Nghiên cứu áp dụng công nghệ tự động phân phối điện DAS nhằm nâng cao chất lượng cung cấp điện huyện từ liêm hà nội

luận văn, tiến sĩ, thạc sĩ, báo cáo, khóa luận, đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ---------  --------- VŨ THỊ HỒNG NHUNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TỰ ðỘNG PHÂN PHỐI ðIỆN DAS NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CUNG CẤP ðIỆN HUYỆN TỪ LIÊM – HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: ðiện khí hoá sản xuất nông nghiệp và nông thôn Mã số : 60.52.54 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ðẶNG QUỐC THỐNG HÀ NỘI - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . . i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trình bày trong bản luận văn này là trung thực và chưa ñược công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào trước ñó. Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã chỉ rõ nguồn gốc. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . . ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành luận văn này, tác giả vô cùng biết ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo và tận tình giúp ñỡ của thầy giáo PGS – TS ðặng Quốc Thống, bộ môn Hệ thống ñiện - Trường ðại học Bách khoa Hà Nội. Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh ñạo ðiện lực Từ Liêm, các ñồng nghiệp về sự quan tâm, giúp ñỡ và tạo ñiều kiện thuận lợi trong suốt thời gian làm luận văn vừa qua. Tác giả cũng rất mong nhận ñược sự bổ sung, góp ý hoàn thiện nội dung từ các thầy cô giáo, các chuyên gia, các bạn bè ñồng nghiệp nhằm nâng cao tính khả dụng của luận văn. Xin chân thành cảm ơn! Trân trọng! Tác giả: Vũ Thị Hồng Nhung Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . . iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT - CB – Circuit Breaker: Máy cắt - CN – TTCN: Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp - CPU – Center Processing unit: Bộ xử lý trung tâm - CD: Bàn ñiều khiển - DAS – Distribution Automation Sytems: Hệ thống tự ñộng phân phối ñiện - DDK: ðường dây không - DS – Disconnecting Switch - FCB – Feeder Circuit Breaker: Máy cắt - FSI – Fault Detecting Indicator: thiết bị chỉ thị phần sự cố - FDR – Fault Detecting Relay: Rơ le phát hiện sự cố - G-CRT: màn hình ñồ họa - IRR – Internal rate of return: tỷ suất thu hồi vốn nội tại - LBS – Load breaker switch: cầu dao cắt tải - LP – Laser printer: máy in - RTU – Remote terminal unit: Thiết bị ñầu cuối - REC – Reccloser: Thiết bị tự ñộng ñóng lại - RMU – Ring main Switchgear: Tủ cầu dao phụ tải - RF – Feeder Recloser: Recloser nhánh - RM – Mid Point Recloser: Recloser trung gian - RT – Tie Recloser: Recloser phân ñoạn - SCADA – Supervisory control and data Acquition System:Hệ thống thu thập dữ liệu và ñiều khiển giám sát. - SPS – Switch Power Supply: Cầu dao nguồn cấp Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . . iv - TCM – Telecontrol of master: Máy chủ ñiều khiển từ xa - TCR – Tlecontrol of Receiver: Bộ tiếp nhận tín hiệu ñiều khiển từ xa - TRD – Transducer: Bộ biến ñổi - VCB – Vacuum Switch breaker: máy cắt chân không - VS – Vacuum Switch: cầu dao phụ tải chân không Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . . v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ, PHỤ LỤC Bảng biểu 1 1.1. Khối lượng trạm biến áp phân phối Huyện Từ Liêm 2 1.2. Chiều dài ñường dây trung thế Huyện Từ Liêm 3 1.3. Thiết bị ñóng cắt trên lưới phân phối Huyện Từ Liêm 4 1.4: Tình hình tiêu thụ ñiện năng Huyện Từ Liêm 5 1.5: Thống kê sự cố trên lưới ñiện Từ Liêm 6 3.1. Cầu dao khí SF6 (GS) và cầu dao chân không (VS) 7 3.2. Các thiết bị ñóng cắt 24kV ñường dây phân phối trên không 8 3.3. Các thiết bị ñóng cắt 24 kV cho ñường cáp ngầm 9 3.4. So sánh ñường dây thông tin 10 3.5. So sánh các phương pháp thông tin 11 4.1. Chi tiết kỹ thuật chính của Auto-RMS 12 4.2. Khả năng bảo vệ của TOSDAC-G303 13 4.3. Tính thời gian tiết kiệm ñược khi ứng dụng DAS 14 4.4. Công suất tải trên 1 phân vùng của lộ 481E25 15 4.5. Sản lượng ñiện năng tiết kiệm của mỗi lần sự cố 16 5.1. Thời gian tiết kiệm ñược khi ứng dụng DAS 17 5.2. Công suất tải trung bình trên 1 phân vùng của lộ E25 18 5.3. Sản lượng ñiện năng tiết kiệm của mỗi lần sự cố 19 5.4. Tăng tải bởi số mạch vòng Ln và số vùng Ls 20 5.5.Lợi nhuận tăng khả năng tải của lưới 21 5.6. Tổn thất trên lưới huyện Từ Liêm 22 5.7. Chi phí O&M ðiện lực Từ Liêm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . . vi Hình vẽ 1 2.1. Hệ thống tự ñộng phân phối 2 2.2. Hệ thống tự ñộng phân phối cho ñường dây trên không 3 2.3. Sơ ñồ phát hiện phần bị sự cố hình tia 4 2.4. Sơ ñồ phát hiện phần bị sự cố mạch vòng 5 2.5 (a). Sơ ñồ thời gian phục hồi cho hệ thống hình tia 6 2.5 (b). Sơ ñồ thời gian phục hồi cho hệ thống mạch vòng 7 2.6. Cấu hình hệ thống DAS giai ñoạn 2 8 2.7. ðiều khiển và giám sát lưới ñiện phân phối theo thời gian thực 9 2.8. Tự ñộng phục hồi hệ thống phân phối 10 2.9. DAS cho lưới phân phối ngầm 11 3.1. Mô tả hệ thống LA 12 3.2. Sự cố tại ñoạn CB ñến RF 13 3.3. Sự cố tại ñoạn RF ñến RM 14 3.4. Sự cố tại ñoạn RM ñến RT 15 3.5. Sự cố phía nguồn cung cấp 16 4.1. Quan hệ giữa tỷ số giảm thời gian mất ñiện và số phân ñoạn 17 4.2. Sơ ñồ một sợi lộ 481E25 18 4.3. Phân vùng lộ 481E25 19 5.1. Phân vùng lộ trung thế ñiển hình 481E25 20 5.2. Tăng khả năng tải của ñường trục bằng việc áp dụng DAS Phụ lục 1 Phương án lắp ñặt DAS tại trạm trung gian E25 2 Thiết bị và vốn ñầu tư 3 Tính toán kinh tế 4 Dòng tiền dự án 5 Lưới ñiện trung thế Từ Liêm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . . vii MỤC LỤC PHẦN MỞ ðẦU .1 1. Giới thiệu chung 1 2. Mục tiêu và nội dung của luận văn .2 CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ðIỆN LỰC TỪ LIÊM .4 1.1. Tổng quan chung về kinh tế xã hội huyện Từ Liêm .5 1.1.1. ðặc ñiểm tự nhiên – kinh tế - xã hội 5 1.1.2. Phương hướng phát triển kinh tế xã hội giai ñoạn 2011 - 2015 9 1.2. Hiện trạng và phương hướng phát triển lưới ñiện Từ Liêm 11 1.2.1. ðặc ñiểm lưới ñiện phân phối huyện Từ Liêm .11 1.2.2. Tình hình sử dụng thiết bị ñóng cắt 16 1.2.3. Tình hình sử dụng ñiện hiện tại .17 1.2.4. Tình hình sự cố và qui trình phân vùng sự cố hiện tại ñang hoạt ñộng18 1.2.5. Sự cần thiết phải nâng cấp, hiện ñại hoá lưới ñiện .24 CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG TỰ ðỘNG PHÂN PHỐI ðIỆN DAS 27 2.1. Mô hình và nguyên lý làm việc của Hệ thống tự ñộng phân phối (DAS)27 2.2. Hệ thống tự ñộng phân phối cho các ñường dây trên không 30 2.2.1. Hệ thống các thiết bị và tính năng của DAS – Giai ñoạn 1 30 2.2.2. Hệ thống thiết bị và tính năng của DAS - Giai ñoạn 2 .39 2.2.3. Hệ thống thiết bị và tính năng của DAS - Giai ñoạn 3 .41 2.3. Hệ thống tự ñộng phân phối áp dụng cho các ñường cáp ngầm .45 2.3.1. Cấu trúc hệ thống tự ñộng phân phối ngầm 45 2.3.2. Phương pháp phát hiện sự cố và xử lý sự cố 46 2.3.3. Các thiết bị lắp tại trung tâm ñiều ñộ .47 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . . viii CHƯƠNG III: SO SÁNH HỆ THỐNG DAS VÀ CÁC HỆ THỐNG, THIẾT BỊ TỰ ðỘNG KHÁC . 3.1. Hiệu quả của DAS .48 3.1.1. Trên phương diện khoa học kỹ thuật 48 3.1.2. Trên phương diện kinh tế .48 3.2. So sánh hệ thống DAS và các hệ thống, thiết bị tự ñộng khác dây trên không 48 3.2.1. Phân vùng sự cố bằng hệ thống tự ñộng khép vòng phối hợp các Recloser. .49 3.2.2. Các phương pháp tự ñộng phân phối lưới ñiện ngầm khác .58 3.3. So sánh các thiết bị của hệ thống DAS và các thiết bị cùng tính năng 61 3.3.1. Các thiết bị ñóng cắt 61 3.3.2. Hệ thống thông tin – thông tin giữa TCR và RTU .65 3.3.3. So sánh các hệ thống thông tin (thông tin giữa TCM-TCR) .67 CHƯƠNG IV: ðỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN ÁP DỤNG DAS CHO LƯỚI ðIỆN TỪ LIÊM 68 4.1. PHẠM VI VÀ PHƯƠNG ÁN ÁP DỤNG. .68 4.1.1. ðặc ñiểm và phạm vi áp dụng 68 4.1.2. Phương án thực hiện DAS .68 4.2.1. Mô tả hệ thống hiện tại 70 4.2.2. Phương án lắp ñặt thí ñiểm: .71 4.2.3. ðánh giá hiệu quả DAS mang lại .79 CHƯƠNG V: PHÂN TÍCH TÀI CHÍNH - KINH TẾ .85 5.1. Vốn ñầu tư và chi phí của Dự án. .85 5.1.1.Vốn ñầu tư 85 5.1.2. Chi phí khác của dự án. .85 5.2. Các hiệu quả kinh tế của Dự án. .85 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . . ix 5.2.1 Tăng doanh thu nhờ giảm thời gian ngừng cung cấp ñiện do sự cố .86 5.2.2. Tăng doanh thu nhờ tăng khả năng tải . .88 5.2.3. Giảm tổn thất ñiện năng .89 5.2.4. Giảm chi phí quản lý vận hành O&M. .93 5.2.5. Thu hồi ñược tủ RMU, LBS chuyển sang dự án khác của Công ty. 94 5.3. Phân tích kinh tế – tài chính Dự án .94 5.3.1. Mục ñích Phân tích - kinh tế - tài chính dự án .94 5.3.2. Phương pháp phân tích. .95 5.3.3. Tính toán cụ thể .96 5.4. Kết luận 97