CHƯƠNG III CƠ SỞ THIẾT KẾ LỰA CHỌN THÔNG SỐ CẤU TRÚC CỦA CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ĐÔ THỊ
III. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
III.1. Tính toán lựa chọn thống số cấu trúc lưới điện hạ áp đô thị
III.1.2. Lựa chọn các thông số cấu trúc LHA theo giản đồ khoảng chia kinh tế sử dụng hàm chi phí vòng đời
a. Lựa chọn thiết diện và chiều dài hợp lý của đường dây rẽ nhánh:
- Giản đồ khoảng chia kinh tế ch thiết ệnọn di ĐDRN:
Theo (3.5), hàm chi phí vòng đời ậ cho một ĐDRN có d l p ạng:
12 E
HA ol tb
2 dm
2 dd dt kc tb 3 ol tb
E 2 HA
dm max 2l l l
10 ).
n , i , A / P C .(
. l . . r U .
) K . K . l . l . 10 ( l . . K
) n , i , A / P C .(
. . R U . K S W
−
− σ τ
+
=
τ +
=
(3.20) Trong đó:
Kol: Vốn đầu ư t xây dựng (Triệu đồng/km) rol: Điện trở đơn vị của ĐDRN (Ω/km) ltb: Chiều d ài trung bình c ủa ĐDRN (m)
τHA: Thời gian tổn thất công suất ớn nhất ủa l l c ưới ạ p. τ h á HA= 2400 (h) Uđm = 380 (V); CE: Giá i nđ ện ăng (đ/kW h)
Theo giả thiết (P/A,12%,25) = 7,843
Thành ph ần chi phí t ổn thất viết cho trường hợp phụ ải cuối đường t dây v coi ì chiều d ài ĐDRN là ngắn và phần l c ớn ác phụ ả t điện (côi ng tơ đ ện) thường ập i t trung ở cuối đường dây. Thay các ph ng ươ án ĐDRN v (3.20), ta tính ào được Wl= f(Fl,σ,CE) và chọn được thiết diện ĐDRN hợp lý FlOP Wđể l đạt cực tiểu.
K ết quả được cho trong bảng 1.7 Phụ lục 1. Tóm tắt ết quả ựa chọn thiết diện k l ĐDRN bảng 3.5 ở
Bảng 3.5. Thiết diện ĐDRN hợp lý
CE= 600 đ/kWh CE = 900 đ/kWh CE = 1200 đ/kWh σ (VA/m2) FlOP (mm2) σ (VA/m2) FlOP (mm2) σ (VA/m2) FlOP (mm2)
1≤σ≤20 35 1≤σ≤17 35 1≤ ≤σ 15 35
20≤ ≤σ 30 50 17≤ ≤σ 24 50 15≤ ≤σ 22 50 30≤ ≤σ 44 70 24≤ ≤σ 36 70 22≤ ≤σ 30 70 44≤ ≤σ 50 95 36≤ ≤σ 44 95 30≤ ≤σ 38 95 44≤ ≤σ 50 120 38≤ ≤σ 50 120
* X ác định chiều ài ợp d h lý c ủa ĐDRN:
- V m ới ật độ phụ ải σ t và á i Cgi đ ện E, xác định được FlOP h lý t ợp ừ giản đồ kinh tế Wl= f(Fl, σ, CE) theo (3.20)
- T ừ quan hệ l= f(σ, Fl) (3.11) và v Fới lOP h lý x ợp đã ác định được ở (3.20), ta tính được chiều ài ợp d h lý của ĐDRN: l.
- K h ết ợp quan hệ l= f(σ, Fl) với kiểm tra i đ ều kiện phát óng ĐDRN, chiều n d h lý ài ợp ĐDRN sẽ được r út ra từ so sánh sau:
lOP = Min(ltb, l) = f(σ, CE) (m) (3.21) K ết quả được cho trong bảng 1.7 - Phụ lục 1
b. Lựa chọn thiết diện và chiều dài hợp lý của ĐDTC:
- Giản đồ kinh tế chọn thiết diện ĐDTC:
Tương ự (3.5), hàm chi ph t í vòng đời ính toá ập t n l cho ĐDTC có dạng:
d) . Tr ( 10 ).
n ,i , A / P C .(
. . L . r ) . K . K . l . . L 10 ( . L . K
) n ,i , A / P C .(
. . R U . . 3 K S W
12 2
dd dt tb 3 tb
E 2 HA
dm max 2L L L
−
− + σ τ
=
τ +
=
(3.22)
Trong : đó
KoL: Vốn xây dựng ĐDTC (Triệu đồng/km) roL: Điện trở đơn vị của ĐDTC (Ω/km)
Ltb, ltb: Chiều d àitrung bình ĐDTC và ĐDRN (m) Uđm, τHA, CE: Xem (3.20)
Ở thành phần chi ph ổn thất, c chia cho 3 v coi phụ ải ph n bố đều ọc theo í t ó ì t â d ĐDTC. Thay các phương án DTC vào Đ (3.22), tính được WL = f(FL, σ, CE) và chọn được thiết diện ĐDTC hợp lý FLOP Wđể L đạt á gi trị nhỏ nhất. Kết quả cho trong bảng 1.3 - Phụ lục 1. Tóm tắt k ết quả ựa chọn l thiết diện ĐDTC cho ở bảng 3.6
Bảng 3.6. Thiết diện ĐDTC hợp lý
CE= 600 đ/kWh CE = 900 đ/kWh CE = 1200 đ/kWh σ (VA/m2) FLOP
(mm2)
σ (VA/m2) FLOP
(mm2)
σ (VA/m2) FLOP
(mm2) 1≤ ≤σ 14 120 1≤ ≤σ 12 120 1≤ ≤σ 10 120 14≤ ≤σ 22 150 12≤ ≤σ 18 150 10≤ ≤σ 16 150 22≤ ≤σ 26 185 18≤ ≤σ 21 185 16≤ ≤σ 18 185 26≤ ≤σ 34 240 21≤ ≤σ 29 240 18≤ ≤σ 25 240 34≤ ≤σ 50 300 29≤ ≤σ 50 300 25≤ ≤σ 50 300
* X ác định chiều ài ợp d h lý c ủa ĐDTC:
- V m ới ật độ phụ ải σ t và á i Cgi đ ện E, xác định được FLOP h lý t ợp ừ giản đồ kinh tế WL= f(FL, σ, CE) theo (3.22)
- T ừ quan hệ L= f(σ, FL) (3.13) và v Fới LOP h lý x ợp đã ác định, ta tính được chiều d h lý cài ợp ủa ĐDTC: L theo tổn thất điện áp cho phép.
- K h ết ợp quan hệ L’= f(σ, SBPP) (3.14) ứng với c các ông suất TBAPP khác nhau ác, x định chiều dài ĐDTC theo bán ính phục v c k ụ ủa TBAPP.
- Cu cối ùng, ứng ới v m ật độ phụ tải σ và công suất TBAPP SBPP, chiều d ài h lý ợp ĐDTC sẽ được út ra từ so s nh sau: r á
LOP = Min(L, L’) = f(σ, SBPP, CE) (m) (3.23)
c. Lựa chọn công suất và số lượng trạm biến áp phân phối:
Công su ất TBAPP sao cho cực tiểu àm chi phí v h òng đời ính to n của t á toàn b ộ LHA bao gồm ác Đ c DRN, ĐDTC và TBAPP. Các chi phí vòng đời ính t toán của từng ộ phận b nêu tr n của ê LHA được tính nh ư sau:
- Chi ph òng đời ủa TBAPPí v c
T ừ (3.5), hàm chi ph òng đời ủa ột MBAPP được ính như sau:í v v m t
d) . Tr ( 10 ).
n , i , A / P C .(
. . P S .
C S . T . P K
W 2 n HA E 6
BPP 2
max B E o MBAPP
BPP
−
∆ + ∆ τ
+
= (3.24)
Trong đó:
KMBAPP: Vốn đầu ư ây d t x ựng 1 MBAPP (Triệu đồng)
∆Po, ∆Pn: Tổn thất kh ng tải ô và t ổn thất ngắn ạch ủa MBAPP (kW) m c T: Thời gian vận hànhMBA trong năm, T= 8760 h
SBmax, SBPP: Công suất ực đại c và công suất định m cức ủa MBAPP (kVA) (P/A,i,n), τHA, CE: Xem (3.20)
Thay các thông số của c ác phương án TBAPP vào (3.24), ta tính được chi phí vòng đời ủa ột MBAPP W c m BPP. Kết quả cho trong bảng 3.7
Bảng 3.7. Thông số các MBA của các phương án TBAPP SBdm
(kVA)
Smax = 1,3SBdm
(kVA)
KMBAPP
(Triệu đồng)
∆∆
∆
∆
∆Po
(kW)
∆∆
∆
∆
∆Pn
(kW)
WMBAPP (Triệu đồng) C=600
(đ/kWh) C=900
(đ/kWh) C=1200 (đ/kWh) 160 208 59 0,45 2,95 133,86 171,28 208,71
250 325 70 0,61 4,1 173,40 225,10 276,80
400 520 90 0,84 5,75 234,38 306,56 378,75 630 819 123 1,12 8 ,2 325,68 427,02 528,36 750 975 145 1,3 10,5 399,00 526,00 653,00 - Chi ph òng đời ủa ĐDTC thuộc ột TBAPP:í v c m
Sau khi đã tính to án và l ựa chọn được ác ô c th ng số ĐDTC hợp lý, chi phí vòng đời ủa ĐDTC thuộc ột BAPP được ác định như sau: c m T x
+ τ
= − oL OP HA E −6
2dm 2 lo
2 qt BPP 3
OP lo oL
L .r .L . .C .(P/A, ,in).10
U . N . 3
S ) . K 10 (
. L . K . N
W (Tr.đ) (3.25)
Trong đó:
KOl, roL: Vốn xây dựng và i đ ện trở đơn vị được x ác định tương ứng v ới cáp có thiết diện FLOP h lý ợp đã được chọn theo (3.22)
LOP: Chiều dài cáp trục ợp lý đã chọn theo (3.23) h SBPP, Kqt: Công suất định mức của TBAPP (kVA) Nlộ: Số ộ l ra một TBAPP, Nlộ = 4
(P/A,i,n), τHA, CE: Tương tự (3.20)
Thay các thông số liên quan vào (3.25), tínhđượcchi phí vòng đời ĐDTC thuộc m ột TBAPP. Kết quả cho trong bảng 1.5 - Phụ lục 1.
- Chi ph òng đời ủa toàn b í v c ộ ĐDRN thuộc m ột TBAPP:
Sau khi tính to án và l ựa chọn được c ôác th ng số ĐDRN hợp lý, chi phí vòng đời của ĐDRN thuộc m ột TBAPP được x ác định như sau:
σ τ
+
= − HA E −12
OP ol 2dm
2 dt dd kc OP 3 OP ol
l .r .l . .C .(P/A, ,in).10
U
) . K . K l . l . 10 ( l . . K . m
W (Tr.đ) (3.26)
Trong : đó
m: Số Đ DRN trong c u trấ úc một TBAPP, m được x ác địnhnhư sau:
l 1 N . m L
kc lo OP
+
= (3.27)
Nlộ: Số ộ l ra DTC của m Đ ột TBAPP, Nlộ= 4 LOP: Chiều d h lý c ài ợp ủa ĐDTC (m)
Kol, rol: Vốn đầu ư t xây dựng (tri ệu đồng) v đ ện trở đơà i n vị của DRN Đ (Ω/km), xác định ương ứng ới ĐDRN c thiết diện t v ó FlOP
lOP: Chiều d h lý c ài ợp ủa ĐDRN đã chọn theo (3.21) (P/A,i,n), τHA, CE: Tương tự (3.20)
Thay các s ố liệu có êli n quan vào (3.26), tính được chi ph òng đời c í v ủa ĐDRN thuộc m ột TBAPP. Kết quả ch trong bảng 1.8 - Phụ lục 1. o
- Giản đồ khoảng chia kinh tế lựa chọn công suất TBAPP:
Hàm chi phí vòng đời ủa c toàn ộ ưới ạ p sẽ là: b l h á
WHA = NBPP.( WBPP W+ L + Wl) (Tri ệu đồng) (3.28) Ứng với từng mật độ ph tải , giá iện Cụ σ đ E, Công suất TBAPP SBPP, tính được c á Nác gi trị B theo (3.19), WBPP theo (3.24), WL theo (3.25) và Wl theo (3.26) rồi
thay vào (3.28) ta r t ra quan hú ệ WHA = f(σ, CE, SBPP) và chọn được công suất TBAPP hợp lý SBPPOP ứng với WHA c ực tiểu. Kết quả cho trong bảng 1.11- Phụ lục 1.
Bảng 3.8. Công suất TBAPP hợp lý
CE= 600 đ/kWh CE = 900 đ/kWh CE = 1200 đ/kWh
σ (VA/m2) SBPPOP
(kVA)
σ (VA/m2) SBPPOP
(kVA)
σ (VA/m2) SBPPOP
(kVA)
1≤σ≤2 160 1≤σ≤3 160 1≤ ≤σ 4 160
2≤ ≤σ 10 250 3≤ ≤σ 12 250 4≤ ≤σ 11 250
10≤ ≤σ 24 400 12≤ ≤σ 22 400 11≤ ≤σ 23 400 24≤ ≤σ 50 630 22≤ ≤σ 50 630 23≤ ≤σ 50 630