Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 103
Phương án 1: Thực hiện thay thế toàn bộ trục chính các lộ bằng tiết diện dây mới với công suất tải các trạm biến áp 10/0,4kV được lấy bằng công suất định mức các máy biến áp có hệ số bằng hệ số công suất yêu cầu tại các trạm biến áp là: cosϕ= 0,85.
Với phương án này thì tổng công suất tải của lộ 971 là S = 5677 kVA sẽ lớn hơn 1,77 lần so với công suất định mức của máy biến áp T1; tổng công suất tải của lộ 972
là S = 10272 kVA sẽ lớn hơn 3,21 lần so với công suất định mức của máy biến áp T2; Trong khi đó, các máy biến áp chỉ được phép làm việc quá tải tới 1,3 lần (tương đương 4160kVA) trong điều kiện quá tải bình thường. Nếu phụ tải phát triển quá mức này thì cần thiết phải nâng cấp các máy biến áp tại trạm biến áp trung gian 2-9 bằng máy biến áp có công suất lớn hơn.
Trong tính toán thiết kế máy biến áp, thường cho phép máy biến áp có thể làm việc trong điều kiện quá tải 130% khi quá tải bình thường và 140% khi quá tải sự cố[xiv].
Do đó, nếu thực hiện phương án này thì sẽ không khả thi do chi phí đầu tư lớn, mặt khác lại không phù hợp với lộ trình phát triển lưới điện là tiến tới nâng cấp các lưới điện áp 6kV, 10kV, 15KV lên cấp điện áp 22kV.
Công suất tải các lộ 971 và 972 trong phương án này cho trong bảng 3.19 và 3.20: - Công suất tải lộ 971 tính theo phương án 1:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 104
Bảng 3.19.Công suất các điểm tải lộ 971 theo phương án 1
Tên Trạm n Sn
(kVA) cosᵩ sinᵩ
Pmaxi (kW) Qmaxi (kVAr) Tự dùng trạm 2/9 1 50 0.85 0.5 42.5 26.3 Tổ 10 Quyết Thắng 1 180 0.85 0.5 153 94.8
Đài tiếng nói Việt Nam 1 180 0.85 0.5 153 94.8
Xã Cơi 1 1 320 0.85 0.5 272 168.6 BCH Quân sự tỉnh 1 180 0.85 0.5 153 94.8 Tổ 6 Quyết Thắng 1 320 0.85 0.5 272 168.6 Nhà thiếu nhi 1 250 0.85 0.5 212.5 131.7 Sân vận động 1 320 0.85 0.5 272 168.6 Nà Coóng 1 320 0.85 0.5 272 168.6 Trại tâm thần 1 180 0.85 0.5 153 94.8 Trường DTNT 1 100 0.85 0.5 85 52.7 Ủy ban tỉnh 1 1 320 0.85 0.5 272 168.6 Ủy ban tỉnh 2 1 400 0.85 0.5 340 210.7 Nhà khách Ủy ban 2 1 560 0.85 0.5 476 295 Nhà khách Ủy ban 1 1 250 0.85 0.5 212 131.7 Bản Kham 1 160 0.85 0.5 136 84.3 Bó Cằm 1 150 0.85 0.5 127 79 Nẹ Tợ 1 31.5 0.85 0.5 27 16.6 Thủy điện Nậm Chanh 1 100 0.85 0.5 85 52.7 Co Phung 1 75 0.85 0.5 64 39.5 Tổ 2 Quyết Thắng 1 400 0.85 0.5 340 210.7 Đài PTTH tỉnh 1 100 0.85 0.5 85 52.7 Bến xe khách 1 400 0.85 0.5 340 210.7 TT Khai thác Viễn thông 1 100 0.85 0.5 85 52.7 Nhà máy nước Nậm La 1 180 0.85 0.5 153 94.8 Tencopit 1 50 0.85 0.5 42.5 26.3 Tổng 5677 4825 2990
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 105
- Công suất tải lộ 972 tính theo phương án 1:
Bảng 3.20.Công suất tải lộ 972 theo phương án 1
Tên Trạm n Sn
(kVA) Cosᵩ Sinᵩ
Pmaxi (kW) Qmaxi (kVAr) Bản Bó 1 180 0.85 0.5 153 90 Nhà máy nước 2 1 160 0.85 0.5 136 80 Nhà máy nước 1 1 180 0.85 0.5 153 90 Mường La 1 320 0.85 0.5 272 160 Y tế dự phòng 1 160 0.00 0.5 0 80 Trường Y 1 250 0.85 0.5 212.5 125 BQL thủy điện Sơn La 1 1 250 0.85 0.5 212.5 125 Dược phẩm 1 560 0.85 0.5 476 280 Sở y tế 1 250 0.85 0.5 212.5 125 Bảo hiểm 1 400 0.85 0.5 340 200 Kho bạc nhà nước 1 400 0.85 0.5 340 200 Nậm La 1 1 400 0.85 0.5 340 200 Nậm La 2 1 400 0.00 0.5 0 200 Cầu 26/8(KS.Phong Lan) 1 400 0.85 0.5 340 200 Sở giáo dục 1 250 0.85 0.5 212.5 125 Bản Hẹo 1 180 0.85 0.5 153 90
Ngân hàng nông nghiệp 1 320 0.85 0.5 272 160
Đèn đường 1 160 0.85 0.5 136 80 Bản Lau 1 250 0.85 0.5 212.5 125 Trạm VIBA 1 180 0.85 0.5 153 90 Đồi Châu 1 250 0.85 0.5 212.5 125 Suối reo 1 320 0.85 0.5 272 160 Trạm khí tượng thủy văn 1 250 0.85 0.5 212.5 125 Văn công 1 250 0.85 0.5 212.5 125 Ngân hàng nhà nước tỉnh 1 750 0.85 0.5 637.5 375 Sở công an 1 630 0.85 0.5 535.5 315 Ngân hàng đầu tư 1 1 50 0.85 0.5 42.5 25 Ngân hàng đầu tư 2 1 50 0.85 0.5 42.5 25 Quỹ hỗ trợ 1 320 0.00 0.5 0 160 Xăng dầu Tô Hiệu 1 31.5 0.85 0.5 26.775 15.8 Bưu điện 1 100 0.85 0.5 85 50 Liên cơ quan 2 1 180 0.85 0.5 153 90
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 106 Liên cơ quan 1 1 0 0.85 0.5 0 0.000 Sở công an cũ 1 180 0.85 0.5 153 90.000 Mỳ mầu 1 0 0.85 0.5 0 0.000 Chi nhánh NH đầu tư 1 250 0.85 0.5 212.5 125 Biên phòng 1 180 0.85 0.5 153 90 BQL thủy điện Sơn La 2 1 250 0.00 0.5 0 125.000 Bảo Việt Sơn La 1 180 0.85 0.5 153 90.000 Thành ủy 1 75 0.85 0.5 63.75 37.500 Khách sạn Sơn La 1 250 0.85 0.5 212.5 125.000 Viettel 1 75 0.85 0.5 63.75 37.500 Tổng 10272 7770 5136
Phương án 2: Thực hiện thay thế toàn bộ trục chính các lộ bằng dây dẫn có tiết diện lớn hơn với công suất tải là công suất tải hiện tại của các lộ.
Đây là phương án có tính khả thi hơn, có thể thực hiện được, do hiện tại thì công suất tải tại thanh cái các máy biến áp của hai lộ này đều nằm trong giới hạn quá tải cho phép, dòng công suất phản kháng cả hai lộ 971 và 972 trong giờ cao điểm đều lớn, tiết diện dây dẫn nhỏ.
Phương pháp thực hiện bài toán thay thếđường dây bằng dây dẫn có tiết diện lớn hơn
Theo lý thuyết, việc thực hiện lựa chọn tiết diện dây dẫn có thể thực hiện tính toán theo các phương pháp khác nhau, dựa theo các tiêu chí khác nhau. Với cách tính toán lý thuyết yêu cầu phải tính toán dài, phức tạp, có phương án phải giảđịnh các thông số mới có thể thực hiện tính toán được...
Hiện nay, với sự hỗ trợ của các phần mềm kỹ thuật điện, như phần mềm PSS/ADEPT thì việc tính toán được dễ dàng hơn, nhanh hơn và tương đối chính xác do thuật toán được sử dụng trong phần mềm cũng áp dụng theo các phương pháp tính toán lý thuyết[xv]. Mặt khác, còn có thể thực hiện mô phỏng quá trình vận hành của lưới điện, đưa ra được các phương án khác nhau để so sánh, lựa chọn được phương án hợp lý nhất.
Các bước thực hiện bài toán thay thế tiết diện dây dẫn bằng phần mềm PSS/ADEPT:
Bước 1: Thực hiện vẽ sơđồ lưới điện, thiết lập các hiển thị, nhập các thông số tải (công suất tác dụng, công suất phản kháng...), nhập các thông số về đường dây (tiết diện dây dẫn, chiều dài đường dây, điện trở, điện cảm...), các thông sốđiện áp và mức giới hạn điện áp cho phép.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 107 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bước 2: Chạy bài toán phân bố công suất (LOADFLOW) để biết được hiện trạng của lưới điện, biết được các thông số vận hành trên lưới điện, như: Công suất tác dụng, công suất phản kháng tại đầu nguồn, tại các nhánh, các nút tại các thời điểm trong ngày; điện áp tại các nút trên lưới điện, biết được điểm nút nào có điện áp nằm ngoài giới hạn điện áp cho phép...
Nếu lưới điện có các điểm nút, đoạn đường dây bị quá tải, mức điện áp nằm ngoài dải điện áp cho phép và khả năng công suất nguồn vẫn đảm bảo cung cấp được công suất cho tải (tức là lượng công suất tại thanh cái trạm biến áp nhỏ hơn công suất định mức của máy biến áp hoặc lớn hơn tối đa là 1,3 lần công suất định mức của máy biến áp) thì có thể thực hiện thay thế đường dây bằng tiết diện dây lớn hơn hoặc loại dây dẫn có chất lượng kim loại màu tốt hơn.
Bước 3: Thực hiện thay thế các đoạn đường dây trên sơđồ lưới điện bằng dây dẫn mới có tiết diện lớn hơn một cấp tiêu chuẩn và nhập vào các thông số mới của các đoạn đường dây đó.
Bước 4: Thực hiện chạy lại bài toán phân bố công suất tại thời điểm có công suất lớn nhất để kiểm tra hiện trạng của lưới điện sau khi thay thế tiết diện dây dẫn mới.
Nếu hiện trạng lưới điện không còn các điểm nút, đoạn đường dây nào quá tải, tức là có mức điện áp nằm trong giới hạn cho phép thì tiết diện dây dẫn mới là thỏa mãn.
Nếu hiện trạng lưới điện vẫn còn các điểm nút, đoạn đường dây quá tải, mức điện áp nằm ngoài giới hạn cho phép thì tiếp tục thực hiện thay thế bằng tiết diện dây dẫn lớn hơn, rồi quay lại Bước 4để kiểm tra đến khi thỏa mãn.
3.4.2.1.Thực hiện thay thế tiết diện dây dẫn các lộ 971 theo phương án 2
Hiện tại tiết diện dây dẫn trục chính lộ 971 là AC50, thực hiện thay toàn bộ dây dẫn trục chính bằng dây dẫn AC70, với r0 = 0,46Ω/km và x0 = 0,318Ω/km.
Thực hiện thay toàn bộ dây dẫn trục chính từ nút 1 – nút 3 – nút 16 – nút 22 – nút 44, với tổng chiều dài là 7,33km ta thấy:
1. Tăng tiết diện dây dẫn trục chính từ AC50 lên AC70:
- Hiện trạng đường dây lộ 971 trong giờ cao điểm tối (17h – 19h) sau khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC70: Điện áp lưới điện có tăng lên, nhưng vẫn còn nhiều nút cả trung áp và hạ áp có điện áp thấp hơn giới hạn điện áp cho phép như hình 3.38:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 108
Hình 3.38. Hiện trạng đường dây lộ 971 khi tăng tiết diện dây dẫn trục chính từ AC50 lên AC70
- Hiện trạng đường dây lộ 971 trong giờ thấp điểm (24h – 6h) sau khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC70: Chất lượng điện áp tất cả các nút trung áp 10kV đều đảm bảo, chỉ còn 01 nút hạ áp 0,4kV có điện áp thấp hơn giới hạn điện áp cho phép như hình 3.39:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 109
Hình 3.39. Hiện trạng lộ 97 giờ thấp điểm sau khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC70
- Hiện trạng đường dây lộ 971 trong giờ cao điểm trưa (11h – 13h) sau khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC70: Điện áp lưới điện có tăng lên, nhưng vẫn còn nhiều nút cả trung áp và hạ áp có điện áp thấp hơn giới hạn điện áp cho phép như hình 3.40:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 110
Hình 3.40. Hiện trạng lộ 971 giờ cao điểm trưa sau khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC70
- Hiện trạng đường dây lộ 971 trong giờ bình thường (14h – 16h) + (20h – 23h) + (7h – 10h) sau khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC70:Chất lượng điện áp tất cả các nút trung áp 10kV đều đảm bảo, chỉ còn 15 nút hạ áp 0,4kV có điện áp thấp hơn giới hạn điện áp cho phép như hình 3.41:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 111
Hình 3.41. Hiện trạng lộ 971 giờ thấp điểm sau khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC70
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 112
Hình 3.42. Công suất lộ 971 giờ cao điểm tối sau khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC70
- Tổn thất công suất trên đường dây lộ 971 khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC70:
Bảng 3.21. Tổn thất công suất khi tiết diện lộ 971 là AC70
Thời gian Tổn thất công suất tác dụng (kW) Tổn thất công suất phản kháng (kVAr) Giờ cao điểm (17h -19h) 215 284 Giờ thấp điểm (24h – 6h) 39 50 Giờ cao điểm trưa (11h – 13h) 190 251 Giờ bình thường (các giờ còn lại) 109 143 Trung bình 138 182 Nhận xét:
Khi tăng tiết diện dây dẫn trục chính lộ 971 từ AC50 lên AC70, tại các giờ cao điểm vẫn chưa đảm bảo chất lượng điện áp cho lộ 971, còn nhiều nút có điện áp thấp, độ lệch điện áp nằm ngoài giới hạn cho phép (22/57 nút trung áp 10kV, 22/26 nút hạ áp 0,4kV);
Tổn thất công suất trên đường dây so với hiện trạng ban đầu giảm nhiều: Tỉ lệ tổn thất công suất trung bình giảm bằng 177 138.100 22%
177 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
−
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 113
Dòng công suất phản kháng trên đường dây lớn, tỉ lệ giữa công suất tác dụng/công suất phản kháng là 2006 0,59
3427= (tương đương với hệ số công suất của đường dây là cosϕ= 86,3).
Do đó, để nâng cao chất lượng điện áp cho lưới điện, giảm tổn thất công suất, tổn thất điện năng trên đường dây lộ 971, cần nâng cao tiết diện dây dẫn hơn nữa hoặc kết hợp thực hiện bù công suất phản kháng trong các giờ cao điểm để bù tại các nút hạ áp có điện áp thấp.
2. Tăng tiết diện dây dẫn trục chính lộ 971 từ AC50 lên AC95:
Thực hiện thay toàn bộ dây dẫn trục chính lộ 971 bằng dây dẫn AC95, với r0 = 0,33Ω/km và x0 = 0,312Ω/km.
- Hiện trạng đường dây lộ 971 trong giờ cao điểm tối (17h – 19h) sau khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC95:
Hình 3.43. Hiện trạng lộ 971 trong giờ cao điểm tối khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC95
- Hiện trạng đường dây lộ 971 trong giờ thấp điểm sau khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC95:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 114
Hình 3.44. Hiện trạng lộ 971 giờ thấp điểm sau khi tăng tiết diện lên dây AC95
- Hiện trạng đường dây lộ 971 trong giờ cao điểm trưa (11h – 13h) sau khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC95:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 115
Hình 3.45. Hiện trạng đường dây lộ 971 sau khi tăng tiết diện lên AC95
- Hiện trạng đường dây lộ 971 trong giờ bình thường (14h – 16h) + (20h – 23h) + (7h – 10h) sau khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC95:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 116
Hình 3.46. Hiện trạng lộ 971 giờ bình thường khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC95
- Công suất trên đường dây lộ 971 khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC 95 trong giờ cao điểm:
+ Công suất tác dụng: 3390kW; + Công suất phản kháng: 1989kVAr.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 117
Hình 3.47. Công suất lộ 971giờ cao điểm tối khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC95
- Tổn thất công suất trên đường dây lộ 971 khi tăng tiết diện dây dẫn từ AC50 lên AC95:
Bảng 3.22.Tổn thất công suất khi tiết diện lộ 971 là AC95
Thời gian Tổn thất công suất tác dụng (kW) Tổn thất công suất phản kháng (kVAr) Giờ cao điểm (17h -19h) 178 272 Giờ thấp điểm (24h – 6h) 33 44 Giờ cao điểm trưa (11h – 13h) 158 240 Giờ bình thường (các giờ còn lại) 91 135 Trung bình 115 173 Nhận xét:
Khi tăng tiết diện dây dẫn của lộ 971 lên dây AC95 thì trong tất cả các thời điểm trong ngày, các nút trung áp 10kV đã đảm bảo chất lượng điện áp, chỉ còn một số nút hạ áp 0,4kV có điện áp thấp hơn độ lệch điện áp cho phép;
Tổn thất công suất trên đường dây so với hiện trạng ban đầu giảm nhiều: Tỉ lệ tổn thất công suất trung bình giảm bằng 177 115.100 35%
177
−
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});