1.5 Nhiệt trở suất đất (K.m/W) Hình 3.12 Ảnh hưởng nhiệt trở suất đất đến khả tải 3.3 NHẬN XÉT - Khi vỏ cáp nối với nối đất hai đầu khoảng cách lắp đặt tăng dẫn đến tổn hao vỏ kim loại tổn hao dòng tải lõi cáp tăng để giảm tổn hao ta phải giảm khoảng cách lắp đặt - Khi giảm khoảng cách lắp đặt cáp tới mức tới hạn mà tổn thất không giảm ta phải xem xét cách hoán vị vỏ cáp đảo pha cáp hoán vị pha cần phải có thiết bị phụ đấu nối vỏ cáp làm tăng giá thành đầu tư cho tuyến cáp Do hoán vị pha chi thực việc tăng khoảng cách gặp nhiều khó khăn thiết kế lắp đặt điều kiện thực tế - 110 - - Trong hai trường hợp cáp đặt nằm ngang hay đặt đỉnh tam giác tổn hao giảm hoán vị vỏ Theo thực tế tính toán cho cáp ngầm hai cấp điện áp 22kV 35kV thấy trường hợp pha cáp lắp đặt tạo thành đỉnh tam giác hệ số tổn hao nhỏ trường hợp pha cáp đặt nằm ngang Tuy nhiên cáp đặt theo cấu hình tam giác thi công phức tạp đặt nằm ngang - Khả tải đường cáp tăng lên khoảng cách sợi cáp mạch tăng lên Nhưng khoảng cách tăng lên giới hạn phát nhiệt cáp không làm ảnh hưởng đến Với chủng loại cáp lõi việc tăng khoảng cách sợi cáp thực đến giá trị định ảnh hưởng đến tiết diện toàn sợi cáp Do khoảng cách pha cáp tính toán tối ưu vừa đảm bảo cách điện, vừa đảm bảo khả tải cáp cao không ảnh hưởng đến việc lắp đặt cáp tiết diện toàn cáp tăng lên Khi cáp lõi đặt song song với khoảng cách hai mạch 400mm tối ưu với dòng tải định mức tuyến cáp Chiều rộng mương cáp liên quan trực tiếp đến khả tải, mương cáp lớn, khả tải cáp lớn với tiết diện cáp điều kiện thi công khó khăn bị hạn chế công trình ngầm - Thay đổi độ chôn sâu lắp đặt cáp khả tải cáp thay đổi Trường hợp lắp đặt giảm độ sâu, khả tải cáp tăng lên nhiên cáp chôn đất để tránh va chạm khí kết hợp với công trình ngầm khác có nên cáp lắp đặt độ sâu 1m mặt đất Chiều sâu chiều rộng mương cáp phụ thuộc độ dày lớp cát ổn định nhiệt, lớp mặt đường, công trình ngầm hữu Cáp đặt lớp cát môi trường ổn định nhiệt cách đáy mương cáp 200mm Như chiều sâu mương cáp 1,2m - 111 - - Suất trở nhiệt đất thông số ảnh hưởng quan trọng dòng tải cho phép cáp, độ tăng suất trở nhiệt tỉ lệ nghịch với khả tải cáp Căn vào đồ thị ta thấy suất trở nhiệt đất từ 1,5K.m/W giảm xuống 0,7K.m/W cho phép tăng công suất truyền tải tuyến cáp lên khoảng 16% nhiệt độ môi trường 200C Kết có ý nghĩa quan trọng nên thiết kế thi công tuyến cáp ngầm cần phải đặc biệt quan tâm đến moi trường dẫn nhiệt xung quanh Trường hợp suất trở nhiệt lớp đất lớn thi công đặt cáp cần phải đào bỏ thay cát loại đất có suất điện trở nhiệt nhỏ khoảng 1,2K.m/W tốt - 112 - KẾT LUẬN Qua kết nghiên cứu, tính toán trình bày luận văn ta rút số kết luận sau đây: - Hiện cáp ngầm trung áp chủ yếu sử dụng cáp cách điện XLPE nhiều ưu điểm khả mang tải, khả chịu nhiệt, trọng lượng nhẹ, vận chuyển thi công lắp đặt dễ dàng, … - Theo thống kê số liệu thực tế, nguyên nhân gây cố cáp ngầm chủ yếu nổ hộp nối thi công xây dựng công trình ngầm đào phải cáp Do cách khắc phục chủ yếu cần phải tăng cường, trang bị phương tiện, máy móc thi công lắp đặt cáp tiên tiến tăng cường kiểm tra hành lang tuyến cáp ngầm trình vận hành để giảm thiểu đến mức thấp nguy xảy cố - Khả tải cáp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cấu hình bố trí cáp, nối đất vỏ cáp, hoán vị pha cáp, suất trở nhiệt môi trường lắp đặt, độ chôn sâu, khoảng cách lắp đặt cáp Một cấu hình bố trí cáp phương thức lắp đặt cáp lựa chọn trên: cấp điện áp định mức cáp, chiều dài tuyến cáp điều kiện thi công thực tế Việc lựa chọn cấu hình bố trí (khoảng cách sợi cáp, pha cáp, …) phương thức lắp đặt cáp (nối đất đảo pha hoán vị vỏ cáp, …) hợp lý làm giảm tổn thất vỏ cáp, nâng cao khả tải vận hành hệ thống cáp đồng thời giảm thiểu cố xảy với cáp Tuy nhiên việc lựa chọn cần phải xem xét so sánh phương diện kinh tế tăng khoảng cách lên hay hoán vị vỏ việc thi công phức tạp, tốn - Một số biện pháp khác thường sử dụng để nâng cao khả tải cáp sử dụng loại cáp có tổn thất vỏ bé, sử dụng chất độn có - 113 - nhiệt trở bé, làm ẩm vật liệu xung quanh cáp, sử dụng hệ thống làm mát, … sử dụng vật liệu làm ẩm chất độn có suất trở nhiệt nhỏ dễ thực cho hiệu tốt - Các biện pháp nhằm mục đích nâng cao khả tải vận hành hệ thống cáp đồng thời giảm thiểu cố xảy với cáp, kéo dài tuổi thọ cáp ngầm Bản luận văn đề cập vấn đề nghiên cứu kỹ thuật lắp đặt vận hành tuyến cáp ngầm trung áp, tính toán đưa đánh giá, nhận xét kỹ thuật lắp đặt vận hành nhằm mục đích nâng cao khả tải, giảm thiểu cố kéo dài tuổi thọ cho tuyến cáp ngầm Hướng nghiên cứu cáp ngầm lưới điện số nội dung sau: Nghiên cứu số vật liệu chế tạo để giảm tổn hao vỏ cáp Nghiên cứu tác động môi trường đến trình vận hành tình trạng cố tuyến cáp ngầm Nghiên cứu ảnh hưởng điện, từ trường mạch cáp ngầm chạy song song - 114 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Võ Viết Đạn (1993), Một số vấn đề kỹ thuật điện cao áp siêu cao áp cực cao áp, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Võ Viết Đạn (1972), Giáo trình Kỹ thuật điện cao áp, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Đình Thắng (2006), Vật liệu kỹ thuật điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Đình Thắng, Điện từ trường phát nhiệt hệ thống cáp đơn lưới điện cao áp ba pha, Tạp chí Điện lực, & - 1997 Võ Hoài Nam, Thiết kế hệ thống cáp ngầm cao áp nghiên cứu vấn đề đảo pha nối đất, Luận văn thạc sỹ năm 2004 - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Ngô Hồng Quang, Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV Lê Văn Doanh, Bảo dưỡng thử nghiệm thiết bị hệ thống điện Báo cáo công tác quản lý kỹ thuật Công ty Điện lực TP Hà Nội năm 2006, 2007, 2008 Bộ Công nghiệp (2006), Quy phạm trang bị điện 2006 10 IEEE Std 1120 - 2004 - IEEE Guide for the Planning, Design, Installation, and Repair of Submarine Power Cable Systems 11 IEC publication 287 (1982), Calculation of continuous current rating of cables (100% load factor), 2th Edition 12 J Densley (1995), Aging and diagnostics in extruded insulations for power cables 13 Lothar Heinhold (1990), Power cables and their application - part 1, Siemens - Aktienges - 115 - 14 Edward B.Kurtz, James E.Mack (1992), The lineman’s cableman’s handbook, Ninth Edition pg.416-472 15 LS-VINA Cable, Low and Medium voltage power cable - 116 - PHẦN PHỤ LỤC Bảng hệ số thực nghiệm để tính toán thiết kế lựa chọn tuyến cáp ngầm 22kV 35kV Bảng 1: Hệ số k1 - chọn theo tiết diện chắn Tiết diện cáp (mm2) Tiết diện chắn Đồng Nhôm 50 95 150 300 185 300 1,01 0,99 0,97 240 400 1,02 0,98 0,95 300 500 1,03 0,97 0,92 400 630 1,04 0,96 0,90 630 1200 1,06 0,94 0,87 800 2000 1,08 0,93 0,84 Bảng 2: Hệ số k2 - chọn theo chiều sâu chôn cáp Chiếu sâu (m) 0,5 0,6 0,8 1,25 1,5 1,75 Hệ số k2 1,04 1,03 1,0 0,98 0,96 0,95 0,94 Bảng 3: Hệ số k3 - chọn theo nhiệt độ đất Nhiệt độ đất (0C) Nhiệt độ cáp (0C) 10 15 20 25 30 35 40 45 90 1,07 1,04 0,96 0,93 0,89 0,85 0,80 70 1,10 1,05 0,95 0,89 0,84 0,77 0,71 Bảng 4: Hệ số k4 - chọn theo nhiệt trở suất đất Nhiệt trở suất đất (K.m/W) Hệ số k4 0,7 1,2 1,5 2,5 1,14 0,97 0,93 0,84 0,74 0,67 Bảng 5: Hệ số k5 - chọn theo phụ thuộc vào khoảng cách sợi cáp - 117 - Khoảng cách pha (mm) Hệ số k5 25 50 100 150 200 250 300 0,85 0,90 0,93 1,03 1,05 1,07 Các số áp dụng cho nối đất vỏ cáp đầu nối đất vỏ cáp đảo pha Bảng 6: Hệ số k6 - chọn theo khoảng cách mạch Khoảng cách Số mạch mạch (mm) 100 0,76 0,67 0,59 0,55 0,51 0,49 0,47 0,46 200 0,78 0,71 0,65 0,61 0,58 0,56 0,53 0,52 400 0,80 0,77 0,72 0,69 0,66 0,64 0,63 0,62 600 0,86 0,81 0,77 0,74 0,72 0,71 0,70 0,69 800 0,90 0,84 0,81 0,79 0,77 0,76 0,75 0,75 Đến 2000 0,96 0,93 0,92 0,91 0,91 0,91 0,90 0,90 Bảng 7: Hệ số k7 - chọn theo phương pháp lắp đặt cáp Cáp pha đặt Cáp pha đặt trực Cáp pha đặt không khí tiếp đất ống đất 1,0 0,93 0,90 - 118 - TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Chương 1: Tổng quan cáp ngầm điện lực Giới thiệu chung cấu tạo, ưu điểm, nhược điểm ứng dụng số loại cáp ngầm lưới điện Giới thiệu sơ lược phương pháp lắp đặt vận hành Lịch sử phát triển thống kê cố cáp ngầm lưới điện trung áp thành phố Hà Nội Chương 2: Kỹ thuật lắp đặt vận hành cáp ngầm sử dụng cách điện XLPE lưới điện trung áp Nghiên cứu kỹ thuật lắp đặt vận hành hệ thống cáp ngầm trung áp, ảnh hưởng việc lắp đặt đến khả tải cố hệ thống cáp ngầm từ đưa biện pháp tối ưu Ảnh hưởng tổn hao vỏ cáp đến khả tải cáp Tính toán khả tải cáp chế độ vận hành bình thường chế độ nhiệt cáp ngầm từ đưa biện pháp nâng cao khả tải cáp Chương 3: Áp dụng tính toán thiết kế lắp đặt vận hành cho hệ thống cáp ngầm lưới điện trung áp thành phố Hà Nội Tính toán tổn hao khả tải cáp ngầm 22kV từ TBA 110kV Yên Phụ đến TBA 110kV Bờ Hồ điều kiện lắp đặt điều kiện khác Tính toán tổn hao khả tải cáp ngầm 35kV từ TBA 110kV Gia Lâm đến TBA 35kV TT Nhà máy diêm điều kiện lắp đặt điều kiện khác - 119 - BRIEF SUMMARY OF THE ESSAY Chapter 1: General of underground cable system General introduction about the formation, advantage, disadvantage and application scop of some electric cables in power system Estimating, results and choice method of optimally installing cable in Hanoi Chapter 2: Technology of installing and operation the XLPE insulating cable in medium voltage power system Introducing the cable arrangement configuration and methods of installing the XLPE insulating cable Calculating the loss of XLPE cable shell respontive different configurations The theory basic of themal regime of the XLPE insulating cable Measures improving the transmission capability of the XLPE insulating cable Chapter 3: Application in calculating installing and operation the XLPE insulating cable in Hanoi medium voltage power system Application in calculating the loss of XLPE cable shell and calculate the transmission capability of the XLPE insulating cable for the 22kV underground cable system from 476 MC in Yen Phu 110kV substation to 476 MC in Bo Ho 110kV substation Application calculate the loss of XLPE cable shell and calculate the transmission capability of the XLPE insulating cable for the 35kV underground cable system from 371 MC in Gia Lam 110kV substation to TT Nha may diem 35kV substation ... 1.4 NH GI V PHN TCH CC S C CP NGM TRONG LI IN TRUNG P TP H NI 30 1.4.1 Tỡnh hỡnh phỏt trin cỏp ngm ti H Ni 30 1.4.2 Tỡnh hỡnh s c v cỏp ngm trờn li in trung th ti H Ni 33 1.4.2.1 o phi... loi v lp bc chng n mũn Cách điện đai Vật liệu độn Vỏ giáp bọc Hỡnh 1.2 Mt ct cỏp pha ba lừi - 22 - Hỡnh 1.3 Cỏp khụ mt lừi in ỏp cỏch in XLPE: 1-Lừi ng; 2-Lp bỏn dn in trong; 3-Cỏch in XLPE; 4-Lp... 35 1.5 KT LUN V NH GI 37 CHNG 2: K THUT LP T V VN HNH CP NGM S DNG CCH IN XLPE TRONG LI IN TRUNG P 38 2.1 CC PHNG THC LP T CP NGM 38 2.1.1 Yờu cu chung 38 2.1.2 La