ST
T Vùng phụ tải Tên Số hộ Loại phụ tải
1 Vùng I LK1 153 Nhà chia lô
CS1 Chiếu sáng đường
2 Vùng II
LK2 123 Nhà chia lơ
Nhà văn hóa 1 CT công cộng
Trường mẫu
giáo 1 CT công cộng
3 Vùng III LK3 150 Nhà chia lô
CS2 Chiếu sáng đường
4 Vùng IV LK4 62 Nhà chia lô
BT4 43 Biệt Thự
2.3.2. Tổng hợp phụ tải
Để tổng hợp phụ tải cho các khu em sử dụng phương pháp số gia. Đây là phương pháp tổng hợp phụ tải được xây dựng trên cơ sở phân tích, tính tốn có kể đến hệ số đồng thời và hệ số cực đại.
Theo phương pháp này phụ tải tổng hợp được xác định bằng các công từng đôi một, lấy giá trị của phụ tải lớn cộng số gia của phụ tải bé
1 2. 2 1 2 2 1 1 1 2 * * P k P Khi P P P P k P Khi P P (2.13) Trong đó: k1, k2 - Số gia cơng suất của phụ tải P1, P2, được xác định
theo công thức sau: ki= (Pi+15 )0,04 0,41 (2.14)
Phương pháp này đơn giản, khá chính xác, nhưng cần chú ý là 2 nhóm phụ tải phải được xác định ở cùng thời điểm:
Tổng cơng suất tính tốn ngày:
Pđ∑ = Pđ1 + k2*Pđ2 Với Pđ1 > Pđ2 (2.16)
Tổng cơng suất cần tính tốn:
Ptt∑ = Max( Pttn , Pđtt) (2.17)
Khu đơ thị mới được chia thành 4 vùng phụ tải. Để tính chọn cơng suất máy biến áp cho các vùng. Em tiến hành tổng hợp phụ tải tính tốn theo từng vùng tại hai thời điểm cực đại ngày và cực đại đêm. Dựa kết quả tính tốn phụ tải sinh hoạt, phụ tải công cộng, phụ tải chiếu sáng đường tại hai thời điểm cực tại ngày và cực tại đêm ta thấy phụ tải tính tốn tại thời điểm cực đại đêm ln lớn hơn phụ tải tính tốn tại thời điểm cực đại ngày, nên ở đây để chọn được công suất máy biến áp cho từng vùng em chỉ đi tổng hợp phụ tải tính tốn cho các vùng tại thời điểm cực đại đêm.
Tổng hợp phụ tải cho vùng I
Vùng I theo quy hoạch sẽ bao gồm các loại phụ tải sau: Phụ tải sinh hoạt các hộ chia lô (LK1): PnSH = 170,17 (kW)
PđSH = 384,653 (kW)
Phụ tải chiếu sáng đường: (CS1): PnCS = 0 (kW)
PđCS = 6,3 (kW)
Tổng hợp toàn bộ phụ tải cho vùng I
Tổng hợp giữa phụ tải sinh hoạt và phụ tải chiếu sáng. Theo công thức (2.16), (2.14) ta tính được 0,04 0,04 6,3 0, 41 . 384,653 0, 41 *6,3 388, 43( ) 5 5 đ đ đ CS đ I SH CS P P P P kW Tổng hợp phụ tải cho vùng II
Vùng II theo quy hoạch sẽ bao gồm các loại phụ tải sau: Phụ tải sinh hoạt các hộ chia lô (LK2): PnSH = 138,23 (kW)
PđSH = 308,65(kW)
PđCC1= 61,46 (kW)
Trường mẫu giáo: PnCC2 = 24 (kW)
PđCC2= 45 (kW)
Tổng hợp phụ tải công cộng của vùng II:
PnCC = PnCC1 + PnCC2 = 33 + 24 = 57 (kW)
PđCC= PđCC1 + PđCC2 = 61,46 + 45 = 106,46 (kW)
Tổng hợp toàn bộ phụ tải cho vùng II
PIIđ = PSHđ +[(PCC đ
5 )0,04−0,41]. PCCđ =308,65+[(1065,46)0,04−0,41]. 106,46=385,32(kW)
Tổng hợp phụ tải cho vùng III
Vùng III theo quy hoạch sẽ bao gồm các loại phụ tải sau: Phụ tải sinh hoạt các hộ chia lô (LK3): PnSH = 167,09 (kW)
PđSH = 376,78 (kW)
Phụ tải chiếu sáng đường: (CS2): PnCS = 0 (kW)
PđCS = 7,05 (kW)
Tổng hợp toàn bộ phụ tải cho vùng III theo công thức (3.16), (3.14)
0,04 0,04 7,05 0, 41 . 376,78 0, 41 *7,05 381,04( ) 5 5 đ đ đ CS đ III SH CS P P P P kW Tổng hợp phụ tải cho vùng IV
Vùng IV theo quy hoạch sẽ bao gồm các loại phụ tải sau:
- Phụ tải sinh hoạt các hộ chia lô (LK4): PnSH = 75,11 (kW)
PđSH = 161,46 (kW)
- Phụ tải sinh hoạt các hộ biệt thự (BT): PnSH = 110,18 (kW)
PđSH = 228,62 (kW)
Tổng hợp toàn bộ phụ tải của vùng IV:
PnIV = PnSH1 + PnSH2 = 75,11 + 110,18 = 185,29 (kW)
Từ kết quả tổng hợp phụ tải tính tốn các vùng, với lưới điện địa phương chọn cos = 0,85 ta được bảng sau:
Bảng 2.8. Bảng kết quả tổng hợp phụ tải tính tốn cho các vùng
ST T Vùn g Phụ tải sinh hoạt Phụ tải công cộng Phụ tải chiếu sáng Tổng hợp phụ tải (kW) (kW) (kW) (kW) (kVA) Pn tt∑ Pđ tt∑ Pn tt∑ Pđ tt∑ Pn tt∑ Pđ tt∑ Ptt∑ Stt∑ 1 I 170,1 7 384,6 5 0 0 0 6,3 388,4 3 456,98 2 II 138,2 3 308,6 5 57 106,4 6 0 0 385,3 4 453,34 3 III 167,09 376,78 0 0 0 7,06 381,04 448,28 4 IV 185,29 390,08 0 0 0 0 390,08 458,92 2.4. Dự báo phụ tải
Đây là mơn khoa học về tương lai nó địi hỏi sự phân tích biện chứng các q trình phát triển có liên quan và được thực hiện với sự phỏng đoán trước trên cơ sở của những nhận thức khoa học và biện chứng.
Dự báo phụ tải điện là cơ sở hết sức quan trọng trong công tác quy hoạch và thiết kế hệ thống điện. Nếu chúng ta dự báo khơng chính xác, sai lệch quá nhiều về khả năng cung cấp hoặc về nhu cầu năng lượng thì sẽ dẫn đến hậu quả không tốt cho nền kinh tế
Dự báo phát triển năng lượng bao giờ cũng được xét trên hai phương diện là thời gian và lãnh thổ:
Dự báo dài hạn 25 – 40: Xét đến sự ra đời của các loại công nghệ mới, của các nguồn năng lượng mới, phương pháp truyền tải điện năng mới
Dự báo trung hạn 10 – 25 năm: Trong loại dự báo này người ta thường dựa vào số liệu quan sát thực hơn của các dự án mới nảy sinh trước đó.
Dự báo vừa hạn 5 – 10 năm thường được dựa vào các dự án đã có nhưng chưa được thực thi. Ở đây các thơng tin cần thiết phải có độ tin cậy cao. Các bài toán dự báo hạn vừa được sử dụng trong quá trình thiết kế các cơng trình điện. Phân tích về sự khác nhau giữa dự báo và lập dự án là một vấn đề phức tạp. Mặc dù giữa dự báo và lập dự án có những cái chung nhưng về phương diện tốn học chúng được hình thành theo cách khác nhau, việc giải bài toán cũng khác nhau.
Dự báo ngắn hạn, dưới 5 năm hay còn gọi là dự báo điều độ dùng để lập kế hoạch hàng năm, mùa hoặc tháng, hàng tuần, thậm chí hàng ngày hoặc hàng giờ. Bài tốn này u cầu độ chính xác rất cao.
Nhìn chung thời hạn dự báo càng ngắn thì mức độ u cầu chính xác càng cao.
* Trên phương diện lãnh thổ có thể phân biệt như sau:
Dự báo ở cấp quốc gia Dự báo khu vực
Dự báo địa phương
2.4.1. Các phương pháp dự báo phụ tải điện
Có rất nhiều phương pháp dự báo phụ tải, mỗi phương pháp có những ưu điểm riêng với độ chính xác nhất định, tuỳ theo mục đích và u cầu mà người ta có thể chọn phương pháp thích hợp. Trong nhiều trường hợp người ta sử dụng hai hay nhiều phương pháp để nâng cao độ chính xác và tin cậy của dự báo.
Sau đây là một số phương pháp dự báo thông dụng nhất:
Dự báo phụ tải điện dựa trên vốn đầu tư
Dự báo phụ tải điện theo phương pháp hệ số vượt trước
Dự báo phụ tải điện theo phương pháp săn bằng hàm số mũ
Dự báo phụ tải điện theo phương pháp chuyên gia
Dự báo phụ tải điện theo phương pháp so sánh đối chiếu
Dự báo phụ tải điện theo mơ hình đường con chữ S
2.4.2. Chọn phương pháp dự báo phụ tải.
Vì là đề tài thiết kế cấp điện cho khu đô thị mới do vậy việc sử dụng các phương pháp dự báo thơng thường là rất khó. Ta khơng thể xuất phát từ số liệu của những năm quá khứ để xây dựng được một hàm dự báo cho tương lai. Ở đô thị hàng năm các khu nhà chia lô và khu biệt thự không tăng lên (số hộ không tăng lên theo thời gian), như nhu cầu dùng điện của các hộ lại tăng lên đáng kể đó là do đời sống của người dân ngày càng được tăng lên, số lượng thiết bị điện trong mỗi hộ cùng được tăng lên và hiện đại hơn nhằm phụ vụ nhu cầu tất yếu của con người.
Dự báo phụ tải theo phương pháp hệ số vượt trước:
Nội dung của phương pháp dựa trên khuynh hướng phát triển thực tế của nhu cầu điện năng (công suất) với nhịp độ phát triển của tồn bộ nền kinh tế quốc dân nói chung ở giai đoạn hiện tại để xác định hệ số vượt trước K, sau đó xác định lượng điện năng (cơng suất) tiêu thụ của năm dự báo:
Sdb = k*ΔV%*Sh (2.18)
Trong đó:
Sdb (kVA): Công suất dự báo, trong đề tài này em lấy năm 2017 làm mốc dự báo và thời gian dự báo trong vòng 8 năm (dự báo đến năm 2025).
Sh (kVA): Công suất năm cơ sở (năm 2017).
ΔV%: Mức tăng tổng sản lượng nền kinh tế trong giai đoạn dự báo.
k: Hệ số vượt trước trong giai đoạn hiện tại (hệ số tính đến khả năng tăng phụ tải trong tương lai), là tỉ số giữa các mức tăng sản lượng điện và mức tăng tổng sản lượng nền kinh tế trong thời gian dự báo.
người ta dựa vào tỷ số của nhịp độ phát triển năng lượng điện với nhịp độ phát triển của toàn bộ nền kinh tế quốc dân.
Phương pháp này chỉ nói lên xu thế phát triển với một mức độ chính xác nào đó. Trong tương lai xu thế này còn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác như: Do tiến bộ về mặt khoa học và quản lý nên xuất tiêu hao điện năng đối với mỗi sản phẩm ngày càng giảm xuống… Do điện năng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các nghành kinh tế quốc dân và các địa phương hoặc do cơ cấu kinh tế khơng ngừng thay đổi. Vì những yếu tố đó mà hệ số vượt trước có thể thay đổi khá nhiều. Do đó nếu chỉ dựa vào hệ số vượt trước để xác định điện năng ở năm dự báo thì có thể dẫn đến sai số lớn. Tuy nhiên trong chừng mực nhất định phương pháp hệ số vượt trước có thể cho ta biết sơ bộ về nhu cầu năng lượng và xu thế phát triển của phụ tải điện trong tương lai.
Theo tài liệu Quy hoạch phát triển điện lực quốc qua năm- 2011, Trong khoảng thời gian từ 2017 – 2025 tổng sản lượng nền kinh tế tăng khoảng 130%. Sản lượng điện năng tăng 156%. Mức tăng tổng sản lượng nền kinh tế trong giai đoạn (2017- 2025) là ΔV% =1
Ta có hệ số vượt trước k = 156/130 = 1,2 Theo công thức (2.18)
Sdb = k*ΔV%*Sh = 1,2*1*Sh
Tổng hợp số liệu tính tốn cho 4 vùng ta được kết quả cho trong bảng (2.9)
Bảng 2.9. Bảng tổng hợp dự báo nhu cầu phụ tải khu vực cấp điện đến năm 2025 STT Vùng 2017 2025 Ptt∑ Stt∑ Ptt∑ Stt∑ (kW) (kVA) (kW) (kVA) 1 I 397 467,06 476,4 560,47 2 II 394 463,53 472,8 556,24 3 III 385,2 453,18 462,24 543,82 4 IV 390,58 459,5 468,7 551,4
CHƯƠNG 3. LỰA CHỌN VỊ TRÍ, SỐ LƯỢNG VÀ DUNG LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP
3.1. Xác định dung lượng và số lượng trạm biến áp tiêu thụ
Việc chọn số lượng và dung lượng có vị trí khơng kém phần quan trọng trong việc thiết kế cung cấp điện, nó ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của lưới điện. Tất cả các trạm biến áp được chọn cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây:
Sơ đồ và kết cấu phải đơn giản đến mức có thể
Dễ thao tác vận hành
Đảm bảo cung cấp điện liên tục và tin cậy với chất lượng cao
Có khả năng mở rộng và phát triển
Có các thiết bị hiện đại để có thể áp dụng các công nghệ tiên tiến trong vận hành và điều khiển mạng điện
Giá cả hợp lý và có hiệu quả kinh tế cao
Cơ sở để chọn dung lượng và số lượng máy biến áp
Để chọn số lượng và dung lượng máy biến áp ta cần căn cứ vào phụ tải tính tốn của từng vùng phụ tải. Công suất của máy biến áp được chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Đảm bảo cung cấp điện trong thời gian làm việc bình thường ứng với phụ tải cực đại và liên tục
- Với trạm nhiều máy, khi 1 máy biến áp nghỉ do sự cố hay sửa chữa thì các máy cịn lại có khả năng quá tải cho phép đảm bảo đủ công suất cần thiết.
- Đảm bảo khi khởi động với công suất lớn
Trước khi chọn số lượng và dung lượng MBA ta đi tính tốn cơng suất dự báo của khu dân cư. Trong chương 2 phần tính tốn phụ tải ta đã có sự dự báo cho tương lai, dựa vào bảng dự báo nhu cầu phụ tải (bảng 2.9) ta chọn dung lượng máy của 4 vùng theo phụ tải lớn nhất dự báo năm 2025.
Bảng 3.1. Bảng chọn dung lượng MBA theo nhu cầu phụ tải năm 2025STT Vùn STT Vùn g Công suất dự báo Công suất đặt Điện áp Nhà chế tạo Số lượng Ptt∑ Stt∑ Sđ U (kW) (kVA) (kVA) (kV) 1 I 476,4 560,47 560 35(22)/0, 4 ABB 1 2 II 472,8 556,24 560 35(22)/0, 4 ABB 1 3 III 462,2 4 543,82 560 35(22)/0, 4 ABB 1 4 IV 468,7 551,4 560 35(22)/0, 4 ABB 1 3.2. Chọn vị trí đặt trạm biến áp
Vị trí đặt trạm biến áp có ảnh hưởng lớn đến việc đảm bảo các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện. Do vậy việc lựa chọn vị trí đặt trạm biến áp phải tuân theo các tiêu chuẩn sau:
- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến. - An toàn, liên tục cung cấp điện.
- Thao tác vận hành, quản lý dễ dàng.
- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành.
- Giao thông thuận lợi cho việc vận chuyển thiết bị cho trạm.
- Phù hợp với quy hoạch chung của Tỉnh Hải Dương, quy hoạch phân khu và quy hoạch điện.
Có thể tìm vị trí đặt trạm được xác định theo cơng thức :
i i i x s X s i ii y s Y s (3.1)
Trong đó: xi, yi - là tọa độ của các điểm phụ tải, nhóm tải Si - là cơng suất của nhóm tải thứ i
Để xác định vị trí đặt trạm cho các vùng phụ tải ta dựa vào bản đồ quy hoạch cũng như phân bố nhu cầu phụ tải của khu dân cư. Căn cứ vào các tiêu chí đặt ra cho việc chọn vị trí trạm biến áp theo quy hoạch có sẵn của khu đơ thị và vị trí nguồn trung áp 35 kV được lấy Từ trạm TBA Tráng Liệt F lộ 371 E8.15 tuyến đường dây 35kV hiện có.
Ta xác định được vị trí dự kiến trạm cho các vùng phụ tải như sau:
Trạm biến áp số 1 (TBA Toàn Gia 1) và trạm biến áp số 2 (TBA Toàn Gia 2) được đặt cạnh nhau tại khu đất trống bên cạnh vùng phụ tải I, II.
Trạm biến áp số 3 (TBA Toàn Gia 3) và trạm biến áp số 4 (TBA Toàn Gia 4) được đặt cạnh nhau tại khu đất trống phía bên cạnh vùng phụ tải III, IV.
Vị trí đặt trạm dự kiến được thể hiện trên các bản vẽ: Bản vẽ 1. Mặt bằng cáp ngầm 35kV và vị trí các trạm biển áp Bản vẽ 2. Mặt bằng vị trí tba xây dựng mới toàn gia 1 và toàn gia 2 Bản vẽ 3. Mặt bằng vị trí tba xây dựng mới tồn gia 3 và toàn gia 4
3.3. Thiết kế trạm biến áp
Trạm biến áp thường có các dạng kết cấu như trạm treo, trạm bệt, trạm kín và trạm chọn bộ. Căn cứ vào điều kiện đất đai mơi trường, kinh phí… để lựa chọn kiểu trạm thích hợp cho từng cơng trình.
Kết cấu trạm biến áp xây dựng mới theo kiểu trạm treo trên 2 cột dàn trạm bê tông ly tâm 12mB – Tim 3,0m. Kết cấu theo tiêu chuẩn TBA 35kV.