Nghiên cứu quy hoạch và caải tạo lưới điện trung áp thành phố hòa bình, tỉnh hòa bình phù hợp với xu thế phát triển của khu vực giai đoạn 2015 2025

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT LƯƠNG XUÂN MẠNH NGHIÊN CỨU QUY HOẠCH VÀ CẢI TẠO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP THÀNH PHỐ HỊA BÌNH, TỈNH HỊA BÌNH PHÙ HỢP VỚI XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA KHU VỰC GIAI ĐOẠN 2015 – 2025 Chuyên Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa HÀ NỘI - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT LƯƠNG XUÂN MẠNH NGHIÊN CỨU QUY HOẠCH VÀ CẢI TẠO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP THÀNH PHỐ HỊA BÌNH, TỈNH HỊA BÌNH PHÙ HỢP VỚI XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA KHU VỰC GIAI ĐOẠN 2015 – 2025 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cao học cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân Các tài liệu, số liệu nêu luận văn trung thực Các luận điểm kết nghiên cứu chưa công bố cơng trình khác Hà nội, ngày 11 tháng 04 năm 2014 Tác giả luận văn Lương Xuân Mạnh DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Nội dung Trang 1.1 Diện tích, dân số khu vực thuộc TP.Hịa Bình 1.2 Giá trị sản xuất nơng nghiệp qua năm 1.3 Giá trị sản xuất công nghiệp địa bàn TP.Hịa Bình 1.4 Giá trị sản xuất thuong mại địa bàn TP.Hịa Bình 1.5 Tổng hợp số tiêu phát triển kinh tế TP.Hòa Bình đến năm 2020 1.6 Cơ cấu ngành nơng nghiệp 12 1.7 Quy hoạch mạng lưới TTTM TP.Hịa Bình đến năm 2020 1.8 Quy hoạch mạng lưới chợ TP.Hòa Bình đến năm 2020 14 1.9 Thống kê trạm 220kV, 110kV trạm TG địa bàn TP.Hịa Bình 1.10 Thống kê đường dây tải điện có địa bàn TP.Hịa Bình 15 1.11 Thống kê TBA có địa bàn Thành phố ĐL TP.Hịa Bình quản lý 1.12 Tổn thất lớn lộ đường dây 17 1.13 Điện tiêu thụ TP.Hoa Bình từ 2008-2013 1.14 Thống kê tình hình cố điện 26 2.1 Dự báo nhu cầu điện cho cụm công nghiệp đến năm 2020 2.2 Nhu cầu điện cho phụ tải công nghiệp - xây dựng khác 35 2.3 Nhu cầu điện nhóm phụ tải xây dựng công nghiệp khác 2.4 Tổng hợp dự báo nhu cầu điện cho ngành công nghiệp xây dựng 36 2.5 Chỉ tiêu tiêu thụ điện cho tiêu dùng dân cư đến năm 2020 2.6 Tổng hợp dự báo phụ tải TP.Hịa Bình đến năm 2020 38 2.7 Tổng hợp nhu cầu phụ tải điện TP.Hòa Bình đến năm 2020 - Phương án cao 2.8 Tổng hợp nhu cầu phụ tải điện TP.Hịa Bình đến năm 2020 - Phương án sơ sở 39 2.9 Các tiêu phát triển kinh tế chủ yếu TP.Hịa Bình 2.10 Hệ số tăng trưởng đến năm 2020, 2025 41 2.11 Kết dự báo phụ tải điện đến năm 2025 theo phương pháp gián tiếp 3.1 Nhu cầu công suất TP.Hịa Bình giai đoạn 2013-2025 42 3.2 Tổng cơng suất trạm biến áp đến năm 2025 3.3 Nhu cầu điện TP.Hịa Bình đến năm 2025 45 3.4 Cân công suất nguồn tải đến năm 2025 3.5 Khối lượng xây dựng tổng mức đầu tư 46 3.6 Tổn thất điện áp lớn lộ đường dây sau cải tạo 3.7 Tổn thất lớn lộ đường dây chế độ cố 65 13 14 16 21 27 35 37 39 40 41 44 45 64 66 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình vẽ Tên hình vẽ, đồ thị Trang 1.1 Bản đồ hành TP.Hịa Bình - Tỉnh Hịa Bình 1.2 Sơ đồ nguyên lý lưới điện trung áp trạng TP Hòa Bình 18 1.3 Mặt lưới điện trạng TP.Hịa Bình 19 1.4 Đường đặc tính điện áp nút xa lộ 371-E10.1 Hịa Bình 21 1.5 Đường đặc tính điện áp nút xa lộ 373-E10.1 Hịa Bình 22 1.6 Đường đặc tính điện áp nút xa lộ 374-E10.1 Hịa Bình 22 1.7 Đường đặc tính điện áp nút xa lộ 671-E10.1 Hịa Bình 22 1.8 Đường đặc tính điện áp nút xa lộ 673-E10.1 Hịa Bình 23 1.9 Đường đặc tính điện áp nút xa lộ 674-E10.1 Hịa Bình 23 1.10 Đường đặc tính điện áp nút xa lộ 675-E10.1 Hịa Bình 23 1.11 Đường đặc tính điện áp nút xa lộ 676-E10.1 Hịa Bình 24 1.12 Đường đặc tính điện áp nút xa lộ 677-E10.1 Hịa Bình 24 1.13 Đường đặc tính điện áp nút xa lộ 678-E10.1 Hịa Bình 24 2.1 Đồ thị so sánh dự báo nhu cầu điện theo phương pháp 43 3.1 Sơ đồ ngun lý lưới điện trung áp TP.Hịa Bình sau cải tạo 54 3.2 Sơ đồ nguyên lý lộ 471E10.1 TG Hịa Bình sau cải tạo 55 3.3 Sơ đồ ngun lý lộ 473E10.1 TG Hịa Bình sau cải tạo 56 3.4 Sơ đồ ngun lý lộ 474E10.1 TG Hịa Bình sau cải tạo 57 3.5 Sơ đồ nguyên lý lộ 475E10.1 TG Hịa Bình sau cải tạo 58 3.6 Sơ đồ ngun lý lộ 476E10.1 TG Hịa Bình sau cải tạo 59 3.7 Sơ đồ nguyên lý lộ 477E10.1 TG Hịa Bình sau cải tạo 60 3.8 Sơ đồ ngun lý lộ 478E10.1 TG Hịa Bình sau cải tạo 61 3.9 Sơ đồ ngun lý lộ 373E10.1 TG Hịa Bình sau cải tạo 62 MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU Chương 1: ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA THÀNH PHỐ HỊA BÌNH GIAI ĐOẠN 2015 – 2025 1.1 Đặc điểm tự nhiên – kinh tế - xã hội Thành phố Hịa Bình 1.1.1.Đặc điểm tự nhiên xã hội 1.1.2.Thực trạng kinh tế Thành phố Hịa Bình 1.1.3.Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội thành phố giai đoạn 2013-2015, định hướng đến năm 2020 11 Hiện trạng nguồn lưới điện 15 1.2.1 Các trạm nguồn 110kV trạm trung gian 15 1.2.2 Lưới điện trung 16 1.2.3 Kiểm tra lộ đường dây theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép điều kiện dịng nung nóng cho phép 20 1.2.4 Tình hình cung cấp tiêu thụ điện 25 Chương 2: DỰ BÁO PHỤ TẢI ĐIỆN 29 2.1 Cơ sở lý thuyết 29 2.1.1 Cơ sở dự báo phụ tải điện Thành phố Hịa Bình, Tỉnh Hịa Bình 29 2.1.2 Vai trị cơng tác dự báo phụ tải điện 29 2.2 Các phương pháp dự báo nhu cầu điện 31 2.2.1 Các phương pháp dự báo nhu cầu điện 31 2.2.2 Lựa chọn phương pháp dự báo nhu cầu điện 33 2.3 Tính tốn chi tiết 33 2.3.1 Dự báo nhu cầu điện TP.Hịa Bình theo phương pháp trực tiếp 33 2.3.2 Dự báo nhu cầu điện TP Hòa Bình giai đoạn 2013-2020 2020-2025 theo phương pháp gián tiếp (dự báo đàn hồi) 40 2.3.3 Nhận xét 42 Chương 3: QUI HOẠCH VÀ CẢI TẠO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TP.HỊA BÌNH GIAI ĐOẠN 2015-2025 44 3.1 Cân công suất nguồn phụ tải 44 3.1.1 Quy hoạch cung cấp điện cho TP.Hịa Bình giai đoạn 2013- 2020, có xét tới 2025 44 3.1.2 Cân công suất nguồn phụ tải 45 3.2 Quy hoạch, cải tạo lưới điện trung áp 46 3.2.1 Phương án 46 3.2.2 Phương án 46 3.2.3 Phương án 47 3.2.4 Nhận xét lựa chọn phương án 47 3.3 Quan điểm quy hoạch lưới điện trung 47 3.3.1 Các quan điểm tiêu chuẩn thiết kế lưới điện trung 47 3.3.2 Quy hoạch chi tiết 50 3.4 Trạm biến áp phân phối 63 3.5 Tổng hợp khối lượng xây dựng tổng vốn đầu tư cho quy hoạch 63 3.6 Đánh giá tiêu kỹ thuật lưới điện sau cải tạo 64 3.6.1 Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT 64 3.6.2 Đánh giá tiêu kỹ thuật lưới điện sau cải tạo phần mềm PSS/ADEPT 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hịa Bình tỉnh trọng điểm kinh tế khu vực miền Bắc nói riêng nước nói chung, Thành phố Hịa Bình đóng vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế toàn tỉnh Hiện địa bàn thành phố có nhiều dự án cơng nghiệp triển khai xây dựng, dự đốn lưới điện có khơng đủ khả đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế tương lai Hiện lưới điện trung áp Thành phố Hịa Bình tồn nhiều cấp điện áp khác nhau, cấp điện áp 6kV, 35kV Việc gây nhiều khó khăn cho cơng tác quản lý vận hành lưới điện Theo quy hoạch Tập đồn Điện lực Việt Nam lưới trung áp tất tỉnh phải quy cấp điện áp 22kV, việc nghiên cứu quy hoạch, cải tạo lưới điện trung áp Thành phố Hòa Bình để phục vụ cho sản xuất kinh doanh phù hợp với xu phát triển khu vực vấn đề cần thiết Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu đề tài mạng điện trung áp địa bàn TP.Hịa Bình Phạm vi nghiên cứu đề tài tình hình cung cấp tiêu thụ điện lưới điện trung áp địa bàn TP.Hịa Bình Mục đích nghiên cứu Đánh giá trạng lưới điện trung áp, dự báo nhu cầu phụ tải điện, quy hoạch cải tạo mạng lưới điện trung áp TP.Hịa Bình Nhiệm vụ nghiên cứu Để thực mục đích nêu trên, đề tài tập trung giải nhiệm vụ sau: - Đánh giá trạng sử dụng điện trạng lưới điện trung áp thành phố Hịa Bình - Nghiên cứu, dự báo nhu cầu sử dụng điện năng, sở đề xuất phương án quy hoạch cải tạo lưới điện phù hợp xu phát triển thành phố - Đánh giá, kiểm tra lưới trung áp sau cải tạo Nội dung nghiên cứu - Đánh giá trạng lưới điện trung áp Thành phố Hịa Bình - Nghiên cứu dự báo phụ tải điện - Quy hoạch cải tạo lưới điện trung áp Thành phố Hịa Bình phù hợp với xu phát triển khu vực - Kiểm tra tiêu chất lượng điện lưới điện sau cải tạo Phương pháp nghiên cứu Để giải nhiệm vụ đề tài, luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp sau: - Thống kê tổng hợp tình hình phát triển kinh tế, xã hội tiêu thụ điện Thành phố Hịa Bình - Xác định phụ tải điện giai đoạn từ năm 2015 đến năm 2025 khu vực thành phố Hịa Bình - Nghiên cứu lý thuyết quy hoạch phát triển hệ thống điện - Quy hoạch cải tạo lưới điện trung áp Thành phố Hịa Bình - Phân tích tính đắn mơ hình lưới điện trung áp sau cải tạo thơng qua tiêu để đánh giá chất lượng điện độ tin cậy cung cấp điện lưới Ý nghĩa khoa học thực tiễn Đánh giá trạng tiêu thụ điện lưới điện trung áp, dự báo nhu cầu tiêu thụ điện khu vực đến năm 2025, lựa chọn mơ hình lưới điện phù hợp với phát triển thành phố, đề xuất kiến nghị phương án cải tạo lưới điện trung áp hợp lý nhằm đảm bảo chất lượng điện độ tin cậy cung cấp điện Vì vậy, đề tài mang tính khoa học thực tiễn Cơ sở tài liệu Luận văn thực dựa sở tài liệu sau: - Quyết Định UBND Tỉnh Hịa Bình việc quy hoạch TP.Hịa Bình đến năm 2025 - Các số liệu khảo sát tình hình phát triển kinh tế trị xã hội TP.Hịa Bình năm 2013 - Các số liệu cụ thể lưới điện trung áp TP.Hịa Bình Điện lực TP.Hịa Bình cung cấp - Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội TP.Hịa Bình đến năm 2025 - Quy hoạch tổng thể cụm cơng nghiệp TP.Hịa Bình đến năm 2020 Cấu trúc luận văn Luận văn trình bày tồn gồm 03 chương, phần mở đầu kết luận, bảng biểu, hình vẽ, phụ lục danh mục 11 tài liệu tham khảo Luận văn hồn thành Bộ mơn Điện khí hóa xí nghiệp, trường Đại học Mỏ-Địa chất hướng dẫn khoa học của: PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa Trong trình thực luận văn, tác giả nhận giúp đỡ chân thành nhiệt tình thầy giáo, Bộ mơn Điện khí hóa xí nghiệp, Phịng Đại học Sau đại học trường Đại học Mỏ-Địa chất, Viện lượng, Công ty Điện Lực Thành phố Hịa Bình Điện lực Hịa Bình Nhân dịp tác giả xin chân thành cảm ơn tới PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa, người trực tiếp hướng dẫn, tập thể, nhà khoa học bạn đồng nghiệp đóng góp q báu q trình thực luận văn 46 Bảng 3.4 Cân công suất nguồn tải đến năm 2025 Cân Năm 2013 Năm 2015 Năm 2020 Năm 2025 Tải (MVA) 40,63 50,84 89,60 162,43 Nguồn (MVA) 50 103 103 166 Kết luận Đủ nguồn Đủ nguồn Đủ nguồn Đủ nguồn Qua kết tính tốn cân cơng suất trên, nhận thấy: - Thời điểm tại, trạm 110kV E10.1 Hòa Bình cung cấp đủ cơng suất cho phụ tải Nhưng đến năm 2015, công suất trạm không đủ cung cấp cho khu vực, đặc biệt 02 máy vận hành có cấp điện áp 110/35/6kV, khơng có đầu phân áp 22kV Do đó, để chuyển lưới vận hành lưới 22kV, cần thay 02 máy có (2x25MVA-110/35/6kV) 02 máy (1x40+1x63MVA-110/35/22kV) cung cấp đủ nguồn tới năm 2020 - Đến thời điểm 2025, với cơng suất có, trạm tải, không cung cấp đủ nguồn Do cần xây dựng bổ sung 01 trạm 110kV với công suất 1x63MVA Lúc tổng công suất nguồn (1x40+1x63+1x63)=166MVA, đủ nguồn cung cấp cho toàn khu vực Thành Phố Hịa Bình 3.2 Quy hoạch, cải tạo lưới điện trung áp 3.2.1 Phương án Đây phương án xem xét sở vốn đầu tư cho việc xây dựng cải tạo lưới điện không bị hạn chế Với phương án này, tới năm 2025 lưới điện TP.Hịa Bình đạt tiêu sau: - Lưới trung giai đoạn đến năm 2015-2020 chuyển sang vận hành cấp điện áp 22kV - Toàn đường trục trung xây dựng ngầm hóa cải tạo lên cấp điện áp 22kV, sử dụng cáp ngầm bọc Cu/XLPE/PVC 3.2.2 Phương án Trong phương án này, lưới điện phân phối TP.Hịa Bình phát triển theo hướng đại, đảm bảo mỹ quan thị, phù hợp với tình hình thực tiễn, u cầu phát triển kinh tế - xã hội, xây dựng quản lý đô thị Thành phố, gắn kết với quy 47 hoạch phát triển hạ tầng khu vực đô thị phù hợp với hiệu vốn đầu tư Với phương án này, lưới điện TP.Hịa Bình tới năm 2025 đạt tiêu sau: - Các xuất tuyến trung từ trạm 110kV xây dựng ngầm hóa - Tới năm 2015 chuyển tồn lưới 6kV thành lưới 22kV - Việc hạ ngầm lưới điện trung hạ xem xét thực khu đô thị Bờ Trái Sông Đà – TCN Tân Hịa – CCN Thái Bình, Chăm Mát, khu vực lại sử dụng đường dây không bọc cách điện 3.2.3 Phương án Đây phương án có hạn chế vốn đầu tư xây dựng dẫn đến việc giảm khối lượng xây dựng cải tạo lưới điện Ở phương án này, việc xây dựng phát triển lưới điện thực ngầm hóa khu vực thật quan trọng khu trung tâm thành phố, khu vực khơng có hành lang tuyến cho lưới điện không 3.2.4 Nhận xét lựa chọn phương án Trong phương án đề xuất, phương án tính tốn điều kiện hạn hẹp vốn đầu tư, tiêu đại hóa lưới điện, tỷ lệ ngầm hóa đạt thấp; việc phát triển lưới điện chủ yếu nhằm đáp ứng nhu cầu cung cấp điện cho phát triển kinh tế - xã hội đảm bảo kinh doanh cho hoạt động điện lực địa bàn Để phù hợp với tiến trình đại hố mặt thị thành phố Hịa Bình, tiến tới việc phát triển lưới điện theo hướng ngầm hóa nhằm đảm bảo mỹ quan đô thị nâng cao mức độ an toàn cung cấp điện, phương án bị loại trừ Lựa chọn phương án dẫn tới nhu cầu vốn đầu tư lớn, địa bàn thành phố chủ yếu đường dây không, số nơi quy hoạch chưa ổn định, dẫn tới lãng phí vốn đầu tư hiệu kinh tế - tài khơng cao Phương án tính tốn phù hợp với thực tiễn quy luật phát triển, mang lại lợi ích cho xã hội nói chung hiệu kinh tế - tài cho ngành điện nói riêng Kết luận: Phương án phương án lựa chọn thiết kế lưới điện phân phối cho thành phố Hịa Bình giai đoạn 2013 - 2025 3.3 Quan điểm quy hoạch lưới điện trung 3.3.1 Các quan điểm tiêu chuẩn thiết kế lưới điện trung Lưới trung TP.Hịa Bình cần chuyển đổi cấp điện áp chuẩn 22kV theo tinh thần định 149NL/KHKT Bộ Năng lượng (nay Bộ Công 48 Thương) Quá trình chuyển đổi thực bước phù hợp với khả vốn đầu tư sở lập kế hoạch cấp điện cho việc chuyển đổi không gây tải cho trạm cải tạo phải trì cấp điện cho khách hàng với thời gian cắt điện đấu nối ngắn Kết cấu lưới điện địa bàn huyện phải đảm bảo yêu cầu cung cấp điện trước mắt, đáp ứng nhu cầu phát triển phụ tải tương lai đảm bảo độ an toàn cung cấp điện cao a Cấp điện áp Để thực theo đường lối chiến lược Bộ Công Thương quy hoạch chuẩn cấp điện áp lưới trung áp 22kV ban hành năm 1993 sơ đồ quy hoạch chung Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) lưới điện trung áp tất lưới điện 6kV nâng lên cấp điện áp 22kV Riêng lộ đường dây 35kV giữ nguyên để cấp điện cho khu công nghiệp b, Đường dây trung - Đối với khu công nghiệp, khu du lịch, khu đô thị, thị trấn, lưới điện phân phối thiết kế để làm nhiệm vụ dự phịng trường hợp cố Đường dây thiết kế với mức mang tải từ 60 ÷ 70% có cấu trúc mạch vịng kín, vận hành hở để đảm bảo vận hành an toàn cấp điện trường hợp cố - Lưới phân phối trung áp phải đảm bảo điều kiện ổn định nhiêt, tuyến đường dây trung áp lựa chọn hạn chế cắt qua khu dân cư, thương mại, du lịch công nghiệp Đối với khu vực dân cư vùng nơng thơn có mật độ phụ tải thấp, mạng phân phối thiết kế theo kiểu hình tia c Tiết diện dây dẫn - Đường dây 35kV: + Đường trục dùng dây trần AC có tiết diện ≥ 95 mm2 + Đường nhánh dùng dây dẫn trần AC có tiết diện ≥ 50 mm2 - Đường dây 22kV: + Đường trục: kết hợp dùng cáp ngầm đường dây bọc với tiết diện ≥ 120 mm2 để đảm bảo mỹ quan đô thị 49 + Đường nhánh dùng dây trần AC có tiết diện tối thiểu ≥ 70 mm2 d, Trạm biến áp phân phối - Có loại trạm thực hiện: + Trạm cột: Là loại trạm thiết kế giải vấn đề tiết kiệm đất, mỹ quan thị ngầm hóa lưới điện Loại trạm sử dụng để cải tạo loại trạm treo không đảm bảo mỹ quan đô thị, an toàn cung cấp điện + Trạm xây (trạm nhà): Loại trạm chiếm diện tích xây dựng lớn từ 20-30m2, nhiên loại trạm thích hợp với việc phát triển lưới ngầm, hạn chế tối thiểu ảnh hưởng máy biến áp thiết bị đóng ngắt đến mỹ quan chung an toàn cung cấp điện + Trạm hợp (kios): thiết bị trung thế, MBA tủ hạ đặt hợp bộ, kích thước nhỏ gọn, phù hợp với khu vực cần đảm bảo mỹ quan tiết kiệm đất + Trạm treo: Loại trạm chủ yếu sử dụng khu vực nông thôn ngoại thành - Về kết cấu đấu nối: Đối với khu vực hạ ngầm lưới trung thế, trạm biến áp thực đấu nối chuyển tiếp để vận hành từ phía Đối với khu vực cịn tồn đường dây không, trạm biến áp thực đấu rẽ nhánh đường dây - Các khu đô thị khu dân cư mới: Sử dụng trạm xây, ban quản lý dự án phải bố trí đất khu thị để đặt trạm, đường dây trung hạ phải sử dụng cáp ngầm để đảm bảo mỹ quan đô thị - Các khu vực dân cư tương đối ổn định: Sử dụng kiểu trạm cột, trạm hợp (kios) Đối với trạm biến áp treo cải tạo thay máy nâng cơng suất chuyển sang kết cấu dạng cột Các loại máy biến thường sử dụng: 100, 160(180), 250, 320, 400, 560, 630, 1000kVA, ; riêng trạm biến áp công cộng địa bàn Thành phố Hịa Bình phải chọn theo loại máy công suất tiêu chuẩn phụ thuộc vào mật độ phân bố phụ tải theo địa lý bao gồm: 100, 180, 250, 320, 400, 630, 1000kVA, có tính trạm thiết kế máy Tuy nhiên khách hàng có nhu cầu điện sản xuất có cơng suất từ 100kW trở lên phải đặt trạm biến áp riêng phải đảm bảo hệ số công suất cosφ>0,9 50 e Tổn thất điện áp lưới trung cho phép - Các đường dây trung mạch vòng vận hành hở phải đảm bảo sụt điện áp nút cao ≤ 5% chế độ vận hành bình thường không vượt 10% chế độ sau cố - Các lộ đường dây trung áp hình tia có tổn thất điện áp cuối đường dây U ≤ 10% 3.3.2 Quy hoạch chi tiết Quy hoạch phát triển lưới điện trung áp TP.Hịa Bình bao gồm xây dựng cải tạo thực sở đánh giá thực tế lưới điện trạng, khả cấp điện phù hợp với quy hoạch tổng thể tương lai, đặc điểm địa lý khu vực tiêu kinh tế kỹ thuật cung cấp điện lưới điện phân phối cấp điện áp Để giải pháp cung cấp điện đề có tính khả thi giai đoạn qui hoạch, đề án cân nhắc, xem xét đưa tiến độ xây dựng cải tạo lưới điện để không tạo áp lực lớn việc bố trí huy động vốn đầu tư địa phương lẫn ngành điện Bên cạnh đề án cập nhật tồn dự án lưới điện phát triển địa bàn dự án vay vốn REII.4, REII.5, KFW, DEP2 dự án chống tải Công ty điện lực Hịa Bình Trên sở đề án đưa trình tự cho xây cải tạo lưới điện trung áp huyện sau:  Lưới 35kV Lưới điện 35kV sau cải tạo cấp từ máy T2: 40MVA-110/35/22kV Gồm 03 lộ: - Lộ 371 : + Lộ 371 E10.1 Hịa Bình vận hành bình thường, tổn thất điện áp lưới thấp (1,23%), đường dây trục sử dụng dây dẫn AC95, nhánh rẽ dùng dây AC50 Do giữ nguyên trạng lộ đường dây - Lộ 373 : + Thay đường dây trục từ dây AC70 AC120 với chiều dài 22,428km + Thay dây dẫn 02 nhánh rẽ lớn, từ dây AC50 dây AC95 với chiều dài đường dây 36,098km 51 + Tận dụng nhánh rẽ lại sử dụng dây AC50 - Lộ 374 : + Lộ 374 vận hành bình thường, tổn thất điện áp lưới thấp (tại điểm xa 1,18%) Dây dẫn tuyến sử dụng dây AC95 cho trục chính, dây AC50 cho nhánh rẽ Giữ nguyên tuyến đường dây lộ 374 có  Lưới (22)kV Nâng cấp điện áp từ 6kV lên 22kV với lộ đường dây 671, 673, 674, 675, 676, 677, 678 thành lộ 471, 473, 474, 475, 476, 477, 478 Sau cải tạo, lộ đường dây 22kV cấp điện từ máy T1: 63MVA110/35/22kV Đường dây 22kV bao gồm 07 lộ: - Lộ 471 (lộ 671 cũ): + Thay toàn dây dẫn trục từ AC70 thành dây AC120 với chiều dài 5.497km +Thay nhánh rẽ sử dụng dây AC50 dây AC70 với chiều dài 0,419km + Xây dựng đường dây 22kV cấp điện cho 01 TBA xây dựng mới, với chiều dài 0,45km Dây dẫn sử dụng dây AC70 + Xây dựng 01 TBA 250kVA, cải tạo nâng cấp 01 TBA từ 50kVA lên 250kVA - Lộ 473 (lộ 673 cũ): + Giữ nguyên đường dây trục (đang sử dụng dây AC240) + Thay dây dẫn nhánh rẽ có chiều dài lớn từ AC50 lên AC120 với tổng chiều dài 3,762km Các nhánh rẽ thay từ dây AC50 lên AC95 có chiều dài 1,24km Các nhánh rẽ thay dây từ AC50 lên AC70 có chiều dài 3,376km + Xây dựng đường dây trung áp cấp điện cho 03 TBA xây có chiều dài 2,02km + Xây dựng 03 TBA, cải tạo nâng công suất 05 TBA có * Đấu nối mạch vịng lộ 473 với lộ 478 sau cải tạo - Lộ 474 (lộ 674 cũ): 52 + Thay đường trục từ dây AC70 lên dây AC120 với chiều dài đường dây 4,25km Thay nhánh rẽ từ dây AC50 dây AC70 với chiều dài 3,782km Tận dụng đoạn tuyến nhánh rẽ sử dụng dây dẫn AC70 + Xây dựng 02 nhánh rẽ cấp điện cho 02 TBA xây dựng với tổng chiều dài 0,68km Dây dẫn sử dụng loại dây AC70 + Cải tạo nâng công suất 02 trạm biến áp, xây dựng 02 trạm biến áp với tổng công suất 1070kVA *Tiến hành kết nối mạch vòng lộ 474 lộ 476 sau cải tạo - Lộ 475 (lộ 675 cũ): + Cải tạo nâng tiết diện dây đường trục từ AC70 lên cáp ngầm Cu/XLPE/DSTA-3x120 với chiều dài 1,763km Thay dây dẫn nhánh rẽ vào TBA từ AC50 lên AC70 với chiều dài 0,13km + Xây dựng đường trục dọc theo đường, cấp điện cho TBA xây dựng dài 1,627km, sử dụng dây dẫn Cu/XLPE/DSTA-3x120 Xây 02 nhánh rẽ cấp điện cho 02 TBA xây dựng mới, dây dẫn sử dụng dây AC70, dài 0,09km + Giữ nguyên có, xây dựng 02 TBA khách hàng với tổng công suất 1.630kVA - Lộ 476 (lộ 676 cũ): + Thay đường trục từ dây AC70 lên dây AC120 với chiều dài đường dây 2,262km Thay dây dẫn nhánh rẽ từ AC50 lên AC95 AC70, dây AC70 có chiều dài 3,44km, dây AC95 dài 2,616km +Xây dựng 01 nhánh rẽ ĐZ22kV cấp điện cho 01 TBA xây mới, sử dụng dây dẫn AC70, có chiều dài 1,21km + Bổ sung o4 máy biến áp với tổng cơng suất 1040kVA Trong cải tạo thay máy nâng công suất với 03 trạm, xây dựng 01 trạm *Tiến hành kết nối mạch vòng lộ 474 lộ 476 53 - Lộ 477 (lộ 677 cũ): + Thay đường dây trục có từ dây AC95, AC70, AC50 dây AC150 với chiều dài đường trục 17,174km Thay dây dẫn nhánh rẽ từ dây AC50 loại dây AC95 AC70, dây AC95 có chiều dài 1,275km, đường dây AC70 cải tạo có chiều dài 6,018km + Xây dựng 01 nhánh rẽ 22kV cấp điện cho TBA CQT Phố Thia có chiều dài 0,72km, dây dẫn sử dụng dây AC70 + Cải tạo nâng công suất 02 máy biến áp, xây dựng 01 máy biến áp 22/0,4kV - Lộ 478 (lộ 678 cũ): + Đường dây trục có sử dụng loại dây AC70 AC120 Tận dụng đường dây AC120 có (chiều dài 4,068km) Đoạn trục sử dụng dây dẫn AC70, thay dây AC120 Chiều dài 4,134km + Thay dây dẫn AC50 nhánh rẽ dây AC95 AC70 Trong dây dẫn AC70 dài 11,702km Dây dẫn AC95 dài 3,763km + Xây dựng 02 nhánh rẽ ĐZ 22kV cấp điện cho 02 TBA xây dựng với tổng chiều dài 1,55km Dây dẫn sử dụng dây AC70 + Thay máy nâng công suất với 03 máy biến áp, xây dựng 02 trạm biến áp địa bàn xã Thống Nhất * Tiến hành đấu nối mạch vòng lộ 478 lộ 473 - Khối lượng đường dây trung áp trạng, cải tạo xây dựng thể phụ lục PL8 PL9 - Sơ đồ nguyên lý lộ đường dây sau quy hoạch, cải tạo thể qua hình vẽ từ hình 3.1 đến hình 3.9 63 3.4 Trạm biến áp phân phối - Theo thống kê chi tiết trạng trạm biến áp cấp điện cho TP.Hịa Bình (PL1) đề xuất phương án cải tạo sau: + Tất máy biến áp trạng có đầu điện áp 22kV chưa hết khấu hao hết tận dụng lại + Các trạm biến áp trước cấp điện áp từ lưới điện 10kV mà không trang bị đầu điện áp 22kV cần cải tạo thay trạm biến áp có cấp điện áp 22/0,4kV với dung lượng phù hợp với kết dự báo phụ tải chương Theo số liệu thống kê có tổng cộng 16 máy biến áp cần cải tạo thay + Để đảm bảo đủ nguồn điện cung cấp điện cho TP.Hịa Bình đến năm 2020 dự kiến lắp đặt thêm 13 biến áp 22/0,4kV + Kiểu trạm biến áp: để đảm bảo tính mỹ thuật, độ an toàn tiết kiệm diện tích đặt trạm trạm biến áp đặt trục đường huyện, trạm biến áp cấp điện cho khu đô thị sử dụng kiểu máy biến áp hợp KIOS trạm cột trụ đứng Các trạm biến áp cấp điện cho trạm bơm đặt nhà, trạm biến áp lại sử dụng trạm treo Danh sách trạm biến áp lộ đường dây sau cải tạo thống kê phụ lục PL10 PL11 3.5 Tổng hợp khối lượng xây dựng tổng vốn đầu tư cho quy hoạch Do luận văn đề cập đến việc quy hoạch lưới điện trung áp Thành phố Hịa Bình, khối lượng xây dựng mới, mở rộng cải tạo lưới điện xét bao gồm: lưới điện 35kV, 22kV trạm biến áp tiêu thụ 22/0,4kV xây dựng Khối lượng xây dựng xác định sở dự kiến quy hoạch đề nhằm đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ TP.Hịa Bình đến năm 2025 64 Trên sở khối lượng xây dựng, suất đầu tư, tổng mức đầu tư thống kê bảng 3.5 Bảng 3.5 Khối lượng xây dựng tổng mức đầu tư STT Cơng trình A Lưới điện Phần ĐD cải tạo Cáp ngầm ĐDK Chủng loại Đơn vị Số lượng Đơn giá VNĐ/đơn vị Thành tiền Cu/3x120 AC150 AC120 AC95 AC70 km km km km km 1.763 17.174 42.387 44.992 28.867 1,440,907,270 402,680,000 347,580,000 284,950,000 238,770,000 2,540,319,517 6,915,626,320 14,732,873,460 12,820,470,400 6,892,573,590 Cu/3x240 Cu/3x120 AC70 km km km 0.15 1.627 6.57 2,637,157,270 395,573,591 1,440,907,270 2,344,356,128 610,202,297 4,009,029,091 Trạm Trạm Trạm Trạm Trạm Trạm Trạm 11 29 Phần ĐD xây dựng Cáp ngầm ĐDK Trạm biến áp tiêu thụ B 100kVA - 22/0,4 180kVA - 22/0,4 Lấy theo giá trị dự 250kVA - 22/0,4 toán phê 320kVA - 22/0,4 duyệt địa 400kVA - 22/0,4 bàn 630kVA - 22/0,4 1000kVA - 22/0,4 Tổng 377,579,383 428,619,383 461,069,383 493,629,383 536,309,383 614,299,383 785,239,383 377,579,383 857,238,765 5,071,763,210 4,442,664,444 1,608,928,148 1,228,598,765 785,239,383 65,022,834,195 3.6 Đánh giá tiêu kỹ thuật lưới điện sau cải tạo 3.6.1 Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT Phần mềm PSS/ADEPT chuyên gia hãng PTI (Mỹ) viết vào năm 1992 Đây phần mềm mô lưới điện máy tính nhằm mục đích tính toán nghiên cứu phục vụ cho việc vận hành quy hoạch mạng lưới điện, với chức tính tốn sau: - Tính tốn phân bố cơng suất: phân tích tính tốn điện áp, dịng điện, công suất nhánh, phụ tải cụ thể - Tính tốn ngắn mạch: Tính tốn ngắn mạch tất nút lưới, bao 65 gồm loại ngắn mạch pha, pha pha - Tính tốn Topo, phân tích điểm dừng tối ưu: tìm điểm có tổn hao cơng suất nhỏ lưới điểm dừng lưới mạng vịng pha - Tính tốn tụ bù tối ưu: Tìm điểm tối ưu để đặt tụ bù cố định tụ bù động cho tổn thất công suất lưới nhỏ - Tính tốn thơng số đường dây tải điện - Tính tốn phối hợp bảo vệ - Phân tích thơng số ảnh hưởng thành phần sóng hài lưới - Tính tốn phân tích độ tin cậy lưới điện 3.6.2 Đánh giá tiêu kỹ thuật lưới điện sau cải tạo phần mềm PSS/ADEPT 3.6.2.1 Chế độ làm việc bình thường Trong chế độ xét cho trường hợp lộ đường dây làm việc đơn lẻ (chế độ lưới điện sau cải tạo) Số liệu thống kê phụ lục PL12 Kết tính tốn kiểm tra cho bảng 3.6 Bảng 3.6 Tổn thất điện áp lớn lộ đường dây sau cải tạo Stt 10 Tên TBA 110kV Hòa Bình Tên Lộ 371 373 374 471 473 474 475 476 477 478 Cấp điện áp Điện áp thấp (kV) lưới (kV) 35 34,571 35 33,904 35 34,593 22 21,954 22 21,356 22 21,747 22 21,953 22 21,892 22 21,703 22 21,899 Tổn thất điện áp (%) 1.23% 3.13% 1.16% 0.21% 2.93% 1.15% 0.21% 0.49% 1.35% 0.46% Kết luận Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt 66 3.6.2.2 Chế độ làm việc cố Trong chế độ xét trường hợp có lộ đường dây làm việc cố máy cắt đầu nguồn hỏng, lúc máy cắt mạch vịng đóng lại (có liên kết mạch vịng) Các trường hợp cố nặng nề xảy khi: + Lộ 473 chịu tải lộ 478 E10.1 Hịa Bình + Lộ 474 E10.1 Hịa Bình chịu tải lộ 476 E10.1 Hịa Bình Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT, số liệu thống kê phụ lục PL13 Kết tính tốn kiểm tra trường hợp cho bảng 3.7 Bảng 3.7 Tổn thất điện áp lớn lộ đường dây chế độ cố STT Lộ Điện áp thấp U lưới (kV) (%) 21,074 4.21% Thỏa mãn 21,696 1.38% Thỏa mãn Kết luận Lộ 473 E10.1 Hịa Bình chịu tải lộ 478 E10.1 Hịa Bình Lộ 474 E10.1 Hịa Bình chịu tải lộ 476 E10.1 Hịa Bình 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nghiên cứu quy hoạch cải tạo lưới điện trung áp Thành phố Hịa Bình, Tỉnh Hịa Bình phù hợp với xu phát triển khu vực giai đoạn 2015 - 2025 Trên sở luận văn đề xuất sơ đồ phát triển hệ thống điện trung áp TP.Hịa Bình thỏa mãn nhu cầu cấp điện cho phát triển kinh tế xã hội bền vững Để giải mục tiêu trên, đề tài tập trung giải nội dung sau: - Nghiên cứu đánh giá tổng quan trạng lưới điện trung áp Thành phố Hòa Bình - Đánh giá khái quát tình hình tiêu thụ điện đưa dự báo phát triển phụ tải tương lai - Nghiên cứu đề xuất phương án quy hoạch nguồn điện nhằm đảm bảo đủ cung cấp cho khu vực thời điểm tương lai - Đề xuất đưa phương án quy hoạch cải tạo hợp lý lưới điện trung áp Thành phố Hòa Bình - Đánh giá sơ chất lượng cung cấp điện lưới điện trung áp sau cải tạo phần mềm PSS/ADEPT - Đánh giá sơ tổng mức đầu tư toàn dự án cải tạo lưới điện trung áp TP.Hịa Bình theo phương pháp suất đầu tư cho đơn vị sản phẩm - Việc nâng cấp điện áp từ 6kV lên 22kV quy hoạch lưới điện trung áp TP.Hịa Bình xu chung phù hợp với phát triển phụ tải, tổng sơ đồ phát triển VI Tập đoàn Điện Lực Việt Nam chiến lược phát triển lưới điện trung áp tỉnh Hịa Bình - Việc kết vòng lộ đường dây cần tiến hành cách triệt để, nhanh chóng để hồn thiện kết cấu lưới, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện - Kiến nghị: + Song song với việc cải tạo lưới điện trung áp cần phải có phương hướng 68 giải pháp kịp thời cải tạo hệ thống lưới điện hạ + Cần sớm có kế hoạch cải tạo thay máy biến áp có trạm 110kV Hịa Bình, kế hoạch xây dựng trạm 110kV Hịa Bình nhằm đảm bảo kịp thời theo nhu cầu phát triển kinh tế xã hội vùng Các trạm biến áp 110kV cần trang bị điều áp tải để nâng cao độ tin cậy vận hành cung cấp điện cho phụ tải quan trọng + Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cần phải nghiên cứu tiến hành việc liên kết mạch vòng lộ đường dây trung áp cấp điện khu vực Thành phố với lộ đường dây trung áp thuộc trạm biến áp khác 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Anh Nghĩa, Trần Bá Đề (1997), Giáo trình Điện khí hóa mỏ, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa, Nguyễn Hanh Tiến (2005), Tổ chức cung cấp điện mỏ, Giáo trình dùng cho cao học ngành mạng hệ thống điện mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Lân Tráng (2007), Quy hoạch phát triển hệ thống điện, NXB KH-KT Hà Nội EVN (2000), Hiện trạng điện thương phẩm Việt Nam, Hà Nội EVN (2001), Tổng sơ đồ phát triển điện lực Việt Nam giai đoạn 2010-2020 có xét tới 2025, Hà Nội EVN số 7674 ĐVN/ĐNT (1998), Văn hướng dẫn định mức tiêu thụ điện cho tiêu dùng dân cư, Hà Nội Sở tài ngun mơi trường TP.Hịa Bình (2010), Quy hoạch sử dụng đất đến năm 2012 kế hoạch sử dụng đất đến năm 2020 Thành phố Hịa Bình, Tỉnh Hịa Bình Sở Cơng thương Thành phố Hịa Bình, Quy hoạch phát triển công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp TP.Hịa Bình giai đoạn 2010-2020, tầm nhìn đến 2025 Sở Cơng thương TP.Hịa Bình (2010), Quy hoạch chi tiết khu thị địa bàn Thành phố Hịa Bình, Tỉnh Hịa Bình 10 Cơng ty Điện lực Thành phố Hịa Bình (2012), Báo cáo kinh doanh điện 11 Cơng ty Điện lực Thành phố Hịa Bình Cơng ty điện lực Hịa Bình (2012), Các tư liệu đồ, sơ đồ nguyên lý lưới điện 110,35,10kV có tới 30/7/2013 số liệu lưới điện, việc cung ứng sử dụng điện năm qua Thành phố Hịa Bình, Tỉnh Hịa Bình ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT LƯƠNG XU? ?N MẠNH NGHIÊN CỨU QUY HOẠCH VÀ CẢI TẠO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP THÀNH PHỐ HỊA BÌNH, TỈNH HỊA BÌNH PHÙ HỢP VỚI XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA KHU VỰC GIAI ĐOẠN... lưới trung áp tất tỉnh phải quy cấp điện áp 22kV, việc nghiên cứu quy hoạch, cải tạo lưới điện trung áp Thành phố Hịa Bình để phục vụ cho sản xu? ??t kinh doanh phù hợp với xu phát triển khu vực. .. tra lưới trung áp sau cải tạo Nội dung nghiên cứu - Đánh giá trạng lưới điện trung áp Thành phố Hịa Bình - Nghiên cứu dự báo phụ tải điện - Quy hoạch cải tạo lưới điện trung áp Thành phố Hịa Bình