Luận văn kỹ thuật điện, điện tử thiết kế trạm biến áp 110KV 22KV cho khu vực đồng bằng nam bộ

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NGÀNH ĐIỆN CƠNG NGHIỆP

R* xk KR

NGUYEN NGOC SAM

104103042

THIET KE TRAM BIEN AP 110K V/22KV KHU VUC DONG BANG NAM BO

CHUYEN NGANH: DIEN CONG NGIEP

DO AN TOT NGHIEP

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DL KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

KHOAĐIỆN-ĐIỆNTỦ mem -000

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

Chú ý: SV phải đĩng bản nhiệm vụ này vào trang thứ nhất của luận án

Ho va ten SV: NGUYEN NGQC SAM MSSV: 104103042

Nganh: Điện Cơng Nghiệp Lớp 04DDC1

1 Đầu đề luận án tốt nghiệp:

Thiết kế trạm biến áp cho một khu vực đồng bằng Nam Bộ nếu biết :

Sản lượng điện tiêu thụ và giá trị sản lượng kinh tế quốc dân trong những năm qua của khu vực này là: Năm STT A(GWh) GTSLCN(tỷ đồng) tj Xi Yi 2001 1 15 100 2002 2 91 120 2003 3 99 130 2004 4 115 150 2005 5 127 165 2006 6 135 175 2007 1 143 185 2008 8 155 200

Trước đây khu vực này được nhận điện từ một trạm khác, từ năm 2009 trạm này được quyết định cấp điện bởi trạm được thiết kế và theo dự tính đảm bảo cấp điện cho khu vực này trong tương lai Theo dự tính từ năm 2015 thì tải được cấp diện bởi trạm khơng tăng nữa Trạm được thiết kế nhận điện từ thanh

cái 110kV từ trạm biến áp trung gian cĩ NỂ = 31 kA, NỞ) = 23 kA

2 Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu)

Chương 1:

Dự báo sản lượng điện năng năm 2015

Trang 3

Chương 2:

Đề xuất phương án xây dựng trạm điện - Để xuất phương án, sơ đồ đấu day

_ Tinh tốn kinh tế kỹ thuật lựa chọn phương án tối ưu Chương 3: : Lua chon khí cụ điện ‡ - Dao cach ly 100% Máy cắt 90% - PU,PI 70% 80% [ | - Chống sét van = Chương 4: 50% Tính tốn chống sét và nối đất - _ Tính tốn lưới đẳng thế - Điện áp bước ưác- Đồ thị phụ tải trạm > 0 6 9 1213 17 19 22 24

3 Ngày giao nhiệm vụ luận án: 3/10/2008 4 Ngày hồn thành nhiệm vụ : 3/1/2009

5 Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn

1/.NAN RE TRASH BM eeeeenrree “t1 1(yceeeeeeree

mm .2QQ0QQ cv x3 v13 11111114

TA TL QQQQQQxv 19 3 th 118911191999

Nội dung và yêu câu LATN đã được thơng qua NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

Trang 6

L079 CAM Ot

cs Ld

Em xm chân thành cảm ơn Trường Đại Học Kỹ Thuật Cơng Nghệ và các thầy

cơ trong khoa Điện - Điện Tử đã cung cấp những kiến thức cần thiết và cơ bản nhất trong nghành Điện Cơng Nghiệp trong suốt quá trình em học tai trường

Với những kiến thức lý thuyết đã học tại trường, và các tài liệu tham khảo, cộng với sự học hỏi những kiến thức của các anh chị đi trước nhằm đạt kết quả cao nhất

Tuy nhiên trong quá trình thiết kế khơng thê tránh khỏi những sai sĩt Kính mong quý

thầy cơ và bạn bè đĩng gĩp thêm ý kiến để em hiểu sâu hơn và cĩ thể hồn thiện tốt

hơn hơn trong quá trình học tập cũng như sau này

Sau cùng, em xin chân thành sự giúp đỡ và hướng dẫn nhiệt tình của cơ:

PHAN THỊ THANH BÌNH, người đã truyền đạt những kiến thức vơ cùng quý giá và

tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành bài luận văn này

Tp Hồ Chí Minh,

Ngày 02 tháng 01 năm 2009

Trang 7

MỤC LỤC

Chuong 1: TONG QUAN VE TRAM BIEN AP

1.1 Giới thiệu tổng quan về trạm biến áp - - + +cseseererrrrereree 1.2 Những vấn để chính khi thiết kế trạm biến áp wee ceerereececenesesesseeeeoeeeoenes 1.3 Giới thiệu chung về trạm biến áp sẽ thiết kẾ -+++

Chương 2: DỰ BẢO PHỤ TẢI 2.1 Khai iG

2.2 Các phương pháp dự báo - - «St HH hưkg 2.3 Đánh giá tương quan giữa các đại lượng -.- -<-s+eneeeeeeere 2.4 Xác định các hệ số dự báo . - + ng

2.5 Dự báo phụ tải theo yêu cầu của đề tài luận văn -. -

Chương 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KÉ VÀ SƠ ĐỎ CẤU TRÚC

Kho nu an

3.2 Chọn cơng suất máy biến áp ứng với sơ đồ cấu trúc -

3.3 Tính tổn thất máy biến áp . 5< s2 +trerererrrrrrkrrrrrrrree Chương 4: CHỌN SƠ ĐỎ NĨI ĐIỆN AV Khai ni@m woo

4.2 Chọn sơ đồ nối điện cho trạm biến áp Chương 5: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH

5.1 Lý thuyết tính tốn ngắn mạch . - 5s etrteertreeesererirr 5.2 Tính tốn ngắn mạch cho các phương án - -5-+ccscsssiesrrresre Chương 6: TÍNH TỐN KINH TẾ KỸ THUẬT

6.1 Khai i6m oo ce

26

41

48

Trang 8

6.3 Tính tốn kinh tế cho từng phương án -c+-csesereseersrrsrrrrsr

6.4 Đánh giá kinh tế kỹ thuật cccccccccc+etttttttrtttrrtrirrrrrrrrirrrrrriiee

Chương 7: KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ PHẦN DẪN ĐIỆN 66

rIlÃ N4 ï0a 0n 1 Ố

r3 gric 8n 7.3 Những vấn để chung cĩ liên quan đến tính tốn lựa chọn khí cụ điện 7.4 Chọn khí cụ điện và phần dẫn điện cho phương án 1 - 7.5 Chọn biến đồng điện (B]) . ¿5 5+ se srrerrrtrterrrrrrrrirrriere 7.6.Chọn biến điện áp (BU) - - 5+2 S*S# 2211121112711 7.7 Chọn và kiểm tra sứ cách điện - ¿+ +c<+++r+rererrrsrerrrrtrerrrrree

Chương 8: CHONG SET VA NOI DAT CHO TRAM 98

8.1 Bao vé chéng sét đánh trực tiếp TH n0 gọn 0 in Em

8.2 Bao vé chong sét đánh gián tiếp vào trạm -. -ce-eeerseersee §.3 Thiết kế lưới nối đất cho trạm -:- + +5 + se k2 *eEeksterrrerrrrrrreererrke

Chương 9: TỰ DÙNG 131

"4:60 0

9.2 Sơ đồ tự dùng của trạm biến áp - -++++x+ersrerererrrerirrrrsrrrrre 9.3 Chọn cơng suất máy biến áp tự dùng . -cscerererrrrrirrre 9.4 Tính ngắn mạch sau máy biến áp tự dùng - -c-rceeee 9.5 Chon ap - to - mat phía 0,4K Ă chen rên

Chuong 10: TONG KET PHAN THUYET MINH 137

Trang 9

Chương 1: Tổng quan CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 1.1.1 Khái niệm:

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất trong hệ thống điện Nĩ cĩ nhiệm vụ chính là biến điện áp đến một cấp thích hợp nhằm phục vụ cho việc truyền tải và cung cấp điện đến phụ tải tiêu thụ Trạm biến áp tăng áp nâng điện áp lên cao để truyền tải đi xa, ngược lại trạm biến áp hạ áp giảm điện áp xuống thấp thích hợp để cấp cho các phụ tải tiêu thụ

1.1.2 Phân loại:

Trạm biến áp được phân loại theo điện áp, quy mơ và cấu trúc xây dựng của trạm

a Theo điện áp thì cĩ hai loại:

- Tram ting áp: thường đặt ở những nhà máy điện cĩ nhiệm vụ nâng điện áp đầu cực máy phát lên cao để truyền tải đi xa

- _ Trạm hạ áp: thường đặt ở những trạm phân phối, nĩ nhận điện từ hệ thống truyền tải rồi giảm điện áp xuống cấp thích hợp để cung cấp điện cho các phụ tải

tiêu thụ

b Theo mức độ quy mơ của trạm biến áp, người ta chia thành hai loại:

- _ Trạm biến áp trung gian hay cịn gọi là trạm biến áp khu vực: thường cĩ điện

áp sơ cấp lớn, cung cấp điện cho một khu vực phụ tải lớn ở các vùng miền, tỉnh

Trang 10

Chương 1: Tổng quan

Trạm biến áp phân phối hay cịn gọi là trạm biến áp địa phương: nhận điện từ

các trạm biến áp trung gian (trạm biến áp khu vực) để cung cấp trực tiếp cho các

phụ tải như xí nghiệp, khu dân cư, qua các đường dây phân phối c Theo cấu trúc xây dựng thì cĩ hai loại sau:

Trạm biến áp ngồi trời: Phù hợp với các trạm khu vực và trạm địa phương cĩ cơng suất lớn Trạm biến áp trong nhà: Phù hợp với các trạm địa phương và các nhà máy cĩ cơng suất nhỏ 1.1.3 1.2 1.2.1 Các thành phần chính của trạm biến áp: Máy biến áp trung tâm

Hệ thống thanh cái, dao cách ly Hệ thống relay bảo vệ

Hệ thống nối đất, hệ thống chống sét Hệ thống điện tự dùng

Khu vực phịng điều hành Khu vực phịng phân phối

NHỮNG VẤN ĐỀ CHÍNH KHI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP

Những vấn đề cần lưu ý khi thiết kế trạm biến áp: Trạm biến áp nên đặt gần các phụ tải

Thuận tiện giao thơng để dễ dàng chuyên chở các thiết bị xây dựng trạm

Trang 11

Chương I: Tổng quan

- Nên đặt trạm ở những nơi khơ ráo, tránh những khu vực ẩm ướt hoặc mực

nước ngầm cao hơn đáy mĩng

- _ Tránh đặt trạm ở các vùng đất dễ sạt lở - _ Tránh xa các khu vực dễ cháy nổ

Tĩm lại: Việc chọn vị trí cố định đặt trạm biến áp là khá quan trọng vì nĩ

sẽ quyết định về chỉ phí, tính an tồn và thuận tiện khi vận hành 1.2.2 Yêu cầu khi thiết kế trạm biến áp:

- _ Trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ là phải đảm bảo đủ điện năng với chất lượng nằm trong phạm vi cho phép Ngồi ra phải đảm bảo về mặt kinh tế, an tồn, một phương án được xem là hợp lý khi thỏa mãn các yêu cầu sau:

o Dam bao chất lượng điện năng

o_ Đảm bảo độ tin cậy cao (tùy theo tính chất loại phụ tải)

o_ Vốn đầu tư thấp

o_ An tồn cho người và thiết bi

o_ Thuận tiện sửa chữa, vận hành

o_ Cĩ tính khả thi

- _ Tuy nhiên những yêu cầu trên thường mâu thuẫn với nhau do đĩ khi thiết kế cần kết hợp hài hịa từng yêu cầu để tạo ra phương án tối ưu

13 GIGI THIEU CHUNG VE TRAM BIEN AP SE THIET KE

Thiết kế trạm biến áp 110/22 kV cĩ các thơng số như sau:

a Hệ thống 110 kV:

Trang 12

Chương 1: Tong quan

- Dong ng&n mach Iy® = 31kA; In‘? = 23 kA

- Cung cap dién cho tram bang hai dudng day dai = 40 km, xo = 0,4 (Q/km) b Phụ tải cấp 22 kV:

Thiết kế trạm biến áp cho một khu vực đồng bằng Nam Bộ nếu biết :

Sản lượng điện tiêu thụ và giá trị sản lượng kinh tế quốc dân trong những năm qua của khu vực này là: Năm STT A(GWh) GTSLCN(tỷ đồng) t Xj Yi 2001 1 75 100 2002 2 91 120 2003 3 99 130 2004 4 115 150 2005 5 127 165 2006 6 135 175 2007 7 143 185 2008 8 155 200

Trước đây khu vực này được nhận điện từ một trạm khác, từ năm 2009 trạm này

được quyết định cấp điện bởi trạm được thiết kế và theo dự tính đảm bảo cấp điện cho khu vực này trong tương lai Theo dự tính từ năm 2015 thì tải được cấp diện bởi

Trang 13

Chương 2: Dự Báo Phụ Tải CHƯƠNG 2 DU BAO PHU TAI 2.1 KHAINIEM

Dự báo phụ tải dựa trên các thơng tin trong quá khứ, trên các cơ sở tốn học

và kinh nghiệm của chuyên gia để xác định phụ tải và nhu cầu dùng điện trong

tương lai Phụ thuộc vào thời gian ta cĩ nhiều loại dự báo như: dự báo đài han(15 - 20 năm); trung hạn (Š — 10 năm); ngắn hạn (năm, tháng, mùa)

Vai trị của dự báo nhu cầu điện năng cĩ tác dụng rất to lớn và cĩ ý nghĩa

quan trọng, vì điện năng cĩ liên quan chặt chẽ với tất cả các ngành kinh tế quốc dân, cũng như đến mọi sinh hoạt bình thường của người dân Do đĩ, nếu dự báo khơng chính xác sai lệch quá nhiều về khả năng cung cấp,vềể nhu cầu điện năng thi sẽ dẫn đến hậu quả khơng tốt cho nên kinh tế Chẳng hạn, nếu chúng ta dự báo phụ tải quá thừa so với nhu cầu sử dụng dẫn đến hậu quả là huy động nguồn quá lớn, làm tăng vốn đầu tư, cĩ thể gây tổn thất năng lượng tăng lên Ngược lại, nếu chúng ta dự báo phụ tải quá thấp so với nhu cầu thì sẽ khơng đủ điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ và tất nhiên sẽ dẫn đến việc cắt bỏ một số phụ tải một cách khơng cĩ kế hoạch gây thiệt hại cho nền kinh tế quốc dân |

Việc xác định phụ tải điện bao gồm hai việc:

-_ Xác định nhu cầu điện năng - Xác định đồ thị phụ tải điện

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO

2.2.1 Phương pháp hệ số vượt trước:

Phương pháp này giúp ta thấy được khuynh hướng phát triển nhu cầu dùng

Trang 14

Chương 2: Dự Báo Phụ Tải

Thí dụ: Theo nhịp độ phát triễn của nền kinh tế địa phương trong 10 năm qua là 7%, sự phát triển điện năng của địa phương này là 10% mỗi năm Hãy dự báo điện năng tiêu thụ của địa phương tới năm 2015 nếu biết điện năng của năm 2007 là 1,8 tỷ KWh, tốc độ tăng trưởng kinh tế của địa phương theo quy hoạch đến năm 2015 là 6% mỗi năm Ta tính hệ số vượt trước trong quá khứ: k= 7 8 2143 Tốc độ phát triển điện năng trong tương lai: d=k*6% =1.43 * 6% = 8.58% Điện năng của năm 2007 là: Azø¡ = 1.8 * 10° (KWh)

Điện năng của năm 2008 là:

A2 = Azøø + d * Azò = Azøø * (l+ @)

= 1,8 * 10° * (1 + 0,0858) = 1,954 * 10° (KWh)

Điện năng của năm 2015 là:

Azpms = Asò * (1+ a)® = 1,8 * 10 * (1 +0,0858) = 3,478 * 10” Wh) Nhận xét:

Độ chính xác của phương pháp này thiếu chính xác vì:

- Hệ số k khơng chính xác Do sự tiến bộ khoa học cơng nghệ và quản

lý, cũng nhịp độ phát triển kinh tế đĩ nhưng sử dụng điện năng khơng

giống nhau

- Do điện năng được sử dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế -_ Dịch chuyển cơ cấu kinh tế

2.2.2 Phuong pháp tính trực tiếp:

Trang 15

Thí dụ: Dự báo năm 2010 sản lượng cơng nghiệp của vùng là 1 triệu tấn thép,

20 triệu tấn xi Với 1 tấn thép thì cần bao nhiêu KWh, 1 tấn xi cần bao nhiêu KWh

Nhận xét:

Phương pháp cĩ sai số thơ (rất to) tại vì: do sức tiêu hao điện năng thay đổi

do sự phát triển của khoa học cơng nghệ và quản lý tiến bộ

2.2.3 Phương pháp ngoại suy theo thời gian:

Nghiên cứu diễn biến nhu cầu điện năng trong một thời gian quá khứ tương đối ổn định tìm ra được một quy luật nào đĩ dưới dang ham sé A = f(t) rồi kéo dài quy luật đĩ ra dự đốn trong tương lai Như vậy tiến hành theo hai bước như sau:

- Tim dang ham số mơ tả đúng quy luật phát triển của phụ tải trong quá khứ -_ Xác định các hệ số của hàm dự báo đĩ

Nhận xét:

- Kho khan trong việc tìm quy luật

- Sự phát triển kinh tế tương đối (khơng đột biến) 2.2.4 Phương pháp tương quan:

Tìm mối quan hệ giữa điện năng tiêu thụ với các chỉ tiêu kinh tế như tổng giá

trị sản lượng cơng nghiệp, tổng giá trị sản phẩm kinh tế quốc dân Thí dụ: - Lượng điện năng tiêu thụ 14 A - Tac6: A=aX+b - Trong đĩ X là sản lượng kinh tế quốc dân Nhận xét:

Khĩ khăn là tìm ra mối tương quan, tức là xác định hàm trên 2.2.5 Phương pháp so sánh đối chiếu:

So sánh đối chiếu địa phương cần dự báo với các địa phương cĩ nhu cầu phát

Trang 16

2.2.6 Phương pháp chuyên gia:

Dựa trên các ý kiến của chuyên gia dự báo (khơng lấy một cách thuần tuý), phải cĩ các phương pháp sử lý thơng tin do các chuyên gia đem lại

Tĩm lại: Trong các phương pháp trên chủ yếu dựa vào hai phương pháp:

ngoại suy và tương quan

2.3 ĐÁNH GIÁ TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC ĐẠI LƯỢNG:

Là tìm mối quan hệ giữa đại lượng này với đại lượng kia cĩ tương quan tuyến tính hay khơng Xác định các thơng số sau: -_ Hệ số tương quan r giữa các đại lượng theo biểu thức sau: vl} = Ds ~ n(x} 2s i=l Six'y) = oxy, — ney n ava re vy, Db, F = dy? -nb} y=ET— n là số lần quan sát

x,y cĩ thể là điện năng, sản lượng cơng nghiệp, thời gian

Trang 17

Người ta chứng minh được rằng z phân bố Student cĩ nghĩa là tính được TSO VOI Tq 5)

œ gọi là mức ý nghĩa ứng với độ tin cậy 95% (a@ ting với mức ý nghĩa 0,05) Hệ số ø nĩi lên khả năng phạm sai lầm của giả thiết thống kê Hệ số ø

càng nhỏ thì càng chính xác nhưng lại càng khĩ đạt

Sau đĩ tra bảng Student ứng với mức ý nghĩa ø và số bậc tự do f ta tim

được hệ số Student z„„

Khi n < 25 thì f= n - 2 Khin > 25 thì f=n- l Dem so 7 tính được với z,„„; vừa tra ra:

Nếu z> z„„; thì x,y cĩ mối quan hệ tuyến tinh

Ngược lại z < z„„„; thì x, y khơng cĩ mối quan hệ tuyến tính

2.4 XÁC ĐỊNH CÁC HỆ SỐ DỰ BÁO:

2.4.1 Các hệ số của hàm dự báo được xác định bằng phương pháp bình phương cực tiểu

Thực chất của phương pháp bình phương cực tiểu là tìm các hệ số sao cho

tổng bình phương các độ lệch giữa các giá trị tính được theo phương pháp hồi qui với các giá trị thực tế của chúng là nhỏ nhất Phương pháp bình phương cực tiểu

được ứng dụng rộng rãi vì tính chất đơn giãn, tính tốn ít phức tạp, cĩ cơ sở tốn

học vững chắc về xác suất

Ý nghĩa của phương pháp là tìm một đường cong y =¢(a, b,c, x) sao cho

gần tiếp xúc với điểm quan sát

a) Hàm dự báo tuyến tính: y=ax+b

Thường thì giá trị y; được tính theo cơng thức trên sẽ lệch khỏi giá trị thực

yw.¡ một lượng là: y; - Yụ,¡

Trang 18

Chương 2: Dự Báo Phụ Tải F= >, —„„Ÿ — min i=l oF => (ar, +b-y,,,) —> min i=l Điều kiện để cĩ cực tiểu là: OF 2 oa Co +Ư— y„„)X, =0 OF ab op +b- Yai) = 0 n n n ax,’ + b> x= YX aci i=l i=l i=l n nr a> x,+bn= YD Yohei i=l i=l > n 5 (ax, + b= Yui )X, =0 oOo i-l n 5 (ax, +b—y„„)=0 i=]

Giải hệ trên ta xác định được các hệ số a,b của hàm dự báo

Trang 19

c) Ham dy bdo dang:

y=aữ A =lga

lgy=lga+xlgb Đặt B=leb ©œY=Bx+A

Y =lay |

Làm tương tự như trên ta cũng xác định được các hệ số a,b

2.4.2 Xác định các hệ số của hàm dự báo bằng phương pháp sang bằng hàm

a a

= 242 P

y=aq tajt+ ae tac TTE

a a

=> Veal =ao +a|(L+1)+ (+ ĐỂ + + (+ DP Khai triển chuối y,„¡ theo kiểu Taylor

2 Pp

Yeu = ý thị +e yp tt yp (1) (hai triển y, với gia sé 1) Người ta chứng minh được rằng bất kỳ đạo hàm bậc k nào đĩ của (1) đều cĩ thể biểu diễn là tổ hợp tuyến tính của trung bình mũ bậc.Trung bình mũ bậc 1 của một chuỗi y, ký hiệu là: S,'(y)

Ta cĩ:

S'(y)= a>) (1- a) y,, (2) n: 1a sé lan quan sat của chuối

i=0

œ: là thơng số san bằng 0< ø< 1 z thể hiện quan sát quá khứ để dự báo œ ->0 các thơng số quá khứ đều ghi hết vào mơ hình dự báo ø ->I phủ bồ các thơng số quá khứ khơng cần quan tâm

s0) — aS) (I — ay sly) (3) Từ (2) va (3) suy ra:

5 "1 = a5,""(y)+(1—a)s, (9) (4)

Trang 20

Chương 2: Dự Báo Phu Tai S"0)=4~=“á = ao =2S"\y)~s/"y) "” x S, (y)= a,—2 a Qa, ay =~ |s/ ly)-s “a [el 2 ly) (2) A A = Mơ hình dự báo mới : y, = ay +a, t Bước 1: Xác định tham số sang bằng tối ưu ø = a nt Bước 2:

Theo phương pháp bình phương cực tiểu từ các số liệu trong quá khứ xác định được ao, a; ban đầu Bước 3: Xác định điều kiện đầu theo cơng thức sau (t=0) 1— 5,'(y) =a, -—* đi (3) l-ø 5y) =a,-2 đi Bước 4:

Cho k = 1 (ứng với năm đầu tiên hay ứng với lần quan sát thứ nhất)

Trang 21

Bảng phân bố Student trích trong sách “Quy hoạch phát triển hệ thống điện”

Trang 22

2.5 DỰ BÁO PHỤ TẢI THEO YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

Dự báo phụ tải cho một khu vực đồng bằng Nam Bộ nếu biết :

Sản lượng điện tiêu thụ và giá trị sản lượng kinh tế quốc dân (GTSLKTQD) trong

những năm qua của khu vực đĩ là: bảng2 | Năm | STT | A(GWh) GTSLKTQD Yêu cầu: Dự báo điện năng cho khu vực t A, x,(ty déng)

này tới năm 2015 2001 1 75 100

Đây là để tài cho mối tương quan 2003 | 3 99 130 _ |2004| 4 | 115 160 giữa sản lượng điện năng và sản lượng kinh 2005 5 127 165 nx A tế quốc dân 2006 | ĩ | 135 175

Vì vậy để dự báo điện năng cho khu | 2007 | 7 143 185

vực này ta dựa vào phương pháp tương | 2008| 8 155 200

quan Ta tiến hành theo 2 bước sau: Bảng 2

- Xác định quan hệ giữa các chỉ tiêu đĩ với thời gian t Sau đĩ trên cơ sở dự

báo phát triển của chỉ tiêu theo thời gian, tính ra nhu cầu điện theo quan hệ

tương quan

- Xác định quan hệ tương quan giữa điện năng[A] và chỉ tiêu cần xét[x](giá

trị sản lượng kinh tế quốc dân)

Quan hệ tương quan giữa A và x được xác định bằng phương pháp bình phương cực tiểu

Trước hết xét xem cĩ thể sử dụng quan hệ tương quan tuyến tính giữa chỉ tiêu cần xét(giá trị sản lượng kinh tế quốc dân) theo thời gian Để làm việc đĩ ta phải tiến hành các bước sau:

- Tính hệ số tương quan r:

Trang 23

`" 3

Nếu n > 25 thi: r=

Dự báo giá trị sản lượng kinh tế quốc dân theo thời gian bằng

phương pháp bình phương cực tiểu:

Trang 24

Chương 2: Dự Báo Phụ Tải n 1 + t _ Zi - 587,5000 - 099524 ny 2 n s2 ¥8296,87500*42,0000 ` 351) "Ấn) j=I\ l7 =1 af _— * / — n =8 (n< 25) nên r=Ý2 2z„Ắ02952-v8-2 = 25,01511 Vi-r2 — J1-0,995242 Khi n < 25 thi f=n-2 f=6 ¿ | tra bang phan sé Student trang AT | % a=0.05 oo

Ta cĩ 1 f a) = 2,45; Dem so z tính được với 7„ / vừa tra ra:

Nếu r> Ty ¢ thi x.y c6 mối quan hệ tuyến tính

+

Vì r=25,01511>+r = 2,45

(t9)

Suy ra x và t cĩ mối quan hệ tuyến tính

Trang 25

Chương 2: Dự Báo Phụ Tải + wr [Qe 2 " a J 27 an 0Í - 6b Á_ a L m4 Lats ,„ 1X: —X v ° CA? ey Es _ itt soocg | N&m | stt | slktqd | slktqd | saisé Z t | dbáo xạp | ttế xạ, | dbáo£% JI0416ðB6—100—}~ “ ° ‘ 10416666 + 2001 | 1 | 104,16666! 100 | 3.99999% |L1815475—120) 2002 | 2 | 118,15475| 120 |1.56172% 11815475 2003 | 3 | 132,14284] 130 | 1.62161% JI32,14284- 130| 2004 | 4 |14613093| 150 |2.6477% 13214284 2005 | 5 |160.11902| 165 | 3.04834% J4613093-150 206 | 6 | 174,10711 175 | 0.51284% _lạ| 14613093 |, 999 =3 1160,1 1902-165 © 2007 | 7 |18809520| 185 | 1.64555% 160,11902 2008 | 8 |20208322| 200 | 1.03091% [174,10711-175 2009 | 9 | 216,07138 174,10711 2010 | 10 | 230,05947 ll 88,09520 — 185 |202,08329-— 200) 2012 | 12 | 258,03565 202,08329 2013 | 13 | 272,02374 = 2,00858% 2014 | 14 | 286,01183 2015 | 15 | 299,99992 Bảng 4 2.5.2 Tinh theo ham: x = ab’

Trang 26

Chương 2: Dự Báo Phụ Tải $(v} = 3 nl = 204-8*4,50000? =42,00000 1= 1= x (x, = Š xi -nĐƑ Nam | stt | gtslktqd ¬ = tị Xj X;=lInx; | tỷ tX; X? =200,99700- 8*5,007532 | 2001 | 1 100 | 460517 | 1 | 460517 | 2120789 =0.39419 2002 | 2 120 | 478749 | 4 | 957498 | 22,92008 | ¬ 2003 | 3 130 | 486753 | 9 | 1460260 | 23.69289 ¡Xi t 2004 | 4 150 | 5,01064 | 16 | 20,04254 | 25,10647 PT = 2n n2 | 2008| 6 165 | 5,10595 | 25 | 25,52973 | 26.07068 2 (x; ] *2(t;] 2006 | 6 175 | 5,16479 | 36 | 30,98872 | 26.67501 4,00171 2007 | 7 185 | 5,22036 | 49 | 36,54249 | 27.25211 ~J0,39419*42,0000 | 2008 | 8 | 200 | 529832 | 64 | 4238654 | 28.07217 Tổng |3ĩ | 1225 | 40,06024 | 204 | 184/27277 | 200.99700 = 0,98349 Bang 5 n=8 (n<25) nêny=7X5=2 = 0:98349* VB=2 _ 15 51967 | Vi-r2 — i-0,984392 f=6 tra bang phan s6 Student trang 11 14 a=0.05 Khi n < 25 thi f= n-2 |

Ta cĩ * f ,ơ) = 2,45 Dem so + tinh được với Ty ƒ vừa tra ra:

Trang 28

2.5.3 Dự báo giá trị sản lượng kinh tế quốc dân theo thời gian bằng phương pháp san bằng hàm mũ: Theo phương pháp bình phương cực tiểu ta cĩ hàm: X = 97,39550*1,09997' Lấy In hai vế ta được: Lnx =4,57878 +0,09528t =_-—=-Z= 0,22222 n+l 841 ay = 4,57878 a, = 0,09528 sly) =a, Ino a, = 4,57878 — 1- 0,22222 9 09598 = 4.24530 œ 0,22222 a, = 4,57878 - 21-9,22227 009528 = 3/1182 0,22222 Tính trung bình mũ bậc năm k theo cơng thức sau: sử! =oS#*y)+(t~ø)-*) Chọn năm 2001 làm gốc t=0;(năm 2002 ứng với t=]) Sử! = aSi"l(y)+(1- a8) = 0,22222*4,60517 + (1-0,22222)*4,24530 = 4,32528 sil = 05,!G)+(1-a)SiP1G) = 0,22222*4,32528+(1-0,22222)*3,91182= 4,00370 Ay = 28,""(y)-s,"(y)=2* 432528 - 400370 = 4,64686 5 =——IS % [sfl(y)_ sP] = 0,22222 4,32528 — 4,00370) = 0,09188 ay =A ["0)-s"o)]- | )=

=> Gi tri sản lượng kinh tế quốc dân năm 2002 (t=1) theo mơ hình dự báo mới

Inx: “ao tái t

<> InX2992 =4,64686 + 0,09188*1 = 4,73874

Trang 29

Làm tương tự như trên ta cĩ giá trị sản lượng kinh tế quốc dân dự báo theo

Trang 30

Bang tổng kết kết qủa dự báo giá trị sẩn lượng kinh tế quốc dân theo từng năm bằng các phương pháp bình phương cực tiểu và san bằng hàm mũ: (xem bảng 8)

dbao | dbao dbáo

hàm | hàm |ÌWŠMŸSằn dbáo | dbáo | đbáo

t; | x=at+b| x=ab‘ bingmii thựctế E% E% c% 2001 | 1 104 107 107 100 4.00% | 6.66% | 6.66% 2002 | 2 118 118 113 120 1.56% | 1.83% | 5.92% 2003 | 3 132 130 128 130 1.62% | 0.28% | 1.77% 2004 | 4 146 143 141 150 265% | 5.19% | 6.25% 2005 | 5 | léo | (8? | /489' 165 3.05% | 5.19% | 3.66% 2006 | 6 174 173 | ' 178 175 0.51% | 143% | 1.51% 2007 7 188 120 | 194 185 1.64% 2.52% | 4.84% 2008 | 8 202 209, \ay 200 1.038% | 4.20% | 5.04% 2009 | 9 216 230 226 Sais6 = 2,01% 3,42% 4,36% 2010 | 10 | 230 253 247 2011 | 11 244 278 270 2012 | 12 | 258 306 299 2013 | 13 | 272 336 330 2014 | 14 | 286 370 365 2015 | 15 | 300 407 403 Bang 8

Như vậy, dựa vào (bảng §) bảng tổng kết dự báo giá tri sản lượng kinh tế quốc dân theo từng năm ta thấy: phương pháp bình phương cực tiểu tính theo hàm x = at +b là chính xác nhất, vì sai số dự báo phần trăm nhỏ nhất trong tất cả các phương pháp trên Do vậy ta lấy kết qủa dự báo giá trị sản lượng kinh tế quốc dân của từng năm theo hàm x = at + b để dự báo nhu cầu điện năng

Trang 31

Sau khi dự báo được giá trị sản lượng kinh tế quốc dân theo từng năm của khu vực này Ta tiến hành dự báo nhu câu tiêu thụ điện năng [A] của từng năm theo giá trị sản lượng kinh tế quốc dân [x] đã dự báo ở trên

Trang 32

Nếu z > z„„ thì x,y cĩ mối quan hệ tuyến tính

Vì T= 208 > Tự.) = 2,45

Suy ra A va x cĩ mối quan hệ tuyến tính A=ax+b

Theo phương pháp bình phương cực tiểu như đã trình bày ở trang 4 Ta cĩ hệ: n 2 n n ay x.°+b> x, = ¥ Ax >) i=l n =1 1 i=l r1 a> x.+bn= > A i=l } i=l ! o a +1225b =150455 1225a + 8b = 939 a =0,80399 > b=-5,73634

Mối tương quan giữa giá trị sản lượng điện năng với giá trị sản lượng kinh tế Bảng 11 Nam | stt | slktqddb | dndb | dntt 2001 | 1 104 78 | 75 2002 | 2 118 89 (0 Đ)} 2003 | 3 132 100 | 99 2004 | 4 146 111 | 115 2005 | 5 1ĩ0 122 | 127 2006 | 6 174 134 | 135 2007 | 7 188 145 | 143 2008 | 8 202 156 | 155 2009 | 9 216 167 2010 | 10 230 178 2011 | 11 244 189 2012 | 12 258 201 2013 | 13 272 212 2014 | 14 286 223 2015 | 15 300 234

quốc dân của khu vực được xác định bởi hàm:A = 0,80399x — 5,73634

Trang 33

Từ đổ thị ta tính được thời gian sử dụng cơng suất cực đại TMaxngay theo cơng thức sau: Nam | cosp | Tmax | dndb | Pmax | Smax Š Pt; (nh) | Gwh | MW | MVA TMax ngày ˆ st 2001 | 0.85 | 6168 78 13 15 Max 0,5*6 +0,7*3 2002 | 0.85 | 6168 90 15 17 1 2003 | 0.85 | 6168 101 16 19 sae 2004 | 085 | 6168 | 112 18 21 _| 08*#4+0,9*2 2005 | 0.85 | 6168 123 20 23 1 2006 | 085 | 6168 | 134 22 26 +0 31052 2007 | 085 | 6168 | 145 24 28 2008 | 085 | 6168 | 187 25 30 =16,9 (h/ngay) 2009 | 085 | 6168 | 168 | 27 32

Thời gian sử dụng cơng suất 2010 | 085 | 6l@8 179 29 34

cực đại (rong năm của trạm: | 2011 | 0.85 | 6168 | 190 31 36 TMax(nam) = TMax(ngay)* 365 2012 | 0.85 | 6168 | 201 33 38 = 16.9*365 = 6168 (h/năm) 2013 0.85 | 6168 213 34 4l 2014 | 085 | 6168 | 224 3ĩ 43 2015 | 085 | 6168 | 235 38 45 Bang 12

Trang 34

Chương 3: Phương Ấn Xây Dựng Trạm

CHƯƠNG 3

PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG TRAM

3.1 CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

3.1.1 Giới thiệu sơ đồ cấu trúc:

- _ Sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp là sơ đơ diễn tả sự liên quan giữa nguơn, tải và hệ thống điện

- _ Đối với trạm biến áp nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống đến trạm biến áp, cĩ nhiệm vụ dam bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đảm nhận

- _ Khi thiết kế trạm biến áp, sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng cĩ ảnh hưởng quyết định đến tồn thiết kế Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ:

o Cĩ tính khả thi tức là cĩ thể chọn được các thiết bị chính như máy biến áp, máy cắt, cũng như cĩ khả năng thi cơng xây lắp vận hành

o Dam bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặc biệt với hệ thống khi bình thường cũng như cưỡng bức

o Tén hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tấi qua hai lần biến áp khơng cần thiết

o Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt

o C6 khả năng phát triển trong tương lai gần, khơng cân thay thế cấu trúc đã

chọn

- _ Trong thực tế rất khĩ đảm bảo các yêu cầu vì các điều kiện cĩ sự mâu thuẫn với nhau Vì vậy trong từng trường hợp cụ thể ta chọn sơ đồ thích ứng để đảm bảo tính kỹ thuật, kinh tế

Trang 35

- Khi thiết kế trạm biến áp ta đưa ra nhiều phương án khả thi trên cơ sở phân tích ưu khuyết điểm của từng phương án; so sánh điều kiện kỹ thuật — kinh tế rồi chọn phương án tối ưu

3.1.2 Chọn số lượng máy biến áp

Chọn số lượng máy biến áp của trạm phải căn cứ vào những điều kiện: độ tin cậy cung cấp điện, cơng suất của phụ tải cần cung cấp và tính kinh tế

Do đĩ, ta cĩ các phương án chọn lựa số lượng máy biến áp như sau: a Một máy biến áp:

- Được dùng trong trường hợp phụ tải khơng quan trọng, trạm được cung cấp bằng một đường dây từ hệ thống

- _ Trạm biến áp khi xây dựng thường chia làm hai giai đoạn, giai đoạn đầu đặt một máy, sau này khi phụ tải phát triỂn thì ta lắp đặt thêm máy thứ hai

- _ Thiết kế như vậy vốn đầu tư ban đầu nhỏ, tận dụng vốn đầu tư ban đầu tốt

hơn Tuy nhiên, tính liên tục trong cung cấp điện trong trường hợp này là khơng cao

b — Hai máy biến áp:

- _ Là phương án được sử dụng nhiều nhất vì tính đảm bảo liên tục cung cấp điện cao Phương án thường được thiết kế khi:

o_Cĩ hai đường dây cung cấp từ hệ thống

o Khi khơng cĩ một máy biến áp lớn phù hợp với phụ tải

Trang 36

c Ba máy biến áp:

- _ Phương án này chỉ được sử dụng khi khơng cĩ hai máy biến áp phù hợp hoặc

trạm đã xây dựng mà phụ tải phát triển khơng cĩ khả năng thay thế hai máy mới

phải đặt thêm máy thứ ba

- Đặt ba máy biến áp ngay từ đầu thường ít được sử dụng vì vốn đầu tư cao, diện tích xây lắp lớn, phức tạp,

3.2 CHỌN CƠNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP VỚI SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

3.2.1 Khái niệm chung về máy biến áp:

- - Máy biến áp là thiết bi truyén tai điện năng từ điện áp này đến điện áp khác Điện năng sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa phải qua đường dây cao thế 110, 220, 500 kV, thường qua máy biến áp tăng áp lên

điện ấp tương ứng

- _ Ở cuối đường dây cao áp lại cần máy biến áp giảm về điện áp thích hợp với mạng phân phối, ví dụ 22, 15, 0,4 kV,

- _ Trong hệ thống lớn thường phải qua nhiều lần tăng, giảm mới đưa điện năng

từ các máy phát điện đến hộ tiêu thụ Vì vậy tổng cơng suất máy biến áp trong hệ thống điện cĩ thể bằng 4 đến 5 lần tổng cơng suất của các máy phát điện

- Mặc dù hiệu suất của các máy biến áp tương đối cao nhưng tổn thất qua máy biến áp hằng năm vẫn rất lớn

3.2.3 Khi sử dụng máy biến áp cần lưu ý các đặc điểm sau đây:

- _ Máy biến áp là thiết bị khơng phát ra điện năng mà chỉ truyền tải điện năng Trong hệ thống điện chỉ cĩ máy phát điện mới phát ra cơng suất tác dụng P và cơng suất phản kháng Q

Trang 37

- _ Máy biến áp thường chế tạo thành một khối tại nhà máy, phần cĩ thể tháo rời ra trong khi chuyên chở chiếm tỉ lệ rất nhỏ (khoảng 10%), cho nên trọng lượng, kích thước chuyên chở rất lớn Vì vậy khi thiết kế cần chú ý đến phương tiện và khả năng chuyên chở khi xây lắp

- _ Tiến bộ khoa học về chế tạo (chủ yếu về vật liệu cách điện, thép từ) tiến bộ

rất nhanh, cho nên các máy biến áp chế tạo càng về sau kích thước, trọng lượng, tổn

hao và cả giá thành đều bé hơn Do đĩ, khi chọn cơng suất máy biến áp cần tính đến khả năng tận dụng tối đa (xét khả năng quá tải cho phép) tránh sự vận hành non tải máy biến áp đưa đến tổn hao khơng tải lớn, kéo dài thời gian sử dụng khơng cần thiết

- _ Tuổi thọ và khả năng tải của máy biến áp chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ khi vận hành Nhiệt độ các phần của máy biến áp khơng chỉ phụ thuộc vào cơng suất

qua máy biến áp mà cịn phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trường xung quanh và phương pháp làm mát

- _ Cơng suất định mức của máy biến áp được chế tạo theo thang tiêu chuẩn của mỗi nước, thường cách nhau lớn, nhất là khi cơng suất càng lớn Điểu này đưa đến nếu tính tốn khơng chính xác cĩ thể phải chọn máy biến áp lớn khơng cần thiết

- _ Khi chọn cơng suất của máy biến áp phải chú ý đến khả năng phát triển phụ tải, tránh trường hợp vừa xây dựng xong trạm biến áp lại phải thay đổi hay đặt thêm máy biến áp vì phụ tải tăng Điều này cần cân nhắc rất khoa học và thực tế mới cĩ thể chọn cơng suất tối ưu thỏa mãn tất cả các điều kiện đã nêu trên

- May biến áp hiện nay cĩ nhiều loại: o_ Máy biến áp một pha, ba pha

Trang 38

o_ Máy biến áp cĩ cuộn dây phan chia o_ Máy biến áp tự ngẫu một pha, ba pha o_ Máy biến áp tăng áp, hạ áp

o_ Máy biến áp cĩ và khơng cĩ điều áp dưới tải

- May biến áp lại do nhiều nước chế tạo theo tiêu chuẩn khác nhau, điểu kiện làm việc cũng cĩ thể khác nhau khi thiết kế cũng cần chú ý khía cạnh này

3.2.4 Hệ thống làm mát máy biến áp:

Cĩ nhiều phương pháp, mỗi phương pháp làm mát yêu cầu điều kiện vận hành nhất định, khi khơng thực hiện đúng quy định cĩ thể làm tăng nhiệt độ máy biến áp đưa đến giảm tuổi thọ, thậm chí đưa đến cháy máy biến áp Làm mát máy biến áp cĩ các phương pháp sau:

o_ Làm mát máy biến áp theo quy luật tự nhiên

o_ Làm mát máy biến áp bằng dâu cĩ thêm quạt để tăng cường khả năng trao đổi nhiệt và tấn nhiệt

o_ Làm mát bằng phương pháp tuần hồn cưỡng bức dầu và cĩ tăng

thêm quạt

o Lam mat dầu bằng nước o_ Làm mát kiểu khơ

3.2.5 Tinh tốn chọn cơng suất máy biến áp với sơ đơ cấu trúc: - Chọn máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố

- Khi hai máy biến áp làm việc song song mà một trong hai máy bị sự cố phải nghỉ, máy biến áp cịn lại cĩ thể vận hành với phụ tải lớn hơn định

Trang 39

mức khơng phụ thuộc nhiệt độ mơi trường xung quanh lúc sự cố trong thời gian 5 ngày đêm nếu thỏa mãn các điều kiện:

o Theo dé thi phụ tải đẳng trị về hai bậc, trong đĩ K; < 0,93; K; < 1,4 đối với máy biến áp đặt ngồi trời và Kạ < 1,3 nếu máy biến áp đặt trong

nhà, Tạ < 6 giờ, chú ý theo dõi nhiệt độ cuộn dây khơng được vượt quá

140°C và tốt nhất là tăng cường tối đa các biện pháp làm mát máy biến

z

ấp

- _ Chế độ quá tải sự cố là chế độ cho phép làm việc của máy biến áp trong điều kiện sự cố nên ta chọn máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố:

VỚI:

qisc

S,

Katse * Sam > Smax > Sam >

Trạm biến áp sẽ thiết kế cĩ cấp điện áp 110 kV (cấp hệ thống)và 22 kV (cấp phụ tải), và tự dùng Trong đĩ cấp 22 kV là phụ tải loại 1 và loại 3 nên khơng thể dùng một máy biến áp làm máy biến áp chính vì khi sự cố sẽ mất điện hồn tồn Do đĩ ta cần dùng ít nhất 2 máy biến áp làm máy biến áp chính để đảm bảo cấp điện liên tục cho phụ tải loại 1

Trang 40

Chương 3: Phương An Xây Dựng Trạm

Phương án 1: gồm 1 giai đoạn:

Năm 2009 vận hành 3MBA 25MVA Coy) TẾ 315 Nh - Ny œÌ —-——-——- 1213 7 19 uh) fs 4 44

Kiém tra diéu kién quia tai vao nim 2015

Định dạng
Số trang	151
Dung lượng	4,51 MB