Đang tải... (xem toàn văn)
Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện kinh tế có tính chất không nhỏ trong việc nâng cao hiệu quả kinh tế lưới điện, đặc biệt trong điều kiện kinh tế thị trường như hiện nay. Phương pháp khoảng chia kinh tế cho phép người làm quy hoạch lựa chọn nhanh tiết diện dây dẫn theo tính chất khu vực căn cứ vào bảng biểu và đồ thị minh họa được lập sẵn mà không cần tính toán lại nữa.
Hà Thanh Tùng Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 88(12): 197 - 202 LỰA CHỌN NHANH TIẾT DIỆN DÂY DẪN TRONG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THEO PHƢƠNG PHÁP KHOẢNG CHIA KINH TẾ Hà Thanh Tùng1,* , Phạm Thị Hồng Anh2 Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp1 - ĐH Thái Nguyên Trường ĐH Công nghệ thông tin & Truyền thơng - ĐH Thái Ngun TĨM TẮT Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện kinh tế có tính chất khơng nhỏ việc nâng cao hiệu kinh tế lưới điện, đặc biệt điều kiện kinh tế thị trường Phương pháp khoảng chia kinh tế cho phép người làm quy hoạch lựa chọn nhanh tiết diện dây dẫn theo tính chất khu vực vào bảng biểu đồ thị minh họa lập sẵn mà khơng cần tính tốn lại Từ khóa: khoảng chia kinh tế, tiết diện dây dẫn, lưới phân phối ĐẶT VẤN ĐỀ* Phụ tải phát triển liên tục theo khơng gian thời gian vậy, phải thực cải tạo lưới điện để nâng cao khả tải hiệu kinh tế Sự phát triển không ngừng phụ tải ngày đỏi hỏi cao chất lượng lượng độ tin cậy cung cấp điện Do đó, từ khâu thiết kế quy hoạch lưới điện phân phối cần phải đặc biệt quan tâm cách triệt để phương pháp phân tích kinh tế, lựa chọn tiết diện dây dẫn cho phương án hợp lý tối ưu mặt kinh tế - kỹ thuật, thích hợp với kinh tế thị trường [1], [2] Chọn tiết diện dây dẫn toán quy hoạch lưới điện So với phương pháp tính tốn lựa chọn tiết diện dây dẫn khác [1], [2], phương pháp khoảng chia kinh tế dây dẫn sử dụng liệu đặc trưng khu vực phụ tải, cho phép lập sẵn biểu bảng lựa chọn nhanh tiết diện dây dẫn tương ứng với cấp điện áp cần tính tốn, thiết kế Cơ sở lý thuyết phƣơng pháp khoảng chia kinh tế Phụ tải phát triển liên tục, tính tốn lựa chọn dây dẫn, người làm thiết kế cần phải quan tâm đến vòng đời đường dây q trình vận hành Chi phí vòng đời:[1] chi phí vòng đời đường dây điện bao gồm chi phí vốn ban đầu để xây dựng đường dây chi phí hàng năm cho đường dây điện hoạt động để bảo dưỡng, doanh nghiệp điện trả cho tổn thất điện tổn thất công suất đường dây điện, cho độ tin cậy cung cấp điện, chi phí hàng năm thực suốt vòng đời n năm đường dây điện, từ lúc bắt đầu đưa vào vận hành đường dây điện ngừng họat động: n CPvd Vo ( HB t c At At c Pt Pt t 1 c md Amd (1) ) Trong đó: V0- vốn đầu tư ban đầu để xây dựng đường dây, (đồng); HBt - Chi phí cho hoạt động bảo dưỡng, (đồng); HBt = ahb.V0; cAt.ΔAt - chi phí tổn thất điện năng; cPt.ΔPt - chi phí cho tổn thất cơng suất; cmd Amd chi phí cho điện khơng cấp cho phụ tải Chi phí vòng đời theo (1) chi phí thực ban đầu hàng năm cho đường dây điện Tuy nhiên để tính tốn kinh tế đường dây điện tính mật độ dòng điện kinh tế ta cần quy đổi chi phí vòng đời (2) n CP V ( HB c A c P c A ) t At t Pt t md md vdo o n t 1 (1 r ) : Là hệ số hóa (1 r) t * Tel: 0913.789.858, Email: tunganh@tnut.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trong đó: r -Hệ số chiết khấu =8% 12%, lợi nhuận đầu tư trung bình kinh 197 http://www.lrc-tnu.edu.vn Hà Thanh Tùng Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ doanh; t - thời đoạn tính tốn, [năm] Nếu vốn ban đầu thực nhiều năm trước năm khơng quy đổi năm khơng (gọi tương lai hố) cơng thức: V0 Vt (1 r)t (3) tn (1+r)t hệ số tương lai hoá Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo khoảng chia kinh tế Người ta tiến hành nghiên cứu kinh tế - kỹ thuật cho khu vực lưới điện có mật độ phụ tải độ tăng trưởng phụ tải định, rút loại tiết diện dây dẫn tối ưu cho đường trục nhánh khoảng thời gian phụ tải phát triển Sau tiết diện áp dụng thiết kế lưới điện khu vực mà khơng cần tính tốn Đồ thị quan hệ chi phí vòng đời đường dây CPvd0 Imax cấp điện áp khu vực cụ thể theo quan hệ: CPvd0=f(Imax) (4) Imax1 Imaxi Imax2 ( A) Hình Đồ thị xác định khoảng chia kinh tế Để xây dựng đồ thị với phạm vi kinh tế nói trên, ta cần xác định giá trị dòng điện giới hạn(Ighi) ứng với giao điểm hai tiết diện dây dẫn Biết giao điểm ứng với phụ tải có giá trị Ighi dùng tiết diện tiêu chuẩn Fi hay Fi+1 Trước hết ta xét biểu thức: N (5) CPvd V0 a hb V0 c A 3I max t R. t t 1 (1 r ) Theo (5), phân tích thành hai thành phần Thành phần thứ thành phần cố định Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 88(12): 197 - 202 ứng với cỡ dây tiêu chuẩn Thành phần thứ hai phí tổn thất điện năng, phụ thuộc vào bình phương dòng điện nên đường cong biểu thị hàm chi phí vòng đời đường parabol Tiết diện lớn đường parabol có dạng thoai thoải Giao điểm hai đường cong F1 F2 xác định dòng điện cực đại Igh1 Tại điểm chi phí vòng đời hai phương án Do ta có cơng thức: N (1 1r ) (1 1r ) V01 ahb V01 c A 3I gh 1.r01. t 1 N V02 ahb V02 c A 3I gh 1.r02 t 1 (6) [A] (7) t t Giải phương trình (6), ta có Igh1-2: N I gh1 V02 V01 t 1 N 1 r t a hb r01 r02 1 r 3.c r t 1 t A 01 r02 Như giá trị Igh phụ thuộc vào thông số sau: Chi phí xây dựng V01, V02 [tr.đồng/km] tương ứng với tiết diện F1 & F2; Vòng đời tính tốn dây dẫn N [năm]; Hệ số vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng ahb; Điện trở đơn vị dài r01, r02 [Ω/km]; Hệ số tăng phụ tải a%; Giá thành tổn thất điện cA[đ/kWh]; Số năm phụ tải tăng t [năm]; Chiết khấu % (r) hệ số lợi nhuận đầu tư trung bình kinh doanh; Thời gian tổn thất công suất lớn τ [giờ] Các giá trị mang tính chất đặc trưng cho khu vực cần tính tốn thiết kế Tính tốn áp dụng Các liệu thu thập khu vực A Bài toán đặt yêu cầu xác định dòng điện giới hạn loại dây dẫn sử dụng cho cấp điện áp 22kV khu vực A (bảng 1) số liệu khảo sát đặc trưng cho khu vực (bảng 2) Xây dựng biểu bảng khoảng chia kinh tế dây dẫn cấp điện áp 22kV khu vực A Sử dụng thông số khu vực A khảo sát, áp dụng công thức (7), ta có bảng kết (bảng 3,4) Theo Bảng kết này, người làm 198 http://www.lrc-tnu.edu.vn Hà Thanh Tùng Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ quy hoạch lựa chọn nhanh tiết diện dây dẫn tính tốn giá trị dòng điện Imax (t) (Phân bố công suất đoạn đường dây); Chẳng hạn khu vực này, tính tốn giá trị dòng điện lớn xuất tuyến 22kV có giá trị Imaxt = 90 (A) Tra bảng 4, ta thấy 74 < Imaxt = 90 485 Ví dụ: 474 Xét sơ đồ HTPP hình tia cần thiết kế lộ 474 khu vực A sử dụng cấp điện áp 22kV gồm 21 nút, thông số cho bảng 5: Bảng Phụ tải đường dây 474, khu vực A Công suất (kVA) 250 180 250 100 180 250 250 560 560 160 160 STT 10 11 Kpt 0.58 0.5 0.55 0.45 0.4 0.55 0.58 0.45 0.55 0.7 0.55 Cosφ 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 STT 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Công suất (kVA) 750 560 250 560 250 250 400 100 320 250 Kpt 0.45 0.5 0.5 0.58 0.48 0.49 0.68 0.7 0.58 0.6 Cosφ 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 Giả thiết đến thời điểm năm thứ (t = 7), phụ tải đường dây không tăng Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính phân bố cơng suất tương lai hóa giá trị dòng điện trục xuất tuyến 474 sau tra bảng ta kết quả: Bảng Thông số đường dây 474 chọn STT Node Node Loại dd TC 10 11 12 13 14 15 10 11 12 13 14 15 16 AC95 AC95 AC95 AC95 AC95 AC35 AC35 AC35 R0 (Ω/km) 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.85 0.85 0.85 X0 (Ω/km) 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.41 0.41 0.41 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên STT Node Node loai dd 19 20 11 12 13 14 15 16 17 18 200 20 21 AC95 AC50 AC50 AC95 AC95 AC95 AC95 AC95 R0 (Ω/km) 0.33 0.65 0.65 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 X0 (Ω/km) 0.38 0.402 0.402 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 http://www.lrc-tnu.edu.vn Hà Thanh Tùng Đtg 10 11 16 17 18 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 17 18 19 AC50 AC50 AC50 0.65 0.65 0.65 0.402 0.402 0.402 8 19 20 21 88(12): 197 - 202 AC95 AC95 0.33 0.33 0.38 0.38 * Kiểm tra lại tiết diện dây dẫn chọn PSS/ADEPT Bảng Tổng hợp tổn thất điện áp lộ 474 STT Name Node 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Line1 Line10 Line11 Line12 Line13 Line14 Line15 Line16 Line17 Line18 Line19 Line2 Line20 Line22 Line3 Line4 Line5 Line6 Line7 Line8 Line9 TC474 10 11 12 13 14 15 17 18 19 20 U (nodei) 22 21.371 21.334 21.229 21.227 21.159 21.049 21.033 21.71 21.7 21.672 21.926 21.655 21.647 21.889 21.71 21.693 21.631 21.622 21.528 21.439 Node 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 U (nodej) 21.926 21.334 21.299 21.227 21.159 21.049 21.033 21.025 21.7 21.672 21.655 21.889 21.647 21.645 21.71 21.693 21.631 21.622 21.528 21.439 21.317 Δu ji(kV) 0.074 0.037 0.035 0.002 0.068 0.11 0.016 0.008 0.01 0.028 0.017 0.037 0.008 0.002 0.179 0.017 0.062 0.009 0.094 0.089 0.122 Δumax i(%) 0.0 2.9 3.0 3.5 3.5 3.8 4.3 4.4 1.3 1.4 1.5 0.3 1.6 1.6 0.5 1.3 1.4 1.7 1.7 2.1 2.6 K.Luận Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo * Từ PSS tính tốn ta có tổng hợp dòng điện chạy đường dây Kiểm tra giới hạn nhiệt cho phép thể bảng 8: Bảng Kết tính tốn dòng điện chạy đoạn dây STT Name 10 11 Line1 Line10 Line11 Line12 Line13 Line14 Line15 Line16 Line17 Line18 Line19 Loại dây AC95 AC95 AC95 AC95 AC95 AC35 AC35 AC35 AC50 AC50 AC50 I(A) 207 89 83 79 63 46 23 44 37 24 Icp (A) 335 335 335 335 335 170 170 170 220 220 220 Kết luận STT name Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Line2 Line20 Line22 Line3 Line4 Line5 Line6 Line7 Line8 Line9 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 201 loại I(A) dây AC95 198 AC50 21 AC50 AC95 194 AC95 144 AC95 142 AC95 138 AC95 132 AC95 125 AC95 106 Icp (A) 335 220 220 335 335 335 335 335 335 335 Kết luận Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo Đảm bảo http://www.lrc-tnu.edu.vn [1] Trần Bách (2002), Lưới điện hệ thống điện - tập 1, Nxb Khoa học - Kỹ thuật Hà Nội [2] Trần Bách (2004), Lưới điện hệ thống điện - tập 2, Nxb Khoa học - Kỹ thuật, Hà Nội [3] Trần Bách (2004), Giáo trình lưới điện, Nxb Giáo dục, Hà Nội [4] Trần Đình Long (1999), Quy hoạch phát triển lượng điện lực, Nxb Khoa học - Kỹ thuật, Hà Nội [5] Bộ Công thương, Thông tư số 32/2010/TT-BCT ngày 30/7/2010 Quy định hệ thống phân phối điện [6] Đại học Điện lực Hà Nội (2007), Áp dụng PSS/ADEAPT 5.0 lưới điện phân phối [7] Binns, D.F (1986), Economics of electrical power engineering, Electricial logic power Ltd., PO Box 14, Manchester M16 7QA [8] E.Lakervi and E.J.Holmes (1995), Electricity Distribution Network Design, Peter peregrinus Ltd Vậy tiết diện dây dẫn chọn đảm bảo yêu cầu mặt kỹ thuật KẾT LUẬN Theo tính chất khu vực, người làm quy hoạch cần thu thập khảo sát số liệu đặc trưng phụ tải, đường dây, Phương pháp cho phép xây dựng bảng tra ứng với nhiều cấp điện áp khác giúp cho người làm thiết kế lựa chọn nhanh tiết diện dây dẫn thực tế, đặc biệt dự án quy hoạch lưới điện trung, hạ áp Điện lực với đặc trưng phát triển phụ tải địa phương TÀI LIỆU THAM KHẢO SUMMARY QUICK METHOD TO SELECT CROSS-SECTIONAL AREA OF DISTRIBUTION GRID WIRE FOLLOW ECONOMIC RANGE Ha Thanh Tung1,*, Pham Thi Hong Anh2 College of Technology - TNU College of Information & Communication Technology - TNU The method to select cross-sectional of wire follow to economic conditions is of great significance in improving the economic efficiency of the power distribution grid, especially in the current economic conditions Method to select wire's cross-sectional follow to the range of economic can help power distribution network designer to select wire’s cross-section quickly according to characteristics of the area on the tables and graphs with no need to recalculate Keywords: Economic range, cross-sectional of wire, power distribution grid * Tel: 0913.789.858, Email: tunganh@tnut.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 202 http://www.lrc-tnu.edu.vn ... hoá Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo khoảng chia kinh tế Người ta tiến hành nghiên cứu kinh tế - kỹ thuật cho khu vực lưới điện có mật độ phụ tải độ tăng trưởng phụ tải định, rút loại tiết diện dây. .. Dòng điện giới hạn Imaxi [A] Imax1 = 32 Imax2 = 40 Imax3= 74 Imax4 = 128 Imax5 = 132 Imax6 = 154 Imax7 = 186 Imax8= 485 Bảng Hướng dẫn lựa chọn tiết diện dây dẫn theo khoảng chia kinh tế (cấp điện. .. sau lựa chọn tiết diện dây dẫn Bảng Bảng giá xây dựng đường dây 22 kV khu vực A Tiết diện Dòng điện Điện kháng Khối lƣợng tính Cơng suất S1, Điện trở Ro nhơm/thép, cho phép Icp, Xo10kV tốn dây