Lộ 373 E27.2 hiện được cấp điện từ TBA cú cụng suất 25 MVA- 110/35. Theo bảng bỏo cỏo cụng tỏc thực hiện chương trỡnh giảm tổn thất điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cuối năm 2014 của điện lực Gia Bỡnh cú bảng thống kờ chỉ tiờu độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện 373 – E27.2 như sau:
Bảng 6.3: Thời gian mất điện và phục hồi của cỏc phần tử
TT Tờn phần tử Thời gian mấtđiện(h/năm) Thời gian phụchồi(h/năm)
TBA Gia Bỡnh 20,7 5,3
Đường dõy 35kV 11,8 10,5
1 TBA Bảo Thỏp 2 420 57
2 TBA Yờn Việt 2 285 36
3 TBA Yờn Việt 289 36
4 TBA Cứu Sơn 285 37
5 TBA Cứu Sơn 2 197 25
6 TBA An Quang 210 21
7 TBA Mụn Quảng 240 31
8 TBA bơm Mụn Quảng 214 25
9 TBA Dương Nhật 257 30
10 XN Ngọc Toan 198 16
11 TBA Hải Ninh 195 22
12 TBA Cổ Thiết 278 35
13 TBA Ngăm Mạc 256 31
14 TBA Ngăm Lương 289 40
15 TBA Ngọc Tỉnh 312 43
16 TBA Lóng Ngõm 185 27
17 TBA Bảo Thỏp 3 178 25
18 TBA NSTT Gia Bỡnh 215 22
6.3.5.1. Đỏnh giỏ độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện a. Tổng thời gian mất điện của toàn lưới
Đối với hệ thống điện thời gian mất điện cú thể xỏc định theo cụng thức đơn giản sau:
Tmđ = αCLC + αBATG + αfLf + αTT + αhLh (h)
cấp, đường dõy phõn phối và đường dõy tiờu thụ (h/km.năm)
αBATG, αTT – Suất mất điện của mỏy biến ỏp trung gian và mỏy biến ỏp tiờu thụ trong năm (h/năm)
Dựa vào bảng 6.2: Suất thời gian mất điện của cỏc phần tử trong mạng điện ta lấy:
αC (đường dõy 110kV) là 0,5 với chiều dài 34 km
αf (đường dõy phõn phối 35kV) là 0,55 với l = 4,704 km αh (đường dõy tiờu thụ) là 2,5 với tổng chiều dài là 13,636 km αBATG = 12 và αTT =24
Vậy ta tớnh được thời gian mất điện của toàn lưới là:
Tmđ = (0,5.34)+12+(0,55.4,704)+24+(2,5.13,636)=77,67 (h)
b. Tổng thiệt hại do ngừng cung cấp điện của lưới
Ta cú lượng điện năng thất thoỏt do mất điện trong khoảng thời gian sự cố cú thể xỏc định theo cụng thức suất trung bỡnh cắt điện:
max max ( ) 8760
tb o
P T
P p L kW
Dựa theo bảng số liệu đồ thị và đồ thị phụ tải năm của lộ ta cú thể tớnh Tmax
của lộ theo cụng thức:
= = 4929 (h)
= = 3235,96 (kW)
Vậy lượng điện năng thất thoỏt do mất điện trờn toàn hệ thống trong năm là:
= = 3235,96 .77,67 = 251360,3121 (kWh)
Do đú thiệt hại của toàn hệ thống do ngừng cung cấp điện của lưới là: Y0 = y0. ΔA0
Với y0 là thiệt hại trung bỡnh do mất điện toàn hệ thống ứng với 1 kWh. Vỡ lộ cung cấp điện cho bao gồm 1 nửa là phụ tải cụng nghiệp, cỏc nhà mỏy
xớ nghiệp trong quỏ trỡnh sản xuất nờn dẫn đến thiệt hại mất điện 1kWh khỏ cao. Xột theo mặt bằng chung ta cú thể lấy thiệt hại trung bỡnh do mất điện 1kWh toàn hệ thống bao gồm phụ tải cụng nghiệp và dõn sinh là 1.000đ/kWh. Vậy ta tớnh được thiệt hại của toàn hệ thống do ngừng cung cấp điện của lưới:
= 1000 . 251360,3121 = 2513603121 (đ)
Nhận xột:
Ta thấy, khi toàn hệ thống bị ngừng cung cấp điện sẽ gõy ra thiệt hại lớn về kinh tế. Vỡ vậy ta cần phải tiến hành cỏc biện phỏp để nõng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện, như: phõn đoạn đường dõy, dựng nguồn dự phũng, hoàn thiện bảo vệ rơ – le, thực hiện cơ cấu đúng lặp lại...
6.3.5.2. Lựa chọn phương ỏn nõng cao chất lượng điện cho lộ 373 E27.2
Lộ 373 – E27.2 ta nghiờn cứu cú chiều dài là tương đối ngắn chỉ với 4,704 km thỡ qua thực tế tớnh toỏn người ta thấy rằng khi N = 1 (cú 1 cơ cấu phõn đoạn) thỡ hiệu quả của việc đặt cơ cấu phõn đoạn là lớn nhất sau đú giảm dần. Và theo tiờu chuẩn của ngành điện Việt Nam thỡ với đường dõy cú chiều dài < 20 km thỡ dựng 1 cơ cấu phõn đoạn đặt ở giữa đường dõy cho hiệu quả lớn nhất. Chớnh vỡ vậy với nhỏnh tiờu lộ 373 – E27.12 ta sẽ dựng 1 cơ cấu phõn đoạn đặt tại chớnh giữa lộ.
a. Lựa chọn cơ cấu phõn đoạn
* Tớnh toỏn ngắn mạch và lựa chọn thiết bị cho cơ cấu phõn đoạn Đặt vấn đề
Cỏc thiết bị điện, xứ cỏch điện và cỏc bộ phận khỏc của hệ thống điện trong điều kiện vận hành cú thể ở 1 trong 3 chế độ cơ bản sau:
- chế độ làm việc lõu dài(làm việc bỡnh thường)
- chế độ làm việc quỏ tải
- chế độ chịu dũng điện ngắn mạch
Trong chế độ làm việc lõu dài, cỏc thiết bị điện, sứ cỏch điện và cỏc bộ phận dẫn điện khỏc sẽ làm việc tin cậy nếu chỳng được chọn theo đỳng điện ỏp và dũng điện định mức.
Trong chế độ quỏ tải, dũng điện qua thiết bị điện và cỏc bộ phận dẫn điện khỏc lớn hơn so với dũng điện định mức. Nếu mức quỏ tải khụng vượt quỏ giới hạn cho phộp thỡ cỏc thiết bị điện vẫn làm việc tin cậy
Trong tỡnh trạng ngắn mạch, cỏc khớ cụ điện, sứ cỏch điện và cỏc bộ phận dẫn điện khỏc vẫn đảm bảo làm việc tin cậy nếu quỏ trỡnh lựa chọn chỳng cú cỏc thụng số đỳng theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. Tất nhiờn khi xảy ra ngắn mạch, để hạn chế tỏc hại của nú cần phải nhanh chúng loại trừ tỡnh trạng ngắn mạch. Như vậy dũng điện ngắn mạch là số liệu quan trọng để chọn và kiểm tra cỏc thiết bị
Túm lại, việc lựa chọn đỳng đắn cỏc thiết bị cú ý nghĩa quan trọng đảm bảo cho hệ thống cung cấp điện vận hành an toàn, tin cậy và kinh tế
* Mục đớch của tớnh toỏn ngắn mạch
Ngắn mạch là tỡnh trạng sự cố nghiờm trọng và thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện
Ngắn mạch là sự cố nghiờm trọng nhất trong hệ thống điện. Khi xảy ra ngắn mạch thỡ điện ỏp của hệ thống giảm xuống là cho dũng điện tăng cao cú thể gấp vài chục lần bỡnh thường, dũng ngắn mạch gõy nờn hiệu ứng nhiệt và hiệu ứng lực điện động rất lớn. Điểm ngắn mạch càng gần nguồn cung cấp thỡ tỏc hại do dũng ngắn mạch gõy ra càng lớn làm chỏy nổ cỏc thiết bị gõy nguy hiểm cho người vận hành. Nếu ngắn mạch ở gần nguồn điện ỏp hệ thống giảm xuống nghiờm trọng cú thể gõy rối loạn hệ thống điện.
Cỏc số liệu về tỡnh trạng ngắn mạch là căn cứ quan trọng để giải quyết 1 loạt vấn đề: lựa chọn thiết bị điện, thiết kế hệ thống bảo vệ rơle, định phương thức vận hành…Vỡ vậy tớnh toỏn ngắn mạch là 1 phần khụng thể thiếu được của thiết kế cung cấp điện
Cỏc dạng ngắn mạch thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện là ngắn mạch 3 pha, hai pha và một pha chạm đất. Trong đú ngắn mạch ba pha là nghiờm trọng nhất. Vỡ vậy thường người ta căn cứ vào dũng điện ngắn mạch ba pha để lựa chọn cỏc thiết bị điện và kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt của thiết bị và dõy dẫn được chọn khi cú ngắn mạch trong hệ
thống điện. Xỏc định chế độ làm việc của cỏc thiết bị điện khi xảy ra cỏc sự cố đưa ra cỏc biện phỏp hạn chế dũng ngắn mạch.
Điểm được chọn để tớnh toỏn dũng ngắn mạch là những điểm tại đú khi xảy ra ngắn mạch thiết bị phải làm việc trong điều kiện nặng nề nhất. Căn cứ vào sơ đồ nguyờn lý và cỏch bố trớ cỏc thiết bị trờn sơ đồ mà ta chọn 1 số điểm ngắn mạch:
- Ngắn mạch trờn thanh cỏi cao ỏp 35kV để kiểm tra mỏy cắt và thanh
gúp
- Ngắn mạch trờn thanh cỏi 0,4kV
* Tớnh cụ thể với nhỏnh tiờu lộ 373 – E27.2
Hỡnh 6.7. Sơ đồ ngắn mạch Tớnh toỏn ngắn mạch
Với 1 số cơ cấu phõn đoạn dựng mỏy cắt phõn đoạn đặt tại chớnh giữa đường dõy như đó lựa chọn ở trờn, để tớnh toỏn ngắn mạch khi đú ta coi điểm đặt mỏy cắt phõn đoạn là điểm đầu đường dõy để tớnh toỏn ngắn mạch. Vỡ vậy ta tớnh dũng ngắn mạch lớn nhất là điểm xa nguồn nhất khi đú chớnh là tại thanh cỏi 35kV tại đầu lộ.
Cầu chỡ cao ỏp đầu đường dõy trờn khụng là loại cầu chỡ ống cao ỏp loại 3GD1606-5D, do Siemens chế tạo cú:
Uđm = 36kV, Iđm = 32 (kA), Icđđ = 31,5 (kA) và Utb = 1,05.UđmLĐ (kV) Với lưới 35kV thỡ Utb = 1,05.35 = 36,75 (kV)
-Điện khỏng của hệ thống:
-Điện trở và điện khỏng của đường dõy 35kV
Đường dõy 35kV từ vị trớ đặt mỏy cắt phõn đoạn đến đầu lộ dựng dõy AC70 dài 4,072/2 = 2,036 km, cú cỏc thụng số sau: r0= 0,46 (Ω/km), x0 = 0,382(Ωkm)
Ta cú:
Điện trở đường dõy:Rđd = r0.l = 0,46.2,036= 0,937 (Ω) Điện khỏng đường dõy: Xđd = x0.l = 0,382.2,036= 0,778 (Ω) -Tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N1 là:
RN1 = Rdd =0,937 (Ω)
XN1 = XHT +Xdd = 0,6876 + 0,778 = 1,465 (Ω)
ZN1 = = 1,739
Trị số dũng ngắn mạch tại N1 là:
Do ngắn mạch ở xa nguồn nờn dũng điện ngắn mạch siờu quỏ độ I” bằng dũng điện ngắn mạch ổn định I∞, nờn ta cú thể viết:
Trong đú: ZN – Tổng trở từ hệ thống tới điểm ngắn mạch, ( U – Điện ỏp đường dõy (kV)
= = 12,2 (kA)
Trị số IN và ixk được dựng để kiểm tra khả năng ổn định nhiệt và ổn định động của thiết bị trong trạng thỏi ngắn mạch
Tớnh cụng suất ngắn mạch:
* Lựa chọn và kiểm tra mỏy cắt phõn đoạn Ta cú:
Chọn dựng mỏy cắt loại 36GI- E16, cỏch điện bằng khớ SF6 do Schneider chế tạo. Tra bảng 5.13 sỏch Sổ tay tra cứu và lựa chọn thiết bị điện – Ngụ Hồng Quang.
Bảng 6.4. Thụng số kỹ thuật của mỏy cắt
Loại mỏy Cỏch
điện 36GI –
E16 SF6 36 1250 16 40
Bảng 6.5: Chọn và kiểm tra mỏy cắt
Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Điện ỏp định mức, kV = 36(kV) =35 (kV)
Dũng điện cắt định mức, kA = 40 (kA) = 12,2(kA)
Cụng suất cắt định mức, MVA = 2424,87(MVA) = 739,6 (MVA)
Dũng điện ổn định động, kA = 110 (kA) = 17,25 (kA)
6.3.7. Đỏnh giỏ hiệu quả kinh tế sau khi dựng cơ cấu phõn đoạn
Ta cú giỏ thành đầu tư MCPĐ như trờn đó chọn là 250.106 (đ).
Như vậy khi đó dựng MCPĐ ta cú thể trỏnh phải cắt điện, mất điện của cả lộ khi nửa đường dõy kia gặp sự cố. Nghĩa là ta trỏnh được mất điện của nửa đầu lộ (phớa trước MCPĐ) và như thế giảm được thiệt hại do mất điện của cả nửa đầu lộ trong toàn bộ thời gian mất điện của nửa lộ phớa sau MCPĐ.
Tớnh thời gian sự cố của nửa đường dõy phớa sau:
= 0,5 .2,036 +24 +2,5. 6,818= 42,063 (h) Do đú cơ cấu phõn đoạn đặt tại chớnh giữa đường dõy
Cụng suất max nửa sau đoạn đặt MCPĐ là Pmax của đoạn 33-35, Pmax= 3200 Lượng điện năng tiết kiệm được trờn nửa đầu của lộ là:
= = 3200 .42,063 = 134601,6 (kWh)
Từ đú ta tớnh được thời gian thu hồi vốn đầu tư cho MCPĐ là:
= 1,8 (năm)
Nhận xột:
Sau hơn 1 năm sử dụng MCPĐ ta cú thể thu hồi được số vốn ban đầu. Mỗi năm, giảm đươc thiệt hại do ngừng cung cấp điện ta cũn cú thể tiết kiệm
thờm được hơn 100.106 (đ/năm). Như vậy, việc sử dụng mỏy cắt phõn đoạn
ngoài đảm bảo ổn định độ tin cậy cung cấp điện cho toàn hệ thống mà cũn đảm bảo tớnh kinh tế.
PHẦN C: KẾT LUẬN VÀ éỀ NGHỊ
1. Kết luận
* éỏnh giỏ lưới điện
- Qua quỏ trỡnh phõn tớch đề tài ta nắm được mức độ sử dụng điện của cỏc trạm tiờu thụ lộ 373 E27.2
- Vẫn cũn xảy ra hao tổn cũng như cỏc pha chưa cõn bằng điện ỏp * Cải tạo luới diện
Đưa ra phương ỏn lắp đặt tụ bự giảm hao tổn cụng suất. Và lắp mỏy cắt phõn đoạn. Tớnh toỏn kinh tế chi phớ sau khi đưa ra phương ỏn.
2.éề nghị
- éể nõng cao hiệu quả chống tổn thất kinh doanh điện, cỏc địa phương cần cú giải phỏp đỳng đắn về quản lý, kỹ thuật và vận hành đảm bảo an toàn và kết quả. Kết hợp chặt chẽ giữa chớnh quyền cơ sở với ngành điện để đào tạo nõng cao trỡnh độ.
- Tuyờn truyền giỏo dục nhõn dõn trong xó cú ý thức sử dụng diện an toàn, tiết kiệm, bảo vệ lưới diện chung.
- éiện lực Gia Bỡnh cũng cần sớm cú giải phỏp nõng cao chất lượng điện ỏp. Kiểm tra độ đối xứng giữa cỏc pha trong lưới điện thường xuyờn.
- Cỏc thiết bị đo dếm cần được kiểm định, bảo dưỡng và thay thế định kỡ theo quy định của ngành.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Mạng điện Nguyễn Ngọc Kớnh- Nguyễn Văn Sắc Nhà xuất bản Giỏo dục 1998.
[2] Kinh tế điện – Vũ Hải Thuận.
[3] Phần điện NMĐ và TBA - NXB Khoa học kỹ thuật - Phạm Văn Hoà,
Ló Văn Út, Trịnh Hồng Thỏm, Nguyễn Hữu Khải, ĐàoQuang Thạch, Đào Kim Thoa.
[4] Ngắn mạch trong hệ thống điện - NXB Khoa học kỹ thuật. [5] Cung cấp điện –Nguyễn Văn Phỳ NXB Khoa học kỹ thuật.
[6] Sổ tay tra cứu thiết bị điện – Nguyễn Hồng Quang NXB Khoa học kỹ thuật