Để nắm bắt tình hinh phụ tải điện của địa phương ta tiến hành điều tra 30 hộ gia đình trong toàn xã đề từ đó xác định công suất trung bình từng hộthông qua công suất lắp đặt thiết bị và
Trang 1Hà Nội, ngày tháng năm 2016Sinh viên thực hiện
Trang 2MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH viii
LỜI MỞ ĐẦU ix
CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI 1
I ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN 1
1 Sơ lược về huyện Cẩm Giàng 1
2 Vị trí xã Cao An 2
3 Thời tiết khí hậu 2
4 Đất đai – địa hình 2
II ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI 3
1 Về xã hội 3
2 Về kinh tế 3
III PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA XÃ ĐẾN NĂM 2020 4
CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM LƯỚI ĐIỆN HIỆN TẠI CỦA XÃ 5
II ĐẶC ĐIỂM NGUỒN ĐIỆN, LƯỚI ĐIỆN HIỆN TẠI CỦA XÃ 5
1 Nguồn điện 5
2 Lưới điện 5
III ĐẶC ĐIỂM PHỤ TẢI ĐIỆN 8
1 Đặc điểm phụ tải và tình hình sử dụng điện năng 8
1.1 Phụ tải sinh hoạt 9
1.2 Phụ tải động lực 10
1.3 Phụ tải công cộng 11
2 Xây dựng đồ thị phụ tải 16
2.1 Đặt vấn đề 16
2.2 Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải 16
2.3 Xây dựng đồ thị phụ tải điển hình 18
Trang 32.4 Các tham số của đồ thị phụ tải 26
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ TỔNG HỢP PHỤ TẢI 34
I ĐẶT VẤN ĐỀ 34
II PHỤ TẢI HIỆN TẠI 34
1 Tính toán phụ tải sinh hoạt 34
1.1 Phương pháp tính 34
1.2 Kết quả tính toán phụ tải sinh hoạt 37
2 Phụ tải động lực 40
2.1 Phương pháp tính 40
2.2 Kết quả tính toán phụ tải động lực 40
3 Tính toán phụ tải công cộng 42
3.1 Phương pháp tính 42
3.2 Kết quả tính toán 42
4 Tổng hợp phụ tải 43
4.1 Phương pháp tổng hợp 43
4.2 Kết quả tổng hợp phụ tải 44
CHƯƠNG IV: ĐÁNH GIÁ CÁC THÔNG SỐ CỦA LƯỚI ĐIỆN TRƯỚC KHI CẢI TẠO 47
I ĐẶT VẤN ĐỀ 47
II ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN 47
1 Theo độ lệch điện áp 47
1.1 Đánh giá chất lượng điện áp tại thanh cái TBATT 49
1.2 Đánh giá chất lượng điện áp tại cuối lộ TBATT Cao An 1 51
2 Đánh giá theo mức độ đối xứng của lưới 54
III TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 57
1 Tổn thất kỹ thuật 58
1.1 Tổn thất trên đường dây truyền tải 58
1.2 Tổn thất điện năng trên dây trung tính 59
Trang 41.3 Tổn thất trên công tơ 59
2 Tổn thất kinh doanh 60
2.1 Kết quả tính toán lượng tổn thất trên lưới điện 60
CHƯƠNG V: CẢI TẠO LƯỚI ĐIỆN 65
I DỰ BÁO PHỤ TẢI 65
1 Các phương pháp dự báo phụ tải 65
2 Dự báo phụ tải của xã đến năm 2020 68
1.2 Dự báo phụ tải sinh hoạt 68
1.3 Dự báo phụ tải động lực 73
1.3 Dự báo phụ tải công cộng 76
1.3 Tổng hợp phụ tải dự báo đến năm 2020 80
III LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO 81
1 Đặt vấn đề 81
2 Các chỉ tiêu cần đạt sau cải tạo 81
2.2 Xác định phương án cải tạo 82
2.2.1 Phương án 1 82
2.2.2 Phương án 2 83
2.3 Chọn máy biến áp 83
2.3.1 Phương án 1 83
2.3.2 Phương án 2 83
2.4 Vị trí đặt trạm biến áp 84
2.4.1 Phương án 1 84
2.4.2 Phương án 2 84
2.5 Xác định phương án cấp điện và tiết diện dây dẫn 85
2.5.1 Xác định phương án cấp điện 85
2.5.2 Tính tiết diện dây dẫn đường dây trung áp 85
2.5.3 Tổn thất điện năng trên đường dây TBA Cao An 7 89
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN CHI PHÍ SAU CẢI TẠO 94
Trang 5I CHI PHÍ MUA ĐIỆN 94
II CHI PHÍ KHẤU HAO TRẠM VÀ ĐƯỜNG DÂY 94
III CHI PHÍ CHO TIỀN LƯƠNG QUẢN LÝ 95
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96
1 Kết luận 96
2 Kiến nghị 97
Trang 6DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Dân số xã Cao An 3
Bảng 2.1: Hiện trạng cung cấp điện các TBA xã Cao An 6
Bảng 2.3: Bảng thống kê giá điện kinh doanh, sản xuất và lĩnh vực khác theo chỉ số công tơ 8
Bảng 2.5: Bảng phụ tải động lực của từng trạm biến áp 10
Bảng 2.6: Bảng phụ tải công cộng của TBA 11
Bảng 2.7: Công suất phụ tải TBA Cao An 1 mùa đông 20
Bảng 2.8: Công suất phụ tải trạm biến áp Cao An 1 mùa hè 21
Bảng 2.9: Bảng xử lý số liệu đo đếm TBA Cao An 1 22
Bảng 2.10: Bảng số liệu xây dựng đồ thị phụ tải năm của TBA Cao An 1 25
Bảng 2.11: Công suất phụ tải TBA Cao An 2 mùa hè 27
Bảng 2.12: Công suất phụ tải TBA Cao An 2 mùa đông 28
Bảng 2.13: Bảng xử lý số liệu đo đếm TBA Cao An 2 29
Bảng 2.14: Bảng số liệu xây dựng đồ thị phụ tải năm TBA Cao An 2 31
Bảng 2.15: Các tham số của đồ thị phụ tải Cao An 1 và Cao An 2 32
Bảng 3.1: Bảng tính toán phụ tải sinh hoạt TBA Cao An 1 38
Bảng 3.2: Suất tiêu thụ phụ tải sinh hoạt của các TBA 40
Bảng 3.3: Bảng tính toán phụ tải động lực TBA Cao An 1 41
Bảng 3.4: Bảng tính toán phụ tải động lực các TBA xã Cao An 42
Bảng 3.5: Bảng tính toán phụ tải công cộng của TBA Cao An 1 43
Bảng 3.6: Kết quả tính toán phụ tải dịch vụ công cộng các TBA 43
Bảng 3.7: Bảng tổng hợp phụ tải 44
Bảng 3.8: Bảng cosφ phụ thuộc vào tỉ lệ Pn / Pđ 45
Bảng 3.9: Bảng tính toán n d P P � � .45
Bảng 3.10: Bảng công suất tính toán của các TBA 46
Trang 7Bảng 4.1: Điện áp trung bình tại thanh cái TBATT Cao An 1 49
Bảng 4.2: Điện áp trung bình tại cuối lộ TBA Cao An 1 52
Bảng 4.3: Số liệu điện áp đo vào giờ cao điểm tại thanh cái TBA Cao An 1 56
Bảng 4.4: Bảng số liệu tính toán 56
Bảng 4.5: Bảng kết quả tính hao tổn công suất trên đường dây TBA Cao An 1 .62
Bảng 4.6: Bảng tổng hợp tổn thất điện năng trên lưới hạ áp xã 63
Bảng 5.1: Điện năng tiêu thụ và Ptb hộ của xã Cao An 68
Năm 68
Bảng 5.2: Bảng quan hệ công suất tiêu thụ và năm sử dụng điện năng 70
Bảng 5.3: Bảng dự báo công suất tiêu thụ và điện năng đến năm 2020 71
Bảng 5.4: Số hộ hiện tại và năm 2020 cả xã Cao An 71
Bảng 5.5: Số hộ dự báo tới năm 2020 của xã Cao An 72
Bảng 5.6: Bảng kết quả dự báo phụ tải sinh hoạt các TBA năm 2020 73
Bảng 5.7: Số lượng phụ tải động lực dự báo đến năm 2020 74
Bảng 5.8: Tính toán phụ tải động lực TBA Cao An 1 năm 2020 75
Bảng 5.9: Bảng kết quả dự báo phụ tải động lực năm 2020 của xã Cao An 76
Bảng 5.10: Bảng diện tích các điểm công cộng của xã năm 2020 77
Bảng 5.11: Suất tiêu thụ điện cho phụ tải công cộng 77
Bảng 5.12: Bảng công suất tính toán các phụ tải công cộng năm 2020 78
Bảng 5.13: Bảng thống kê phụ tải công cộng các TBA 79
Bảng 5.14: Bảng tính toán phụ tải công cộng các TBA năm 2020 80
Bảng 5.15: Bảng cosφ phụ thuộc và tỷ lệ Pn/Pđ 80
Bảng 5.17: Bảng công suất dự báo của các trạm đến năm 2020 81
Bảng 5.18: Hao tổn điện năng trên đường dây TBA Cao An 7 90
Bảng 5.19: Bảng thông lượng hỏng hóc và thời gian phục hồi 92
Bảng 5.20: Kết của tính thông lượng hỏng hóc của mạng điện 93
Trang 8DANH MỤC HÌNH
Hình 2-1: Sơ đồ lưới điện xã Cao An 6
Hình 2-2: Đồ thị phụ tải ngày mùa hè TBA Cao An 1 23
Hình 2-3: Đồ thị phụ tải ngày mùa đông TBA Cao An 1 23
Hình 2-4: Đồ thị phụ tải mùa hè TBA Cao An 2 30
Hình 2-5: Đồ thị phụ tải mùa đông TBA Cao An 2 30
Hình 4-1: Sơ đồ lưới điện một sợi lộ 2 của TBA Cao An 1 61
Hình 5-1: Đường cong thực nghiệm của Ptt hộ từ năm 2011 đến 2015 69
Hình 5-2: Sơ đồ lưới điện xã Cao An sau cải tạo 84
Hình 5-3: Sơ đồ đường dây trung áp cấp điện cho TBA Cao An 1 86
Hình 5-4: Sơ đồ đường dây trung áp cấp điện cho TBA Cao An 3 87
Hình 5-5: Sơ đồ đường dây trung áp cấp điện cho TBA Cao An 1 87
Hình 5-6: Sơ đồ đường dây trung áp cấp điện cho TBA Cao An 7 88
Hình 5-7: Sơ đồ lộ 2 TBA Cao An 7 89
Hình 5-8: Sơ đồ cấp điện cho TBA hạ áp 91
Hình 5-9: Sơ đồ thay thế các phần tử 92
Trang 9LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa và
là nước có nền kinh tế đang phát triển Cùng với sự phát triển đó thì nhu cầu
sử dụng năng lượng điện phục vụ cho sản xuất và đời sống sinh hoạt của conngười ngày càng tăng cao Vì vậy, sự phát triển của ngành điện có vai tròquan trọng đối với nền kinh tế quốc dân
Lưới điện Việt Nam hiện nay có thời gian sử dụng khá lâu, đặc biệt làmạng điện nông thôn Hơn nữa, do sự phát triển mạnh của phụ tải nên các chỉtiêu chất lượng có sự sai khác so với lúc thiết kế và quy hoạch nên không cònđược đảm bảo Vì thế việc đánh giá khảo sát lưới điện là hết sức cần thiết,trên cơ sở đó đề xuất các biện pháp nâng cấp cải tạo sao cho có hiệu quả kinh
tế cao nhất
Xuất phát từ nhu cầu thực tế và được sự phân công của bộ môn HệThống Điện - khoa Cơ Điện – Học viện Nông nghiệp Việt Nam với sự
hướng dẫn tận tình của cô giáo Ths Nguyễn Thị Duyên cùng các thầy cô
trong bộ môn, em tiến hành đề tài: “Thực trạng và phương án quy hoạch cải
tạo lưới điện xã Cao An – Cẩm Giàng – Hải Dương”.
Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm 6 chương
Chương 1: Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội của địa bàn
Chương 2: Đặc điểm lưới điện hiện tại của xã
Chương 3: Tính toán và tổng hợp phụ tải hiện tại
Chương 4: Tính toán và đánh giá các thông số của lưới điện trước khi cải tạo Chương 5: Cải tạo lưới điện
Chương 6: Tính toán chi phí sau cải tạo
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do trình độ bản thân còn hạn chế,thời gian thực tập có hạn nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót Rấtmong nhận được sự nhận xét, góp ý của thầy cô giáo cùng toàn thể các bạn để
đề tài được hoàn thiện hơn
Trang 10CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI
I ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN
1 Sơ lược về huyện Cẩm Giàng
Cẩm Giàng là một huyện nằm phía tây của thành phố Hải Dương, códiện tích là 109 km2, dân số khoảng 128.000 người Phía Bắc giáp tỉnh BắcNinh, phía Tây giáp tỉnh Hưng Yên, phía Nam giáp huyện Bình Giang vàhuyện Gia Lộc, phía Đông giáp huyện Nam Sách và thành phố Hải Dương
Huyện Cẩm Giàng là nơi hội đủ những điều kiện thuận lợi để phát triểnmạnh mẽ hai ngành nông nghiệp và công nghiệp: đất đai màu mỡ do phù sasông Thái Bình bồi đắp, hệ thống đường giao thông với 3 trục: quốc lộ 5A,đường sắt Hà Nội- Hải Phòng, quốc lộ 38 nối đường 5A với đường 5B Ngoài
ra trên địa bàn huyện, đường 194 phân nhánh tạo nên những trục đường giaothông lớn, thuận lợi cho lưu thông luân chuyển hàng hóa Các con sông TháiBình, Cửu An và Tràng Kỹ vừa là nguồn cung cấp nước sản xuất và sinh hoạtcho người dân vừa tạo nên những tuyến đường giao thông thủy thuận lợi.Huyện đã xây dựng hoàn thành và đang thúc đẩy phát triển các khu côngnghiệp Phúc Điền, Tân Trường, Đại An và có một số nhà máy lớn như Công
ty giày Cẩm Bình, Nhà máy lắp ráp ôtô Ford, Công ty may Venture, Công tychế biến rau quả thực phẩm Vạn Đắc Phúc,
Cẩm Giàng là huyện có nhiều làng nghề lâu đời với những nghề truyềnthống như: chạm khắc gỗ mỹ nghệ Đông Giao, rượu Phú Lộc, giết mổ trâu bòVăn Thai, nón Mao Điền,bột lọc Phú Dương, nghề xay sát gạo,
Huyện Cẩm Giàng có nhiều di tích lịch sử nổi tiếng mang truyền thôngvăn hóa lâu đời của mảnh đất hiếu học Hải Dương như: Văn miếu Mao Điền -nơi ghi danh các vị tiến sĩ của tỉnh Đông - một trong những văn miếu đầu tiêncủa Việt Nam, đền thờ danh y Tuệ Tĩnh, chùa Giám, đình chùa thôn Phú Quân
xã Cẩm Định
Về cơ cấu kinh tế: công nghiệp xây dựng chiếm 67%, thương mại dịch
vụ chiếm 17,6%, nông nghiệp chiếm 15,4% Hiện nay trên địa bàn huyện đã
Trang 11có 2 cụm công nghiệp, 5 khu công nghiệp và 2 cụm công nghiệp làng nghềvới tổng số 340 doanh nghiệp đăng ký đầu tư, trong đó đã có 204 doanhnghiệp đi vào hoạt động thu hút trên 20.000 lao động Giá trị sản xuất côngnghiệp, xây dựng tăng trưởng với tốc độ khá, bình quân 19,7%/năm, trong đócông nghiệp, tiểu thủ công nghiệp địa phương tăng 18,45%/năm.
2 Vị trí xã Cao An
Cao An là một xã nằm ở phía Đông huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương
Có diện tích là 3,24km2 Dân số khoảng 7730 người Xã Cao An có 6 thôn là
An Tĩnh, Phú An, Đào Xá, Cao Xá, Đỗ Xá và Trung Nghĩa
Địa giới xã Cao An:
Phía Đông giáp xã phường Việt Hòa, thành phố Hải Dương
Phía Nam giáp thị trấn Lai Cách
Phía Tây giáp xã Cẩm Định
Phía Bắc giáp xã Cẩm Vũ và xã Đức Chính
3 Thời tiết khí hậu
Xã Cao An mang đặc điểm của khí hậu châu thổ sông Hồng; một nămchia làm hai mùa rõ rệt: mùa nóng và mùa mưa
Nhiệt độ trung bình hàng năm là 250C, nhiệt độ trung bình hàng nămcao nhất là 29,80C (tháng 7) và thấp nhất là 14,80C (tháng 1)
Số giờ nắng trung bình trong năm là 1879 giờ (trung bình là 5,6giờ/ngày), độ ẩm trung bình năm là 85%, hướng gió hình thành là gió ĐôngBắc (vào mùa hanh khô) và gió mùa Đông Nam (vào mùa nóng ẩm)
4 Đất đai – địa hình
Tổng diện tích đất của xã là 322,86ha trong đó
Diện tích đất nông nghiệp lớn nhất 226,05ha chiếm 70%
Diện tích đất phi nông nghiệp là 96,81ha chiếm 30%
II ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI
1 Về xã hội
Toàn xã hiện có tổng 6 thôn và 2511 hộ với 7730 nhân khẩu, trungbình 3,08 người/hộ gia đình
Trang 12Theo thống kê của UBND xã Cao An thì tốc độ phát triển dân sốthống kê năm là 1,1%
Chi tiết số hộ và dân số các thôn thể hiện ở bảng 1.1
- Công nghiệp, thương mại, dịch vụ
Xã Cao An hiện có các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ nên công nghiệpthương mai dịch vụ được phát triển dưới các hình thức như: dịch vụ vận tải,xây dựng, xưởng cơ khí, xưởng mộc, xưởng chế biến thực phẩm, nhà trọ…thu hút nhiều lao động, góp phần thu nhập đáng kể trong đời sống nhân dân
III PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA XÃ ĐẾN NĂM 2020
Phương hướng
Khai thác hiệu quả những tiềm năng và lợi thế có sẵn của địa phương.Nâng cao hơn nữa đời sống vật chất tinh thần của nhân dân, giữ vững ổn địnhchính trị, trật tự an toàn xã hội
Trang 13Thực hiện nhiệm vụ xây dựng nông thôn mới, cải tạo nâng cấp hệthống điện, đường, trường, trạm của xã Thực hiện nếp sống văn minh, giađình văn hóa.
Hoàn thành việc dồn điền đổi thửa trong toàn xã
Hoàn thành các trang trại theo quy định
- Về sản xuất công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp – dịch vụ
Quy hoạch khu sản xuất tiểu thủ công nghiệp tập trung
Nâng cấp cải tạo chợ và một số khu buôn bán tập trung
Tiếp tục phát triển ngành dịch vụ là thế mạnh của xã và tạo thêm công
ăn việc làm cho nhân dân
- Về y tế - giáo dục
Hoàn thiện hệ thống y tế trong xã
Đẩy mạnh xã hội hóa giáo dục, nâng cao chất lượng giáo dục, pháthuy kết quả đạt được ở các cấp học năm qua
CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM LƯỚI ĐIỆN HIỆN TẠI CỦA XÃ
II ĐẶC ĐIỂM NGUỒN ĐIỆN, LƯỚI ĐIỆN HIỆN TẠI CỦA XÃ
1 Nguồn điện
a Trạm biến áp trung gian
Lộ 374E8.4 được cấp điện từ trạm biến áp E8.4 công suất gồm 2 MBA63000kVA
Xuất tuyến gồm các lộ: 371, 372, 373, 374, 375, 376, 377, 471, 472,
473, 474, 475, 476E8.4
b Đường dây trung áp
Nguồn điện cấp cho các TBA tiêu thụ của xã Cao An được lấy từ lộ374E8.4 của trạm biến áp 110kV Cẩm Giàng
Trang 14Lộ 374E8.4 có đường trục chính dài 12,2 km và tổng chiều dài đườngdây dài 24.158 km cung cấp cho 54 TBA với tổng công suất là 25393kVA
Từ thanh cái TBA đến cột 95 sử dụng dây AC95 có chiều dài 11.5km,
từ cột 25 đến TBA Cao An 1 dùng dây AC70 dài 1.84km, từ cột 25B đến TBACao An 5 dùng dây AC95 dài 0.35km, từ cột 27 đến TBA Cao An 2 dùng dây
AC 70 dài 0.28km, từ cột 30 đến TBA Cao An 4 dùng dây AC70 dài 1.84km,
từ cột 63 đến TBA Cao An 3 dùng dây AC70 dài 0.28km, từ cột 64 đến TBACao An 6 dùng dây AC70 dài 0.028km
Lộ 374E8.4 chủ yếu cấp cho các TBA phục vụ sinh hoạt
2 Lưới điện
Ta có sơ đồ cấp điện lộ 374E8.4 như hình 2-1
Trang 15Hình 2-1: Sơ đồ lưới điện xã Cao An
Số hộ
Thôn được cấp
Loại trạm
Trang 16Trong những năm gần đây được sự quan tâm của công ty điện lựcCẩm Giàng thì lưới điện hạ áp của xã đã được thay thế một số đường dâymới, cột mới ở các trục chính và đường nhánh.
Mạng điện hạ áp của xã Cao An chủ yếu sử dụng loại cột H6.5, H8.5
và cột ly tâm Một số nhánh rẽ sử dụng cột H 7.5 Đường trục chủ yếu sửdụng dây Alus 4x120, 4x95… và đường nhánh chủ yếu sử dụng dây Alus4x70, 4x50
c Công tơ
Hiện nay toàn xã 100% các hộ dùng điện qua công tơ Công tơ đang
sử dụng được lắp đặt tại vị trí tập trung, được thay thế và thu hồi theo định kỳ
để kiểm tra tạo điều kiện cho công tác quản lý kinh doanh
1 Công tác quản lý điện
Điện năng cung cấp cho xã Cao An thuộc quyền quản lý của công ty điệnlực Cẩm Giàng, điện năng được bán trực tiếp tới các hộ gia đình trong xã
Giá điện được bán như sau:
- Giá bán lẻ cho điện sinh hoạt
Bảng 2.2: Bảng thống kê giá điện sinh hoạt theo chỉ số công tơ
- Giá kinh doanh, sản xuất và lĩnh vực khác được trình bày trong bảng sau:
Bảng 2.3: Bảng thống kê giá điện kinh doanh, sản xuất và lĩnh vực khác
theo chỉ số công tơ Lĩnh vực áp dụng Cấp điện áp (kV) Giá bán điện (đồng/kWh)
Kinh doanh
6 -<22 2287
Trang 17III ĐẶC ĐIỂM PHỤ TẢI ĐIỆN
1 Đặc điểm phụ tải và tình hình sử dụng điện năng
Tất cả các thiết bị, dụng cụ, máy móc… dùng để biến đổi điện năngthành các dạng năng lượng khác như cơ, nhiệt, quang, hóa năng… mà trựctiếp hay gián tiếp tham gia vào các quá trình sản xuất và phục vụ đời sốngsinh hoạt của các hộ gia đình là các hộ dùng điện
Phụ tải điện là đại lượng biểu thị mức độ tiêu thụ điện của các hộdùng điện, có thể biểu thị qua các đại lượng dòng điện, công suất hoặc điệnnăng
Với lưới điện nông thôn nói chung và lưới điện xã Cao An nói riêngthì phụ tải được chia làm 3 loại:
Phụ tải sinh hoạt
Phụ tải động lực
Phụ tải công cộng
1.1 Phụ tải sinh hoạt
Phụ tải sinh hoạt bao gồm các thụ điện phục vụ cho sinh hoạt gia đìnhnhư: dụng cụ chiếu sáng, quạt gió, đun nấu, văn hóa giải trí…
Quá trình tiêu thụ điện trong sinh hoạt chịu ảnh hưởng của nhiều yếu
tố kinh tế, văn hóa, xã hội, điều kiện sinh hoạt, lối sống, tập tục địa phương,thời tiết
Để nắm bắt tình hinh phụ tải điện của địa phương ta tiến hành điều tra
30 hộ gia đình trong toàn xã đề từ đó xác định công suất trung bình từng hộthông qua công suất lắp đặt thiết bị và thời gian sử dụng
Trang 18Kết quả điều tra phụ tải sinh hoạt được thể hiện trong bảng 2.4
Bảng 2.4: Bảng thống kê điều tra phụ tải sinh hoạt
Bảng 2.5: Bảng phụ tải động lực của từng trạm biến áp
Cơ sở Thiết bị kW P h t CA1 CA2 CA3 CA4 CA5 CA6 Số lượng phụ tải động lực từng TBA
Trang 19Sau khi điều tra toàn xã ta thu được các phụ tải công cộng của cáctrạm biến áp được thể hiện ở bảng 2.6
Bảng 2.6: Bảng phụ tải công cộng của TBA
Trang 232 Xây dựng đồ thị phụ tải
2.1 Đặt vấn đề
Phụ tải điện là một đại lượng ngẫu nhiên, chịu tác động của rất nhiềuyếu tố, trong quá trình làm việc các thụ điện được đóng cắt khỏi lưới một cáchngẫu nhiên
Tuy vậy ta cũng thấy sự thay đổi của phụ tải còn tuân theo một quy luậtnhất định, đó là quy luật tuần hoàn lặp lại theo chu trình ngày, đêm, tuần,tháng, năm,… Các quy luật khách quan này được thiết lập bởi nhân tố thiênvăn, khí tượng, xã hội Các nhân tố này chịu tác động theo một chu trình nhấtđịnh, ta có thể coi chu trình của phụ tải tuân theo chu trình hoạt động của conngười Như vậy, đồ thị phụ tải (ĐTPT) phản ánh sự biến thiên của phụ tải điệntrong khoảng thời gian một ngày đêm Trong khu vực nông thôn, số lượngphụ tải điện phục vụ công sở không đáng kể Do vậy, chúng ta xét ĐTPTchung cho ngày nghỉ và ngày thường
Đồ thị phụ tải có ý nghĩa to lớn đối với việc tính toán thiết kế và đối vớiviệc vận hành mạng điện, nhiều tham số quan trọng được xác định từ đồ thìphụ tải như TM, , P M, Ptb, kmt, kđk trong đó:
TM – Thời gian sử dụng công suất cực đại (h)
- Thời gian hao tổn công suất cực đại (h)
PM – Công suất tác dụng cực đại (kW)
Ptb – Công suất tác dụng trung bình (kW)
Kmt – Hệ số mang tải
Kđk – Hệ số điền kín
Thông qua các tham số này chúng ta đánh giá được đặc tính của lướiđiện và lựa chọn thiết bị một cách hợp lý và kinh tế nhất
2.2 Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải
Để xây dựng đồ thị phụ tải có nhiều phương pháp với mức độ chínhxác khác nhau, có thể sử dụng các phương pháp sau đây
Trang 24- Phương pháp đo đếm từ xa
- Phương pháp bán tự động
- Phương pháp đo đếm trực tiếp
- Phương pháp đo đếm gián tiếp
Phương pháp đo đếm từ xa: Tại các vị trí cần quan sát phụ tải người
ta đặt các bộ cảm biến, thiết bị đo và truyền tín hiệu Các thông tin và phụ tải
và các tham số có lien quan của mạng điện được liên tục truyền đến trung tâm
xử lý thông tin
Phương pháp bán tự động: Người ta đặt các đồng hồ tự ghi hoặc các
bộ cảm biến nhận các thông tin cần thiết của phụ tải và các tham số của mạngđiện Thiết bị này sẽ ghi vào bộ nhớ các tín hiệu cần thiết sau một khoảng thờigian nhất định hay ghi liên tục Các thông tin sau đó chuyển đến trung tâmbằng đường bộ
Phương pháp gián tiếp: Trước hết người ta cần phải khảo sát phânloại phụ tải, nhóm các phụ tải sinh hoạt, thủy lợi, dịch vụ được tách riêng.Trên cơ sở đó, căn cứ vào chế độ làm việc của từng nhóm trong ngày để xácđịnh công suất của tất cả các phụ tải ở từng thời điểm nhất định Sau khi quycông suất này về thanh cái của trạm biến áp với các thời điểm thích hợp ta sẽxác định được đồ thị phụ tải của trạm biến áp này trong ngày
Phương pháp đo đếm trực tiếp: Để xây dựng đồ thị phụ tải ngàyđiển hình các mùa đông và hè, trước hết ta chọn các tháng đại diện cho lượngđiện năng tiêu thụ Thường là các tháng mùa đông và tháng mùa hè Sau đótiến hành đo các đại lượng như công suất, dòng điện, điện áp, điện năng bằngcác đồng hồ đo như wattmet, ampemet, vonmet, công tơ…Chỉ số của các khí
cụ điện được theo dõi và ghi trong một khoảng thời gian nhất định Nếu đophụ tải bằng công tơ thì giá trị công suất tiêu thụ trung bình được xác địnhtheo công thức sau:
P (kW) (1.1)Trong đó:
Trang 25P – Công suất tiêu thụ của phụ tải trong khoảng thời gian t (kW)
A – Điện năng tiêu thụ xác định theo chỉ số của công tơ trong khoảngthời gian t (kWh)
2.3 Xây dựng đồ thị phụ tải điển hình
Phụ tải nông nghiệp chủ yếu phụ thuộc vào mùa vụ, thời tiết khí hậu.Nên để xây dựng đồ thị phụ tải cho các trạm biến áp tiêu thụ, ta tiến hành đođếm phụ tải vào những ngày điển hình mùa hè, mùa đông cho một số trạm cótính chất đặc trưng và điển hình sau đó kết luận cho toàn lưới
Từ đặc điểm khí hậu của xã Cao An ta thấy rằng thời gian vào mùa hè
từ khoảng đầu tháng 5 đến cuối tháng tháng 9 thường xảy ra nắng nóng mạnh
và kéo dài, còn về mùa đông thì khoảng thời gian từ cuối tháng 11 đến đầutháng 3 năm sau là hay có rét đậm, mưa phùn
Qua khảo sát và nghiên cứu trong thời gian thực tập tại Công ty điệnlực Cẩm Giàng tôi thấy ở xã Cao An các trạm biến áp Cao An 1 và Cao An 3cấp cho chủ yếu là phụ tải sinh hoạt, phụ tải công cộng gồm trường mầm nonthôn Trung Nghĩa, trường tiều học xã Cao An, trường THCS xã Cao An, trạm
y tế xã Cao An, UBND xã Cao An, trường mầm non xã Cao An Ngoài ra còncấp một vài cơ sở sửa chữa xe máy, xưởng mộc, xưởng cơ khí nhỏ, tương đốigiống nhau về tình hình sử dụng điện năng ta tiến hành xây dựng đồ thị phụtải cho 1 trạm điển hình là trạm Cao An 1 Trạm biến áp Cao An 2, Cao An 4,Cao An 5, Cao An 6 chỉ cung cấp cho phụ tải sinh hoạt và cơ sở chế biến,xưởng mộc, sửa chữa xe máy và xưởng cơ khí nhỏ nên ta tiến hành xây dựng
đồ thị phụ tải cho trạm điển hình là trạm Cao An 2
Thu thập số liệu: Để tính toán các tham số ĐTPT ta tiến hành đođếm công suất tại TBA Cao An 1 và Cao An 2 trong những ngày lạnh cuốicùng của mùa đông và ngày mùa hè được lấy từ sổ nhật ký vận hành chinhánh điện lực Cẩm Giàng lưu trữ Sử dụng phương pháp đo đếm trực tiếpqua theo dõi công tơ ở cùng thời điểm trong các ngày điển hình khoảng thời
Trang 26gian 1h (mùa hè từ ngày 1/5/2016 đến ngày 7/5/2016) và số liệu ngày mùađông (từ ngày 10/2/2016 đến ngày 16/2/2016) do điện lực Cẩm Giàng cấp.Khi đó công suất tiêu thụ ở từng thời điểm được xác định theo công thức 1.1
Xử lý số liệu: Số liệu sau khi thu thập cần được xử lý để loại bỏnhững sai số có thể xuất hiện trong các phép đo Phụ tải hàng ngày là dạngĐTPT cơ bản nhất vì thông qua nó có thể xây dựng được các loại ĐTPT khác.Việc xử lý số liệu ĐTPT ngày dựa trên cơ sở thu thập thông tin bằng phươngpháp đo đếm trực tiếp được thực hiện trên quy luật xác suất thống kê, để đơngiản thông thường người ta có thể coi sự phân bố xác suất của các phụ tải phảituân theo quy luật hàm phân bố chuẩn
F(p) =
2 P P 2
1
e2
Ptt = M(Pi) + (Pi) (kW) (2.2)M(Pi) - kỳ vọng toán của phụ tải ở giờ thứ i
M(Pi) =
n
Pn
i là độ lệch trung bình bình phương ở giờ thứ i
n
)P(MPn
1 i
2 i i
Trang 27 Xây dựng đồ thị phụ tải ngày mùa hè, mùa đông
Số liệu công suất phụ tải TBA Cao An 1 ngày mùa hè và ngày mùađông được thống kê trong bảng 2.7 và 2.8
Bảng 2.7: Công suất phụ tải TBA Cao An 1 mùa đông
Giờ 10/2 11/2 Công suất đo được (kW)12/2 13/2 14/2 15/2 16/2
Bảng 2.8: Công suất phụ tải trạm biến áp Cao An 1 mùa hè
Trang 28Việc xử lý số liệu được thực hiện trên Excel Bảng số liệu đo đếm TBACao An 1 sau khi xử lý tính toán được thể hiện trên bảng 2.9
Bảng 2.9: Bảng xử lý số liệu đo đếm TBA Cao An 1
Giờ M(Pi)(kW) σpi Ptti(kW) M(Pi)(kW) σpi Ptti(kW)
Trang 30Hình 2-2: Đồ thị phụ tải ngày mùa hè TBA Cao An 1
Hình 2-3: Đồ thị phụ tải ngày mùa đông TBA Cao An 1
Xây dựng đồ thị phụ tải năm
Đồ thị phụ tải năm được xây dựng trên cơ sở cộng đồ thị phụ tải củangày mùa hè và ngày mùa đông điển hình Các công suất cùng giá trị ở cáckhoảng thời gian khác nhau được sắp xếp trên một bậc tung độ, còn hoành độ
là tổng các khoảng thời gian nhỏ của chúng Nếu lấy mùa hè là 190 ngày, mùađông là 175 ngày Kẻ đường thẳng đi qua điểm cao nhất của đồ thị phụ tảingày đêm và xác định thời gian tác động của đồ thị phụ tải này trong năm, tức
là với phụ tải P1 ta sẽ có thời gian T1 = 190th
1 + 175tđ
1 nếu giá trị P1 đều có ở
đồ thị ngày mùa hè và đồ thị ngày mùa đông Còn nếu giá trị P1 chỉ có ở giátrị ngày mùa hè thì T1 = 190th
1 + 175*0 hoặc chỉ có ở mùa đông thì T1 =190*0 + 175tđ
1 Tiếp theo kẻ đường qua bậc thang thứ hai và xác định P2 ứngvới T2…cứ thế cho tới Pn cuối cùng ta thiết lập được bảng thời gian tác độngcủa phụ tải trong năm và căn cứ vào đó để xây dựng đồ thị phụ tải năm điểnhình Ta có:
T1 = 190th
1 + 175td
1 ứng với P1
Trang 32Bảng 2.10: Bảng số liệu xây dựng đồ thị phụ tải năm của TBA Cao An 1
n i i i tb
t
t P P
tb
Trang 33 Công suất cực đại và cực tiểu:
max
*4186.36( )
i i i
* 2778.79( )
tb đk
P K
P
Đồ thị phụ tải trạm biến áp Cao An 2
Xây dựng phụ tải ngày mùa hè, mùa đông
Số liệu công suất phụ tải TBA Cao An 2 ngày mùa hè và ngày mùa
đông được thống kê trong bảng 2.11 và bảng 2.12
Bảng 2.11: Công suất phụ tải TBA Cao An 2 mùa hè
Trang 34Bảng 2.12: Công suất phụ tải TBA Cao An 2 mùa đông
Giờ 10/2 11/2 Công suất đo được (kW)12/2 13/2 14/2 15/2 16/2
Trang 35Việc xử lý số liệu được thực hiện trên Excel Bảng số liệu đo đếmTBA Cao An 2 sau khi xử lý tính toán được thể hiện trên bảng 2.13.
Bảng 2.13: Bảng xử lý số liệu đo đếm TBA Cao An 2
Giờ M(Pi)(kW) σpi Ptti(kW) M(Pi)(kW) σpi Ptti(kW)
Trang 37Từ bảng 2.13 ta xây dựng đồ thị phụ tải của TBA Cao An 2
Hình 2-4: Đồ thị phụ tải mùa hè TBA Cao An 2
Hình 2-5: Đồ thị phụ tải mùa đông TBA Cao An 2
Trang 38 Xây dựng đồ thị phụ tải năm
Bảng 2.14: Bảng số liệu xây dựng đồ thị phụ tải năm TBA Cao An 2
Bảng 2.15: Các tham số của đồ thị phụ tải Cao An 1 và Cao An 2
P tb (kW) P max (kW) P min (kW) T max τ (h) k đk
Cao An 1 174.56 308.45 99.65 4186.36 2778.79 0.57Cao An 2 134.85 233.31 89.11 4180.79 2763.91 0.58
Nhận xét
Đối với TBA Cao An 1:
Trang 39Dựa vào đồ thị phụ tải ta thấy ngày mùa hè, giờ cao điểm phụ tải dùngnhiều vào lúc 11h – 12h buổi trưa, buổi tối từ 19h – 22h, cực đại lúc 20h –21h Sở dĩ phụ tải tiêu thụ dùng nhiều vào thời gian đó vì người dân chủ yếu
đi làm vào sáng và chiều, trưa và tối về đồng loạt sử dụng phụ tải sinh hoạt.Vào giờ thấp điểm (về khuya và lúc sáng sớm) thì phụ tải thường thấp 132.36
kW, vì lúc này chủ yếu là phụ tải chiếu sáng và có một số thiết bị bảo quảnnhư tủ lạnh, phụ tải cực tiều vào khoảng 3h – 4h sáng
Vào mùa đông cực đại xuất hiện lúc 19h – 20h Mùa đông thời điểmcực đại sớm hơn do thời tiết tối nhanh nên người dân đi làm về sớm và cácphụ tải điện đồng loạt hoạt động
Phụ tải mùa hè lớn hơn vì thời tiết mùa hè oi bức nắng nóng nên cácphụ tải quạt, điều hòa hoạt động nhiều, trong đó mùa đông các thiết bị làmmát ko hoạt động
Ta thấy đồ thì phụ tải không bằng phẳng, ngay trong một ngày mà nhucầu sử dụng điện cũng chênh lệch nhau quá lớn, vì vậy để mạng điện vậnhành tốt cần có các biện pháp san bằng đồ thị phụ tải
Đối với TBA Cao An 2Đây là đồ thị phụ tải đặc trưng của các phụ tải sinh hoạt Đồ thị có sựchênh lệch giữa ngày và đêm do nhu cầu sử dụng của người dân vào các giờkhác nhau Phụ tải cực đại xuất hiện từ 11h – 13h vào buổi trưa và 20h – 21hvào buổi tối Vào các thời gian khi người dân đi làm về thì nhu cầu sử dụngthiết bị điện tăng cao
Vào mùa hè cực đại xuất hiện từ 12h – 13h do nhu cầu lúc đó phục vụcho nấu ăn, làm mát nhiều, còn buổi tối do thời tiết mùa hè nên người dân đilàm về muộn và thời gian xuất hiện cực đại từ 20h – 21h
Vào mùa đông nhu cầu sử dụng ít hơn do không có phụ tải làm mát nêncực đại thấp hơn vào buổi trưa lúc 11h -12h, buổi chiều do thời tiết tối nhanhnên cực đại xuất hiện sớm và lớn nhất từ 19h -20h
Trang 40CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ TỔNG HỢP PHỤ TẢI
I ĐẶT VẤN ĐỀ
Tính toán phụ tải là một nhiệm vụ quan trọng trong công tác quy hoạch
và cải tạo lưới điện Nếu việc tổng hợp phụ tải hợp lý và chính xác sẽ giúpcho quá trình thiết kế và lựa chọn thiết bị bảo vệ cũng như đo lường chínhxác, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, giảm tổn thất điện năng, hạ giá thànhsản phẩm góp phần thúc đẩy nền kinh tế phát triển Ngược lại sẽ dẫn đếnnhững hậu quả vô cùng nghiêm trọng về người và vật chất Do đó việc tínhtoán phụ tải điện là một khâu cực kì quan trọng
II PHỤ TẢI HIỆN TẠI
1 Tính toán phụ tải sinh hoạt
1.1 Phương pháp tính
Để tính toán phụ tải chúng ta có nhiều phương pháp khác nhau:
- Phương pháp xác định phụ tải theo suất tiêu điện năng
- Phương pháp xác định phụ tải theo hệ số cực đại
- Phương pháp xác định theo phương pháp thống kê
- Phương pháp xác định theo hệ số đồng thời
- Phương pháp xác định theo hệ số nhu cầu
Sau khi nghiên cứu các phương pháp, ta sử dụng phương pháp hệ sốnhu cầu xác định phụ tải tính toán của hộ gia đình, công suất tính toán củanhóm phụ tải được xác định theo hệ số đồng thời
Công suất tính toán của hộ gia đình