Thiết kế các mạng và hệ thống điện nguyễn văn đạm

THƯ VIỆN ĐH NHA TRANG HỌC VA KỸ THUÂT NGUYÊN VĂN ĐẠM T IllẾ T K Ể CÁC MẠNG VÀ HỆ• THƠNG ĐIỆN • • In lần th ứ 3, có sửa chữa NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2006 LỊI NĨI ĐẦU Sự nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố nước ta giai đoạn yêu cầu tăng không ngừng sản lượng điện Để thực điêu cần phát triển mở rộng nhả máy điện mạng hệ thống điện công suất lớn Điéu đặt nhiệm vụ quan trọng kỹ sư ngành hệ thống điện Một nhiệm vụ thiết kế mạng hệ thống điện Thiết kế lĩnh vực quan trọng khó khăn cơng việc người kỹ sư nói chung, đặc biệt kỹ sư hệ thống điện Thiết kế mạng hệ thống điện đòi hỏi phải biết vận dụng tốt kiến thức lý thuyết kinh nghiệm để giải vấn đé có tính chất tổng hợp, phức tạp thường gặp thực tế Thiết kế mạng hệ thống điện liên quan chặt chẽ với toán kinh tế kỹ thuật Vì sách "Thiết kế mạng hệ thống điện” biên soạn nhằm mục đích cung cấp kiến thức lý thuyết vế tính tốn tiêu kinh tế - kỹ thuật luận chứng kinh tế giải pháp kỹ thuật Sách cịn trình bày phương pháp tính tốn tiêu chủ yếu vê độ tin cậy cung cấp điện phương pháp tính độ tin cậy so sánh kinh tế - kỹ thuật phương án; phương pháp tính kinh tế - kỹ thuật để chọn phương án tối ưu thiết kế phương pháp tính thơng số chê' dộ mạng hệ thống điện Các giải pháp nâng cao tiêu chất lượng điện, nâng cao hiệu kinh tế khả tải mạng điện trinh bày sách Cuốn “ Thiết kế mạng hệ thống điện” biên soạn dành cho sinh viên chuyên ngảnh “ Hệ thống điện" trường Đại học Cao đẳng, hy vọng có ích cán kỹ thuật, kỹ sư quan tâm đến lĩnh vực Tác giả mong nhận nhiéu ý kiến nhận xét phê bình bạn đọc Tác giả Chương Một NHỮNG NG UYÊN TA C t h iế t kê ' CÁC M Ạ N G Đ IỆ N V À HỆ THỐNG Đ IỆN 1.1 NHŨNG ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ NĂNG LƯỢNG CỦA KHU v ự c Trong giai đoạn đầu chuẩn bị thiết kế mạng hệ thống điện cần rõ vấn đề phải giải thiết kế Các vấn đề định đặc điểm khu vực có hộ tiêu thụ điện tính chất hộ tiêu thụ điện Vì trước thiết kế cần có sơ' liệu đặc trưng khu vực phân bố hộ tiêu thụ điện năng, nguồn điện, nhà máy điện địa phương nguồn lượng dự trữ Đặc biệt cần xác định rõ vấn đề sau: Vị trí địa lý khu vực điện khí hố, diện tích khu vực, dân số, số lượng khu dân cư khu vực sản xuất; Những đặc điểm khí hậu khu vực, nhiệt độ cao, thấp trung bình năm, tốc độ gió hướng gió, giơng sét, mức độ nhiễm khồng khí; Các sơ' liệu hộ tiêu thụ điện năng, vị trí địa lý, cơng suất tiêu thụ có xét đến phát triển từ đến 10 năm; Những tài nguyên thiên nhiên khu vực, việc sử dụng chúng tương lai; Những số liệu nguồn lượng khu vực Nếu nhiệm vụ thiết kế phát triển mạng điện có cần phải có sơ' liệu thơng số mạng Để tiến hành thiết kế môn học “Mạng lưới điện” thiết kế tốt nghiệp cần có thêm sơ' liệu ban đầu sau: a Trung tâm cung cấp điện (nhà máy điện, trạm biến áp khu vực hệ thống) sử dụng để cung cấp cho hộ tiêu thụ (cần rõ sơ đồ cấp điện áp định mức: 35, 110, 220 kV V.V.); điện áp trì góp trung tâm cung cấp chế độ khác (chế độ phụ tải cực đại cực tiểu, chế độ sau cố) b Giá kW công suấl đặt nhà máy điện hệ thống c Giá kW.h điện tổn thất mạng điện giá thành thiết bị bù 1.2 NHIỆM VỤ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN Nhiệm vụ thiết kế mạng hệ thống điện nghiên cứu lập luận chứng kinh tế - kỹ thuật giải pháp định phát triển mạng hệ thống điện, đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ với chi phí nhỏ thực hạn chế kỹ thuật độ tin cậy cung cấp điện chất lượng điện Trong thiết kế hệ thống điện, thông thường không “số không” Các hệ thống điện tạo thành từ nhà máy điện, nút lượng, thường hệ thống điện nhỏ có Vị trí địa lý chúng, giá trị kinh tế kế hoạch phát triển tương lai yếu tô' quan trọng, tiền đề kinh tế để thiết kế Nhiệm vụ thiết kế hệ thống điện chọn cấu trúc tối ưu nó, nghĩa chọn phương án phát triển tối ưu công suất phát hệ thống, kết hợp với đường dây tạo thành hệ thống truyền tải điện Trong thiết kế cần dự kiến xây dựng nhà máy điện đường dây truyền tải để đạt tiêu kinh tế tốt cho hệ thống điện xây dựng Trong điểu kiện kinh tế đê thiết kế hệ thống điện, ngồi yếu tơ có tính ngun tắc chung, xác định quy luật kinh tế, cịn có hàng loạt yếu tố phụ thuộc vào điều kiện cụ thể Để xác định tiền đề kinh tế cụ thể cần tiến hành phân tích sơ theo ba hướng: Phát nhu cầu điện năng, số lượng phân bô' thay đổi nhu cầu điện theo thời gian (đồ thị phụ tải); Phân tích nguồn nhiên liệu, khả xây dựng nhà máy nhiệt điện, nhu cầu lượng nhiệt cho công nghiệp dân dụng; Khảo sát nguồn nước, tiến hành tính tốn thuỷ kinh tê' thuỷ năng, phân tích cần thiết xây dựng nhà máy thuỷ điện Nghiên cứu chi tiết vấn đề cho phép phát chứng minh điều kiện kinh tế phát triển hệ thống điện Nhiệm vụ thiết kê hệ thống điện tìm giải pháp tốt để phát triển cơng trình lượng thời hạn khai thác chúng, có ý đến chi tiêu kinh tế - kỹ thuật hợp lý Thiết kế hệ thống điện cần có luận chứng kinh tê' - kỹ thuật phát triển nhà máy điện, mạng điện phương tiện vận hành chúng, bao gồm phương tiện điều khiển Thiết kế hệ thống điện tiến hành theo trình tự sau: Trước hết cần chuẩn bị báo cáo kinh tế - kỹ thuật, dự kiến nguyên tắc giải vấn đề tương lai 15 - 20 năm Trong báo cáo kinh tê - kỹ thuật quy định: Tỷ lệ tối ưu loại nhà máy điện (nhà máy nhiệt điện, nhà máy thuý điện, nhà máy điện nguyên tử, thiết bị tiêu chuẩn chuyên ngành), điểu kiện sử dụng thông số chúng; Những nguyên tắc chủ yếu xây dựng hệ thống điện (xác định hướng v thông số đường dây dài, chọn hệ thống điện áp mạng điện V.V.), vấn đề nguyên tắc tổ chức điều khiển hệ thống; Tổng vốn đầu tư nguồn nguyên vật liệu cần thiết để phát triển lượng Trên sở báo cáo kinh tế - kỹ thuật hình thành yêu cầu ngành công nghiệp liên quan (chế tạo máy điện, kỹ thuật điện, nhiên liệu), triển khai hướng nghiên cứu khoa học, chuẩn bị luận chứng kinh tế - kỹ thuật, chọn thông số thiết bị lượng kỹ thuật điện Công việc dựa sở báo cáo kinh tế - kỹ thuật, dự kiến sơ đồ phát triển (của hệ thống, đường dây truyền tải, mạng phân phối, tổ chức vận hành, có điều độ) thiết kế kỹ thuật, kể vấn đề thiết bị tự động hoá hệ thống Các sơ đồ hệ thống điện độc lập hệ thống điện hợp thơng thường dự tính đến - năm sau Các sơ đồ rõ số liệu thiết kế, sở phân bổ kinh phí cho thiết kế nhà máy điện, đường dây truyền tải điện trạm mạng điện chủ yếu, chuẩn bị kế hoạch xây dựng Trong nhiệm vụ lập sơ đồ có u cầu xác định vị trí, cơng suất trình tự xây dựng nhà máy điện riêng biệt tương lai đến 10 năm, chọn hình dạng, thơng số trình tự phát triển mạng điện chủ yếu, để yêu cầu đối vói thiết bị tự động chống cố Trên sở sơ đồ nhận được, sơ xác định yêu cầu vể vốn đầu tư, nhiên liệu thiết bị Sơ đồ phát triển hệ thống điện riêng biệt chuẩn bị sau thành lập sơ đồ hệ thống điện độc lập hệ thống điện hợp Ghúng thường lập chi tiết đến năm, đồng thời tính đến phát triển chúng năm sau (đôi đến năm) Lập sơ đồ phát triển hệ thống điện cần thực công việc sau: Cân công suất tác dụng, công suất phản kháng lượng Chọn nguồn lượng tối ưu, đảm bảo độ tin cậy cao; Tính chi tiêu lượng; Xác định hình dạng, thơng số trình tự xây dựng mạng điện; Sơ đánh giá vốn đầu tư cần thiết thiết bị tất loại nhà máy điện trạm Hướng phát triển mạng phân phối hệ thống thường thành phố, vùng nơng thơn, đường sắt điện khí hố, trung tâm công nghiệp Chúng số liệu ban đầu để thiết kế đường dây tải điện riêng biệt, trạm, mạng điện thành phố, mạng điện nông thôn cơng trình khác liên quan với phát triển thiết kế cải tạo mạng điện Khi lập sơ đồ cần giải nhiệm vụ sau: Chọn hình dạng mạng phân phối; Chọn thông sô' mạng; Xác định thông số trạm; Sơ xác định vốn đầu tư cần thiết; Trình tự xây dựng Các sơ đồ tổ chức vận hành hệ thống điện thực phù hợp với sơ đồ phát triển toàn hệ thống Khi lập chúng cần dự kiến phương án phục vụ sửa chữa, vận hành thao tác, cách tổ chức điều độ, kênh thông tin liên lạc hệ thống điều khiển từ xa, thiết lập cấu quản lý hành hệ thống điện Trên sở sơ xác định vốn đầu tư thiết bị kỹ thuật cần thiết để vận hành Sau thực công việc cần lập kế hoạch phát triển thiết bị quản lý hành điều độ Trong giai đoạn thiết kế, cần có luận chứng kinh tế - kỹ thuật cho tổ chức phát triển thiết bị điểu chỉnh tự động, kỹ thuật máy tính, điều khiến từ xa thông tin liên lạc, đồng thời cần xét: Cấu trúc điều độ thiết bị trạm điều độ; Các dạng điều chỉnh tự động cần thiết, điều khiển từ xa, kỹ thuật máy tính thơng tin liên lạc; Các sơ đồ kênh thông tin liên lạc, điều khiển từ xa điều chỉnh tự động; Vốn đầu tư Thiết kế kỹ thuật thiết bị tự động chống cố hệ thống tiến hành sau thông qua sơ đồ phát triển Khi thực thiết kế kỹ thuật cần nghiên cứu sơ đồ cấu trúc thiết bị tự động chống cố sơ đổ bố trí thiết bị cơng trình Thiết kế kỹ thuật thực sau tính chế độ hệ thống điện, phân tích ổn định tĩnh ổn định động hệ thống, phương tiện nâng cao ổn định Thiết kế kỹ thuật sở để chuẩn bị vẽ thi công, khai thác thiết bị tự động chống cố, bảo vệ rơle điểu khiển Luận chứng kinh tế - kỹ thuật giải pháp chấp nhận thiết kế hệ thống điện phải so sánh phương án thực sơ đồ thiết kế đối vói hệ thống nói chung hay phần tử riêng biệt Các phương án so sánh kỹ thuật cho phép thực nhiệm vụ cần thiết thoả mãn yêu cầu kỹ thuật, quy định định mức tương ứng, đồng thời bảo đảm độ tin cậy cần thiết Các phương án so sánh kinh tế phải cho hiệu sản xuất (kể sản phẩm không lượng, cơng trình tổng hợp xem xét) tính tất chi phí kinh tế liên quan (chi phí đầu tư vào phận liên quan lượng ngành liên kết) Các phương án đánh giá tiêu, cần so sánh theo quan điểm tính đầy đủ điều kiện cụ thể xây dựng vận hành công trình, mức giá thuế áp dụng, trình độ kỹ thuật công nhân xây dựng v.v Khi tiến hành so sánh phương án cấu trúc hệ thống điện sơ đồ mạng điện chính, thời hạn tính tốn 10 năm, cịn với phương án mạng phân phối năm Trong tính tốn, tổn thất điện tính cơng trình lượng xây dựng đánh giá khác tổn thất mạng điện phương án so sánh Thơng thường cơng trình lượng (hệ thống điện, nhiệt ) đặc tính kinh tế gần cực tiểu thường biến đổi chậm Vì xuất phương án khác chi phí quy đổi khơng lớn khoảng đến 5% Các phương án cho vể kinh tế, trường hợp phương án tốt chọn không theo chi tiêu kinh tế, mà theo tiêu chất lượng phương án, tiêu khơng tính so sánh kinh tế (triển vọng tương lai, độ tin cậy, thị trường thiết bị, mức độ ánh hưởng đến môi trường, yếu tố xã hội V V ) 1.3 XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN NÀNG Số liệu điện tiêu thụ phụ tải điện liệu ban đầu quan trọng, ảnh hưởng lớn đến kết giải nhiệm vụ thiết kế Các lời giải hợp lý phát triển phụ tải theo thời gian hệ thống cung cấp điện ý đến tính tốn Khi thiết kế nhà máy điện, trạm đường dây cần dự kiến phát triển hệ thống lượng thời hạn dài, từ 10 đến 20 năm, có xét đến thay đổi tất thơng số tính tốn Do cần tìm phương án phát triển dần dần, trình tự vận hành cơng trình lượng có cơng dụng khác nhau, đảm bảo khả cung cấp điện tin cậy cho tất hộ tiêu thụ, đồng thời đảm bảo chi phí thấp thịi gian cho Thiết kế hệ thống điện liên quan đến tổ hợp phức tạp cơng trình lượng tiến hành trước thiết kế công trình cơng nghiệp mà cung cấp lượng Vì khó nhận số liệu ban đầu đủ tin cậy tốc độ tăng trưởng tương đối điện tiêu thụ phụ tái Trong trường hợp cụ thể, việc dự báo nhu cầu điện lập đồ thị phụ tải theo dẫn chung quan hoạch định kinh tế viện nghiên cứu - thiết kế Cần xác định chi tiêu chi phí để cân điện điện tiêu thụ, cực đại phụ tải hệ thống chế độ phụ tải Dự báo phát triển lượng chiếm vị trí quan trọng hệ thống 10 dự báo kinh tế quốc gia Một nhiệm vụ dự báo phát triển lượng dự báo nhu cầu điện (tiêu thụ điện năng) kinh tế quốc dân Điểm quan trọng dự báo thời gian dự báo Các thời gian dự báo nhu cầu điện kinh tê quốc dân bao gồm: Các dự báo vận hành (thời gian đến năm) dùng để xác định thực kế hoạch dự đoán điện tiêu thụ ngày, tháng, quý; Các dự báo ngắn hạn (thời gian từ đến năm), thơng thường liên quan đến độ xác kế hoạch năm nhu cầu điện thực kế hoạch tương lai; Các dự báo trung hạn (thời gian từ đến 10 năm): Thời gian cúa dự báo trung hạn trùng với thời gian cần thiết để nghiên cứu tài liệu thiết kế cơng trình lượng lớn, xây dựng đưa cơng trình vào vận hành, nghĩa thời gian để tạo nguồn lượng Kết dự báo trung hạn sử dụng dự báo dài hạn nhu cầu điện năng; Dự báo dài hạn (thời gian từ đến 20 năm): Trong thời gian xảy thay đổi quan trọng xu hướng phát triển trình sản xuất tiêu thụ điện năng, áp dụng phát minh khoa học lớn lượng, ví dụ kỹ thuật laser, đường dây siêu dẫn v.v Dự báo nhu cầu điện ngành kinh tế khác kinh tế quốc dân có ảnh hưởng lớn đến việc thực kế hoạch phát triển tương lai kinh tế Các kết dự báo nhu cầu điện ảnh hưởng quan trọng đến phát triển kinh tế - xã hội cải thiện điều kiện sống nhân dân Nhiệm vụ chủ yếu nhà dự báo điều kiện chọn phương pháp dự báo Các phương pháp dự báo qó thể chia thành ba loại: ngoại suy, chun gia mơ hình hố Đê chọn phương pháp dự báo cần dựa sở phân tích đặc điểm so sánh lĩnh vực áp dụng phương pháp, có ý đến điều kiện cụ thể phát triển kinh tế - xã hội quốc gia Sau xét số phương pháp dự báo nhu cầu điện xác định phụ tải 11 Bảng 36 .Công suất cho phép lâu dài (MVA) theo tăng nhiệt độ dây cáp 20 ^ 35 kV Lõi Tiết 35 kV 20 kV diện lõi Lỗi nhôm 20 kv 35 kV trong trong trong trong trong trong đất khơng khí nước đất khơng khí nước đất khơng khí nước đất khơng khí nước 25 4,0 3,1 4,3 - - - 3,1 2,3 3,2 - - , 35 4,9 3,7 CSI LÕ - - - 3,7 2,6 4,0 _ - 50 6,0 43 6,6 - - - 4,6 3,1 5,1 70 7,3 5,4 8,2 12,5 9,2 13,4 5,7 4,2 6,3 9,6 7,0 10,2 95 8,7 6,5 10,0 15,0 11,4 16,2 6,8 5,1 77 11,4 8,9 12,4 120 10,0 7,4 11,4 17,2 13,1 18,4 7,7 5,8 8,9 13,3 10,2 14,3 150 11,4 8,3 12,7 19,8 14,7 - 8,7 6,3 9,8 15,3 11,1 - 185 12,9 9,6 14,2 - 16,9 - 10,0 7,4 10,9 - - - Itim Bảng 37 Dòng điện cho phép (A) dảy cáp lõi nhôm cách điện giấy tẩm nhựa thông dầu khơng chảy, vỏ chì hay vỏ nhơm, đật đất Tiết diên Cáp lỗi Cáp lõi lõi, mm2 kV kV Cáp lõi đến kV Cáp lỗi đến kV M iệt độ cho phép lớn nhất, đến 10 kV kV ’c 80 80 80 65 60 60 - 35 31 - - - - 60 46 42 - - 38 80 60 55 - - 46 10 110 80 75 60 - 65 16 135 110 90 80 75 90 25 180 140 125 105 90 115 35 220 175 145 125 115 135 50 275 210 180 155 140 165 70 340 250 220 190 165 200 95 400 290 260 225 205 240 120 460 335 300 260 240 270 150 520 385 335 300 275 305 185 580 - 380 340 310 345 240 675 - 440 390 355 - 2,5 291 Bảng 38 Dịng điện cho phép dây cáp lõi nhơm cách điện giấy tẩm nhựa thông dầu không chảy, vỏ chì hay vỏ nhơm, đặt khơng khí, A Cáp lõi kV Cáp lõi kV 80 80 80 65 60 60 2,5 31 23 22 - - - 42 31 29 - - 27 55 42 35 - - 35 45 Tiết diện lõi, ram2 Cáp lõi đến kV đến kV đến 10 ky Cáp lõi kV Mhiệt độ cho phép lớn nhất, ’C 10 75 55 46 42 - 16 90 75 60 50 46 60 25 125 110 80 70 65 95 35 155 115 95 85 85 95 50 190 140 120 110 105 110 70 235 175 155 135 130 140 95 275 210 190 165 155 165 120 320 245 220 190 185 200 150 360 290 255 225 210 230 185 405 - 290 250 235 260 330 290 270 Chú thích: Phụ tải cho phép dây cáp lõi tính với dịng chiều 240 470 - Bảng 39 Dòng điện cho phép dây cáp lõi nhôm cách điện giấy tẩm nhựa thông dầu khơng chảy, vỏ chì, đặt nước, A Tiết diên lỗi, mm2 Dây cáp lỗi đến kV đến kV cảp lỗi đến 10 kV Nhiệt độ cho phép lớn nhất, 292 kV °c 80 65 60 80 16 - 105 90 - 25 160 130 115 150 35 198 160 140 175 50 225 195 170 220 70 290 240 210 270 95 340 290 260 315 120 390 330 305 360 150 435 385 345 - 185 475 420 390 - 240 550 450 450 - Bảng 40 Q u tải cho phép dảy cáp 10 kV ch ẽ độ làm việc bình thường so với dịng điện tải danh định Hệ số tải 'hởi gian qua tả h Kiểu đặt cáp ban đầu 0,5 0,6 0,8 -ỉ- 1,0 3,0 Trong đất 1,35 1,30 1,15 Trong khơng khí 1,25 1,15 1,10 Trong ống (trong đất) 1,20 1,10 1,00 Trong đất 1,20 1,15 1,10 Trong khơng khí 1,15 1,10 1,05 Trong ống (trong đất) 1,10 1,05 1,00 Bảng 41 Quá tải cho phép dây cáp - ỉ - 10 kV chế độ cố so với dòng điện tải danh định Hệ số tải ■hời gian qua tả h Kiểu đặt cáp ban đầu 0,6 0,8 Trong đất 1,5 1,35 1,25 Trong khơng khí 1,35 1,25 1,25 Trong ống (trong đất) 1,30 1,20 1,10 Trong đất 1,35 1,25 Trong không khí , 1,30 1,25 1,20 1,25 Trong ống (trong đất) 1,20 1,15 1,10 Bảng 42 Hệ số hiệu chỉnh theo sô lượng cáp làm việc, đặt ống hay ống đất Số lượng cáp Khoảng cách cáp, mm 100 1,00 0,90 0,85 0,80 0,78 0,75 200 00 0,92 0,87 084 0,82 0,81 300 1,00 0,93 0,90 0,87 0,86 0,85 ' * - 293 294 Bảng 43 Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ đất khơng khí cáp, dây dẫn trần cách điện Nhiệt độ Nhiệt độ tính tốn cho phép mơi trường, lỗi, °c °c 15 Hệ sế hiệu chỉnh nhiệt độ thực tế môi trường, °c -5 +5 +10 +15 +20 +25 +30 +35 +40 +45 +50 80 1,14 1,11 1,08 1,04 1,00 0,96 0,92 0,88 0,83 0,87 0,73 0,68 25 80 1,24 1,20 1,17 1,13 1,09 1,04 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,74 25 70 1,29 1,24 1,20 1,15 1,11 1,05 1,00 0,94 0,88 0,84 0,74 0,67 15 65 1,18 '1,14 1,10 1,05 1,00 0,95 0,89 0,84 0,77 0,74 0,68 0,55 25 65 1,32 1,27 1,22 1,17 1,12 1,06 1,00 0,94 0,87 0,79 0,71 0,64 15 60 1,20 1,15 1,12 1,06 1,00 0,94 0,88 0,82 0,75 0,67 0,57 0,40 25 60 1,36 1,31 1.25 1,20 1,13 1,07 1,00 0,93 0,85 0,76 0,66 0,54 15 55 1,22 1,17 1,12 1,07 1,00 0,93 0,86 0,79 0,71 0,61 0,50 0,36 25 55 1,41 1,35 1,29 1,23 1,15 1,08 1,00 0,91 0,82 0,71 0,68 0,41 15 50 1,25 1,20 1,14 1,07 1,00 0,93 0,84 0,76 0,66 0,54 0,37 - 25 50 1,48 1,41 1,34 1,26 1,18 1,09 1,00 0,89 0,78 0,63 0,45 - Bảng 44 M ật độ k in h tẻ dòng điện, A /m m Thời gian sử Dây trần Cáp bọc giấy cách điện dây dụng phụ tải cực đại, h Đổng Nhổm Đồng Nhôm 1000 - 3000 3000 - 5000 2,5 2,1 1,3 1,1 1,6 1,4 5000 - 8760 1,8 1,0 3,0 2,5 2,0 dẫn bọc cao su cách điện Cáp bọc cao su cách điện lõi 3,5 3,1 2,7 1,2 Bảng 45 Dòng điện danh định dáy chảy cầu chì Kiểu cầu chì Dịng điện danh định cầu chì, A nP-2 15 60 100 200 350 600 1000 40 100 250 400 600 nH-2 Dòng điện danh định dây chảy, A 6, 10,15 15, 20,25, 35,45,60 60,80, 100 100,125,160, 200 200, 225, 260, 300, 350 350, 430, 500, 600 600,700,850,1000 6,10,15, 20,25,30,40 30, 40, 50, 80,100 80,100,120,150, 200, 250 200, 250, 300, 400 300,400, 500, 600 Bảng 46 Chiều dài khoảng vượt theo điện áp đường dây Chiéu dài khoảng vượt, m 110 20-35 -1 Điên áp, kV 50 -100 220 100 - 200 170-250 330 250 - 350 500 300 - 400 350 - 450 Bảng 47 Số lượng cách điện chuỗi cách điện treo cột bêtông cốt thép cột thép Điện áp, kV Kiểu cách điện na>K-B ni6-A nct>20-A I1C6-A nC12-A nc22-A Chú thích: 35 - 110 - - - - - 220 14 11 10 14 12 10 330 20 17 14 21 17 15 500 750 - - 23 20 - - 25 21 - (38-41) 29-34 X í> - cách điện sứ; c - thuỷ tinh; ri- treo 295 Bảng 48 Định mức khấu hao hao mòn, sửa chữa phục vụ, % Hao mòn Sửa chữa phục vụ Tổng Vỏ chì đặt đất 0,023 0,015 0,038 Vỏ nhôm đặt đất 0,043 0,015 0058 Vỏ chất dẻo đặt đất 0,053 0,015 0,068 0054 0,020 0,054 đất phồng 0,024 0,020 0,044 Đường dây không đến 20 kV, cột thép 0,036 0003 039 0,025 0,003 0,028 0,064 0,04 0,104 35 - 150 kv 0,064 0,03 0,094 220 kV cao 0,064 0,02 0,084 Tên phần tử mạng điện Đường dây cáp đến 10 kV: Đường dây cáp đến 35 kV vỏ chì đặt đất Đường dây cáp 110 - 220 kV chứa đầy dầu đặt bêtông cổt thép Đường dây không đến 35 kV cao hơn, cột thép hay bêtông cốt thép Thiết bị động lực: đến 20 kV Bảng 49 Phụ tải cho phép lâu dài dây dẫn, dẫn cáp lõi nhôm đến 1000 kV Tiết diên lõi, mm2 Dòng điện cho phép lâu dài, A Cáp cách điện giấy tẩm, vỏ chì nhơm, đặt: Dây dẫn dẫn câch điện cao su nhựa tổng hợp, đặt: hà 296 ống hai lõi ba lỗi khơng khí đất 2,5 24 20 19 - - 32 28 28 27 38 39 36 32 35 46 10 55 50 47 45 65 16 80 60 60 60 90 25 105 85 80 75 115 35 130 100 95 95 135 50 165 140 130 110 165 70 210 175 165 140 200 95 255 215 200 165 240 120 295 245 220 200 270 Bảng 50 Dây dẫn dẫn cách điện cao su vật liệu tổng hợp, lõi đồng nhơm Dịng điện cho phép lâu dài, A, dây dần đặt ống Tiết diện, mm2 hở hai dây ba dây bốn dây dây dây môt lõi lõi lõi lỗi ba lõi 0,5 11 - - - - - 0,75 15 - - - - ' 1,0 17 16 15 14 15 14 1,5 23 19 17 16 18 15 25 30/24 27/20 25/19 25/19 25 21 42/32 38/28 35/28 30/23 32 27 50/39 46/36 62/32 40/30 40 34 10 80/55 70/50 80/47 , 50/39 55 50 16 100/80 85/60 90/60 75/55 80 70 25 140/105 115/85 100/80 90/70 100 85 34 170/130 135/100 125/95 115/85 125 100 50 215/165 185/140 170/130 150/120 160 135 70 270/210 225/175 210/165 185/140 195 175 225/175 245 215 95 330/255 275/215 255/200 120 385/295 315/245 290/220 260/200 295 250 150 440/340 360/275 330/255 - - - 185 510/390 - - - - - 240 650/465 - - - - - - - - - - - 300 695/535 - - 400 830/645 - - Chú thích: Giá trị dịng điện trước gạch chéo cúa lõi đồng, sau gạch chéo lõi nhôm 297 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyền Văn Đạm Mạng lưới điện Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1999 Nguyễn Văn Đạm Mạng lưới điện (Tính chế độ xác lập mạng hệ thống điện phức tạp) Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2000 Đạm Mạng điện áp cao siêu cao Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 1998 N guyễn Văn ĩ E ỉlocnem e, B T 0eờuu ĨIpoeKTHpoBaHHe M h h c k , 1988 SneKTpHúecKHe CHTeMbi H ceTH c c poKomíUiQ, H M lỉlanupo CnpaBOHHHK no npoeKTHpoBâHH 3JieKTpo-3HepreTHHecKHx CHCTeM MocKBa 3HepfH5i,1997 298 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương Một NHỮNGNGUYÊNTẮCTHIẾT KÊ CÁCMẠNGĐIỆNVÀHỆ THỐNGĐIỆN 1.1 Những đặc điểm kinh tế lượng khu vực 1.2 Nhiệm vụ phương pháp thiết kế mạng hệ thống điện 1.3 Xác định nhu cầu điện - 1.3.1 Phương pháp tính trực tiếp 10 12 1.3.2 Phương pháp ngoại suy trực tiếp 12 1.3.3 Phương pháp so sánh 14 1.4 Dự báo chế độ tiêu thụ điện 17 1.5 Chọn nguồn lượng 22 1.6 Cân công suất tác dụng 27 1.7 Cân công suất phản kháng 32 1.8 Cân điện hệ thống điện 34 Chương Hai CHỌNSơ BỘCÁCSơ ĐỔMẠNGĐIỆN 37 ỉ Cấu trúc sơ đồ mạng điện 37 2.2 Các phần tử thực cấu trúc mạng điện 50 2.3 Chọn phương án cung cấp điện so sánh sơ phương án 52 2.4 Chọn điện áp định mức mạng điện 55 2.5 Chọn cấu trúc tiết diện dây dẫn mạng điện 61 2.6 Chọn số lượng công suất máy biến áp 70 299 Chương Ba PHƯƠNG PHÁP TÍNH KINH TẾ - KỸ THUẬT 3.1 3.2 3.3 3.4 Hiệu kinh tế Vốn đầu tư cấu chúng Xác định tổn thất cơng suất điện Tính dịng điện điện dung đường dây truyền tải xác định tổn thất điện 3.5 Chi phí vận hành lùr'g năm 3.6 Các chi phí quy đổi hàng năm 73 73 74 77 89 94 97 Chương Bốn ĐÁNH GIÁ Đ ộ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN KHI THIẾT KÊ CAC MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN 104 4.1 Khái niệm chung 4.2 Các tiêu độ tin cậy tiêu chuẩn chúng 4.3 Chọn dự trữ tối ưu cơng suất hệ thống điện 4.3.1 Tính xác suất giảm cơng suất phát cố máy phát hệ 104 105 110 thống điện 4.3.2 Tinh xác suất giảm phụ tải 4.3.3 Xác định xác suất sai số dự báo 4.3.4 Xác định xác suất thiếu công suất hệ thống điện 4.3.5 Xác định công suất dự trữ tối ưu hệ thống 4.4 Tính tiêu độ tin cậy mạng điện 4.5 Thiệt hại ngừng cung cấp điện cho hộ tiêu thụ 113 116 117 118 119 126 130 Chương Năm TÍNH KINh TẾ - KỸ THUẬT ĐỂ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU CỦA CÁC MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN 140 5.1 Chọn phương án tối ưu 140 5.2 Xác định vốn đầu tư để xây dựng mạng điện 140 300 5.3 Xác định chi phí vận hành hàng năm mạng hộ thống điện 142 5.4 Xác định chi phí quy đổi hàng năm mạng hệ thống điện 143 5.5 Dự toán cơng trình 144 Chương Sáu TÍNH CÁC CHẾ Đ ộ LÀM VIỆC ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN 6.1 Sơ đổ thay thông số mạng điện 6.2 Tính thơng số chế độ mạng điện đơn giản 6.2.1 Mạng điện hở 6.2.2 Mạng điện kín 6.3 Chọn đầu điếu chỉnh điện áp máy biến áp 146 146 147 147 151 155 Chương Bảy CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ KINH TẾ VÀ KHẢ NĂNG TẢI CỦA MẠNG ĐIỆN 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 Khái niệm chung Những giải pháp để nâng cao khả tải mạng điện Phân phối tự nhiên kinh tế công suất mạng điện kín Chọn thơng số máy biến áp có điều chỉnh nối tiếp - song song Chọn thông số thiết bị bù tiếp 7.6 Hở mạch vịng mạng điện kín 7.7 Tối ưu hố cơng suất thiết bị bù 7.8 Bù công suất phản kháng mạng điện phân phối 162 162 162 166 168 172 173 174 180 Chương VÍ DỤ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN 8.1 Phân tích đặc điểm nguồn cung cấp phụ tải 8.1.1 Nguồn cung cấp điện 187 188 188 301 8.1.2 Các phụ tải điện 8.2 Cân công suất hệ thống điện 189 190 8.2.1 Cân công suất tác dụng 8.2.2 Cân công suất phản kháng 8.3 Chọn phương án tối ưu 8.3.1 Dự kiến phương án 8.3.2 So sánh kinh tế phương án 8.4 Chọn số lượng, công suất máy biến áp trạm, sơ đồ 190 192 193 193 221 trạm sơ đồ hệ thống điện 8.4.1 Chọn số lượng, công suất máy biến áp trạm tăng áp nhà máy điện 8.4.2 Chọn số lượng công suất MBA trạm hạ áp 8.4.3 Chọn sơ đồ trạm sơ đồ hệ thống điện 8.5 Tính chế độ vận hành mạng điện 8.5.1 Chế độ phụ tải cực đại 8.5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 8.5.3 Chế độ sau cố 227 227 228 230 230 230 239 240 8.6 Tính điện áp nút điểu chỉnh điện áp mạng điện 243 8.6.1 Tính điện áp nút mạng điện 8.6.2 Điều chỉnh điện áp mạng điện 243 247 8.7 Tính tiêu kinh tế - kỹ thuật mạng điện 252 8.7.1 Vốn đầu tư xày dựng mạng điện 8.7.2 Tổn thất công suất tác dụng trongmạng điện 252 252 8.7.3 Tổn thất điện mạng điện 253 8.7.4 Tính chi phí giá thành PHỤ LỤC 254 257 TÀI LIỆU THAM KHẢO MỤC LỤC 298 299 302 NGUYÊN VĂN ĐẠ M THIÊT KÊ C Á C M ẠNG V À HỆ THỐNG ĐIỆN C hịu trách n h iệm x u ấ t : PGS TS TÔ ĐẢNG HẢI B iên tậ p : NGỌC KHUÊ Vẽ b ìa : TIẾN HÙNG NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT 70 Trần Hưng Đạo - Hà Nội In 1.000 cuốn, khổ 16 X 24cm, Xưỏng in NXB Văn hoá Dân tộc Quyết định xuất số: 409-2006/CXB/71-33/KHKT ngày 6/11/2006 In xong nộp lưu chiểu tháng 11 năm 2006 ... đặt nhà máy điện hệ thống c Giá kW.h điện tổn thất mạng điện giá thành thiết bị bù 1.2 NHIỆM VỤ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN Nhiệm vụ thiết kế mạng hệ thống điện nghiên cứu... lượng điện Để thực điêu cần phát triển mở rộng nhả máy điện mạng hệ thống điện công suất lớn Điéu đặt nhiệm vụ quan trọng kỹ sư ngành hệ thống điện Một nhiệm vụ thiết kế mạng hệ thống điện Thiết kế. .. triển (của hệ thống, đường dây truyền tải, mạng phân phối, tổ chức vận hành, có điều độ) thiết kế kỹ thuật, kể vấn đề thiết bị tự động hoá hệ thống Các sơ đồ hệ thống điện độc lập hệ thống điện hợp