Nghiên cứu các ảnh hưởng trong việc lắp đặt cáp ngầm đến khả năng tải của cáp và các biện pháp nâng cao khả năng tải của cáp

Bộ giáo dục đào tạo Trường Đại học Bách khoa Hà nội ==================== Luận văn thạc sĩ Khoa học Ngành: Hệ thống điện nghiên cứu ảnh hưởng việc lắp đặt cáp ngầm đến khả tải cáp biện pháp nâng cao khả tải cáp nguyễn tuấn hoàn Hà Nội 2006 -3- Mục lục Trang Lời nói đầu Mục Lục Danh mục bảng hình vẽ Chương : Tổng quan hệ thống cáp ngầm,Tình hình phát 10 Triển thống kê cố Trong hệ tHống cáp ngầm Hà nội Giới thiệu chung cáp điện 10 1.1 Cáp tẩm dầu 12 1.2 Cáp đổ dầu 13 1.3 Cáp cách điện XLPE 14 1.4 Nhận xét 18 tình hình phát triển hệ thống cáp ngầm thành phố hà nội 19 tình hình cố hệ thống cáp ngầm lưới điện 22 B thành phố Hà nội 3.1 Đào phải cáp chôn ngầm 23 3.2 Do nổ đầu cáp, hộp nối 23 3.3 Do hư hóng cách điện 24 3.4 Nhận xét 25 Kết luận đánh giá 25 Chương : ảnh hưởng lắp đặt hệ thống cáp cách điện 27 XLPE đến khả tải cáp Các cấu hình bố trí cáp phương pháp lắp đặt hệ thống cáp ngầm 27 -4- 1.1 Các cấu hình bố trí cáp ngầm 27 1.1.1 Cáp bố trí pha thẳng đứng 27 1.1.2 C¸p bè trÝ pha n»m ngang 28 1.1.3 C¸p bố trí pha đặt theo hình tam giác 28 1.2 Các phương pháp lắp đặt hệ thống cáp ngầm 29 1.2.1 Chôn trực tiếp vào đất 29 1.2.2 Đi ống 30 1.2.3 Đặt không khí mương cáp (tuy-nen) 31 ảnh hưởng lắp đặt hệ thống cáp ngầm đên khả tải 31 cáp 2.1 Nối đất đảo pha hệ thống cáp ngầm 31 2.1.1 HƯ thèng nèi ®Êt mét ®iĨm 32 2.1.2 Hệ thống nối đất đảo vỏ 33 2.2 34 Phương pháp tính điện áp cảm ứng vỏ cáp 2.2.1 Cấu hình cáp bố trí 35 2.2.2 Cấu hình cáp bố trí tam giác 35 2.2.3 Cấu hình cáp bố trí mặt phẳng đảo pha 36 2.2.4 NhËn xÐt 36 2.3 ¶nh h­ëng cđa tỉn thÊt vỏ cáp đến khả tải cáp 37 2.3.1 Đặt vấn đề 37 2.3.1.1 Cáp nối đất hai đầu, không hoán vị vỏ cáp 39 2.1.3.2 Cáp nối đất hai đầu, có hoán vị vỏ cáp 40 2.1.2.3 Cáp nối đất đầu, có hoán vị vỏ cáp 40 2.3.2 áp dụng tính toán cho tuyến cáp ngầm 22kV từ Trạm 110kV Mỹ Đình đí khu đô 41 thị Mỹ Đình -5- 2.3.2.1 Các số liệu đầu vào tính toán 43 2.3.2.2 Nhận xét 47 Đánh giá Kết Luận 48 Chương 3: Các biện pháp nâng cao khả tải cáp 49 cách điện XLPE, tính toán dòng tải theo chế độ nhiệt cho cáp cách điện XLPE Đặt vấn đề 49 Các biện pháp nâng cao khả tải cáp cách điện XLPE 53 2.1 Sử dụng loại cáp có tổn thất vỏ bé 53 2.2 Sử dụng chất độn cã nhiƯt trë bÐ 53 2.3 Lùa chän cÊu h×nh bố trí cáp hợp lý 55 2.4 Tăng khả thoát nhiệt hệ thống làm mát cưỡng 56 chế độ nhiệt cáp lực 58 3.1 Lý thut vỊ chÕ ®é nhiƯt 58 3.1.1.Tỉn hao nhiƯt P i lõi dẫn 60 3.1.2 Tổn hao điện môi P d 61 3.1.3 NhiƯt trë cđa c¸c bé phËn c¸p 62 3.1.3.1 Nhiệt trở vật liệu cách điện R1 63 3.1.3.2 Nhiệt trở lớp vỏ bọc bảo vệ bên R3 63 3.1.3.3 Độ tăng nhiệt độ tổn hao điện môi P d 64 3.1.3.4 Nhiệt trở đất R4 64 3.1.3.5 Nhóm cáp chôn đất 69 3.2 Tính toán dòng tải cáp theo chế độ nhiệt cho đường cáp 110kv Thành công - 71 R R R R Phương liệt 3.2.1 Sơ lược tuyến cáp 71 -6- 3.2.2 Tính khả tải tuyến cáp 71 3.2.2.1.Tính dòng tải tuyến cáp chế độ bình thường 73 3.2.2.2 Tính toán dòng tải theo chế ®é nhiƯt 74 3.2.3 NhËn xÐt 78 PhÇn kÕt ln 79 tải liệu tham khảo 81 Phụ lục Tóm tắt nội dung luận văn -8- Danh mục hình vẽ Hình 1.1- Cáp lõi có vỏ bọc Hình 1.2- Cáp khô lõi điện áp cách điện XLPE Hình 1.3- CÊu tróc cđa Polyvinyl chloride (PVC) H×nh 1.4- CÊu trúc Polyethyethyle (PE) Hình 1.5- Cấu trúc phân tử XLPE Hình 1.6- Biểu đồ phát triển cáp ngầm trung áp lưới điện thủ đô Hà Nội Hình 1.7- Biểu đồ phát triển cáp giấy dầu cáp polymer lưới điện trung áp Hà Nội Hình 1.9- So sánh tình hình cố cáp dầu cáp polymer lưới điện Hà Nội Hình 1.10- Phân loại dạng cố cáp ngầm lưới điện Hà Nội Hình 1.11- Sự cố đánh thủng cách điện cáp Hình 2.1- Hệ thống đặt cáp chôn trực tiếp Hình 2.2- Hệ thống nối đất điểm Hình 2.3- Hệ thống nối đất đảo vỏ Hình 2.4- Sơ đồ khối chương trình tính toán tổn hao vỏ kim loại cáp Hình 2.5- Trường hợp bố trí cáp nối đất đầu, có hoán vị vỏ cáp Hình 2.6- Trường hợp bố trí cáp nối đất hai đầu, không hoán vị vỏ cáp Hình 2.7- Trường hợp bố trí cáp nối đất hai đầu, có hoán vị vỏ cáp Hình 3.1- Mạch tương đương dòng nhiệt cáp ngầm Hình 3.2- Nhiệt trở cáp sợi cáp đơn lõi Hình 3.3- Cơ chế tản nhiệt Hình 3.4- Trường nhiệt độ cáp đường kính d=2r, độ chôn sâu h Hình 3.5- Nhiệt trở cáp vận hành liên tục(hệ số tải k n =1) không xét đến R R hiệu ứng đất bị khô với E =const R R Hình 3.6 - ảnh hưởng khoảng cách sợi cáp mạch cáp đến -9- khả tải Hình 3.7 - ảnh hưởng chiều sâu chôn cáp đến khả tải Hình 3.8 - ảnh hưởng nhiệt suất trở đất đến khả tải cáp -1- Lời nói đầu Cáp điện lực cao áp đà sử dụng từ lâu giới nước công nghiệp phát triển Năm 1917, hệ thống cáp lực dược cách điện giấy cách điện dây dẫn rỗng, dầu làm mát chảy qua, có điện áp tới 138kV Năm 1931 cáp lực cách điện giấy tẩm dầu khí nén sử dụng cấp điện áp 66-132kV Theo thời gian cáp lực cao áp đà phát triển liên tục từ hệ thống cáp đặt ống cách điện dầu có áp lực cao đến cáp cách điện giấy tẩm dầu đến chủ yếu cáp cách điện rắn polymer XLPE,EPR Tại Việt Nam cáp cách điện XLPE đà bắt đầu sử dụng từ cuối năm 80 kỷ XX ngày lưới điện phân phối,truyền tải sử dụng cáp cách điện XLPE đà trở lên phổ biến, thay hoàn toàn cáp cách điện giấy dầu có nhiều ưu điểm trội vận hành Trải qua thời gian vận hành 15 năm đà có số công trình nghiên cứu, đánh giá cáp cách điện XLPE, phần tử quan trọng hệ thống phân phối điện, ảnh hưởng lớn đến tiêu kinh tế, kỹ thuật chất lượng điện cung ứng cho hộ dùng điện Tuy nhiên vấn đề thiết kế, lắp đặt cáp ngầm nước ta chưa đưa nghiên cứu cách có hệ thống Sự cần thiết việc nghiên cứu vấn đề liên quan đến đường cáp ngầm cao áp cần thiết việc sử dụng cáp ngầm 22kV, 110kV dự án cải tạo phát triển lưới điện thành phố lớn trở nên phổ biến Trong luận văn tập trung đề cập nghiên cứu ảnh hưởng việc lắp đặt cáp đến khả tải cáp ngầm biện pháp nâng cao khả tải cáp ngầm, từ rút kết luận, kiến nghị việc lắp đặt, vận hành hệ thống cáp ngầm nhằm tăng khả truyền tải, giảm cố cáp kéo dài tuổi thọ cáp điện Toàn nội dung luận văn trình bày với nội dung sau : -2- Tổng quan hệ thống cáp ngầm,tình hình phát triển thống kê cố hệ thống cáp ngầm Hà nội ảnh hưởng việc lắp đặt cáp cách điện XLPE đến khả tải cáp ngầm Các biện pháp nâng cao khả tải cáp cách điện XLPE tính toán dòng tải theo chế độ nhiệt cho cáp cách điện XLPE Để hoàn thành luận văn vô biết ơn hướng dẫn, đạo tận tình giúp đỡ PGS.TS Nguyễn Đình Thắng, môn Hệ thống điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin bày tỏ biết ơn anh chị em đồng nghiệp Trường Đại học Điện lực, Viện Năng Lượng, Trung tâm Tư vấn thiết kế điện đà bảo giúp đỡ đóng góp ý kiến cho luận văn Do tài liệu tham khảo khả nghiên cứu nhiều hạn chế nên chắn không tránh khỏi sai sót định Tôi kính mong nhận bổ sung, góp ý hoàn thiện nội dung từ thầy cô giáo, chuyên gia, bạn bè đồng nghiệp cho luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2006 Học viên Nguyễn Tuấn Hoàn Luận văn tốt nghiệp cao học - 10 - Chương : Tổng quan hệ thống cáp ngầm,Tình hình phát triển thống kê cố Trong hệ tHống cáp ngầm Hà nội Giới thiệu chung cáp điện Cáp dây dẫn điện mềm bọc cách điện bọc vỏ kim loại để ngăn chặn tác dụng bên cách điện chênh lệch nhiệt độ cao, ngâm nước Trong trình vận hành cáp phải chịu thay đổi nhiệt độ lớn dòng điện làm việc điều kiện nhiệt độ môi trường Khi đà lắp đặt xong, cáp phải vận hành tin cậy nhiều thập niên Cấu tạo cáp gồm hay nhiều dây dẫn , cách điện đất lõi với nhau, vỏ kim loại lớp bọc bảo vệ Dây dẫn (lõi) Vỏ bọc Cách điện Hình 1.1- Cáp lõi có vỏ bọc Đối với cáp ngầm, sử dụng lõi nhôm, có tính dẫn điện kém, phải dùng cáp tiết diện lớn tính tản nhiệt tốt Điều làm tăng chi phí lắp đặt đường cáp Do ®ã, ngµy th­êng sư dơng ®ång, cã tÝnh dÉn điện tốt, làm lõi dẫn cho cáp ngầm Khi yêu cÇu lâi dÉn tiÕt diƯn lín 600 2 800mm (tiết diện tiêu chuẩn cáp dầu khoảng 1000mm ), đặc tính chịu P P P P uốn học lõi dẫn cần phải tăng cường Lõi dẫn tròn, bện, nén, chia múi thường sử dụng rộng rÃi Loại lõi dẫn bao gồm kết hợp nhiều múi dạng nén, cách điện với vật liệu cách điện, ví dụ giấy cách điện Cáp dầu đơn lõi có ống dầu trung tâm, gọi lõi dẫn bện, tròn, rỗng Loại lõi dẫn bị ảnh hưởng hiệu ứng bề mặt lớn so Nguyễn Tuấn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tốt nghiệp cao học 17 19 - 73 - Độ chôn sâu cáp 1,5 m Nhiệt độ lõi cáp vận hành liên tục 90 Nhiệt độ lõi cáp vận hành tải 105 Dạng nối đất vỏ cáp P P C P C P đảo pha, nối đất qua hạn chế điện áp Nối đất vỏ cáp dây nối đất cách ly Về chế độ thời tiết, điều kiện nhiệt độ, ®é Èm, st trë nhiƯt cđa ®Êt ®­ỵc lÊy theo hai tháng đại diện cho hai mùa : th¸ng cho mïa nãng Èm, th¸ng cho mïa lạnh Các thông số điều kiện khí hậu trình bày bảng 3.9 Bảng 3.9 Các điều kiện thời tiết địa hình khu vực Hà Nội Các điều kiện Tháng Tháng Ýt m­a M­a nhiỊu Kh« Èm nhiỊu ρE 1,5 0,9 TU 20 30 Thông số Điều kiện thời tiết Tình trạng đất Suất trở nhiệt(K.m/W) R Nhiệt độ đất độ sâu 1,5m(0C)-giá trị max P P R 3.2.2.1 Tính dòng tải tuyến cáp chế độ bình thường Theo kết tính toán công suất lưới điện Hà Nội gia đoạn 2010, mạch cáp ngầm Thành Công-Phương Liệt phải đảm bảo tải lâu dài cho phép với dòng tải khoảng750 A Căn vào số liệu đà có từ bảng phụ lục 1, ta tính khả tải cáp theo hệ số k(công thức 3-2) Dòng tải(I Z ) đường cáp 110kV Thành R R Công-Phương Liệt sau : Bảng 3.10- Tính dòng tải bình thường đường cáp theo hệ số k stt Mô tả Đơn vị Tiết diện cáp Dòng tải định mức cáp A 1320 Hệ số chắn - 0,93 Nguyễn Tuấn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tốt nghiệp cao học - 74 - Hệ số chiều sâu chôn cáp - 0,95 HƯ sè nhiƯt ®é ®Êt - 0,93 HƯ sè nhiƯt trë st cđa ®Êt - 0,93 Hệ số khoẳng cách sợi cáp - 1,07 Hệ số mạch cáp - 0,85 Hệ số cấu hình môi trường đặt cáp - 0,9 Khả tải A 747 Như với khả tải định mức mạch cáp 747A , tương ứng với hệ số tải khoảng 0,8 3.2.2.2 Tính toán dòng tải theo chế độ nhiệt áp dụng công thức từ 3-8 ;3-13 ; 3-14 ; 3-15 ; 3-16 ; 3-26 ;3-33 3-34 để tính, ta có : Hàm mục tiêu : I Z =f(a) ; nhiệt độ đất T u = 200C; nhiệt độ cáp T Lcp = 900C ; R R R R P P R R P P ρ E =1,5 ; ρ x =2,5; h=1500mm ;hƯ sè t¶i k=0,8 R R R R Cho kho¶ng cách tâm cáp a thay đổi từ 100 đến 400 mm ta tính dòng tải Bảng 3.11 Giá trị P d ; R ; R ;R ;R Ci ;R i d tÝnh cho ®­êng cáp 110kV Thành công R RR R R R R R R RR R R R R RR R Phương Liệt Thông P d (W) R R số Giá trị R1 R (mm) 4,016 Nguyễn Tuấn Hoàn 0,247 R3 R Ci R Cd (K.m/W) (K.m/W) (K.m/W) (K.m/W) 0,418 0,665 0,542 R R4 R 0,881 R Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 R P d (W) R R 5,715 Luận văn tèt nghiƯp cao häc - 75 - B¶ng 3.12 – Giá trị dòng tải(I Z ) tính cho đường cáp 110kV Thành công Phương Liệ R R khoảng cách a thay đổi 100 200 250 300 350 400 ΔR x = ΔR xy 1,354 1,079 0,991 0,917 0,858 0,806 IZ 674,78 716,22 731,85 746,36 752,94 769,13 Khoảng cách tâm cáp a(mm) R R R R Căn vào số liệu bảng 3-11 ta vẽ đường cong mô tả quan khoảng cách lắp đặt cáp với dòng điện tải(I Z ) R 800 R Khả tải(IZ) 750 746 700 650 Khoảng cách sợi cáp(mm) 600 100 200 250 300 350 400 Hình 3.6 - ảnh hưởng khoảng cách sợi cáp mạch cáp đến khả tải Nguyễn Tuấn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tốt nghiệp cao học - 76 - Hàm mục tiêu : I Z =f(a) ; nhiƯt ®é cđa ®Êt T u = 200C; nhiệt độ cáp T Lcp = 900C ; R R R R P P R R P P ρ E =1,5 ; ρ x =2,5; a=300mm ;hÖ số tải k=1 R R R R Cho chiều sâu chôn cáp h thay đổi từ 500 đến 1800 mm ta tính dòng tải Bảng 3.13 Giá trị dòng tải(I Z ) tính cho đường cáp 110kV Thành công Phương Liệ R R độ chôn sâu cáp thay ®ỉi 500 700 900 1000 1200 1500 1800 R4 0,617 0,698 0,759 0,784 0,827 0,881 0,924 ΔP d 4.655 4,98 5,225 5,326 5,498 5,715 5,887 ΔR x = ΔR xy 0,496 0,622 0,719 0,755 0,831 0,917 0,991 IZ 697,74 717,91 746,52 772,14 769,37 746,36 715,48 Chiều sâu chôn cáp h(mm) R R R R R R Căn vào số liệu bảng 3-12 ta vẽ đường cong mô tả quan chiều sâu chôn cáp với dòng điện tải(I Z ) R R Khả tải(IZ) 870 850 830 810 790 770 750 747 Chiều sâu chôn đường cáp (m) 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 Hình 3.7 - ảnh hưởng chiều sâu chôn cáp đến khả tải Nguyễn Tuấn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tốt nghiệp cao học - 77 - Hàm mục tiêu : I Z =f(a) ; nhiệt độ đất T u = 200C; nhiệt độ cáp T Lcp = 900C ; R R R R P P R R P P a=300mm ; ρ x =2,5; h=1500mm ;hƯ sè t¶i k=1 R R Cho st trë nhiƯt cđa ®Êt ρ E thay ®ỉi tõ 0,5 ®Õn 1,5 (K.m/W) ta tính dòng tải R R Bảng 3.14 Giá trị dòng tải(I Z ) tính cho đường cáp 110kV Thành công Phương Liệt kh R R suất trë nhiƯt cđa ®Êt thay ®ỉi St trë nhiƯt cđa ®Êt ρ E (K.m/W) 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 R4 0,294 0,411 0,529 0,646 0,763 0,881 IZ 850,69 824,21 790,82 782,47 769,34 746,36 R R R R Căn vào số liệu bảng 3-12 ta vẽ đường cong mô tả quan suất trở nhiệt đất với dòng điện tải(I Z ) R R Khả t¶i IZ(A) 900 800 746,36 700 600 0,5 0,7 0,9 1,1 Nhiệt trở suất đất K.m/W 1,3 1,5 Hình 3.8 - ảnh hưởng nhiệt suất trở đất đến khả tải cáp Nguyễn Tuấn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tốt nghiệp cao học - 78 - 3.2.3 Nhận xét - Khả tải đường cáp tăng lên khoảng cách sợi cáp mạch tăng lên Nhưng khoảng cách tăng lên đến giới hạn phát nhiệt cáp không làm ảnh hưởng đến Lựa chọn khoảng cách sợi cáp 300mm, khoảng cách hai mạch 400mm tối ưu với dòng tải định mức tuyến cáp Chiều rộng mương cáp liên quản 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 nên cáp lắp đặt độ sâu 1,5m mặt đất Chiều sâu chiều rộng mương cáp phụ thuộc vào 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 1700m - 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 st trë nhiƯt cđa ®Êt tõ 1,5 K.m/W xng 0,7 K.m/W cho phép tăng công suất truyền tải tuyến cáp lên khoảng % nhiệt độ môi trường 200C Kết có ý nghÜa quan P P träng, thiÕt kÕ thi c«ng tuyến cáp ngầm cần phải đặ biệt quan tâm đến môi 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 trở nhiệt nhỏ 1,2K.m/W tốt Nguyễn Tuấn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tốt nghiệp cao học - 79 - Phần kết luận Qua kết nghiên cứu, tính toán đà trình bày luận văn ta rút số kết luận sau đây: - Hiện cấp điện áp 22kV trở lên, phần lớn sử dụng cáp XLPE so với cáp dầu, cáp XLPE có nhiều ưu điểm như: khả mang tải, có khả chịu nhiệt cao, không gây ảnh hưởng môi trường rò rỉ dầu, trọng lượng nhẹ nên thuận lợi việc vận chuyển thi công lắp đặt - Theo số liệu thực tế thống kê tình hình cố hệ thống cáp ngầm lưới điện Hà Nội cáp cách điện XLPE nhỏ so với cáp dầu, nguyên nhân gây cố cho cáp cách điện XLPE việc xây dưng công trình ngầm đào phải cáp chủ yếu nguyên nhân hỏng cáp hộp nối cáp Mặt khác phần lớn công trình thi công cáp ngầm thiết bị thi công đào rải cáp thiếu, lạc hậu, sử dụng chủ yếu lao động thủ công Cách khắc phục cần phải tăng cường phương tiện thi công giới lắp đặt cáp ngầm thiết bị đào rÃnh cáp, máy rải cáp, dụng cụ chống xoắn cáp kéo rải cáp rulô, dòng rọc định hướng v.v để giảm thiểu nhỏ cố xảy với cáp trình thi công - 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 Việc chọn cấu hình bố trí cáp, cách thức lắp đặt cáp, điện trở vật liệu độn lấp rÃnh cáp hợp lý tăng cường khả tải cáp, kéo dài tuổi thọ cáp ngầm - Khi đà giảm khoảng cách lắp đặt cáp tới mức tới hạn mà tổn thất không giảm ta phải xem xét cách hoán vị vỏ cáp Cả hai trường hợp cáp đặt nằm ngang hay đặt đỉnh tam giác tổn hao giảm hoán vị vỏ, cáp đặt theo cấu hình tam giác có tổn hao nhỏ đặt nằm ngang thi công phức tạp Theo thực tế lắp đặt, vận hành đặt theo cấu hình Nguyễn Tuấn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tốt nghiệp cao häc - 80 - tam thÝch hỵp cho tun cáp có chiều dài tương đối ngắn, dùng trạm biến áp, nhà máy điện - Các biện pháp nâng cao khả tải cáp sử dụng loại cáp có tổn thất vỏ bé, sử dụng chất độn có nhiệt trở bé, làm ẩm vật liệu xung quanh cáp, tăng truyền nhiệt bố trí cáp hợp lý, sử dụng hệ thống làm mát cưỡng sử dụng vật liệu làm ẩm chất độn có suất trở nhiệt nhỏ = 1K.m/W cách dễ thực cho hiệu tốt Bản luận văn đà đề cập vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng việc lắp đặt cáp tới khả mang tải cáp, tính toán đến khả tải cáp theo lý thuyết chế độ nhiệt từ rút đánh giá nhận xét việc lắp đặt, việc tăng khả truyền tải cho cáp ngầm cách điện XLPE Hướng nghiên cứu cáp ngầm lưới ®iƯn sÏ lµ mét sè néi dung chÝnh nh­ sau : - ảnh hưởng điện, từ trường mạch cáp chạy song song - Tổng hợp phân tích số liệu thực tế cố hệ thống cáp điện ảnh hưởng môi trường khí hậu nhiệt độ, dông sét, mưa lụt để từ có cách thiết kế, thi công vận hành hệ thống cáp tối ưu - Nghiên cứu ứng dụng phương pháp để dò tìm cố xử lý cố cáp ngầm, nâng cao khả vận hành cung cấp điện hệ thống cáp - Đánh giá tình trạng cố hệ thống cáp điện lực tác động môi trường Nguyễn Tuấn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tốt nghiệp cao học - 81 - Tài liệu tham khảo [1] Pts Nguyễn Đình Thắng, Điện từ trường phát nhiệt hệ thống cáp đơn lưới điện cao áp ba pha , Tạp chí Điện lực, 6-1997,71997 [2] T.sVũ Thanh Hải, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học nghiên cứư tác động qua lại yếu tố môi trường khí hậu trình lÃo hoá cách điện cáp điện lực hệ thống điện Việt Nam, Viện Năng Lượng, Hà nội 2004 [3] Edward B.Kurtz, JamesE.Mack, The lineman’s Cableman’s Handbook”,Ninth Edition, 1992, tr.416-472 [4] J Densley, “ Aging and Diagnostics in Extruded Insulations for Power Cables”, Proc 5th ICSD, pp.1-15, 1995 [5] Võ Viết Đạn, Kỹ thuật điện cao áp, ĐHBK Hà nội, 1972 [6] Báo cáo, Phát triển mạng lưới cáp ngầm thành phố Hà nội, Hội thảo cáp ngầm, Hà nội 2003 [7] Võ Hoài Nam, Thiết kế hệ thống cáp ngầm cao áp nghiên cứu vấn đề đảo pha nối đât, Luận văn thạc sĩ 2004, ĐHBK HN [8] Cẩm nang tra cứu vật liệu điện [9] TS.Nguyễn Đình Thắng, Vật liệu Kỹ thuật điện, NXB KHKT, 2006 Nguyễn Tuấn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tốt nghiệp cao học Phụ lục : Chương trình tÝnh to¸n tỉn hao vá c¸p Program TinhToanAnhHuongLapDatCapToiTonHaoVoCap; Uses crt; Const Rv = 24.13E-6;{Ohm/m} Rl = 0.62E-6;{Ohm/m} R = 0.041;{cm} I = 590;{A} Mh=1.38E-9; vtgoc=314; h=0.231{heso}; A1deu=3; A2deu=0.417; A1g=6; A2g=0.083; A1b=1.5; A2b=0.27; Var a: integer; (*Cac ham danh cho truong hop Cap noi dat hai dau khong hoan vi pha*) Function M(a:integer):real; Begin M:=6.28*1E-9*ln(a/R);end; Function P(a:integer):real; Begin P:=Rv/vtgoc/(M(a)+Mh);end; Function Q(a:integer):real; Begin Q:=Rv/vtgoc/(M(a)+Mh/3);end; Function m0(a:integer):real; Begin m0:=sqr(vtgoc*M(a))/(sqr(Rv)+sqr(vtgoc*M(a)));end; Function m1(a:integer):real; Begin m1:=(sqr(P(a))+3*sqr(Q(a))+2*sqrt(3)*(P(a)-Q(a))+4/ Nguyễn Tuấn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tèt nghiÖp cao häc (4*(sqr(P(a))+1)*(sqr(Q(a))+1)))*1e-2;end; Function m2(a:integer):real; Begin m2:=1/(sqr(Q(a))+1);end; Function m3(a:integer):real; Begin m3:=(sqr(P(a))+3*sqr(Q(a))-2*sqrt(3)*(P(a)-Q(a))+4/ (4*(sqr(P(a))+1)*(sqr(Q(a))+1)))*1e-2;end; Function y1(m:real):real; Begin y1:=m*Rv/Rl;end; (*Duong cap noi dat hai dau co hoan vi vo*) Function y2(a:integer):real; Var x:real; Begin X:=2*vtgoc*1E-9*h*ln(a/R); Y2:=(Rv/Rl)*(1/(1+sqr(Rv/X)))*1e2;end; (*Duong cap noi mot dau co hoan vi vo*) Function y3(a:integer;A1,A2:real):real; Var x:real; Begin X:=2*vtgoc*1E-9*ln(a/R); Y3:=(A1*Rv/1e-3/Rl*sqr(R/a)*(1+A2*sqr(R/a))/(sqr(Rv/X)+(5*R)/a)); end; Begin clrscr; Writeln('Anh huong cua khoang cach lap dat cap den ton hao vo'); Writeln('- Dong dien tai: 590 A'); Writeln('- Do chon sau cap : 80(cm)'); Writeln('- Nhiet dat: 20 C'); Ngun Tn Hoµn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tốt nghiệp cao học Writeln('Duong cap noi dat hai dau khong co hoan vi vo'); Writeln(' -'); Writeln('/ a(cm) / TamGiacDeu / MatPhangNgang Writeln('/ / / -/'); Writeln('/ / / m1 / m2 / /'); m3 /'); Writeln(' -'); for a:=5 to 50 Begin if a mod 20 = then readln; Writeln('/',a:5,' /',y1(m0(a)):12:3,' y1(m2(a)):8:3,' /',y1(m3(a)):8:3,' /',y1(m1(a)):8:3,' /', /'); end; readln; clrscr; Writeln(' -TIEP TUC '); Writeln('Duong cap noi dat hai dau co hoan vi vo'); Writeln(' -'); Writeln('/ a(cm) / Writeln('/ TonHao / /'); /'); Writeln(' -'); for a:=5 to 50 Begin if a mod 20 = then readln; Writeln('/',a:5,' /',y2(a):12:3,' /'); end; readln; clrscr; Writeln(' -TIEP TUC '); Writeln('Anh huong cua khoang cach lap dat cap den ton hao vo'); Writeln('- Dong dien tai: 590 A'); Nguyễn Tuấn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tốt nghiệp cao học Writeln('- Do chon sau cap : 80(cm)'); Writeln('- Nhiet dat: 20 C'); Writeln('Duong cap noi dat mot dau co hoan vi vo'); Writeln(' '); Writeln('/ a(cm) / TamGiacDeu / MatPhangNgang /'); Writeln('/ / / /'); Writeln('/ / / Giua / Bien /'); Writeln(' '); for a:=5 to 50 Begin if a mod 20 = then readln; Writeln('/',a:5,' /',1e3*y3(a,A1deu,A2deu):12:3,' 1e3*y3(a,A1g,A2g):8:3,' /', 1e3*y3(a,A1b,A2b):8:3,' /'); end; readln; clrscr; Writeln(' -Het '); End NguyÔn TuÊn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 /', Luận văn tốt nghiệp cao học Phu lực : Bảng hệ sè thùc nghiƯm ®Ĩ thiÕt kÕ lùa chän cho tun cáp 110kV Thành Công- Phương Liệt Bảng 1- Hệ số K Chọn theo tiết diện chắn R R Tiết diện cáp (mm2) P Tiết diện chắn P Đồng Nhôm 50 95 150 300 185 300 1,01 0,99 0,97 300 500 1,02 0,98 0,95 500 800 1,03 0,97 0,92 630 1200 1,04 0,96 0,90 800 2000 1,06 0,94 0,87 1200 - 1,08 0,93 0,84 B¶ng 2- HƯ sè K – Chọn theo chiều sâu chôn cáp R Chiều sâu(m) Hệ sè K R R 0,5 0,7 0,9 1,2 1,5 1,8 1,1 1,05 1,01 0,98 0,95 0,92 B¶ng 3- HƯ sè K – Chän theo nhiƯt ®é ®Êt R R NhiƯt ®é ®Êt(0C) NhiƯt ®é c¸p( C) P P 10 15 20 25 30 35 40 45 90 1,07 1,04 0,93 0,90 0,89 0,86 0,82 0,80 65 1,11 1,05 0,94 0,88 0,82 0,74 0,66 P P B¶ng 4- HƯ sè K – Chän theo ®iƯn trë cđa ®Êt R R NhiƯt trë ®Êt(K.m/W) 0,7 1,2 1,5 2,0 2,5 3,0 HÖ sè K 1,14 0,97 0,3 0,84 0,74 0,67 R NguyÔn TuÊn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 Luận văn tốt nghiệp cao häc B¶ng 5- HƯ sè K – Chän theo phụ thuộc vào khoảng cách sợi R R cáp Khoảng cách pha (mm) De De+7 200 250 300 350 400 HÖ sè K 0,93 1,03 1,05 1,07 1,08 1,1 R Ghi chó De : đường kính cáp Các số áp dụng cho nối đất vỏ cáp đầu nối đất vỏ cáp đảo pha Bảng 6- Hệ số K Chọn theo khoảng cách mạch R R Số mạch Khoảng cách mạch(mm) 100 0,76 0,67 0,59 0,55 0,51 0,49 0,47 0,46 200 0,81 0,71 0,65 0,61 0,58 0,56 0,53 0,52 400 0,85 0,77 0,72 0,69 0,66 0,64 0,63 0,62 600 0,88 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 ®Õn 2000 0,96 0,93 0,92 0,91 0,91 0,91 0,90 0,90 B¶ng 7- HƯ số K Chọn theo phương pháp lắp đặt cáp R R Cáp 1pha đặt thẳng đứng mương cáp Cáp 1pha đặt nằm ngang mương cáp Cáp pha đặt ống 1,0 0,9 0,9 Nguyễn Tuấn Hoàn Cao học HTĐ Khoá 2004-2006 ... nghiên cứu ảnh hưởng việc lắp đặt cáp đến khả tải cáp ngầm biện pháp nâng cao khả tải cáp ngầm, từ rút kết luận, kiến nghị việc lắp đặt, vận hành hệ thống cáp ngầm nhằm tăng khả truyền tải, giảm... Chương : ảnh hưởng lắp đặt hệ thống cáp cách điện 27 XLPE đến khả tải cáp Các cấu hình bố trí cáp phương pháp lắp đặt hệ thống cáp ngầm 27 -4- 1.1 Các cấu hình bố trí cáp ngầm 27 1.1.1 Cáp bố trí... Hà nội ảnh hưởng việc lắp đặt cáp cách điện XLPE đến khả tải cáp ngầm Các biện pháp nâng cao khả tải cáp cách điện XLPE tính toán dòng tải theo chế độ nhiệt cho cáp cách điện XLPE Để hoàn thành