Lựa chọn thông số cấu trúc và các giải pháp nâng cao chất lượng điện năng của hệ thống cung cấp điện đô thị

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -§§§ - Nguyễn Tuyển Tâm LỰA CHỌN THÔNG SỐ CẤU TRÚC VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ðIỆN NĂNG CỦA HTCCððT Chuyên ngành: Hệ thống ñiện LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH ðIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS ðặng Quốc Thống Hà nội - 2008 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU MỞ ðẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH LỰA CHỌN CẤU TRÚC LƯỚI ðIỆN ðÔ THỊ 1.1 Tổng quan lưới ñiện ñô thị 1.2 Xu hướng phát triển HTCCððT .5 1.3 Các phương pháp tính tốn quy hoạch lưới điện thị .9 1.4 Lựa chọn thông số cấu trúc HTCCððT 10 1.4.1 Các giả thiết quy ước chung cho toán 10 1.4.2 Lựa chọn cấu trúc hợp lý lưới hạ áp HTCCððT 13 1.4.3 Lựa chọn thiết diện chiều dài cáp hạ áp 17 1.4.4 Lựa chọn cấu trúc hợp lý TBATG 22 CHƯƠNG LỰA CHỌN THÔNG SỐ CẤU TRÚC LƯỚI ðIỆN HẠ ÁP ðÔ THỊ KHI XÉT ðẾN CHỈ TIÊU GIÁ ðẤT ðÔ THỊ 26 2.1 ðặt vấn ñề 26 2.2 Các giả thiết tính tốn 27 2.2.1 Lựa chọn sơ ñồ cấu trúc chung lưới hạ áp HTCCððT 27 2.2.2 Các giả thiết tính tốn 27 2.2.3 Lựa chọn thông số cấu trúc LHA theo tiêu chuẩn kỹ thuật 28 2.2.4 Lựa chọn thông số cấu trúc LHA theo giản ñồ khoảng chia kinh tế sử dụng hàm chi phí vịng đời xét đến tiêu giá đất thị 35 CHƯƠNG LỰA CHỌN THƠNG SỐ CẤU TRÚC LƯỚI ðIỆN TRUNG ÁP ðÔ THỊ KHI XÉT ðẾN CHỈ TIÊU GIÁ ðẤT ðÔ THỊ 46 3.1 ðặt vấn ñề 46 3.2 Các giả thiết tính tốn 46 3.2.1 Lựa chọn sơ ñồ cấu trúc chung lưới trung áp HTCCððT .46 3.2.2 Các giả thiết tính tốn 47 3.2.3 Lựa chọn thông số cấu trúc LTA .47 CHƯƠNG LỰA CHỌN THÔNG SỐ CẤU TRÚC LƯỚI ðIỆN CAO ÁP ðÔ THỊ 62 4.1 ðặt vấn ñề 62 4.2 Lựa chọn sơ ñồ cấu trúc tính tốn lưới cao áp HTCCððT 62 4.3 Các giả thiết tính tốn 65 4.4 Lựa chọn thông số cấu trúc lưới cao áp 66 4.4.1 Chiều dài tồn đường dây cao áp 66 4.4.2 Số lượng TBAKV chiều dài lộ ðDCA 68 4.4.3 Chọn tiết diện ñường dây cao áp .69 4.4.4 Giản ñồ khoảng chia kinh tế lựa chọn công suất TBAKV 76 CHƯƠNG ðÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ðIỆN NĂNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ðIỆN NĂNG CỦA HỆ THỐNG CCððT .81 5.1 Khái niệm chất lượng ñiện .81 5.2 Các tiêu chuẩn chất lượng ñiện 84 5.2.1 ðộ lệch ñiện áp 84 5.2.2 ðiều chỉnh ñiện áp theo ñộ lệch .85 5.3 Các giải pháp nâng cao chất lượng ñiện cho HTCCð 88 5.3.1 Nâng cao hệ số công suất cosφ 88 5.3.2 Khái niệm bù công suất phản kháng .88 5.3.3 Bù tự nhiên công suất phản kháng 89 5.3.4 Bù nhân tạo công suất phản kháng 90 5.3.5 Bù công suất phản kháng tụ ñiện 91 5.3.6 Những yêu cầu bù cơng suất phản kháng 93 5.4 Ví dụ tính tốn bù cơng suất phản kháng mạng phân phối 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ðDCA ðường dây cao áp ðDHA ðường dây hạ áp ðDTA ðường dây trung áp ðDRN ðường dây rẽ nhánh ðDTC ðường dây trục ðTPT ðồ thị phụ tải HTCCððT Hệ thống cung cấp điện thị HTð Hệ thống điện LCA Lưới cao áp LHA Lưới hạ áp LPP Lưới phân phối LTA Lưới trung áp MBA Máy biến áp TBA Trạm biến áp TBAKV Trạm biến áp khu vực TBAPP Trạm biến áp phân phối TBATG Trạm biến áp trung gian DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các cấp ñiện áp số HTð thị Bảng 2.1 Các thơng số ðDRN Bảng 2.2 Kiểm tra phát nóng dài hạn ðDRN Bảng 2.3 Thông số ðDTC Bảng 2.4 Kiểm tra phát nóng dài hạn ðDTC Bảng 2.5 Tiết diện ðDRN hợp lý Bảng 2.6 Tiết diện ðDTC hợp lý Bảng 2.7 Thông số máy biến áp phương án TBAPP Bảng 2.8 Công suất TBAPP hợp lý Bảng 2.9 Cơng suất TBAPP hợp lý tính đến tiêu giá đất thị Bảng 3.1 Các thơng số kỹ thuật ðDTA Bảng 3.2 Chọn tiết diện ðDTA theo phát nóng dài hạn Bảng 3.3 Tiết diện cáp trung áp chọn theo điều kiện phát nóng cố Bảng 3.4 Tổng hợp kết lựa chọn tiết diện ðDTA Bảng 3.5 Thông số MBA thuộc TBATG Bảng 3.6 Công suất TBATG hợp lý m = Bảng 3.7 Cơng suất TBATG hợp lý xét đến tiêu giá đất thị Bảng 4.1 Các thơng số kỹ thuật ðDCA Bảng 4.2 Chọn tiết diện ðDCA theo phát nóng dài hạn Bảng 4.3 Tổng hợp kết lựa chọn tiết diện ðDCA Bảng 4.4 Thông số MBA thuộc TBAKV Bảng 4.5 Công suất TBAKV hợp lý m = Bảng 5.1 Thông số tải máy biến áp Lộ 673E11 Bảng 5.2 Thơng số đường dây Lộ 673E11 Bảng 5.3 Bảng tổng kết tổn thất Lộ 673E11 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình dáng chung HTCCððT Hình 1.2 Sơ đồ HTð thị giai đoạn phát triển Hình 1.3 Cấu trúc chung TBAPP Hình 1.4 Sơ đồ khối bước tính tốn chọn thơng số cấu trúc LHA Hình 1.5 Sơ đồ cấu trúc TBATG Hình 1.6 Sơ đồ khối bước tính tốn lựa chọn thơng số cấu trúc lưới trung áp (LTA) Hình 3.1 Quan hệ LTA LHA Hình 4.1 Sơ đồ cấu trúc LCA chung TBAKV Hình 4.2 Mối liên hệ chiều dài ðDCA ðDTA Hình 4.3 Sơ đồ tính tốn tổn thất điện áp lộ ðDCA Hình 5.1 Sơ ñồ kết dây Lộ 673E11 MỞ ðẦU Cơ sở khoa học ðề tài nghiên cứu ñến việc lựa chọn thông số cấu trúc lưới hạ áp, trung áp cao áp cho hệ thống cung cấp điện thị Việc lựa chọn thông số cấu trúc hệ thống cung cấp điện thị phụ thuộc nhiều vào lịch sử phát triển thị hệ thống cung cấp điện vào điều kiện cụ thể thị Lựa chọn thơng số cấu trúc cần phải có quy hoạch tổng thể thiết kế tổng thể phải tuân theo quy hoạch tổng thể Lựa chọn thông số cấu trúc toán hợp thiết kế quy hoạch với nhiều tham số liên quan biến thiên liên tục điện áp, dịng điện, chiều dài, tiết diện, số lượng công suất trạm biến áp, giá ñiện Cơ sở thực tiễn Xuất phát từ quy hoạch tổng thể ñiều kiện cụ thể điện thị như: nguồn cung cấp, phụ tải ñiện, ñịa hình, ñặc ñiểm kinh tế - xã hội ñể ñưa phương án cung cấp ñiện, lựa chọn thiết bị ñiện cho sơ ñồ Căn vào nhu cầu sử dụng ñiện năng, chế ñộ làm việc phụ tải ñiện thành phố lớn có xét tới mật độ phụ tải khu vực mà ta lựa chọn thơng số hợp lý nhằm ñảm bảo ñộ tin cậy cung cấp ñiện cao Từ kết lựa chọn thông số cấu trúc lưới ta ñưa giải pháp nâng cao chất lượng ñiện hệ thống cung cấp điện thị Kết có ý nghĩa thực tiễn ứng dụng rộng rãi thực tế Mục đích đề tài ðưa sở lý thuyết, lựa chọn thơng số hợp lý ứng dụng thực tế như: Trạm biến áp, chiều dài, tiết diện, số lượng, công suất chủng loại thiết bị Lựa chọn thơng số hợp lý phù hợp với lưới điện thị Tùy theo loại thị mà lưới cung cấp có hình dáng khác nhiên để đạt mục tiêu ñộ tin cậy cung cấp ñiện ngày cao, tỷ lệ tổn thất ñiện thấp, quản lý vận hành thuận lợi, chi phí vận hành nhỏ ðể đạt ñược tiêu hướng chủ yếu lựa chọn cấu trúc hợp lý cho phù hợp với mật ñộ phụ tải khu vực giá ñiện Chất lượng điện khơng đảm bảo dẫn ñến thiệt hại kinh tế Vì ñề tài ñã ñưa giải pháp nâng cao chất lượng ñiện nhằm giảm tổn thất, ñảm bảo cung cấp ñiện liên tục thỏa mãn nhu cầu chất lượng ñiện CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH LỰA CHỌN CẤU TRÚC LƯỚI ðIỆN ðÔ THỊ Về phương diện sử dụng điện năng, thị nơi tập trung phụ tải lớn, đa dạng, có mối liên quan chặt chẽ lĩnh vực như: giao thông, xây dựng, văn hố, xã hội, mơi trường Từ năm 50 kỷ XX, trình cơng nghiệp hố tăng suất lao động, tốc độ thị hố giới tăng nhanh số lượng, kích thước tỉ lệ dân sống thị Trên phạm vi tồn giới tỉ lệ dân thị từ 15% đầu kỷ XX tăng ñến 50% cuối kỷ Ở nước ta nhịp độ tăng dân số thị rõ rệt Năm 1945 Hà nội nội thành có khoảng 0,15 triệu người sinh sống, tính đến ñã tăng ñến khoảng 3,3 triệu người 1.1 Tổng quan lưới điện thị Thành phần phụ tải ñiện ñô thị bao gồm công nghiệp, giao thông, sinh hoạt dân dụng cơng trình xã hội, thủ công nghiệp, nông nghiệp ngoại thành với tỉ lệ tuỳ theo mức độ phát triển thị Chẳng hạn phụ tải điện Hà nội tính đến năm 2006 có thành phần phụ tải sau: công nghiệp xây dựng 31,15%, nông nghiệp 0,29%, thương nghiệp 14,22%, tiêu dùng quản lý chiếm 43,3% loại khác 8,04% Lưới cung cấp điện thị thường với cấp ñiện áp 35 ÷ 110kV nối với hệ thống 220 ÷ 500kV lưới ñiện quốc gia Các phụ tải ñiện ñô thị ña số nối 90 - Nghiên cứu thực biện pháp điều hồ phụ tải, nâng cao hệ số cao thấp ñiểm, hệ số ñiền kín phụ tải ñảm bảo cho ñường dây trạm biến áp không bị non tải, không tải hay qúa tải - Nghiên cứu xếp, ñiều chỉnh q trình sản xuất xí nghiệp để đảm bảo cho thiết bị tiêu thụ ñiện (ñộng cơ, máy biến áp, máy hàn ) không bị thường xuyên không tải non tải Trong năm gần ñây người ta lại quan tâm ñến vấn ñề vận hành tối ưu HTð, sử dụng thiết bị ñiện có hiệu suất cao giảm mức tiêu thụ lượng, tăng cường quản lý việc tiêu thụ sử dụng điện 5.3.4 Bù nhân tạo cơng suất phản kháng Khi HTð ngày phát triển tạo thành hệ thống lớn, bao trùm khu vực rộng, ñồng thời việc tiêu thụ công suất phản kháng chiếm tỉ lệ từ 70÷80% cơng suất tác dụng Khi vấn đề bù cơng suất phản kháng thiết bị chuyên bù ñược quan tâm ñược sử dụng rộng rãi nước tiên tiến Việc tăng số lượng công suất thiết bị chuyên bù làm giảm truyền cơng suất phản kháng đường dây phần tử có dịng điện qua dẫn ñến làm giảm tổn thất ñiện áp, ñiện năng, giảm tiết diện dây dẫn củng cố chất lượng nguồn ñiện tiêu chí khác Tuy nhiên bù làm tăng vốn ñầu tư ñặt thiết bị bù tổn thất công suất thiết bị bù Do việc bù cơng suất phản kháng thiết bị chuyên bù cần ñược cân nhắc kỹ kinh tế - kỹ thuật Trong hệ thống ñiện, bù công suất phản kháng phân làm loại: - Bù kỹ thuật: Bù lượng công suất phản kháng định để đảm bảo cân cơng suất phản kháng hệ thống điện, cơng suất phải điều chỉnh để thích ứng với chế ñộ vận hành khác 91 hệ thống ñiện Cơng suất phản kháng máy phát điện thiết bị bù (máy bù ñồng bộ) phải lớn so với yêu cầu phụ tải chế ñộ cực ñại ñể dự phòng cho cố - Bù kinh tế: Mục tiêu bù ñể nâng cao hiệu kinh tế mạng ñiện Nguyên trình vận hành cơng suất phản kháng cịn thiếu cục cần phải bù thêm, khu bù cưỡng lượng công suất phản kháng đáng kể phải lưu thơng lưới phân phối gây tổn thất công suất tổn thất ñiện lớn Khi bù kinh tế ta cần tính tốn để đạt lợi ích kinh tế thu được, mặt ngun tắc lợi ích kinh tế thu ñược việc lắp ñặt thiết bị bù lớn chi phí lắp đặt việc bù kinh tế thực 5.3.5 Bù cơng suất phản kháng tụ ñiện Ưu khuyết ñiểm bù cơng suất phản kháng tụ điện Tụ điện thiết bị chuyên bù phát công suất phản kháng Công suất chế tạo tụ tuỳ thuộc vào cấp điện áp Có thể ghép chúng thành tụ điện có cơng suất, điện áp theo u cầu Bộ tụ điện thường đóng vào lưới pha theo sơ đồ tam giác hay hình Khi cắt tụ cần phải phóng lượng tích chúng qua ñiện trở nối với tụ Trị số điện trở phóng điện cần phải đảm bảo khơng xuất ñiện áp cực tụ cắt tụ khỏi lưới Các nghiên cứu ñã chứng minh hiệu kinh tế sử dụng tụ ñiện tĩnh ñể bù công suất phản kháng lưới phân phối tốt so với sử dụng phương tiện bù khác So với máy bù đồng bộ, tụ bù có ưu điểm sau: 92 - Chi phí tính cho kVAr rẻ máy bù ñồng bộ, ưu ñiểm bật dung lượng ñặt ban ñầu lớn, cơng suất hộ dùng điện tăng lên - Tổn thất công suất tác dụng tụ ñiện bé khoảng 0,3÷0,5 W/VAr nhiều trường hợp tính tốn bỏ qua, máy bù đồng tương đối lớn khoảng 1,33÷3,2 W/VAr tuỳ theo cơng suất định mức máy - Vận hành ñơn giản, ñộ tin cậy cao máy bù đồng - Về mặt lý thuyết có cơng suất tụ không hạn chế cách tổ hợp tụ cịn máy bù đồng có cơng suất hạn chế - Lắp đặt đơn giản, phân nhiều cụm ñể lắp rải lưới phân phối nên ñạt hiệu cao, cải thiện ñường cong phân bố điện áp tốt Chi phí quản lý, vận hành nhỏ, bảo dưỡng, sửa chữa ñơn giản So với máy bù đồng bộ, tụ bù có khuyết điểm sau: - Máy bù đồng điều chỉnh trơn cịn tụ điều chỉnh theo cấp - Máy bù phát tiêu thụ cơng suất phản kháng, tụ điện phát cơng suất phản kháng - Cơng suất phản kháng tụ ñiện phát phụ thuộc vào ñiện áp vận hành, dễ hư hỏng bị ngắn mạch, áp - ðể ñiều chỉnh trơn tụ ñiện người ta dùng thiết bị bù có ñiều khiển (SVC) Tuy nhiên giá chúng cao, chưa thể sử dụng cho lưới phân phối ñược 93 ðể bảo vệ áp kết hợp ñiều chỉnh tụ bù theo ñiện áp người ta lắp ñặt ñiều khiển ñể ñóng cắt tụ theo ñiện áp Với ưu ñiểm vượt trội so với máy bù ñồng bộ, ngày phần lớn người dùng tụ ñiện tĩnh ñể bù công suất phản kháng mạng phân phối 5.3.6 Những yêu cầu bù cơng suất phản kháng Những u cầu sau ln phải đảm bảo tốn bù cơng suất phản kháng lưới phân phối chế ñộ ñối xứng với dòng ñiện xoay chiều tần số Trong u cầu khơng xét đến chế độ khơng đối xứng, khơng sin chế ñộ phụ tải biến thiên nhiều Lựa chọn cơng suất, vị trí lắp đặt chế độ làm việc thiết bị bù thiết phải ñảm bảo tính kinh tế cao với việc tuân thủ ràng buộc kỹ thuật Khi thiết kế, thiết bị bù ñược chọn ñồng thời với tất phần tử mạng, phần tử ñược chọn nhỏ có tính đến việc bù cơng suất phản kháng Những yêu cầu kỹ thuật cần bảo ñảm: a Chế ñộ cho phép ñiện áp mạng phân phối b Dịng điện phụ tải cho phép tất phần tử lưới ñiện c Ở phương thức phụ tải cực tiểu cắt số cắt hồn tồn tụ bù để giảm cơng suất phản kháng Chế độ làm việc nguồn cơng suất phản kháng phải giới hạn cho phép d ðảm bảo đủ cơng suất phản kháng dự trữ cần thiết nút mạng ñiện 94 e ðảm bảo ổn ñịnh tĩnh ổn ñịnh ñộng mạng ñiện hộ tiêu thụ Chỉ tiêu kinh tế cực tiểu hàm chi phí Những thiết bị bù ñã ñược xác ñịnh thiết kế phải lắp đặt theo trình tự định Khi khơng có thiết bị bù khơng đủ dung lượng bù khơng cho phép việc đóng vào lưới phụ tải ñiện Việc lựa chọn thiết bị bù phải tiến hành chế độ tiêu thụ cơng suất phản kháng cực ñại mạng ñiện ñược thiết kế ðể vận hành kinh tế thiết bị bù, phần thiết bị bù phải ñược trang bị thiết bị điều chỉnh cơng suất phản kháng phát tương ứng với nhiệm vụ ñiều chỉnh ñiện áp thay ñổi phụ tải phản kháng lưới Tổng công suất tụ điện khơng điều chỉnh ngun tắc khơng ñược vượt qúa phụ tải phản kháng cực tiểu lưới 5.4 Tính tốn bù cơng suất phản kháng mạng phân phối Giả sử ta tính tốn ví dụ cho Lộ 673E11 Các thơng số cụ thể đường dây trạm biến áp Lộ 673E11 sau: Bảng 5.1 Thông số tải máy biến áp Lộ 673E11 Công suất(kVA) P (kW) Q (kVAr) Cty Vệ Sinh 100 55.8 65.24 Dược phẩm B.Braun I 560 321.2 199.06 Dược phẩm B.Braun II 800 491.2 304.42 Dược phẩm Hào Nam 560 281.2 174.27 La Thành 630 317.6 238.2 Tên Trạm 95 Tên Trạm Công suất(kVA) P (kW) Q (kVAr) Chợ ô chợ dừa 400 210.6 130.52 Khâm Thiên Ô 750 482.5 643.33 La Thành 630 401.6 354.18 Cục QT Ngân Hàng 400 204.6 310.68 La Thành 320 187.6 140.7 La Thành 400 204.8 273.07 Ngõ 332 ðê La Thành 250 180.6 111.93 Cột ngõ chợ 630 401.6 354.18 Ngõ 10 Chợ Khâm Thiên 630 421.6 371.82 Ngõ Chợ Khâm Thiên 630 381.6 336.54 Chợ Xây Khâm Thiên 1000 655.2 406.06 DDK 671E11 Chỵ Xây Khâm Thiên 11 X - 1000 18 CTy BRAUN1 X - 1000 RMU - M CTy BRAUN2 K - 1000 RMU - M D−ỵc PhÈm Hào Nam 17 X-560 19 10 La thành T-630 Ngâ 10 Chỵ Khâm Thiên T-630 é DK 671E11 Dao 11A La thành Khâm Thiên Ơ X-750 14 16 CTy VƯ Sinh T - 320 677E11 15 Chợ Ô Chợ Dừa X - 400 RMU - M La thành T-320 Dao 9B Nguy?n Luong B?ng 12 THANH CÁI E11 332 La thành La thành T-250 T-400 675 E11 673E11 Ngõ Chợ Khâm Thiên T-630 Cục QT NgânHng C - 400 RMU 13 La thành X-630 Hình 5.1 Sơ đồ kết dây Lộ 673E11 Dao 34 La thành Cét Ngâ Chỵ T-630 96 Bảng 5.2 Thơng số đường dây Lộ 673E11 Nút cuối Loại dây Thanh C2 E11 Dao 11A La Thành Dao 11A La Thành Rẽ Cty Vệ Sinh Rẽ Cty Vệ Sinh Cty Vệ Sinh XLPE M3x240 XLPE M3x240 XLPE M3x240 XLPE M3x240 XLPE M3x240 XLPE M3x240 AC-120 XLPE M3x240 AC-120 XLPE M3x240 AC-120 XLPE M3x240 XLPE M3x240 AC-120 AC-120 Nút ñầu Dược phẩm B.Braun I Dược phẩm B.Braun II Rẽ Cty Vệ Sinh Dược phẩm B.Braun I Dược phẩm B.Braun II Dược phẩm Hào Nam La Thành La Thành Chợ Ô chợ Dừa La Thành Rẽ Khâm Thiên Ô Rẽ Kh.Thiên Ô Rẽ Kh.Thiên Ô Khâm Thiên Ô Rẽ La Thành La Thành Rẽ Cty Vệ Sinh La Thành Rẽ La Thành La Thành La Thành Rẽ La Thành Cục QT Ngân Hàng La Thành La Thành Ngõ 332 ðê La Thành AC-120 Chiều dài(m) ðiện trở(Ω) ðiện kháng(Ω) 1436 0.14 0.12 952 0.09 0.08 128 0.01 0.01 145 0.01 0.01 65 0.01 0.01 25 0.002 0.002 918 0.25 0.34 54 0.01 0.00 872 0.24 0.32 25 0.002 0.002 461 0.12 0.17 40 0.004 0.004 120 0.01 0.01 637 612 0.17 0.17 0.23 0.22 325 0.09 0.12 97 Nút ñầu Ngõ 332 ðê La Thành Nút cuối Loại dây Chiều dài(m) ðiện trở(Ω) ðiện kháng(Ω) Cột Ngõ Chợ AC-120 386 0.10 0.14 279 0.03 0.02 137 0.01 0.01 387 0.04 0.03 Ngõ 10 Chợ Khâm Thiên Ngõ 10 Chợ Ngõ Chợ Khâm Thiên Khâm Thiên Ngõ Chợ Khâm Chợ Xây Khâm Thiên Thiên Cột Ngõ Chợ XLPE M3x240 XLPE M3x240 XLPE M3x240 - Tổn thất cơng suất, tổn thất điện tổn thất điện áp đường dây tính sau: Ta có: ∆S = ∆P + j∆Q; S = P + jQ Trong đó: P, Q: Cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng đường dây ∆P, ∆Q: Tổn thất công suất tác dụng, công suất phản kháng ñường dây Tổn thất công suất ñường dây: ∆PD = P2D + Q2D P2D + Q2D R (kW) ; ∆Q = X (kVAr) D 103.U 103.U Tổn thất ñiện ñường dây: ∆AD = ∆PD.τ Trong đó: ∆AD: Tổn thất điện đường dây ∆PD: Tổn thất cơng suất lớn đường dây 98 τ = (0,124 + 0,0001.Tmax)2.8760: Thời gian tổn thất cơng suất lớn đường dây Tổn thất điện áp lớn đường dây tính theo công thức sau: ∆UDi = Pi Ri + Qi X i 103.U dm Trong đó: ∆UDi: Tổn thất ñiện áp ñoạn ñường dây thứ i Pi, Qi: Công suất tác dụng công suất phản kháng ñoạn ñường dây thứ i Ri, Xi: ðiện trở ñiện kháng ñoạn ñường dây thứ i - Tổn thất cơng suất, tổn thất điện tổn thất ñiện áp máy biến áp Xét cho trường hợp trạm có n máy biến áp làm việc song song ∆PB = n.∆P0 + S ∆P0.( pt )2 n S dm ∆QB = n.∆Q0 + S pt UN% n 100 S dm Tổn thất ñiện trạm tính sau: ∆AB = n.∆P0.t + S ∆P0.( pt )2.τ n S dm Trong đó: ∆PB, ∆QB: Tổn thất cơng suất tác dụng công suất phản kháng máy biến áp ∆P0, ∆Q0: Tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng không tải máy biến áp 99 ∆PN, ∆QN: Tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng ngắn mạch máy biến áp ∆AB: Tổn thất ñiện máy biến áp Sñm: Công suất ñịnh mức máy biến áp Spt: Công suất phụ tải máy biến áp Tổn thất ñiện áp máy biến áp: ∆UB% = PB RB + QB X B 100% 103.U dm Trong đó: PB, QB: Cơng suất tác dụng công suất phản kháng máy biến áp RB, XB: ðiện trở ñiện kháng máy biến áp Áp dụng cơng thức tính tốn với Lộ 673E11 ta kết sau: Bảng 5.3 Bảng tổng kết tổn thất Lộ 673E11 ðoạn Trước bù Sau bù ∆P ∆Q ∆U ∆A ∆P ∆Q ∆U ∆A 10-11 1.166 1.576 0.0143 2293.91 1.166 1.576 0.0143 2293.91 9-10 0.254 0.220 0.0015 499.63 0.212 0.184 0.0014 416.83 8-9 3.076 4.159 0.0161 6054.36 2.696 3.644 0.0147 5305.27 7-8 1.375 1.194 0.0045 2706.71 1.238 1.075 0.0042 2437.34 6-7 2.336 2.028 0.0070 4597.03 2.124 1.844 0.0066 4179.06 5-6 18.32 24.761 0.0603 36046.37 16.783 22.689 0.0572 33029.50 4-5 2.908 2.525 0.0070 5723.00 2.680 2.327 0.0067 5274.61 13-12 0.269 0.364 0.0069 529.65 0.269 0.364 0.0069 529.65 4-13 0.289 0.251 0.0024 569.73 0.289 0.251 0.0024 569.73 100 ðoạn Trước bù Sau bù ∆P ∆Q ∆U ∆A ∆P ∆Q ∆U ∆A 3-4 9.920 13.411 0.0234 19523.50 9.290 12.558 0.0225 18281.97 3-14 0.101 0.087 0.0009 197.98 0.101 0.087 0.0009 197.98 2-3 105.4 142.448 0.2082 207372.83 95.265 128.784 0.1966 187481.66 2-15 0.022 0.019 0.0007 43.28 0.022 0.019 0.0007 43.28 1-2 18.81 25.425 0.0319 37013.00 17.165 23.204 0.0303 33780.03 18-17 0.026 0.022 0.0006 50.60 0.026 0.022 0.0006 50.60 19-18 1.925 2.602 0.0199 3788.34 1.925 2.602 0.0199 3788.34 1-19 0.594 0.803 0.0043 1169.26 0.520 0.703 0.0039 1023.28 1-16 0.008 0.011 0.0009 16.08 0.008 0.011 0.0009 16.08 0-1 159 214.957 0.2161 312930.06 143.669 194.219 0.2035 282740.45 Tổng 325.8 436.863 0.6269 641125.31 295.447 396.164 0.5944 581439.57 Bảng kết so sánh tổn thất công suất, tổn thất ñiện tổn thất ñiện áp ñoạn ñường dây Lộ 673E11 trước sau bù ñoạn ñường dây khác Ta tiến hành bù ñoạn sau: ðoạn Ngõ Chợ Khâm Thiên - Chợ Xây Khâm Thiên: Dung lượng bù 200kVAr ðoạn Dược phẩm B.Braun I - Dược phẩm B.Braun I: Dung lượng bù 160kVAr ðoạn Rẽ Khâm Thiên Ô: Dung lượng bù 160kVAr Sau bù thì: Qisau = Qitrước - Qbù Qisau: Cơng suất phản kháng sau bù Qitrước: Công suất phản kháng trước bù Qbù: Dung lượng bù 101 Nhận xét: Với việc lắp ñặt thiết bị bù ñã ñem lại lợi ích sau: - Giảm cơng suất tác dụng yêu cầu chế ñộ cực ñại HTð giảm dự trữ cơng suất tác dụng (hoặc ñộ tin cậy) HTð - Giảm nhẹ tải cho máy biến áp trung gian ñường trục trung áp truyền tải công suất phản kháng - Giảm ñược tổn thất ñiện - Cải thiện chất lượng ñiện áp cung cấp cho phụ tải - Cải thiện hệ số công suất - Cân tải - Trì hỗn giảm bớt chi phí tài cho việc cải tạo, phát triển lưới Các yếu tố khác có liên quan làm phát, thiếu nhiên liệu trượt giá, lãi suất vốn vay ñể ñầu tư nâng cấp lưới ñiện ðể giải vấn ñề cần phải quản lý ñược nhu cầu công suất phản kháng TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Bách (2000), Lưới ñiện Hệ thống ñiện, tập I, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà nội ðặng Ngọc Dinh, Nguyễn Cơng Hiền, Nguyễn ðình Hào (1987), Cung cấp ñiện lĩnh vực kinh tế quốc dân, NXB ðại học Trung học chuyên nghiệp, Hà nội ðặng Ngọc Dinh, Trần Bách, Ngô Hồng Quang, Trịnh Hùng Thám (1981), Hệ thống ñiện, tập II, MXB ðại học Trung học chuyên nghiệp, Hà nội Nguyễn Văn ðạm (1999), Mạng lưới ñiện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà nội Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch (2001), Hệ thống cung cấp ñiện xí nghiệp cơng nghiệp thị nhà cao tầng, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà nội Bạch Quốc Khánh (1996), Lựa chọn thông số cấu trúc trạm biến áp phân phối trạm biến áp trung gian cho lưới phân phối điện thị, Luận văn Thạc sĩ Khoa học kỹ thuật, Trường ðại học Bách khoa Hà nội, Hà nội ðặng Quốc Thống (1992), Áp dụng nguyên lý tự ñộng thiết kế ñể phân tích lựa chọn cấu trúc hệ thống cung cấp điện thị, Luận án Phó Tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật, Hà nội Lã Văn Út (2000), Ngắn mạch hệ thống ñiện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà nội PHỤ LỤC Phụ lục Bảng 1.1 Chiều dài ðDRN theo tổn thất ñiện áp cho phép Bảng 1.2 Chiều dài ðDTC theo tổn thất ñiện áp cho phép Bảng 1.3 Chiều dài ðDTC xác định theo bán kính cấp điện TBAPP Bảng 1.4 Chọn số lượng TBAPP theo công suất MBA Bảng 1.5 Chọn số lượng TBAPP theo phạm vi cấp ñiện Bảng 1.6 Chọn tiết diện ðDRN theo giản ñồ khoảng chia kinh tế Bảng 1.7 Chọn tiết diện ðDTC theo giản ñồ khoảng chia kinh tế Bảng 1.8 Chiều dài hợp lý ðDTC Bảng 1.9 Tổng chi phí ðDTC thuộc TBAPP Bảng 1.10 Tổng chi phí ðDRN thuộc TBAPP Bảng 1.11 Tổng chi phí LHA - Giản đồ kinh tế lựa chọn công suất TBAPP không xét ñến tiêu giá ñất ñô thị Bảng 1.12 Tổng chi phí LHA - Giản đồ kinh tế lựa chọn cơng suất TBAPP xét đến tiêu giá đất ñô thị Phụ lục Bảng 2.1 Tổng chiều dài ðDTA Bảng 2.2 Số trạm biến áp trung gian Bảng 2.3 Chiều dài lộ ñường dây trung áp Bảng 2.4 Giản ñồ khoảng chia kinh tế lựa chọn tiết diện ðDTA Bảng 2.5 Kiểm tra tổn thất ñiện áp lộ ðDTA Bảng 2.6 Giản ñồ khoảng chia kinh tế lựa chọn công suất TBATG xét khơng xét đến tiêu giá đất thị Phụ lục Bảng 3.1 Chiều dài toàn ðDCA Bảng 3.2 Số lượng trạm biến áp khu vực Bảng 3.3 Chiều dài lộ ñường dây cao áp Bảng 3.4 Lựa chọn tiết diện ðDCA theo giản ñồ khoảng chia kinh tế Bảng 3.5 Kiểm tra tổn thất ñiện áp ðDCA Bảng 3.6 Giản ñồ khoảng chia kinh tế lựa chọn công suất TBAKV xét không xét ñến tiêu giá ñất ñô thị ... việc lựa chọn thông số cấu trúc lưới hạ áp, trung áp cao áp cho hệ thống cung cấp điện thị Việc lựa chọn thông số cấu trúc hệ thống cung cấp điện thị phụ thuộc nhiều vào lịch sử phát triển thị hệ. .. vực mà ta lựa chọn thơng số hợp lý nhằm ñảm bảo ñộ tin cậy cung cấp điện cao Từ kết lựa chọn thơng số cấu trúc lưới ta ñưa giải pháp nâng cao chất lượng ñiện hệ thống cung cấp điện thị Kết có... 47 3.2.3 Lựa chọn thông số cấu trúc LTA .47 CHƯƠNG LỰA CHỌN THÔNG SỐ CẤU TRÚC LƯỚI ðIỆN CAO ÁP ðÔ THỊ 62 4.1 ðặt vấn ñề 62 4.2 Lựa chọn sơ ñồ cấu trúc tính tốn lưới cao áp HTCCððT