Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện ha duy quynh

Có rất nhiều các biện pháp có thể áp dụng để giảm lượng tổn thất trong quá trình truyền tải và phân phối điện, một trong những biện pháp đó là giảm bán kính cung cấp điện của các MBA phâ

LỜI MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài:

Điện năng là dạng năng lượng đặc biệt có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác như cơ năng, nhiệt năng, quang năng…được sản xuất và truyền tải đi xa với công suất lớn, do vậy nó trở thành một trong những nguồn năng lượng quan trọng nhất, tham gia vào tất

cả các hoạt động trong cuộc sống con người, là nền tảng cho cơ sở sản xuất Ở bất kì quốc gia nào trên thế giới, ngành Điện cũng được ưu tiên hàng đầu để có thể đáp ứng được nhu cầu của con người và sự phát triển của nền kinh tế

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang trên đà từng bước phát triển, đời sống nhân dân ngày càng được nâng cao.Nhu cầu điện năng trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch

vụ và đặc biệt là sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Đồng thời nhận thức và yêu cầu của con người về điện năng càng ngày càng được nâng cao Vấn đề chất lượng điện năng cung cấp càng được đNy mạnh và đòi hỏi cần phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của khách hàng về chất lượng điện

Hiện nay khoa học kĩ thuật phát triển kèm theo đó là những bước tiến trong việc áp dụng các biện pháp nhằm cải thiện và nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho phụ tải Có rất nhiều các biện pháp có thể áp dụng để giảm lượng tổn thất trong quá trình truyền tải và phân phối điện, một trong những biện pháp đó là giảm bán kính cung cấp điện của các MBA phân phối, giúp đi sâu vào trung tâm từng vùng phụ tải nhằm giảm lượng tổn thất điện áp, nâng cao chất lượng điện năng cung cấp

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu: lưới điện phân phối hạ áp

- Phạm vi nghiên cứu: Tính toán và đánh giá chất lượng điện năng của lộ 972 TGLT lưới điện huyện Tiên Lãng – Hải Phòng trong phương án hiện trạng Tính toán và đánh giá chất lượng điện năng phương án cải tạo là phân vùng phụ tải, chia nhỏ các cụm phụ tải lớn thành các vùng phụ tải nhỏ hơn, sử dụng các MBA 1 pha công suất nhỏ nhằm giảm bán kính cung cấp điện của các MBA phân phối, giúp nâng cao chất lượng điện năng cung cấp tới phụ tải Đánh giá 2 phương án và đưa ra nhận xét chung Từ đó đưa ra giải pháp giúp nâng cao chất lượng điện năng mạng hạ áp trong quá trình phân phối điện

3.Bố cục của đề tài:

Đề tài bao gồm 6 chương:

- Chương 1: Hiện trạng lưới điện phân phối và mục tiêu đồ án

- Chương 2: Tổng quan về MBA và phương pháp đấu nối

- Chương 3:So sánh hiện trạng cấp điện trạm An Thạch( 3 pha-180 kVA)với phương

án sử dụng các MBA 1 pha 75 kVA

- Chương 4: So sánh kĩ thuật hiện trạng lộ 972 TGLT lưới điện huyện Tiên Lãng với

phương án sử dụng MBA 1 pha

- Chương 5: So sánh các chỉ tiêu kinh tế 2 phương án

- Chương 6: Kết luận chung

Việc lên ý tưởng và thực hiện đồ án này, chúng em đã nhận được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận

tình của thầy Phạm Anh Tuân, kết hợp vận dụng các kiến thức đã học trong trường lớp đểviết

đồ án này

Tuy nhiên do hạn chế về trình độ và thời gian, lượng kiến thức còn nhiều thiếu sót, khả

năng còn nhiều hạn chế nên trong việc thực hiện đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót

Chúng em mong nhận được sự đánh giá và tham gia góp ý của các thầy cô

Sinh viên thực hiện Mai Thị Hồng Nhung

Hà Duy Quỳnh

Vũ Ngọc Tân

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: 9

HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ MỤC TIÊU ĐỒ ÁN 9

1.1 Hiện trạng lưới điện phân phối: 9

1.2 Mục tiêu đồ án: 11

CHƯƠNG II 12

TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐẤU NỐI 12

2.1.Tổng quan về máy biến áp (MBA): 12

2.1.1.Cấu tạo: 12

CHƯƠNG III: SO SÁNH HIỆN TRẠNG CẤP ĐIỆN TRAMH AN THẠCH ( 3 PHA – 180 KVA) VỚI PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG CÁC MBA 1 PHA 75 KVA 16

3.2 Phương án ban đầu 16

3.3 Đề xuất phương án cải tạo 21

CHƯƠNG IV: SO SÁNH KỸ THUẬT HIỆN TRẠNG LỘ 972 TGLT LƯỚI ĐIỆN HUYỆN TIÊN LÃNG VỚI PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG MBA 1 PHA 28

4.1 Giới thiệu chung: 28

4.2 Thực trạng và đề xuất phương án thay thế 28

4.3 Phương pháp chọn dây dẫn và tính toán tổn thất 29

4.3.1 Phương pháp chọn dây dẫn 29

4.3.2 Phương pháp tính toán tổn thất 31

4.4 Tính toán cho lộ 972 TGLT 32

4.5 So sánh 2 phương án về kĩ thuật 79

CHƯƠNG V 80

SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ 2 PHƯƠNG ÁN 80

5.1 Xây dựng hàm chi phí tính toán 80

5.1.1 Vốn đầu tư các phương án 80

5.1.2 Chi phí tổn thất điện năng 82

5.1.3 Xác định hàm chi phí tính toán: 82

CHƯƠNG VI 84

KẾT LUẬN 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Thông số MBA 3 pha sử dụng: 16

Bảng 3.2 Kết quả tính toán lại phương án sử dụng MBA 3 pha trạm An Thạch: 20

Bảng 3.3 Thông số MBA thay thế 21

Bảng 3.4 Bảng chi phí vốn đầu tư MBA……… ………20

Bảng 3.5 Bảng chi phí đầu tư dây dẫn……… 21

Bảng 3.6 Bảng kết quả tính toán trạm An Thạch 25

Bảng 3.7 Bảng tổng hợp kết quả trạm An Thạch 26

Bảng 4.1 Giới hạn tiết diện dây dẫn hạ áp 29

Bảng 4.2 Giới hạn bán kính cung cấp điện hạ áp 29

Bảng 4.3 Thông số trạm Xóm Đồn 35

Bảng 4.2 Thông số trạm Dương Áo 37

Bảng 4.3 Thông số trạm Thái Hòa 40

Bảng 4.4 Thông số trạm Văn Vấn 42

Bảng 4.5 Thông số trạm Xóm Kim 45

Bảng 4.6 Thông số trạm Đồng Dâu 47

Bảng 4.7 Thông số trạm Nam Hưng Xã 49

Bảng 4.8 Thông số trạm Xuân Trại 51

Bảng 4.9 Thông số trạm Thanh Lan- Tân Hưng 53

Bảng 4.10 Thông số trạm Lộ 5 Đông Hưng 56

Bảng 4.11 Thông số trạm Thái Hưng 59

Bảng 4.12 Thông số trạm Tiên Hưng 2 61

Bảng 4.13 Thông số trạm Vam Trên 63

Bảng 4.14 Thông số trạm Đông Hưng Xã 65

Bảng 4.15 Thông số trạm Duyên Hải 68

Bảng 4.16 Thông số Lộ 3 Đông Hưng 70

Bảng 4.18 Thông số trạm Bạch Xa 76

Bảng 4.19 Thông số trạm Hùng Thắng 78

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1 Trạm biến áp An Thạch 17

Hình 4.2 Trạm biến áp An Thạch 1 pha 22

Hình 4.1 Trạm biến áp Xóm Đồn 34

Hình 4.2 Trạm biến áp Dương Áo 36

Hình 4.3 Trạm biến áp Thái Hòa 39

Hình 4.4 Trạm biến áp Văn Vấn 41

Hình 4.5 Trạm biến áp Xóm Kim 44

Hình 4.6.Trạm biến áp Đồng Dâu 46

Hình 4.7 Trạm biến áp Nam Hưng xã 48

Hình 4.8 Trạm biến áp Xuân Trại 50

Hình 4.9 Trạm biến áp Thanh lan – Tân Hưng 52

Hình 4.10 Trạm biến áp Lộ 5 Đông Hưng 55

Hình 4.11 Trạm biến áp Thái Hưng 58

Hình 4.12 Trạm biến áp Tiên Hưng 60

Hình 4.13 Trạm biến áp Vam Trên 62

Hình 4.14 Trạm biến áp Đông Hưng xã 64

Hình 4.15 Trạm biến áp Duyên Hải 67

Hình 4.16 Trạm biến áp Lộ 3 Đông Hưng 69

Hình 4.17a Trạm biến áp Bắc Hưng 1 71

Hình 4.17b Trạm biến áp Bắc Hưng 2 72

Hình 4.18 Trạm biến áp Bạch Xa 75

Hình 4.19 Trạm biến áp Hùng Thắng 77

CHƯƠNG I:

HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ MỤC TIÊU ĐỒ ÁN

1.1 Hiện trạng lưới điện phân phối:

Phân phối điện là khâu cuối cùng của hệ thống điện nhằm đưa điện năng trực tiếp đến người tiêu dùng.Lưới điện phân phối bao gồm lưới điện trung áp và lưới điện phân phối hạ áp.Tính tới cuối năm 2004, nước ta đã có khoảng 115.000 km tổn chiều dài đường dây trung áp; 110.000 tổng chiều dài đường dây hạ áp và tổng dung lượng các trạm biến áp khoảng 29.000MVA Lưới điện phân phối có nhiệm vụ chính trong việc đảm bảo chất lượng điện năng phục vụ phụ tải(bao gồm chất lượng điện áp và độ tin cậy cung cấp điện)

Lưới điện phân phối: gồm 2 phần

- Lưới điện phân phối trung áp có điện áp 6, 10, 15, 22,35kV phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp/ hạ áp và các phụ tải trung áp

- Lưới điện phân phối hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220V, 220/110V Lưới điện phân phối có tầm quan trọng đặc biệt trong hệ thống điện và mang những đặc điểm đặc trưng:

- Trực tiếp đảm bảo chất lượng điện năng cho các phụ tải

- Giữ vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp cho phụ tải Theo thống kê, có tới 98% điện năng bị mất là do sự cố hoặc ngừng điện có kế hoạch lưới điện phân phối và cóa ảnh hưởng to lớn tới sinh hoạt của nhân dân và các hoạt động kinh tế- xã hội

- Sử dụng tỉ lệ vốn đầu tư rất lớn trong tổng vốn đầu tư cho hệ thống điện

Do thời gian xây dựng và vận hành khá dài dẫn tới sự xuống cấp của lưới điện phân phối nói chung đặc biệt là lưới phân phối hạ ápdẫn tới cung cấp điện không đảm bảo chất lượng điện năng, khả năng cung cấp điện nhỏ, tổn thất điện năng trên lưới lớn, suất sự cố lớn, việc sửa chữa và quản lí gặp nhiều khó khăn Một số các tình trạng lưới điện phân phối nước ta đang gặp phải như:

-Đường dây phân phối quá dài, bán kính cung cấp điện lớn;

-Tiết diện dây dẫn quá nhỏ, đường dây bị xuống cấp, không được cải tạo nâng cấp;

-Máy biến áp phân phối thường xuyên mang tải nặng hoặc quá tải;

-Vận hành không đối xứng liên tục dẫn tới tăng tổn thất trên MBA;

-Vận hành với hệ số cosφ thấp…

Việc nâng cao chất lượng điện năng mang một ý nghĩa chiến lược vì chất lượng điện năng ảnh hưởng trực tiếp tới kinh tế- kĩ thuật và sức khỏe của con người Vì vậy mục tiêu nâng cao chất lượng điện năng là một nhiệm vụ cấp bách mang tính chất toàn cầu đặc biệt trong thị trường điện cạnh tranh ngày nay Theo thống kê của EVN, năm 2012 tổng mức tổn thất điện năng vào khoảng 9% trong đó tỉ lệ tổn thất điện năng trên lưới truyền tải là 2,35%, trên lưới phân phối là 6,65%

Qua đó ta thấy lượng tổn thất trên lưới hạ áp chiếm tỉ lệ cao nhất trong quá trình truyền tải và phân phối điện năng.Vì vậy muốn giảm tổn thất, một trong những nhiện vụ quan trọng là giảm các tổn thất trên lưới điện hạ áp, đưa điện áp tới tận phụ tải để nâng cao chất lượng điện năng

giới đã nhiều quốc gia sử dụng MBA công suất nhỏ thay cho việc sử dụng MBA 3 pha công suất lớn nhằm cải thiện bán kính cung cấp điện, chia nhỏ phụ tải, phân vùng phụ tải, đi sâu vào từng cụm phụ tải

1.2 Mục tiêu đồ án:

Ta có thể thấy chất lượng điện năng có ảnh hưởng to lớn tới các thiết bị điện, làm giảm tuổi thọ, giảm hiệu suất làm việc của các thiết bị điện và gây tác động không tốt tới sức khỏe người sử dụng

VD: - Các thiết bị chiếu sáng rất nhạy cảm với điện áp, khi điện áp giảm 2,5% thì quang thông của đèn dây tóc giảm 9%;

- Với động cơ đồng bộ khi điện áp thay đổi làm cho mô men quay thay đổi,khả năng phát công suất phản kháng của máy phát và máy bù đồng bộ giảm đi khi điện áp giảm quá 5% so với định mức,…

Vì vậy mục tiêu đặt ra hàng đầu là giảm thiểu lượng tổn thất điện áp trong quá trình phân phối điện năng nhằm mục đích nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho các phụ tải điện, đặc biệt là các phụ tải điện quan trọng

Có rất nhiều phương pháp có thể sử dụng làm tăng chất lượng điện năng trong lưới điện phân phối như:

- Tối ưu hóa các chế độ vận hành của lưới

- Hạn chế vận hành không đối xứng

- Giảm chiều dài đường dây, cải tạo nâng tiết diện dây dẫn

- Giảm bán kính cung cấp điện của các MBA phân phối

- Tăng dung lượng các MBA chịu tải nặng, quá tải; lắp đặt các hệ thống tụ bù… Mục tiêu của đồán nhằm nâng cao chất lượng điện áp cao nhất có thể bằng việc:

- Giảm thiểu bán kính cung cấp điện của các MBA phân phối;

- Chia nhỏ các phụ tải lớn thành các cụm phụ tải nhỏ hơn;

- Đi sâu cung cấp điện vào từng cụm phụ tải…

- Vì vậy thay thế các MBA 3 pha công suất lớn bằng các MBA công suất nhỏ hơn phù hợp với từng vùng, từng cụm phụ tải

Theo đó, việc sử dụng các MBA 3 pha có công suất nhỏ (<100kVA) sẽ không kinh tế và gây tổn thất lớn Thay thế vào đó ta sử dụng các MBA 1 pha công suất 50, 75 kVA sẽ kinh tế, tiết kiệm chi phí và giảm thiểu lượng tổn thất điện năng trong quá trình phân phối, chất lượng điện năng được đảm bảo hơn

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐẤU NỐI

2.1.Tổng quan về máy biến áp (MBA):

Máy biến áp được chế tạo theonguyên lí cảm ứng điện từ Khi có điện áp xoay chiều

đặt vào cuộn dây sơ cấp W1, trong cuộn dây sơ cấp sẽ có một dòng điện i1 chạy qua, dòng điện i1 cảm ứng trong lõi thép một từ thông Ф1 Từ thông Ф1 móc vòng qua cuộn dây thứ cấp

W2 sinh ra trong cuộn dây thứ cấp một sức điện động cảm ứng Do cuộn dây thứ cấp của máy biến áp có trở kháng nên tại cuộn dây thứ cấp xuất hiện một điện áp giáng U0 lúc này sức điện động:

E2 = i2.(Z2 + Z0) = i2Z0 + i2Z2 = U0 + U2

Trong đó:

- U là điện áp giáng trên nội bộ cuộn dây thứ cấp W

2.2 Đấu nối máy biến áp

1.Tổ đấu dây MBA 3 pha

Các cuộn dây của máy biến áp 3 pha thường có một trong ba cách đấu dây như sau:

- Đấu sao : Y

- Đấu tam giác: ∆

- Đấu zích zắc : Z ( loại này thường ít được sử dụng)

Tùy theo thiết kế mà các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của MBA thường có một chiều quấn dây và một kiểu đấu dây nhất định Khi vận hành sẽ xuất hiện góc lệch pha giữa điện áp cao thế

và hạ thế Góc lệch pha điện áp phụ thuộc vào cách đấu dây của các cuộn dây và tạo ra các tổ đấu dây khác nhau như: Y/∆-5, Y/∆-11, Y/Y0-6 ,Y/Y0-12,…

Đối với máy 3 pha cấp điện áp 10/0,4 kV để lấy được cả điện áp dây và điện áp pha, cuộn thứ cấp của MBA thường được đấu Y0 Tổ đấu dây có thể là Y/Y0 hoặc ∆/Y0

Thông thường các máy biến áp có công suất nhỏ hơn hoặc bằng 250 kVA sẽ sử dụng tổ đấu dây Y/Y0-12.Còn đối với các máy biến áp có công suất lớn hơn 250 kVA thì tổ đấu dây sẽ

là ∆/Y0 – 11 ( Theo quy định tiêu chuNn kỹ thuật vật tư thiết bị lưới điện phân phối )

- Tổ đấu dây Y/Y0-12:

Nếu cuôn dây sơ cấp và thứ cấp cùng đấu sao có trung điểm cuộn thứ cấp nối đất và có cùng chiều quấn dây, khi vận hành sẽ xuất hiện góc lệch pha của điện áp phía sơ cấp và thứ cấp

là 3600, lấy 3600 chia cho 300 được 12 ta có tổ đấu dây Y/Y0-12

- Tổ đấu dây ∆/Y0 – 11 :

sơ cấp và thứ cấp là 3300 , lấy 3300 chia cho 300 được 11 ta có tổ đấu dây ∆/Y0 – 11

2.Tổ đấu dây máy biến áp 1 pha và cách đấu 3 MBA 1 pha thành MBA 3 pha

Máy biến áp 1 pha sử dụng 2 tổ đấu dây là I/I0 hoặc I/2I0

Khi phụ tải cần điện áp 3 pha ta có thể đấu nối 3 máy biến áp 1 pha thành máy biến áp 3 pha:

CHƯƠNG III: SO SÁNH HIỆN TRẠNG CẤP ĐIỆN TRẠM AN THẠCH ( 3 PHA – 180

KVA) VỚI PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG CÁC MBA 1 PHA 75 KVA 3.1 Phương pháp đánh giá

Bằng việc xây dựng 2 phương án cung cấp điện mạng hạ ápcho một khu vực phụ tải, một phương án sử dụng các MBA 3 pha như hiện trạng sử dụng và một phương án đề xuất chia nhỏ các khu vực phụ tải lớn thành cácvùng, cụm phụ tải nhỏ hơn; đưa ra phương án thay thế một MBA 3 pha công suất lớn bằng một hoặc vài MBA 1 pha có công suất nhỏ hơn song vẫn đảm bảo cung cấp đầy đủ điện năng thỏa mãn nhu cầu điện cho các phụ tải dựa trên các số liệu tiêu thụ điện có sẵn của các vùng, các cụm phụ tải đó

Sau đó tính toán đưa ra các kết quả về chỉ tiêu kĩ thuật và chỉ tiêu kinh tế bao gồm tổn thất điện áp, tổn thất công suất và tổn thất điện năng hằng năm, đánh giá chất lượng điện năng cung cấp cho phụ tải của 2 phương án

Từ đó, so sánh 2 phương án về các mặt kĩ thuật và kinh tế, đề cao phương diện chất lượng điện năng cung cấp cho phụ tải và đưa ra các kết luận cần thiết

3.2 Phương án ban đầu

Trạm biến áp An Thạch là một trong những trạm biến áp sử dụng MBA 3 pha của lưới điện huyện Tiên Lãng, với công suất thiết kế 180 kVA, cung cấp điện sinh hoạt cho toàn bộ dân cư thuộc thôn An Thạch, xã Kiến Thiết, huyện Tiên Lãng, thành phố Hải Phòng

Trạm ba pha An Thạch gồm 2 xuất tuyến:

- Xuất tuyến 1 có công suất 130 kVA, bán kính cung cấp điện 1.067m;

- Xuất tuyến 2 có công suất thiết kế 50 kVA có bán kính cung cấp điện 591m;

- Hệ số cosφ =0,9 đã được tính toán bù với hai trạm bù cho toàn bộ lưới điện huyện

Tính toán lại thông số trạm dựa trên số liệu công suất tải thực tế, hệ số cosφ=0,9

là không đổi cho toàn lưới

• Lựa chọn tiết diện dây dẫn:tính toán tiết diện dây dẫn hạ áp ( bao gồm cả chiều dài

và tiết diện ) trên trục chính của MBA( tính toán chọn theo độ phát nóng cho phép và

trên trục chính chọn nhiều nhất 2 loại dây dẫn)

Theo quy phạm trang thiết bị điện, ta chọn dây dẫn điện hạ áp theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra khi sự cố và điều kiện tổn thất điện áp cho phép, với cách tính toán như sau:

- Tính toán dòng điện làm việc I lv :

- Điều kiện lựa chọn tiết diện dây dẫn:

Nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây dẫn và cáp ứng với điều

kiện chuNn của nhà chế tạo

Nếu điều kiện nới đặt cáp và dây dẫn khác với điệu kiện quy định thì phải hiệu chỉnh theo hệ số hiệu chỉnh K:

*.

cp cp

I = k I

Với: Icp*: Dòng điện cho phép ở điệu kiện thực tế

Icp: Dòng điện cho phép ở điều kiện tiêu chuNn Điều kiện lựa chọn tiết diện dây dẫn:

Trong công thức trên k là tích của hệ số hiệu chỉnh

Với cáp và dây dẫn được lắp đặt trên không:

k3: Kể đến ảnh hưởng của kiểu lắp đặt cáp

- Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp :

P,Q: Công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên đường dây;

r0, x0: Điện trở và điện kháng đơn vị của dây dẫn;(Ω/km) l: chiều dài dây dẫn;(km)

U: Điện áp định mức của lưới;(kV)

Có thể kiểm tra điều kiện phối hợp với các thiết bị bảo vệ như sau:

+ Nếu bảo vệ bằng cầu chì:

Mạng sinh hoạt chọn α =0.8 + Nếu bảo vệ bằng CB:

dmCB1,25

S- Công suất truyền tải trên dây dẫn;

U- Điện áp định mức của lưới;

R,X- Điện trở và điện kháng dây dẫn;

P, Q – Công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên lưới;

∆P0, ∆Q0: Thành phần hao tổn không tải của MBA;

Rb, Xb: Điện trở và điện kháng của MBA;

∆PN : Hao tổn ngắn mạch MBA;

Tính toán lại các thông số của trạm ta có bảng kết quả như sau:

Bảng 3.2 Kết quả tính toán lại phương án sử dụng MBA 3 pha trạm An Thạch:

(V)

Σ∆P (kW)

Σ∆A/năm (kWh)

Thông qua bảng kết trên ta có nhận xét sau:

- Ưu điểm:

+ Sử dụng duy nhất một MBA 3 pha, có thể tạo ra cấp điện áp 0,4 kV hoặc 220V; + Chi phí vốn đầu tư nhỏ;

+ Tổn hao năng lượng trong máy MBA thấp;

+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện;

- Nhược điểm:

+ Bán kính cung cấp điện lớn;

+ Tổn thất điện áp 14,2 % lớn hơn giá trị định mức cho phép;

+ Tổn thất điện năng hằng năm lớn;

+ Chất lượng điện năng không đảm bảo;

3.3 Đề xuất phương án cải tạo

Nhằm cải thiện bán kính cung cấp điện hạ áp, nâng cao chất lượng điện năng, tăng khả năng đi sâu vào từng cụm phụ tải, ta đưa ra phương án thay thế sử dụng các MBA công suất nhỏ nhằm đưa điện áp vào sâu hơn trong các cụm phụ tải, chia nhỏ cụm phụ tải, giảm các tổn thất trong quá trình phân phối điện năng Vị trí lắp đặt MBA sẽ được thiết kế tại trung tâm các cụm phụ tải tiêu thụ Phân chia nhỏ một khu vực phụ tải lớn thành những cụm phụ tải nhỏ hơn, thu nhỏ bán kính cung cấp điện của các MBA, giảm công suất MBA Công suất tải nhỏ, nhỏ hơn 100kVA phương án sử dụng MBA 1 pha sẽ tối ưu hơn, tiết kiệm về kinh tế và giảm thiểu tổn thất Phương án thay thế được đề xuất như sau:

Thay thế MBA 3 pha công suất 180 kVA ban đầu bằng 3 MBA 1 pha công suất 75 kVA Chia nhỏ thôn An Thạch thành 3 cụm phụ tải, các MBA 1 pha được đặt tại vị trí trung tâm các cụm phụ tải nhỏ

Bảng 3.3 Thông số MBA thay thế

Hình 4.2 Trạm biến áp An Thạch 1 pha

Ta xét xuất tuyến thứ nhất của trạm B1 có công suất thiết kế 15 kVA và được chia làm 2 vị trí phụ tải tổng như sau:

Ta có:

1 1

731,82( )0.22

I

k

Theo quy phạm trang bị điện, chương I.3 quy định chọn tiết diện dây dẫn theo

độ phát nóng cho phép ta chọn dây dẫn hai ruột đặt trong không khí, tiết diện 16 mm2

Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép:

Dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép

• Tính toán chi phí kinh tế:

Chi phí vốn đầu tư xây dựng: bao gồm chi phí đầu tư mua MBA và chi phí đầu tư dây dẫn

+ Chi phí vốn đầu tư MBA:

Bảng 3.4 Bảng chi phí vốn đầu tư MBA

Phương án Loại máy (kVA) Số lượng

(cái)

Đơn giá (103đ)

Thành tiền (103đ)

+ Chi phí đầu tư dây dẫn:

Bảng 3.5 Bảng chi phí đầu tư dây dẫn

Phương án Loại dây (mm2) Chiều dài(km) Đơn giá (đ/m) Thành tiền(103đ)

Tính toán tương tự cho toàn bộ trạm, ta có bảng kết quả sau:

Qua kết quả tính toán ta có bảng kết quả tổng hợp như sau:

3 pha

- Xét về kinh tế: Chi phí vốn đầu tư xây dựng mới của phương án MBA 1 pha có phần cao hơn so với phương án sử dụng MBA 3 pha Nhưng xét tới lợi ích kinh tế lâu dài thì phương án 2 có khả năng khả thi hơn vì thế chi phí mất mát do tổn thất điện năng hằng năm nhỏ hơn khá nhiều so với việc sử dụng MBA 3pha

Qua đó ta thấy được rằng bán kính cung cấp điện của lưới điện càng nhỏ thì chất lượng điện năng càng được đảm bảo.Theo đó, MBA 1 pha có khả năng đi sâu vào những cụm phụ tải, tiếp cận dễ dàng các địa thế hiểm trở mà MBA 3 pha khó làm được Kích thước nhỏ gọn của máy giúp cho việc vận chuyển và lắp đặt thuận lợi hơn Trong việc quản lí dễ dàng, không tốn kém thêm các chi phí xây dựng các trạm theo dõi và quản lí, MBA 1 pha hoàn toàn có thể đặt trên vị trí các cột riêng biệt hoặc tận dụng trên các cột điện có sẵn Có khả năng liên kết trong hệ thống, tự dự phòng cao, máy trên pha này có thể làm dự phòng cho pha kia và ngược lại nên độ tin cậy cung cấp điện được đảm bảo.Không nhất thiết phải xây dựng các MBA dự phòng hay các biện pháp dự phòng khác, tiết kiệm được chi phí vận hành và khấu hao hằng năm Ngoài ra, sử dụng máy biến áp 1 pha chúng

ta có thể chia nhỏ cụm phụ tải, công suất truyền tải hạ áp nhỏ nên tiết diện dây dẫn lựa chọn sẽ nhỏ đi, tiết kiệm về mặt cách điện và dây dẫn Xét trên mặt tổng thể thì sử dụng máy biến áp một pha trong hệ thống lưới điện phân phối hoàn toàn có những ưu điểm vượt

Phòng bằng các MBA 1 pha có công suất phù hợp để đảm bảo khảo sát sự thay đổi chất lượng điện năng qua 2 phương án đưa ra, từ đó trả lời cho câu hỏi nêu trên

Phương án đề xuất thay thế các trạm dựa trên các cơ sở:

CHƯƠNG IV: SO SÁNH KỸ THUẬT HIỆN TRẠNG LỘ 972 TGLT LƯỚI ĐIỆN

HUYỆN TIÊN LÃNG VỚI PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG MBA 1 PHA

4.1 Giới thiệu chung:

Điện Lực huyện Tiên Lãng trực thuộc Điện Lực TP Hải Phòng , quản lí lưới điện trung thế và hạ thế các cấp điện áp 10kV, 35kV, 0,4kV Được lấy điện từ sau máy cắt(MC)

372 thanh cái 35kV Tam Cường thuộc trạm 110kV Vĩnh Bảo-Hải Phòng , gồm 3 trạm biến

áp trung gian 35/10kV và cung cấp điện qua 2 thanh cái C91 và C92 cho các TBA và các phụ tải điện trong khu vực Dải công suất phụ tải trong khoảng từ 50kVA tới 2800 kVA chủ yếu cung cấp điện cho phụ tải là các cụm dân cư , bán kính cung cấp điện hạ áp từ 214m tới 1925m

Lộ được chọn cải tạo là lộ 972 TGLT cung cấp điện cho các khu vực:

- Đông, Tây, Nam Hưng

Với dải công suất từ 100-400 kVA, bán kính cung cấp điện từ 50 – 2500m

4.2 Thực trạng và đề xuất phương án thay thế

Thực trạng của lưới điện trên cho thấy bán kính cung cấp các MBA còn

lớn(450-2450 m), vị trí đặt các MBA còn xa so với phụ tải tiêu thụ điện dẫn tới lượng tổn thất trong quá trình truyền tải điện tới nơi tiêu thụ sẽ cao hơn.Bán kính cung cấp điện ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng điện năng tại nơi tiêu thụ.Để cải tạo và khắc phục tình trạng trên ta cần phải xem xét, chia nhỏ các cụm phụ tải Thiết kế các MBA công suất nhỏ hơn cung cấp cho từng cụm phụ tải, vị trí đặt MBA được thiết kế tại trung tâm tải nhằm thu nhỏ bán kính cung cấp điện, góp phần giảm thiểu lượng tổn thất điện năng trong quá trình phân phối điện Đối với các MBA công suất nhỏ thì phương án sử dụng MBA 1 pha sẽ kinh tế hơn so với việc sử dụng MBA 3 pha Giá thành MBA 1 pha công suất nhỏ rẻ hơn MBA 3 pha cùng công suất, tổn thất trong qua trình phân phối sẽ nhỏ hơn nên kinh tế hơn Vì vậy, đề

4.3 Phương pháp chọn dây dẫn và tính toán tổn thất

- Các phương pháp chọn tiết diện dây dẫn bao gồm:

- Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện vầng quang;

Theo quy phạm trang bị điện, mạng điện có điện áp tới 1 kV là trường hợp dây dẫn được chọn theo độ phát nóng cho phép, sau đó kiểm tra thêm các chỉ tiêu khác như độ sụt

áp cho phép, độ ổn định động, giới hạn tiết diện về tổn thất vầng quang…

Đối với đường dây đi qua khu vực dân cư tập trung, gần nhiều nhà cửa, công trình công cộng hoặc khu vực nhiều người đi lại, khu vực ô nhiễm, khu vực nhiều cây cối nên

sử dụng các loại cáp vặn xoắn(ABC) ruột nhôm hoặc dây nhôm bọc cách điện

Giới hạn tiết diện dây dẫn hạ áp không được nhỏ hơn quy định cho trong bảng sau:

Bảng 4.1 Giới hạn tiết diện dây dẫn hạ áp

Vượt đường g.thông và thông tin cấp I Các vị trí còn lại

Bảng 4.2 Giới hạn bán kính cung cấp điện hạ áp

Khu vực dân cư tập trung Khu vực dân cư phân tán

Các bước chọn tiết diện dây dẫn:

- Tính toán dòng điện làm việc I lv :

- Đều kiện lựa chọn tiết diện dây dẫn:

Nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây dẫn và cáp ứng với

điều kiện chuNn của nhà chế tạo

Nếu điều kiện nới đặt cáp và dây dẫn khác với điệu kiện quy định thì phải hiệu chỉnh theo hệ số hiệu chỉnh k:

*

.

cp cp

Điều kiện lựa chọn tiết diện dây dẫn:

Trong công thức trên k là tích của hệ số hiệu chỉnh

+ Với cáp và dây dẫn được lắp đặt trên không:

+ Nếu cáp chôn trong đất:

- Có thể kiểm tra điều kiện phối hợp với các thiết bị bảo vệ như sau:

+ Nếu bảo vệ bằng cầu chì:

+ Nếu bảo vệ bằng CB:

dmCB1,25

lộ đã cho và tổng hợp các kết quả

Phần mềm PSS/ADEPT (Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) là phần mềm tính toán và phân tích lưới điện phân phối

được xây dựng và phát triển bởi nhóm phần mềm A Shaw Group Company, Power

Technologies International (PTI) thuộc Siemens Power Transmission & Distribution, Inc.PSS/ADEPT là một module trong phần mềm PSSTM

Theo thống kê của công ty phần mềm PTI hiện nay trên thế giới có tới 136 quốc gia

sử dụng phần mềm này phục vụ cho công tác tính toán và vận hành lưới điện phân phối của các điện lực Đặc biệt một số nước có hệ thống điện phát triển đã sử dụng các module tính toán của PSS/ADEPT đã giảm được tổn thất điện năng xuống mức thấp nhất như Nhật bản (4,3%), Singapore(7,2%), Canađa(5,7%)…

Hiện nay theo mục tiêu của Tập đoàn Điện Lực Việt Nam sẽ giảm tổn thất điện năng của cả nước dưới 10% trong năm 2007 Một trong các biện pháp đó là đưa phần mềm

PSS/ADEPT vào tính toán cho lưới điện phân phối

Các tính năng chính như:

- Tính toán chế độ xác lập của hệ thống lưới điện 3 pha 3 dây và 3 pha 4 dây;

- Tính toán các loại ngắn mạch trong hệ thống;

- Tính toán xác định vị trí tụ bù;

- Tính toán tìm điểm mở tối ưu;

- Tính toán khởi động động cơ;

- Tính toán mô phỏng hoạ tần sóng hài tại các nút;

- Tính toán phối hợp lắp đặt bảo vệ;

- Tính toán độ tin cậy trong hệ thống;

Với các tính năng kết hợp đầy đủ trong một phần mềm, khả năng giải quyết được tất

cả các bài toán trong lưới phân phối thì PSS/ADEPT được đánh giá là phần mềm tính toán lưới phân phối tốt nhất hiện nay

Ưu điểm của phần mềm:

- Giao diện thân thiện, dễ hiểu, dễ sử dụng Xây dựng sơ đồ đường dây nhanh với các công cụ có sẵn trong chương trình;

- Tạo báo cáo từ các kết quả tính toán, cho phép in ấn sơ đồ lưới và báo cáo kết quả;

- Cập nhật sơ đồ thông qua file dữ liệu tạo sẵn, khai thác tương đối đầy đủ các thông tin cần thiết để phục vụ công tác quản lí vận hành lưới điện( mỗi file dữ liệu

là một kho chứa thông tin đầy đủ và hữu ích về một đường dây, một TBA, có thể lưu trữ dễ dàng, gọn nhẹ, thuận tiện trong tra cứu…)

4.4 Tính toán cho lộ 972 TGLT

Phương án đề xuất thay thế các trạm dựa trên các cơ sở:

Phương án cải tạo cho lộ 972 TGLT được xây dựng như sau:

Tính toán và xây dựng phương án các trạm như sau:

Bảng 4.3 Thông số trạm Xóm Đồn

XÓM ĐỒN Phương

P=18 kW

Cosϕ = 0,9 Cosϕ = 0,9 P=18 kW P=18 kW

ABC25 ABC25

P=9 kW Cosϕ = 0,9

ABC25 186

P=9 kW Cosϕ = 0,9 Cosϕ = 0,9

P=18 kW

P=18 kW Cosϕ = 0,9 188m ABC25

P=22,5 kW Cosϕ = 0,9 Cosϕ = 0,9

P=22,5 kW

ABC50 ABC50 230m 230m

62 V (16,3%)

45 64.350

Hình 4.2 Trạm biến áp Dương Áo

Bảng 4.20 Thông số trạm Dương Áo

Dương Áo Phương

MBA 1

pha 75

kVA

5 V (2,3%) 32 45.760

51 72.930

Hình 4.3 Trạm biến áp Thái Hòa

Bảng 4.3 Thông số trạm Thái Hòa

Thái Hòa Phương

MBA 1

pha 75

kVA

12 V (5,5%) 43 61.490

MBA 1

pha 75

kVA

9 V (4,1%) 32 45.760