nghiên cứu tìm hiểu các phương pháp quy hoạch lưới phân phối điện

Phụ tải phát triển liên tục trong không gian và thời gian cho nên khả năng tải của các phần tử của lưới điện như: đường dây, máy biến áp sau một thời gian sẽ không đáp ứng được yêu cầu c

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

- o0o -

HÀ THANH TÙNG

NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP

QUY HOẠCH LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

THÁI NGUYÊN 2011

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

- o0o -

HÀ THANH TÙNG

NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP

QUY HOẠCH LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN

Chuyên ngành: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN

Mã số: 60.52.50

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS TRẦN BÁCH

THÁI NGUYÊN - 2011

Trang 3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Hà Thanh Tùng

Ngày tháng năm sinh: Ngày 08 tháng 04 năm 1986

Nơi sinh: Huyện Thọ Xuân - Tỉnh Thanh Hóa

Nơi công tác: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên

Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Chuyên ngành: Thiết bị, mạng và nhà máy điện

Khoá học: 2009 – 2011

Ngày giao đề tài: Ngày hoàn thành đề tài:

TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH LƯỚI

PHÂN PHỐI ĐIỆN Người hướng dẫn khoa học: PGS - TS Trần Bách

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

Trang 4

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những vấn đề được trình bày trong bản luận văn này là những nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, có tham khảo một số tài liệu và bài báo của các tác giả trong và ngoài nước đã được xuất bản Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nếu có sử dụng lại kết quả của người khác

Tác giả

Hà Thanh Tùng

Trang 5

MỤC LỤC Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ Trang

Mở đầu 1

Chương 1 Giới thiệu chung về lưới điện phân phối 4

1.1 Khái niệm chung 4

1.2 Nhiệm vụ của lưới điện phân phối 5

1.3 Một số đặc điểm và phân loại lưới phân phối 5

1.3.1 Một số đặc điểm của lưới phân phối 5

1.3.2 Phân loại lưới phân phối trung áp 5

1.4 Các chỉ tiêu và tiêu chuẩn đánh giá mạng lưới phân phối 6

1.5 Các phần tử trong lưới điện phân phối 6

1.6 Phương pháp nối đất cuộn trung tính MBA và nối đất trung tính cuộn trung áp MBA nguồn 7

1.6.1 Phương pháp nối đất cuộn trung áp 7

1.6.2 Nối đất trung tính cuộn trung áp của máy biến áp nguồn 7 1.7 Sơ đồ lưới điện phân phối 10

1.7.1 Phương án nối dây trong mạng điện phân phối 10

1.7.2 Áp dụng các phương pháp nối dây trong lưới điện phân phối 11

1.8 Trạm biến áp phân phối 18

1.9 Hệ thống phân phối điện tại Việt Nam 19

1.9.1 Tình hình phát triển lưới điện phân phối của nước ta 19

1.9.2 Tình hình phát triển phụ tải điện 20

Chương 2 Các phương pháp chung về quy hoạch và thiết kế lưới điện 21

2.1 Tổng quan về các phương pháp quy hoạch và thiết kế lưới điện 46

Trang 6

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy hoạch hệ thống phân phối 52

2.2.1 Dự báo phụ tải 52

2.2.2 Mở rộng trạm biến áp 52

2.3 Mô hình quy hoạch mở rộng lưới phân phối 57

2.4 Quy hoạch hệ thống phân phối tương lai 69

2.4.1 Yếu tố kinh tế 69

2.4.2 Yếu tố công nghệ 72

2.5 Dự đoán tương lai của quy hoạch lưới phân phối 78

2.5.1 Tăng tâm quan trọng của việc quy hoạch 78

2.5.2 Tác động của quản lý phụ tải 79

2.5.3 Chi phí / Lợi ích 34

2.5.4 Công cụ quy hoạch mới 34

Chương 3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trong lưới điện phân phối 35

3.1 Các loại chi phí cho lưới điện 35

3.1.1 Chi phí vốn đầu tư ban đầu V0 [đ] 35

3.1.2 Chi phí hoạt động và bảo dưỡng HBt[đ] 36

3.1.3 Chi phí cho tổn thất công suất và tổn thất điện năng 37

3.1.4 Chi phí cho độ tin cậy 39

3.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trong lưới điện phân phối 40

3.2.1 Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khi lựa chọn dây dẫn 40

3.2.2 Chỉ tiêu kinh tế khi lựa chọn tiết diện dây dẫn 42

3.3 Các điều kiện kỹ thuật 84

3.3.1 Phát nóng lâu dài dây dẫn 51

3.3.2 Phát nóng dây dẫn cáp khi ngắn mạch 54

3.3.3 Tổn thất vầng quang 55

3.2.4 Độ bền cơ học của dây trên không 56

3.3.5 Tổn thất điện áp 56

Chương 4 Tính toán áp dụng 58

4.1 Lựa chọn tiết diện dây dẫn của đường dây trên không theo

Trang 7

khoảng chia kinh tế ……… 59

4.1.1 So sánh giữa các phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn … 59 4.1.2 Xây dựng đồ thị lựa chọn tiết diện dây dẫn theo khoảng chia

4.1.3 Giới thiệu chương trình tính Khoảng chia kinh tế của dây dẫn 62

4.1.4 Ví dụ tính toán dòng điện giới hạn giữa hai tiết diện dây dẫn 64

4.2 Xây dựng đồ thị tổn thất điện áp của đường dây trung áp trên

4.2.1 Kiểm tra tiết diện dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho

4.3 Ứng dụng lựa chọn tiết diện dây dẫn cho lưới điện 22kV trạm

E64 – Thành phố Thái Nguyên ……… 72

4.3.1 Giới thiệu về lưới điện phân phối thành phố thái nguyên … 72

4.4 Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT kiểm tra các thông số của

đường dây 475 với tiết diện đã chọn ……… 84

4.4.2 Nhập thông số tính toán của phụ tải xuất tuyến 475 (t = 7) … 91

Tài liệu tham khảo……… 99

Phụ lục

Trang 8

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Cho ví dụ về hệ số hoạt động bảo dưỡng, khấu hao và vận hành

Bảng 3.2: Hệ số tham gia vào đỉnh ktd

Bảng 3.3: JKT của Liên xô cũ

Bảng 3.4: Chi phí HB và tổn thất điện năng

Bảng 3.5: Nhiệt độ cho phép của dây dẫn – θcp , (o

C) Bảng 3.6: Giá trị kqt trong 5 ngày đêm của cáp cách điện giấy Uđm≤10kV

Bảng 3.7: Hệ số xác định bởi nhiệt lượng làm nóng dây khi ngắn mạch và loại dây cáp

Bảng 3.8: Dòng ngắn mạch cho phép theo điều kiện ổn định nhiệt của cáp Ik- max Bảng 3.9: Tiết diện tối thiểu theo điều kiện vầng quang

Bảng 3.10 Tiết diện nhỏ nhất (mm2) cho dây trần nhiều sợi

Bảng 4.1: Dữ liệu xây dựng khoảng chia kinh tế cho khu vực A

Bảng 4.2: Thông số loại dây AC35 & AC50 ở cấp điện áp 22 kV của khu vực A Bảng 4.3: Tổn thất điện áp ΔU% tính theo PL của dây dẫn ở cấp điện áp 22 kV Bảng 4.4: Bảng giá thành đường dây 22 kV

Bảng 4.5: Dữ liệu xây dựng khoảng chia kinh tế, cấp điện áp 22 kV cho khu vực thành phố Thái Nguyên

Bảng 4.6: Phụ tải đường dây 475

Bảng 4.7: Dòng điện giới hạn theo khoảng chia kinh tế của khu vực thành phố Thái Nguyên ( cấp điện áp 22 kV)

Bảng 4.8: Hướng dẫn lựa chọn tiết diện dây dẫn theo khoảng chia kinh tế ( cấp điện áp 22 kV – Thành phố Thái Nguyên )

Bảng 4.9: Thông số dây dẫn AC95

Bảng 4.10: Thông số trục dây số 2 - 475

Bảng 4.11: Thông số dây dẫn AC50 – Trục dây số 2

Trang 9

Bảng 4.12: Thông số phụ tải trục dây dẫn số 3 - 475

Bảng 4.13: Thông số dây dẫn AC50 trục dây số 3 -475

Bảng 4.14: Thông số tính toán của phụ tải:

Bảng 4.15: Thông số đường dây trên PSS/Adept

Bảng 4.16: Tổng hợp tổn thất điện áp

Bảng 4.17: Kết quả tính toán dòng điện chạy trên các đoạn dây

Trang 10

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Lưới điện ba pha trung tính máy biến áp nối đất qua tổng trở

Hình 1.2 Lưới điện ba pha và một dây trung tính

Hình 1.3 Sơ đồ lưới phân phối trên không hình tia

Hình 1.4 Sơ đồ lưới phân phối mạch vòng kín

Hình 1.5 Cung cấp điện bằng hai đường dây song song

Hình 1.6 Mạch liên nguồn

Hình 1.7 Cung cấp điện thông qua trạm cắt

Hình 1.8 Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống phân phối điện

Hình 1.10 Sơ đồ lưới phân phối hạ áp và phương pháp cung cấp điện cho

phụ tải một pha

Hình 1.11 Đường dây cung cấp kết hợp với chiếu sáng đường đi

Hình 1.12 Sơ đồ trạm biến áp phân phối

Hình 2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến dự báo phụ tải

Hình 2.2 Nhân tố ảnh hưởng đến việc mở rộng trạm biến áp

Hình 2.3 Các yếu tố gây ảnh hưởng đến vị trí trạm biến áp

Hình 2.4 Tiến hành chọn vị trí trạm biến áp

Hình 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tổng chi phí của hệ thống phân phối mở rộng Hình 2.6 Sơ đồ khối của quá trình lập kế hoạch phân phối

Hình 3.1 Quan hệ vốn tổn thất

Hình 3.2 Đường cong biểu diễn quan hệ Z = f(F)

Hình 3.3 Đồ thị khoảng chi kinh tế

Hình 3.4 Sơ đồ lưới điện có dự phòng và không dự phòng

Hình 3.5 Đồ thị đặc tính thời gian cắt

Hình 4.1 Đồ thị xác định khoảng chia kinh tế

Hình 4.2 Giao diện chính của chương trình tính lưới điện V6.7-2011

Hình 4.3 Giao diện nhập và hiển thị thông số tính toán

Trang 11

Hình 4.4 Giao diện nhập dữ liệu tính toán khoảng chia kinh tế giữa hai dây dẫn Hình 4.5 Đồ thị xác tổn thất điện áp ΔU% của dây dẫn ở cấp điện áp 22kV

Hình 4.6 Đồ thị xác tổn thất điện áp ΔU% của dây dẫn ở cấp điện áp 10kV

Hình 4.7 Đồ thị xác tổn thất điện áp ΔU% của dây dẫn ở cấp điện áp 35kV

Hình 4.8 Sơ đồ dự kiến thiết kế xuất tuyến 475 – Trạm E64 Đán

Hình 4.9 Đồ thị hướng dẫn lựa chọn tiết diện dây dẫn cấp điện áp 22 kV khu vực thành phố Thái Nguyên

Hình 4.10 Sơ đồ dự kiến thiết kế xuất tuyến 475 – Trạm E64 Đán

Hình 4.11 Xác định thư viện dây dẫn

Hình 4.12 Thiết đặt thông số thuộc tính lưới điện

Hình 4.13 Thiết lập hằng số kinh tế của lưới điện

Hình 4.14 Cài đặt thông số tính toán

Hình 4.15 Thiết lập tùy chọn tính toán

Hình 4.16 Hiển thị kết quả phân tích ngay trên sơ đồ

Hình 4.17 Kết quả tính trên cửa sổ progress view

Hình 4.18 Kết quả tính toán chi tiết từ phần report

Hình 4.19 Sơ đồ nối dây lộ 475 mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT

Hình 4.20 Sơ đồ thể hiện kết quả tính toán

Trang 12

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nhiệm vụ trọng tâm của hệ thống điện là luôn luôn phải bảo đảm cho các hộ tiêu thụ đủ điện năng theo kế hoạch với chất lượng cho phép và giá thành thấp Nhiệm vụ đó đòi hỏi cán bộ thiết kế - kỹ thuật, lựa chọn phương án (hay còn gọi là sách lược) tối ưu để đạt được mục đích đề ra

Phụ tải phát triển liên tục trong không gian và thời gian cho nên khả năng tải của các phần tử của lưới điện như: đường dây, máy biến áp sau một thời gian sẽ không đáp ứng được yêu cầu của phụ tải (thiết bị bị quá tải hoặc chất lượng điện áp không bảo đảm hoặc thiết bị đã lạc hậu hay hết hạn phục vụ) Lúc này phải thực hiện cải tạo lưới điện để nâng cao khả năng tải và hiệu quả kinh tế Có thể có nhiều cách để tăng khả năng tải của lưới điện: Tăng tiết diện dây dẫn đường dây cũ, làm thêm đường dây mới, tăng công suất trạm biến áp cũ, đặt thêm trạm biến áp mới…

Có thể có những phụ tải mới xuất hiện ở chỗ chưa có đường dây điện tới và cũng có nhiều phương án để cấp điện cho các phụ tải mới này Một loạt các biện pháp tăng khả năng tải của lưới điện liên tục trong thời gian tạo thành một phương án quy hoạch, phát triển lưới điện

Phương pháp quy hoạch hiện dùng ở nước ta chỉ thích hợp với lưới điện hình tia, tuy nhiên hiện nay do yêu cầu của phụ tải, cần phải thiết kế lưới điện kín vận hành hở và cao hơn trong tương lai, hệ thống phân phối điện cần có các phương pháp thiết kế tích hợp

Lưới điện phân phối trung áp thường có cấp điện áp là 6, 10, 22, 35 kV, phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp/ hạ áp và phụ tải trung áp Các hộ phụ tải nhận điện trực tiếp thông qua các trạm biến áp phân phối, Sự phát triển không ngừng của phụ tải ngày càng đỏi hỏi cao về chất lượng năng lượng và độ tin cậy cung cấp điện Do đó ngay từ khâu thiết kế quy hoạch lưới điện phân phối cần phải đặc biệt quan tâm một cách triệt để phương pháp phân tích kinh tế, lựa chọn tiết diện dây dẫn sao cho phương án hợp lý và tối ưu nhất về mặt kinh tế - kỹ thuật, thích hợp với nền kinh tế thị trường

Trang 13

Luân văn có nội dung tìm hiểu, học tập và nắm được các phương pháp quy hoạch để có thể vận dụng vào thực tế Vận dụng có thể thực hiện được ngay là làm các biểu bảng và đồ thị cho phép người làm quy hoạch chọn nhanh thiết bị và đánh giá được chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của chúng

2 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu các phương pháp quy hoạch lưới điện phân phối với các cấp điện

áp đang dùng ở Việt Nam: 10-22-35 kV

- Lập biểu bảng và xây dựng đồ thị cho phép chọn nhanh tiết diện dây dẫn trong lưới điện phân phối

- Quá trình nghiên cứu sẽ góp phần tăng nguồn tư liệu phục vụ cho công tác học tập và giảng dạy trong trường

3 Đối tượng nghiên cứu

Các đường dây phân phối cấp điện áp trung áp

4 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết lưới điện phân phối, lý thuyết về các phương pháp quy hoạch và thiết kế hệ thống điện, nghiên cứu về tính kinh tế trong việc lựa chọn tiết diện dây dẫn và máy biến áp trong luới phân phối Vận dụng các lý thuyết, xây dựng biểu bảng cho phép người làm quy hoạch lựa chọn nhanh tiết diện dây dẫn đối với lưới điện phân phối, rút ra các kết luận và kiến nghị

5 Tên đề tài

“ Nghiên cứu tìm hiểu các phương pháp quy hoạch

lưới phân phối điện ”

6 Bố cục luận văn

Luận văn thực hiện theo bố cục nội dung như sau:

Mở đầu

Chương 1: Giới thiệu về lưới điện phân phối

Chương 2: Các phương pháp chung về quy hoạch và thiết kế lưới điện

Chương 3: Lựa chọn tiết diện dây dẫn trong lưới điện phân phối

Trang 14

Chương 4: Tính toán áp dụng (Lập biểu bảng và xây dựng đồ thị cho

phép chọn nhanh tiết diện dây dẫn trong quy hoạch lưới điện phân phối)

Kết luận

Sau một thời gian nghiên cứu, đến nay luận văn đã hoàn thành Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đối với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo

PGS.TS Trần Bách Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Bộ môn Hệ

thống điện - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và các thầy cô giáo trường Đại học

Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ trong suốt quá trình tham gia khóa học Xin chân thành cảm ơn Khoa sau đại học, bạn bè đồng nghiệp và người thân đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Do hạn chế về thời gian, trình độ nên luận văn không thể tránh khỏi sai sót Tác giả rất mong nhận được những chỉ dẫn, góp ý của các thầy giáo, cô giáo cũng như các đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn và chân thành cảm ơn!

Trang 15

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG

Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, các trạm biến áp, các đường dây truyền tải và phân phối điện được nối với nhau thành hệ thống làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng

Mặt khác hệ thống điện phát triển không ngừng trong không gian và thời gian nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của phụ tải, nhiều nhà máy điện có công suất vừa và lớn đã và đang được xây dựng Các nhà máy điện thường được xây dựng ở những nơi gần nguồn nhiên liệu hoặc việc chuyên chở nhiên liệu thuận lợi, ít tốn kém Trong khi đó các trung tâm phụ tải lại ở xa, do vậy phải dùng lưới truyền tải

để chuyển tải điện năng đến các hộ phụ tải Vì lý do kỹ thuật cũng như an toàn, không thể cung cấp trực tiếp cho các phụ tải bằng lưới truyền tải, do vậy phải dùng l-ưới điện phân phối

Lưới điện phân phối thực hiện nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm biến

áp trung gian, thanh cái nhà máy điện cung cấp cho các phụ tải như một địa phương, một thành phố, quận, huyện có bán kính cung cấp điện nhỏ Điện áp sử dụng thư-ờng là 6, 10, 22, 35 kV và phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp/ hạ áp, phụ tải trung áp và lưới hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220 V Lưới điện phân phối có chiều dài tương đối lớn, đường dây phân nhánh, hình tia hoặc mạch vòng cung cấp điện trực tiếp cho các hộ tiêu thụ Do đó những nguyên nhân ảnh hư-ởng đến quá trình chuyển tải của lưới phân phối đều có liên quan trực tiếp đến các

hộ tiêu thụ

Như vậy trong thiết kế và vận hành lưới phân phối cần phải đưa ra các phương

án sao cho đảm bảo được chất lượng năng lượng và có dự phòng hợp lý khi xảy ra

sự cố, nhằm giảm xác suất xảy ra sự cố và những thiệt hại về kinh tế đối với các hộ tiêu thụ

Trang 16

1.2 NHIỆM VỤ CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

Lưới điện phân phối trung áp và hạ áp làm nhiệm vụ phân phối trực tiếp điện năng cho các hộ phụ tải và được phân cấp như sau:

- Lưới phân phối trung áp có các cấp điện áp: 6, 10, 22, 35 kV có nhiệm vụ phân phối điện năng cho các trạm phân phối trung áp/ hạ áp và các phụ tải phía trung áp

- Lưới phân phối hạ áp có nhiệm vụ cung cấp điện năng cho các phụ tải phía

hạ áp với cấp điện áp: 380/ 220 V hay 220/110V

1.3 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM PHÂN LOẠI LƯỚI PHÂN PHỐI

1.3.1 Một số đặc điểm của lưới phân phối

- Lưới phân phối trực tiếp đảm bảo chất lượng điện áp cho phụ tải

- Giữ vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các

hộ phụ tải: mỗi một sự cố trên lưới phân phối trung áp đều ảnh hưởng trực tiếp đến sinh hoạt của nhân dân và các hoạt động kinh tế, xã hội

- Tỷ lệ tổn thất điện năng rất lớn: khoảng (4050)% trên lưới phân phối

- Hộ phụ tải sử dụng trực tiếp điện năng từ lưới phân phối nên vấn đề an toàn điện rất quan trọng

1.3.2 Phân loại lưới phân phối trung áp

- Theo đối tượng địa bàn phục vụ:

+ Lưới phân phối thành phố

+ Lưới phân phối nông thôn

+ Lưới phân phối xí nghiệp

- Theo thiết bị dẫn điện:

+ Lưới phân phối trên không

+ Lưới phân phối cáp ngầm

- Theo cấu trúc hình dáng:

+ Lưới phân phối hở (hình tia) có phân đoạn và không phân đoạn

+ Lưới phân phối kín vận hành hở

+ Hệ thống phân phối điện

Trang 17

1.4 CÁC CHỈ TIÊU VÀ TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ MẠNG LƯỚI PHÂN PHỐI

- Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng lưới phân phối:

+ Sự phục vụ đối với khách hàng

+ Hiệu quả kinh tế đối với các doanh nghiệp điện

- Các tiêu chuẩn đánh giá:

+ Chất lượng điện áp

+ Độ tin cậy cung cấp điện

+ Hiệu quả kinh tế (giá thành tải điện nhỏ nhất)

+ Độ an toàn đối với ngời và thiết bị

+ Ảnh hưởng tới môi trường (cảnh quan, ảnh hưởng đến đường dây điện thoại )

1.5 CÁC PHẦN TỬ TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI

- Máy biến áp trung gian và máy biến áp phân phối

- Thiết bị dẫn điện: đường dây điện bao gồm dây dẫn và phụ kiện

- Thiết bị đóng cắt và bảo vệ: máy cắt, dao cách ly, thiết bị chống sét, cầu chì,

hệ thống bảo vệ rơle, áp tô mát

- Thiết bị điều chỉnh điện áp: thiết bị điều áp dưới tải trong trạm trung gian, thiết bị thay đổi đầu phân áp ngoài tải ở máy biến áp phân phối, tụ bù ngang, bù dọc, thiết bị đối xứng hoá, thiết bị lọc sóng hài bậc cao

- Thiết bị đo lường: công tơ đo điện năng tác dụng, điện năng phản kháng, đồng hồ đo điện áp, dòng điện , thiết bị truyền thông tin đo lường

- Thiết bị giảm tổn thất điện năng: tụ bù

- Thiết bị nâng cao độ tin cậy: thiết bị tự động đóng lặp lại, thiết bị tự động đóng nguồn dự trữ, máy cắt hoặc dao cách ly phân đoạn

- Thiết bị điều khiển xa hoặc tự động: máy tính điện tử, thiết bị đo xa, thiết bị truyền, thu và xử lý thông tin, thiết bị điều khiển xa, thiết bị thực hiện

Mỗi phần tử trong lưới phân phối đều có các thông số đặc trưng và chế độ làm việc khác nhau tuỳ theo chức năng và tình trạng vận hành cụ thể Tất cả những nguyên nhân ảnh hưởng đến chế độ làm việc của mỗi phần tử đều ảnh hưởng trực

Trang 18

tiếp đến độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ phụ tải Do đó trong công tác thiết kế, vận hành cần phải đặc biệt quan tâm

1.6 PHƯƠNG PHÁP PHÂN PHỐI ĐIỆN TRUNG ÁP VÀ NỐI ĐẤT TRUNG TÍNH CUỘN TRUNG ÁP MBA NGUỒN

1.6.1 Phương pháp phân phối điện trung áp

Có hai phương pháp phân phối điện trong lưới phân phối điện trung áp:

- Phương pháp dùng lưới điện 3 pha: điện năng được truyền tải bằng hệ thống

3 dây pha, máy biến áp trung áp có cuộn trung áp đấu sao và trung tính nối đất qua tổng trở Z, không có dây trung tính đi theo lưới điện

- Phương pháp lưới điện 3 pha và một dây trung tính: là phương pháp truyền

tải điện mà ngoài 3 dây pha còn có thêm 1 dây trung tính đi theo lưới điện, cứ khoảng 300m thực hiện nối đất lặp lại Trong lưới điện này, cuộn trung áp của máy biến áp nối sao và trung tính nối đất trực tiếp

1.6.2 Nối đất trung tính cuộn trung áp của máy biến áp nguồn

1.6.2.1 Trung tính không nối đất: Z = 

Trang 19

- Ưu điểm: khi xảy ra chạm đất một pha mạng điện vẫn vận hành được trong

một khoảng thời gian nhất định để tìm và khắc phục sự cố, do đó độ tin cậy của mạng điện được nâng cao

+ Khi xảy ra chạm đất một pha, điện áp các pha còn lại có thể tăng cao gây quá áp và cộng hưởng nguy hiểm cho cách điện

- Phạm vi áp dụng: thường dùng cho lưới phân phối 6, 10 kV, còn lưới có cấp

điện áp từ (1535) kV chỉ dùng nếu độ dài lưới điện ngắn

1.6.2.2 Trung tính nối đất trực tiếp: Z = 0

+ Độ tin cậy cung cấp điện giảm vì khi chạm đất lưới điện bị cắt ra

- Phạm vi ứng dụng: phương pháp này được áp dụng cho lưới điện ở cấp điện

áp (1520) kV, nếu các tác hại khi xảy ra ngắn mạch một pha được hạn chế ở mức cho phép

Trang 20

1.6.2.3 Trung tính nối đất qua điện trở hay điện kháng: (Z = R; Z = R +jX)

- Ưu điểm: hạn chế nhược điểm của phương pháp nối đất trực tiếp khi dòng

ngắn mạch quá cao, dòng ngắn mạch được hạn chế trong khoảng (10001500)A Cho phép điều khiển dòng ngắn mạch pha - đất ở mức hợp lý

- Nhược điểm:

+ Gây quá điện áp trong lưới cao hơn trường hợp nối đất trực tiếp, ảnh hưởng đến cách điện của các phần tử của lưới, do đó cách điện phải cao hơn nên giá thành lưới điện tăng

+ Hệ thống nối đất đắt tiền và cần có sự bảo quản định kỳ

- Phạm vi ứng dụng: phương pháp này dùng phổ biến cho lưới điện 22 kV

- Hạn chế các nhược điểm, nối đất thực hiện có hiệu quả khi:

4 3 Z

1

X

R X

+ Z1, X1: tổng trở thứ tự thuận của máy biến áp nguồn và lưới điện

1.6.2.4 Phương pháp nối đất qua cuộn dập hồ quang

Nối đất qua cuộn dập hồ quang hay còn gọi là nối đất cộng hưởng:

C

1 j jX Z





Điện kháng của cuộn dập hồ quang được lựa chọn để bù dòng điện điện dung khiến cho dòng điện điện dung ở trong giới hạn cho phép cho dù độ dài lới phân phối rất lớn

Trang 21

+ Khi chạm đất, điện áp các pha không bị sự cố lên quá điện áp dây

+ Sự cố cách điện có thể gây dao động hồ quang điện, gây quá áp trên cách điện của các pha không bị sự cố

+ Cuộn dập hồ quang phải điều chỉnh được để thích nghi với cấu trúc vận hành thay đổi của lưới

+ Hệ thống bảo vệ sự cố chạm đất phức tạp, khó tìm chỗ sự cố, giá thành cao, bảo quản phức tạp

+ Áp dụng với lưới cáp không hiệu quả vì sự cố trong lưới cáp đa số là do hư hỏng vĩnh cửu cách điện

- Phạm vi ứng dụng: phương pháp thường áp dụng cho lới 35 kV, có dùng cho

lới 22 kV khi cần độ tin cậy cung cấp điện cao, là biện pháp chủ yếu trong tương lai

1.7 SƠ ĐỒ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

1.7.1 Phương án nối dây trong mạng điện phân phối

Sơ đồ nối dây của mạng điện phân phối có thể sử dụng một trong các hình thức nối dây như: hình tia, phân nhánh hoặc mạch vòng kín Việc sử dụng sơ đồ nối dây nào tuỳ thuộc vào mức độ yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện của mỗi một loại

hộ phụ tải và tuỳ thuộc vào cấp điện áp mà sử dụng sơ đồ cho phù hợp

- Sơ đồ hình tia một lộ dùng nhiều nhất cho các mạng thắp sáng hoặc động lực

ở điện áp thấp Các trạm 6, 10, 22, 35 kV cũng thường hay dùng loại sơ đồ hình tia

để cung cấp điện

- Sơ đồ kiểu phân nhánh thường được dùng ở các đường dây cung cấp điện cho một số phụ tải gần nhau

Trang 22

- Sơ đồ mạch vòng kín được dùng nhiều ở các mạng điện trung áp trong thành phố và các mạng điện phân xưởng với điện áp 6, 10, 22, 35 kV Những mạng điện này thường có cấu trúc mạch kín nhưng vận hành hở, khi sự cố phần lưới phân phối sau máy cắt gần điểm sự cố nhất về phía nguồn, bảo vệ đặt tại máy cắt đầu nguồn sẽ tác động cắt mạch điện bị sự cố, sau khi cô lập đoạn lưới bị sự cố, phần lưới không

bị sự cố còn lại sẽ được đóng điện trở lại để tiếp tục vận hành cung cấp điện cho các

hộ phụ tải Chỉ có đoạn lưới bị sự cố là mất điện và mất điện cho đến khi sự cố được

xử lý xong

Đối với các phụ tải quan trọng đòi hỏi mức độ tin cậy cao, phải có phương án

dự phòng riêng bằng đường dây trung áp hay hạ áp

1.7.2 Áp dụng các phương pháp nối dây trong lưới điện phân phối

Các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật của mạng điện phân phối phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ nối điện của mạng Do đó sơ đồ phải được chọn sao cho có chi phí

là nhỏ nhất, đảm bảo mức độ tin cậy cung cấp điện cần thiết, đảm bảo chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ phụ tải, thuận tiện và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các phụ tải mới

Theo yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện, trong các loại sơ đồ hình tia, phân nhánh hay mạch vòng kín nói trên, việc dùng sơ đồ có dự phòng hay không phụ thuộc vào tính chất của hộ phụ tải:

- Phụ tải loại I: Phải được cung cấp điện từ hai nguồn độc lập, không được

mất điện dù chỉ là tạm thời, nếu mất điện sẽ ảnh hưởng đến chính trị, tính mạng con người, thiệt hại về kinh tế do đó thời gian ngừng cung cấp điện đối với hộ phụ tải loại I chỉ cho phép bằng thời gian tự động đóng nguồn dự trữ

- Phụ tải loại II: Có thể được cung cấp điện bằng một hay hai nguồn phải dựa

trên kết quả so sánh kinh tế giữa khoản tiền phải đầu tư thêm khi có đặt thiết bị dự phòng với khoản tiền thiệt hại do mất điện Các hộ phụ tải loại II cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để nhân viên vận hành đóng nguồn dự trữ

Trang 23

- Phụ tải loại III: Chỉ cần một nguồn cung cấp điện là đủ Cho phép mất điện

trong một thời gian để sửa chữa sự cố, thay thế các phần tử hư hỏng của mạng điện nhưng không quá 1 ngày

Với yêu cầu ngày càng cao của cuộc sống, người thiết kế cũng như người quản

lý vận hành lưới điện phải có tính toán, dự kiến mọi khả năng để cho xác suất sự cố mất điện là thấp nhất, và thời gian mất điện là ngắn nhất

1.7.2.1 Sơ đồ lưới điện phân phối trung áp trên không

Lưới điện phân phối trung áp trên không sử dụng ở mạng điện nông thôn thường không đòi hỏi cao về độ tin cậy, không bị hạn chế vì điều kiện an toàn và mỹ quan như

ở lưới phân phối khu vực thành phố Mặt khác, mật độ phụ tải của mạng điện nông thôn không cao, phân tán, đường dây khá dài, do đó sử dụng lưới điện phân phối trên không sẽ giúp cho việc dễ dàng nối các dây dẫn, tìm điểm sự cố và khắc phục sự cố không khó khăn như lưới phân phối cáp

Phương án nối dây thường áp dụng theo sơ đồ hình tia, các trạm biến áp phân phối được cung cấp điện từ thanh cái hạ áp của trạm biến áp trung gian thông qua các đường trục chính

- Biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ:

+ Các đường trục chính được phân đoạn bằng các thiết bị phân đoạn như: máy cắt, máy cắt có tự động đóng lại có thể tự động cắt ra khi sự cố và điều khiển từ xa + Các đường trục chính của một trạm nguồn hoặc của các trạm nguồn khác nhau có thể được nối liên thông để dự phòng khi bị sự cố, khi ngừng điện kế hoạch đường trục hoặc trạm biến áp nguồn Máy cắt hoặc dao cách ly liên lạc được mở trong khi làm việc để vận hành hở

Luư ý: các dây dẫn đường trục phải được kiểm tra theo điều kiện sự cố để có

thể tải điện dự phòng cho các trục khác khi bị sự cố

Trang 24

1.7.2.2 Sơ đồ lưới phân phối cáp trung áp

Lưới phân phối cáp trung áp sử dụng ở mạng điện thành phố do mức độ đòi hỏi cao về độ tin cậy, mật độ phụ tải lớn, đường dây ngắn, bị hạn chế vì điều kiện

an toàn và mỹ quan đô thị do đó không được phép đi dây trên không mà phải chôn xuống đất tạo thành lưới phân phối cáp

Nhược điểm của lưới phân phối cáp là đắt tiền, sơ đồ phức tạp dẫn đến việc tìm điểm sự cố khó khăn, sửa chữa sự cố lâu và việc đấu nối được hạn chế đến mức tối đa vì xác suất hỏng các chỗ nối là rất cao

a Sơ đồ lưới phân phối mạch vòng kín

Sơ đồ lưới phân phối cáp mạch vòng kín cung cấp điện cho các trạm phân phối có một máy biến áp Các trạm phân phối được đấu liên thông, mỗi máy biến áp đều có hai dao cách ly ở hai phía và có thể được cấp điện từ hai nguồn khác nhau lấy từ hai phân đoạn thanh cái hạ áp của trạm biến áp trung gian, bình thường các máy biến áp được cấp điện từ một phía

Hình 1.3 Sơ đồ lưới phân phối trên không hình tia

1 Máy cắt có tự động đóng lại, điều khiển từ xa;

2 Máy cắt nhánh; 3 Dao cách ly

2

3

Trang 25

Ký hiệu chỉ dao cách ly được mở ra để vận hành hở Ưu điểm của vận hành

hở làm cho lưới điện rẻ hơn, độ tin cậy vẫn đảm bảo yêu cầu Còn vận hành kín có lợi hơn về tổn thất điện năng nhưng đòi hỏi cao hơn về hệ thống bảo vệ rơle và thiết

bị đóng cắt nếu muốn đạt độ tin cậy cao

b Cung cấp điện bằng hai đường dây song song

Hai đường dây song song cung cấp điện cho các trạm biến áp phân phối Các đường dây có thể được lấy điện từ hai trạm nguồn khác nhau để tạo thành mạch liên nguồn

ạn II Phụ tải Phụ tải Phụ tải Phụ tải

Hình 1.4 Sơ đồ lưới phân phối mạch vòng kín

Hình 1.5 Cung cấp điện bằng hai đường dây song song

Trang 26

Các trạm phân phối được cung cấp từ nhiều nguồn lấy điện từ thanh góp hạ áp của các trạm biến áp trung gian Trong chế độ làm việc bình thường được tách ra để vận hành hở mạch

d Mạng phân phối đƣợc cung cấp điện thông qua trạm cắt

Khi trạm biến áp trung gian ở xa trung tâm phụ tải thì mạng điện phân phối ược cung cấp điện thông qua trạm cắt Người ta sử dụng hai đường dây liên lạc giữa trạm cắt và hai phân đoạn thanh cái hạ áp của trạm biến áp trung gian, sau đó các đ-ường dây phân phối được cung cấp điện trực tiếp từ trạm cắt

đ-Sơ đồ này áp dụng cho cả lưới phân phối cáp và lưới phân phối trên không

Luư ý: trong các sơ đồ đã trình bày, tiết diện cáp phải được chọn có tính đến

Trang 27

e Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung

Khi mật độ các trạm phân phối nhiều, để tiết kiệm vốn đầu tư mà vẫn đảm bảo được độ tin cậy có thể sử dụng sơ đồ như sau:

Dây dẫn của các đường dây phân phối được chọn đủ cho các trạm phân phối

mà nó cấp điện, vì đã có đường dây dự phòng chung cho tất cả các đường dây phân phối

1.7.2.3 Sơ đồ hệ thống phân phối điện

Hệ thống phân phối điện bao gồm nhiều trạm trung gian được nối liên thông với nhau bởi mạng lưới đường dây phân phối tạo thành nhiều mạch vòng kín Trong quá trình vận hành bình thường các mạch kín này được tách ra tại các điểm cắt của lưới để vận hành hở mạch thông qua các thiết bị phân đoạn Các điểm cắt này được thay đổi thường xuyên trong quá trình vận hành khi đồ thị phụ tải thay đổi

Để lựa chọn được sơ đồ vận hành tối ưu nhất thường sử dụng tính toán trên máy tính điện tử từ các số liệu đo xa đặt trên các điểm kiểm tra của hệ thống phân phối điện Khi xảy ra sự cố, máy tính điện tử sẽ tính toán đa ra phương án vận hành thay thế tốt nhất Nhân viên vận hành thực hiện các sơ đồ tối ưu đó bằng các thiết bị điều khiển từ xa

2

Hình 1.8 Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung

1 Thanh góp trạm biên áp trung gian

2 Trạm cắt

Trang 28

Nếu không có thiết bị điều khiển và đo lường từ xa thì vẫn có thể vận hành kinh tế nhng theo mùa trong năm, bằng cách tính chọn sơ đồ vận hành tối ưu cho khoảng thời gian trong đó phụ tải gần giống nhau sau đó thao tác các thiết bị phân đoạn để thực hiện

1.7.2.4 Sơ đồ lưới phân phối hạ áp

Lưới phân phối hạ áp được cung cấp điện trực tiếp từ các máy biến áp phân phối 3 pha Trung tính của mạng hạ áp được nối đất trực tiếp và dây trung tính đi theo lưới điện tạo thành lưới phân phối hạ áp 3 pha 4 dây Cấu trúc lưới phân phối

hạ áp có thể được thực hiện bằng đường dây trên không, hoặc dùng dây cáp vặn xoắn

Tuỳ theo yêu cầu về độ tin cậy các hộ phụ tải mà có thể sử dụng phương pháp

có hay không nối dây dự phòng, đường dây dự phòng có thể lấy điện từ cùng một trạm phân phối hoặc từ 2 trạm phân phối khác nhau:

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống phân phối điện

Trang 29

Đường trục chính của lưới phân phối hạ áp có 4 dây (hình 1.10b), các nhánh rẽ

đi cấp điện cho các phụ tải 1 pha có thể 3 dây (2 pha + trung tính) hoặc hai dây (1 pha + trung tính)

Lưới điện phân phối ở nông thôn, để tiết kiệm vốn đầu tư ngời ta thường dùng đường dây hạ áp có 5 dây: 3 dây pha cấp điện sinh hoạt, dây trung tính và một dây pha riêng phục vụ cho chiếu sáng đờng phố

1.8 TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI

Các trạm biến áp phân phối thường chỉ có một máy biến áp và làm nhiệm

vụ biến đổi điện áp trung áp xuống hạ áp để cung cấp điện cho lưới phân phối hạ

áp

3 pha Chiếu sáng trung tính

Hình 1.11 Đường dây cung cấp kết hợp với chiếu sáng đường đi

Hình 1.10 Sơ đồ lưới phân phối hạ áp và phương pháp cung

cấp điện cho phụ tải một pha

DCL phân đoạn Phụ tải 1 pha hoặc 3 pha

b)

Trang 30

- Phía cao thế được đóng cắt bằng cầu dao cao thế, bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì (hình 1.12a) hoặc cầu chì tự rơi (hình 1.12b), bảo vệ chống quá điện thế do sóng sét lan truyền từ đường dây vào trạm dùng chống sét van

- Phía hạ áp đóng cắt và bảo vệ bằng áp tô mát

- Để đo lường các đại lượng dùng các đồng hồ đo như đồng hồ đo dòng điện, điện áp, điện năng hữu công, vô công

Kết cấu của trạm biến áp thường là trạm treo trên cột hoặc trạm kiểu kiốt nếu

ở thành phố

1.9 HỆ THỐNG PHÂN PHỐI ĐIỆN TẠI VIỆT NAM

1.9.1 Tình hình phát triển lưới điện phân phối của nước ta

Do điều kiện lịch sử để lại, hiện nay, hệ thống lưới điện phân phối của Việt Nam bao gồm nhiều cấp điện áp khác nhau, cả ở thành thị và nông thôn Nhằm nâng cao độ tin cậy trong việc cung cấp điện, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lượng của khách hàng và giảm tổn thất điện năng của toàn hệ thống đạt khoảng 10% vào năm 2010, Tập đoàn Điện lực Việt Nam thường xuyên đầu tư mở rộng,

ABBI

MBA

CCCSV

Đường dây trung áp

MBACCCD

Trang 31

nâng cấp và cải tạo lưới điện phân phối trên phạm vi cả nước Theo kế hoạch phát triển đến năm 2010, lưới điện phân phối của Tổng công ty đã được xây dựng thêm 282.714 km đường dây trung và hạ áp và 19.010 MVA công suất máy biến áp phân phối

Cùng với sự đổi mới và phát triển kinh tế, quá trình phát triển và điện khí hoá nước ta đã có những thay đổi quan trọng, góp phần thúc đẩy sự phát triển của các ngành kinh tế, cải thiện mức sống về vật chất và tinh thần cho nhân dân, đặc biệt là nông dân Hiện nay 100% số huyện trong cả nước đã có điện lưới quốc gia

và hầu hết các xã đã có điện

1.9.2 Tình hình phát triển phụ tải điện

Theo kết quả nghiên cứu của đề tài KHCN - 0907 thì dự báo nhu cầu phụ tải trong giai đoạn 2000 - 2020 do Viện chiến lược phát triển - Bộ kế hoạch và Đầu tư xây dựng với 2 phương án: phương án cao và phương án cơ sở Trong đó lấy nhịp

độ phát triển dân số trong 25 năm (1996 - 2020) được dự báo bình quân là 1,72%/năm

Nhu cầu điện năng theo phương án cao được dự báo theo phương án phát triển kinh tế cao Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế này, tốc độ tăng trưởng trung bình điện năng sẽ là 10,2%/năm và 8,9%/năm tương ứng với từng giai đoạn là

2000 - 2010 và 2010 - 2020 Đến năm 2020, nhu cầu điện năng là 204 tỷ kWh Tốc

độ tăng trưởng điện năng của cả giai đoạn 1996 - 2020 là 11%/năm

Nhu cầu điện năng phương án cơ sở được dự báo theo phương án phát triển kinh tế cơ sở Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế này, tốc độ tăng trưởng trung bình điện năng sẽ là 10,5%/năm và 8,2%/năm tương ứng với từng giai đoạn Đến năm 2020, nhu cầu điện năng là 173 tỷ kWh Tốc độ tăng trưởng điện năng của giai đoạn 2000 - 2020 là 10,4%/năm

Với dự báo này thì ngành điện năng nói chung và lưới điện phân phối địa phương nói riêng trong thời gian tới đòi hỏi phải có sự phát triển, cải tạo và mở rộng rất lớn Đây là một thực tế cần phải được quan tâm

Trang 32

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUNG VỀ QUY HOẠCH VÀ

THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH VÀ THIẾT

KẾ LƯỚI ĐIỆN

Muốn lưới điện phát triển tối ưu trong thời gian dài cần phải làm quy hoạch

Có quy hoạch dài hạn và ngắn hạn

Quy hoạch dài hạn là bản ghi trình tự phát triển tối ưu lưới điện trong thời gian đủ dài từ 15 đến 20 năm ( có thể lên đến 30 năm), đến cuối kỳ quy hoạch lưới điện phải có được cấu trúc đã được định trước Trình tự này bao gồm: Sơ đồ nối lưới điện phải đạt được từng năm, các công trình điện ( đường dây, trạm biến áp…) được đưa vào vận hành từng năm, lịch trình phát triển hệ thống quản lý vận hành, điều khiển … Quy hoạch dài hạn thực hiện trên các dự liệu dự báo về phụ tải, về kinh tế, xã hội, về phát triển khoa học kỹ thuật … do dự báo xa nên có độ không chính xác nhất định

Quy hoạch ngắn hạn là sơ đồ phát triển chi tiết hơn lưới điện trong khoảng thời gian ngắn trước mắt khoảng từ 5 đến 7 năm, cụ thể hóa quy hoạch dài hạn trên

cơ sở các số liệu gần hơn, chính xác hơn

Thiết kế là sơ đồ thực hiện từng công trình, hạng mục cụ thể của lưới điện Quá trình quy hoạch được thực hiện thông qua các dự án Các dự án lại được thực hiện qua nhiều quá trình khác như đấu thầu, thiết kế, thi công… Các đơn vị kinh tế sẽ thực hiện công trình điện khi trúng thầu dự án điện

Quy hoạch hệ thống thực chất là đảm bảo cho quá trình phát triển hệ thống thỏa mãn đồng thời cả hai yêu cầu: đáp ứng về mặt kỹ thuật và hợp lý về kinh tế Mặc dù trước đây đã có những nghiên cứu khá đầy đủ về tiện ích của lưới phân phối, tuy nhiên nó vẫn chưa đáp ứng được những yêu cầu phát triển của phụ tải Trong tương lai, cần có những biện pháp thích hợp để việc quy hoạch hệ thống được thực hiện nhanh chóng và đảm bảo tính kinh tế Việc ước lượng tính hiệu quả

Trang 33

của các giải pháp được lựa chọn, đánh giá sự tác động khác nhau của các phương pháp nhằm thỏa mãn tính kinh tế, độ tin cậy và tính an toàn cho khách hàng là cần thiết

Mục tiêu của quy hoạch hệ thống phân phối là để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của phụ tải với tốc độ tăng trưởng và mật độ phụ tải cao Một số biện pháp đã được sử dụng như: mở rộng hệ thống phân phối, tăng tiết diện dây dẫn, thay thế các máy biến áp trong trạm biến áp…Tuy nhiên tất các các phương pháp nêu trên đều phải thỏa mãn hai chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật

Trên thực tế việc quy hoạch lưới điện phân phối còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố quan trọng khác như : vị trí địa lý , sự cân nhắc về mặt sinh thái khi thiết kế , thi công các công trình điện, vấn đề về hành lang an toàn…Những vấn đề nêu trên gây ảnh hưởng lớn đến việc quy hoạch tối ưu hệ thống phân phối Do đó, để quy hoạch lưới điện phân phối cần lập kế hoạch và phải xác định cường độ tải và vị trí địa lý của nó Sau đó, các trạm biến áp phân phối phải được lựa chọn đặt ở vị trí hợp lý nhằm giảm thiểu tối đa chi phí xây dựng và cung cấp cho phụ tải một cách hiệu quả nhất

Trước đây, việc lập kế hoạch cho hệ thống cung cấp điện năng và hệ thống phân phối được giao ở cấp độ công ty mà không xem xét hoặc phối hợp với các kế hoạch dài hạn Với chi phí ngày càng tăng của năng lượng, thiết bị và lao động, để quy hoạch hệ thống được cải thiện phải sử dụng các phương pháp lập kế hoạch hiệu quả Hệ thống phân phối đặc biệt quan trọng bởi nó đưa điện năng tiêu thụ đến tận tay khách hàng, điều này dẫn đến chi phí dịch vụ tăng Việc thiết kế, quy hoạch hệ thống phân phối giúp cho độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng được tăng cao, hạn chế tối đa việc cắt giảm phụ tải và có nhiều phương án cung cấp điện

Ta thấy rằng, quy hoạch hệ thống phân phối bắt đầu ở cấp độ khách hàng Từ nhu cầu, chủng loại, hệ số tải, và đặc điểm của phụ tải dẫn đến phải thiết kế hệ thống phân phối bắt buộc Sau khi phụ tải được xác định, chúng được nhóm lại theo nhóm dịch vụ và kết nối với biến áp phân phối để xác định nhu cầu về các hệ thống phân phối chính Sự phân bố tải của hệ thống chính sau đó sẽ được chuyển giao cho

Trang 34

các trạm biến áp truyền tải Sự phân bố tải trong hệ thống dẫn đến việc xác định kích thước, vị trí cho các trạm biến áp cũng như định tuyến và khả năng mang tải của các đường dây liên quan

2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUY HOẠCH HỆ THỐNG

Khi tiến hành quy hoạch hệ thống lưới điện phân phối, cần xem xét tới rất nhiều yếu tố gây ảnh hưởng Những yếu tố đó bao gồm sự khan hiếm của đất sẵn có trong khu vực đô thị, ảnh hưởng về mặt sinh thái và sự cần thiết để giảm thiểu chi phí đầu tư ban đầu

Do nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, vị trí địa lý cung cấp điện càng được

mở rộng dẫn đến điện áp cao hơn và tự động hóa nhiều hơn Điều này dẫn đến những yêu cầu đặt ra cho nhà thiết kế trong việc kiểm soát tính kinh tế của hệ thống

là hết sức khó khăn và phức tạp Vì vậy, vấn đề đặt ra trong quy hoạch hệ thống là

cố gắng để hàm chi phí thiết kế, thi công, lắp đặt, vận hành của các phần tử trong lưới phân phối như đường dây, máy biến áp…đạt giá trị nhỏ nhất

2.2.1 Dự báo phụ tải

Sự tăng trưởng phụ tải của khu vực địa lý được cung cấp bởi một công ty điện lực là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến việc mở rộng hệ thống phân phối Vì vậy, dự báo phụ tải và những thay đổi của hệ thống đối với những gia tăng đó là điều cần thiết cho quá trình lập kế hoạch Các dự báo này sẽ dự đoán tải trong tương lai cụ thể, thậm chí đến từng phụ tải là khách hàng cá nhân, nhưng trong thực tế, độ chính xác còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác

Có hai quy mô thời gian của tải dự báo: tầm xa ( với tầm nhìn thời gian là 15 hoặc 20 năm nữa) và tầm ngắn (với tầm nhìn thời gian là 5 năm)

Hình 2.1 cho thấy một số yếu tố ảnh hưởng đến việc dự báo phụ tải, đây là

một trong những nhu cầu của xã hội Phụ tải tăng trưởng phụ thuộc rất nhiều vào cộng đồng Chỉ số kinh tế, dữ liệu dân số và kế hoạch sử dụng đất chính thức của tất

cả các yếu tố đầu vào phục cho quá trình dự báo Kết quả dự báo ở dạng mật độ tải (kVA/ mỗi đơn vị diện tích) Dự báo tầm ngắn có thể yêu cầu chi tiết hơn Các số liệu lưới điện có sẵn sẽ hỗ trợ việc thiết kế cấu hình Các lưới tổng thể trình bày các

Trang 35

dữ liệu dự báo phụ tải, và nó cung cấp một công cụ hữu ích cho việc lập kế hoạch kiểm tra tất cả các vị trí địa lý sau đó đưa ra yêu cầu cần thiết để thích ứng với mô hình mở rộng hệ thống

vestmen

2.2.2 Mở rộng trạm biến áp

Hình 2.2 trình bày những yếu tố ảnh hưởng đến việc mở rộng trạm biến áp

Khi lập kế hoạch đưa ra quyết định mở rộng trạm, ta cần dựa trên nhiều luồng thông tin; Ví dụ: dự báo phụ tải, mật độ tải và tốc độ tăng trưởng phụ tải có thể yêu cầu mở rộng trạm phụ hoặc xây dựng mới một trạm biến áp Trong kế hoạch mở rộng hệ thống cần quan tâm nhiều đến các điều kiện cấu hình hiện tại, khả năng mang tải của trạm và mức độ gia tăng phụ tải trong dự báo (đây là hai yếu tố quan trọng đóng vai trò quyết định trong việc mở rộng trạm biến áp)

cộng đồng

Kế hoạch công nghiệp

Bản đồ thành phố

Sử dụng diện tích

Nhân tố địa

lý

Dự báo phụ tải

Hình 2.1: Các yếu tố ảnh hưởng đến dự báo phụ tải

Trang 36

2.2.2 Lựa chọn địa điểm đặt trạm biến áp

Hình 2.3 cho thấy các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn vị trí trạm

Khoảng cách từ trung tâm phụ tải đến các đường dây truyền tải hiện tại và những hạn chế khác, như: đất đai có sẵn, chi phí đất, các quy định sử dụng đất … là những yếu tố hết sức quan trọng mà người thiết kế trạm cần phải cân nhắc và quan tâm tới

Quá trình xác định vị trí trạm biến áp có thể mô tả như một quy trình sàng lọc những khu vực được lựa chọn và đánh giá Nói cách khác, đó là phần đất phục vụ việc xây dựng trạm Ban đầu, người thiết kế phải cân nhắc vị trí, sau đó đánh giá các yếu tố khác, ví dụ như: Tính an toàn, kỹ thuật, quy hoạch hệ thống, tính kinh tế, tính thẩm mỹ Giai đoạn đầu của sự lựa chọn vị trí chủ yếu là xem xét, loại bỏ các khu vực không thích hợp cho xây dựng mặt bằng, từ đó đưa ra những vị trí đáp ứng

đủ yêu cầu để tiếp tục lựa chọn cho các mục tiêu kế tiếp

Mở rộng trạm biến áp

Dự báo phụ tải

Tổn thất năng lượng

Yếu tố kinh tế

Kích thước Giới hạn

Các rào cản vật lý Đất sẵn có

Các yếu tố khác

Năng lực và cấu hình

Hình 2.2 Nhân tố ảnh hưởng đến việc mở rộng trạm biến áp

Trang 37

Các vị trí được lựa chọn được phân loại thành ba nhóm cơ bản: (1) các nhóm không thích hợp cho phát triển trong tương lai gần (2) các nhóm có một số đáp ứng nhưng không được chọn để đánh giá chi tiết trong chu kỳ lập kế hoạch, và (3) các vị

trí có tiềm năng, đang được nghiên cứu cụ thể hơn ( Hình 2.4)

Dự báo phụ tải

Đất sẵn có

Vị trí đường dây truyền tải

Vị trí TBA

Hình 2.3 Các yếu tố gây ảnh hưởng đến vị trí trạm biến áp

Trang 38

Để đánh giá vị trí được hoàn chỉnh cần kết hợp tất cả các lựa chọn thay thế và thay đổi các đánh giá từ nhiều quan điểm khác nhau

2.2.3 Các nhân tố khác

Khu Vực dịch vụ

Khu vực được chọn

Vị trí

không phù

hợp

Tổ chức đánh giá vị trí

Vị trí được chọn

Đề xuất vị trí

Yếu tố xem xét

- An Toàn

- Kỹ thuật

- Hệ thống quy hoạch

- Quy định

- Kinh tế

- Thẩm mỹ

Hình 2.4 Tiến hành chọn vị trí trạm biến áp

Trang 39

Trong thiết kế, quy hoạch trạm, cần xác định cụ thể nhiệm vụ của trạm biến

áp Truyền tải và phân phối là những nhiệm vụ chính, còn lại cần xem xét các yếu

tố ảnh hưởng đến sự lựa chọn điện áp, lựa chọn tuyến đường dây truyền tải, số

lượng phụ tải tiêu thụ, lựa chọn kích thước dây dẫn và tổng chi phí, như trong Hình 2.5

2.3 Kỹ thuật quy hoạch lưới phân phối hiện nay

Ngày nay, nhiều nhà hoạch định hệ thống phân phối điện trong ngành công nghiệp sử dụng chương trình máy tính làm công cụ tính toán, sử dụng lưu đồ thuật toán, chẳng hạn như: các chương trình lưu lượng tải sử dụng vòng lặp và các chương trình hệ thống tính toán hỗ trợ sử dụng các công cụ khác như: dự báo phụ tải, ổn định điện áp, điều chỉnh thiết lập, lập kế hoạch, độ tin cậy, và chọn địa điểm, kích thước theo thuật toán tối ưu Các máy tính thực hiện các phép tính nhanh chóng hơn so với các phương pháp khác do đó kỹ sư chỉ cần tập trung vào công việc chi tiết Các kỹ sư có thể dành thời gian xem xét kết quả của các tính toán hơn

là lập phép tính cụ thể cho từng bước Tuy nhiên, vẫn phải có sự đánh giá kỹ thuật

Chi phí vật liệu

Chi phí sửa chữa

Tổng chi phí

Chi phí tổn hao do xây dựng

Giá thành

xây dựng

Chi phí xây dựng

Chi phí phát sinh khác

Hình 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tổng chi phícủa hệ thống phân phối mở rộng

Trang 40

dựa trên quy hoạch đầy đủ ở mọi giai đoạn của sự phát triển hệ thống điện Nhìn chung, việc sử dụng các công cụ nói trên và tính toán trên các thiết kế hệ thống phụ thuộc hoàn toàn vào quyết định của các nhà quy hoạch và công ty điều hành chính sách tổng thể

Sơ đồ khối chức năng của quá trình quy hoạch hệ thống phân phối được trình

bày trên Hình 2.6 Quá trình này được lặp đi lặp lại trong một thời gian dài (15-20

năm), gọi là thời kỳ quy hoạch Trong sự phát triển của quá trình, người thiết kế quy hoạch cung cấp phác thảo về một kế hoạch điển hình Sơ đồ cho thấy, thủ tục lập kế hoạch bao gồm bốn hoạt động chính: dự báo phụ tải, cấu hình hệ thống phân phối thiết kế, mở rộng trạm biến áp và lựa chọn vị trí

Cấu hình thiết kế bắt đầu ở cấp độ phụ tải khác nhau Từ các loại nhu cầu, hệ

số tải và đặc điểm của khách hàng (phụ tải) đặt ra yêu cầu bắt buộc đối với hệ thống phân phối Sau khi xác định được yêu cầu của phụ tải, đường dây trung sẽ được kết nối với máy biến áp phân phối Dựa vào sự phân bố tải trong máy biến áp này để xác định nhu cầu về các hệ thống phân phối chính Các tải trong hệ thống phân phối chính sau đó được giao cho các trạm biến áp có điện áp truyền tải thấp hơn Sự phân

bố tải trong hệ thống phụ thuộc vào việc xác định kích thước và vị trí (xác định địa điểm) của các trạm biến áp cũng như các tuyến đường và khả năng truyền tải của

nó Vì vậy, từng bước trong quá trình lập kế hoạch sẽ cung cấp đầu vào cho các bước tiếp theo

Một phương pháp phổ biến hơn sẽ được trình bày sau đây Khi nhận được những chỉ tiêu mà phụ tải yêu cầu cũng như các tiêu chí của công ty, ta cần phân tích hệ thống để xác định khả năng xử lý sự gia tăng tải trọng của hệ thống Phân tích này sẽ là cơ sở cho giai đoạn thứ hai của quá trình, sử dụng các công cụ như chương trình phân phối lưu lượng tải, thông tin điện áp để đưa ra các tiêu chí chính sách, nghĩa vụ của công ty với người tiêu dùng Một số tiêu chí mà công ty cần đảm bảo như sau:

1 Dịch vụ liên tục

Định dạng
Số trang	134
Dung lượng	3,75 MB