Đề tài Lựa chọn thông số cấu trúc hệ thống cung cấp điện đô thị có xét đến chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện
Các nội dung nghiên cứu trong luận văn.
1: Tổng quan chung về lưới điện đô thị, xu hướng phát triển hệ thống cung cấp điện đô thị, các phương pháp quy hoạch lưới điện đô thị và khái niệm chung về độ tin cậy cung cấp điện.
2: Lựa chọn thông số cấu trúc lưới điện hạ áp đô thị khi xét đến độ tin cậy cung cấp điện.
3: Lựa chọn thông số cấu trúc lưới điện trung áp đô thị và số phân đoạn tối ưu khi xét đến chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện.
(Tổng 90 trang)
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
II.4 Lựa chọn thông số cấu trúc lưới hạ áp.
Ta tiến hành lựa chọn thông số của lưới hạ áp theo hai tiêu chuẩn:
+ Tiêu chuẩn kỹ thuật;
+ Theo giản đồ khoảng chia kinh tế sử dụng hàm chi phí vòng đời khi xét đến chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện: Trong trường hợp này do cường độ hỏng hóc và thời gian phục hồi của các cáp có tiết diện khác nhau là như nhau do đó ứng với cùng một mật độ phụ tải và chiều dài cáp thì chi phí độ tin cậy của các cáp tiết diện khác nhau là như nhau.Do đó khi so sánh chi phí vòng đời của các cáp tiết diện khác nhau thì thành phần chi phí độ tin cậy không ảnh hưởng đến kết quả so sánh. Nhưng ta vẫn tính thành phần chi phí độ tin cậy vì nó ảnh hưởng đến chi phí vòng đời của toàn bộ LHA.
II.4.1 Lựa chọn chiều dài ĐDRN
II.4.1.1 Lựa chọn chiều dài ĐDRN theo tiêu chuẩn kỹ thuật.
Thông số của đường dây rẽ nhánh ứng với các tiết diện tương ứng được cho trong bảng sau:
Bảng 2.2 Các thông số của ĐDRN
F1 [ mm2]
35
50
70
95
120
rol [Ω/km]
0,554
0,386
0,272
0,206
0,161
Ilcp [A]
158
198
245
292
344
Kol [Trđ/km]
57,7
80,6
113,1
151,2
189,8
a. Kiểm tra điều kiện phát nóng dài hạn.
Cáp được chọn phải thoả mãn điều kiện:
ILmax≤ K.Icp (2.1)
Trong đó:
Ilmax: Dòng làm việc bình thường lớn nhất xuất hiện trên ĐDRN [A].
(2.2)
Slmax: Công suất tính toán của ĐDRN [VA]
Slmax=d1.σ.K đt.Kđđ = l.lkc.σ. K đt.Kđđ (2.3)
σ: Mật độ phụ tải [VA/m2 ];
dl: Diện tích phụ tải mà ĐDRN cấp điện (m2). Đối với sơ đồ lưới điện lý tưởng có thể tính được dl=l.lkc;
l :Chiều dài ĐDRN (m), trong tính toán lấy trung bình l=60m;
lkc:Khoảng cách giữa hai hộp cáp rẽ nhánh, trong tính toán lấy lkc=40m;
Kđđ=1:Hệ số đồng đều của phụ tải;
Kđt=0,8:Hệ số đồng thời của phụ tải;
U đm=380V;
Icp: Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của cáp(A);
K=1: Hệ số hiệu chỉnh.
Tính toán và kiểm tra có thể xuất hiện trên các ĐDRN và kết quả cho trong bảng 2.3. Trong đó dấu “+” nghĩa là cáp thoả mãn điều kiện,”-“ là áp không thoả mãn điều kiện.
Bảng 2.3 Kiểm tra điều kiện phát nóng dài hạn của ĐDRN.
σ
(VA/m2 )
Slmax
(VA)
Ilmax
(A)
Tiết diện ĐDRN
35
50
70
95
120
10
19200
29.17
+
+
+
+
+
20
38400
58.34
+
+
+
+
+
30
57600
87.52
+
+
+
+
+
40
76800
116.69
+
+
+
+
+
50
96000
145.86
+
+
+
+
+
60
115200
175.03
-
+
+
+
+
70
134400
204.21
-
-
+
+
+
Qua đó ta thấy khi mật độ phụ tải tăng cao tới 70VA/m2 thì các loại cáp dùng trong giả thiết hầu như đều thoả mãn điều kiện phát nóng dài hạn.
Riêng với cáp 35mm2 và 50mm2 nếu ở mật độ phụ tải cao hơn 50VA/m2 sẽ có thể bị quá tải. Tuy nhiên sự quá tải không lớn và các thiết diện này cũng chỉ thường được sử dụng khi mật độ phụ tải nhỏ. Vậy để thoả mãn điều kiện phát nóng dài hạn ta nên chọn chiều dài ĐDRN l≤ ltb =60m. Giá trị này cũng phù hợp trong thực tế.
b. Chọn chiều dài ĐDRN theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
[V] (2.4)
Trong đó:
L: Chiều dài đường dây (m).
r0 và x0: Điện trở và điện kháng đơn vị của ĐDRN (Ω/km). Với đường dây cáp vặn xoắn x0<
P=S.cosφ=l.lkc.Kđt.Kđđ.cosφ (W) (2.5)
Thay vào công thức (2.4) ta được:
[V] (2.6)
[m] (2.7)
Yêu cầu về tổn thất điện áp phụ thuộc và rất nhiều yếu tố như chế độ làm việc, chế độ đầu phân áp của MBA…ở mức thiết kế, theo giả thiết ΔUlcp≤ 1%. Uđm, thay giá trị này vào công thức (2.7) ta được chiều dài ĐDRN theo tổn thất điện áp cho phép l= f(σ, F1) như trong Bảng 1.1-Phụ lục 1.
II.4.1.2 Lựa chọn thông số ĐDRN theo giản đồ khoảng chia kinh tế sử dụng hàm chi phí vòng đời khi xét đến chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện.
Giản đồ khoảng chia kinh tế chọn tiết diện ĐDRN.
- Hàm chi phí vòng đời cho một ĐDRN có dạng:
[tr.đ] (2.8)
(2.9)
Trong đó:
Kol, rol - Vốn đầu tư xây dựng [Tr. đ/km] và điện trở đơn vị [Ω/km] của ĐDRN.
ltb - Chiều dài trung bình của ĐDRN [m].
τHA - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất =2400h.
Ce - Giá điện năng [đ/kWh].
Cml - Giá mất điện khi sự cố cáp [đ/kWh].
τl - Thời gian phục hồi sự cố cáp [h].
λl - Cường độ hỏng hóc cáp [lần/100km.năm].
Uđm=380V.
(P/A,i,n)- Hệ số quy đổi theo thời gian. Theo giả thiết (P/A,i,n)=7,843.
Thành phần chi phí tổn thất viết cho trường hợp phụ tải cuối đường dây vì coi chiều dài ĐDRN là ngắn và phần lớn phụ tải tập trung ở cuối đường dây. Thay các phương án ĐDRN vào (2.9) ta tính được Wl=f(σ, Fl, Ce, Cml) và chọn được tiết diện ĐDRN hợp lý Flop để Wl đạt Min.
Kết quả lựa chọn tiết diện ĐDRN như sau:
Bảng 2.4 Tiết diện hợp lý của ĐDRN( theo bảng PL1.2)
Ce=900[đ/kwh]
Ce=1200[đ/kwh]
Ce=1500[đ/kwh]
σ[VA/m2 ]
Flop[mm2 ]
σ[VA/m2 ]
Flop [mm2 ]
σ[VA/m2 ]
Flop [mm2 ]
1≤ σ ≤17
35
1≤ σ ≤21
35
1≤ σ ≤13
35
18≤ σ ≤25
50
16≤ σ ≤22
50
14≤ σ ≤19
50
26≤ σ ≤36
70
23≤ σ ≤31
70
20≤ σ ≤28
70
37≤ σ ≤44
95
32≤ σ ≤38
95
29≤ σ ≤34
95
45≤ σ ≤70
120
39≤ σ ≤70
120
35≤ σ ≤70
120
b. Xác định chiều dài hợp lý của ĐDRN.
Bước 1. Với mật độ phụ tải σ, giá điện Ce, giá mất điện Cml ta xác định được Flop từ giản đồ kinh tế Wl=f(σ, Fl, Ce, Cml).
Bước 2. Từ quan hệ l=f(σ,Fl), với Flop đã xác định ở bước 1 ta xác định được chiều dài của ĐDRN.
Bước 3. Kết hợp quan hệ l=f(σ, Fl) với kiểm tra điều kiện phát nóng dài hạn ta tìm được chiều dài hợp lý của ĐDRN như sau:
lOP= Min{ ltb,l} = f(σ, Ce, Cml).
Kết quả thu được cho trong Bảng 1.2- Phụ lục 1
* Nhận xét:
- Giá điện càng cao thì tiết diện đường dây rẽ nhánh càng lớn.
- Cáp vặn xoắn tiết diện 120mm2 xuất hiện nhiều ở mật độ phụ tải lớn , đây là xu hướng tiết diện được sử dụng tại những nơi có mật độ phụ tải cao
II.4.1 Lựa chọn chiều dài ĐDTC
II.4.1.1 Lựa chọn chiều dài ĐDTC theo tiêu chuẩn kỹ thuật.
1. Khi chưa thực hiện giải pháp nâng cao độ tin cậy.
Thông số của đường dây rẽ nhánh ứng với các tiết diện tương ứng được cho trong bảng sau:
Bảng 2.5 Các thông số của ĐDTC
FL [ mm2]
120
150
185
240
300
roL[Ω/km]
0,161
0,129
0,106
0,081
0,064
ILcp [A]
344
391
448
528
608
KoL [Trđ/km]
189,8
216,8
261,3
325,2
410,7
a. Lựa chọn chiều dài ĐDTC theo điều kiện phát nóng dài hạn.
Cáp được chọn phải thoả mãn điều kiện:
ILmax≤ K.Icp (2.10)
Trong đó:
ILmax: Dòng làm việc bình thường lớn nhất xuất hiện trên ĐDTC .
(2.11)
(2.12)
SLmax: Công suất tính toán của ĐDTC [ VA]
SLmax=d2.σ.K đt.Kđđ = L1.ltb.σ. K đt.Kđđ (2.13)
σ: Mật độ phụ tải[VA/m2 ];
d2: Diện tích phụ tải mà ĐDTC cấp điện (m2). Đối với sơ đồ lưới điện lý tưởng có thể tính được d2=L1.ltb;
L1:Chiều dài ĐDTC (m);
ltb:Khoảng cách trung bình của ĐDRN, trong tính toán lấy ltb= 60m;
Kđđ=1:Hệ số đồng đều của phụ tải;
Kđt=0,8:Hệ số đồng thời của phụ tải;
U đm=380V;
Icp: Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của cáp(A);
K=1: Hệ số hiệu chỉnh.
Thay giá trị Icp vào (2.9) ta tìm được giá trị giưới hạn của chiều dài ĐDTC theo điều kiện phát nóng dài hạn L1= f(σ,FL ). Kết quả cho trong Bảng 1.3 Phụ lục 1
b. Chọn chiều dài ĐDTC theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
(2.14)
Trong đó:
L2: ...
Download miễn phí Đề tài Lựa chọn thông số cấu trúc hệ thống cung cấp điện đô thị có xét đến chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện
Các nội dung nghiên cứu trong luận văn.
1: Tổng quan chung về lưới điện đô thị, xu hướng phát triển hệ thống cung cấp điện đô thị, các phương pháp quy hoạch lưới điện đô thị và khái niệm chung về độ tin cậy cung cấp điện.
2: Lựa chọn thông số cấu trúc lưới điện hạ áp đô thị khi xét đến độ tin cậy cung cấp điện.
3: Lựa chọn thông số cấu trúc lưới điện trung áp đô thị và số phân đoạn tối ưu khi xét đến chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện.
(Tổng 90 trang)
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ơ đồ khối các bước tính toán chọn thông số cấu trúc LHAII.4 Lựa chọn thông số cấu trúc lưới hạ áp.
Ta tiến hành lựa chọn thông số của lưới hạ áp theo hai tiêu chuẩn:
+ Tiêu chuẩn kỹ thuật;
+ Theo giản đồ khoảng chia kinh tế sử dụng hàm chi phí vòng đời khi xét đến chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện: Trong trường hợp này do cường độ hỏng hóc và thời gian phục hồi của các cáp có tiết diện khác nhau là như nhau do đó ứng với cùng một mật độ phụ tải và chiều dài cáp thì chi phí độ tin cậy của các cáp tiết diện khác nhau là như nhau.Do đó khi so sánh chi phí vòng đời của các cáp tiết diện khác nhau thì thành phần chi phí độ tin cậy không ảnh hưởng đến kết quả so sánh. Nhưng ta vẫn tính thành phần chi phí độ tin cậy vì nó ảnh hưởng đến chi phí vòng đời của toàn bộ LHA.
II.4.1 Lựa chọn chiều dài ĐDRN
II.4.1.1 Lựa chọn chiều dài ĐDRN theo tiêu chuẩn kỹ thuật.
Thông số của đường dây rẽ nhánh ứng với các tiết diện tương ứng được cho trong bảng sau:
Bảng 2.2 Các thông số của ĐDRN
F1 [ mm2]
35
50
70
95
120
rol [Ω/km]
0,554
0,386
0,272
0,206
0,161
Ilcp [A]
158
198
245
292
344
Kol [Trđ/km]
57,7
80,6
113,1
151,2
189,8
a. Kiểm tra điều kiện phát nóng dài hạn.
Cáp được chọn phải thoả mãn điều kiện:
ILmax≤ K.Icp (2.1)
Trong đó:
Ilmax: Dòng làm việc bình thường lớn nhất xuất hiện trên ĐDRN [A].
(2.2)
Slmax: Công suất tính toán của ĐDRN [VA]
Slmax=d1.σ.K đt.Kđđ = l.lkc.σ. K đt.Kđđ (2.3)
σ: Mật độ phụ tải [VA/m2 ];
dl: Diện tích phụ tải mà ĐDRN cấp điện (m2). Đối với sơ đồ lưới điện lý tưởng có thể tính được dl=l.lkc;
l :Chiều dài ĐDRN (m), trong tính toán lấy trung bình l=60m;
lkc:Khoảng cách giữa hai hộp cáp rẽ nhánh, trong tính toán lấy lkc=40m;
Kđđ=1:Hệ số đồng đều của phụ tải;
Kđt=0,8:Hệ số đồng thời của phụ tải;
U đm=380V;
Icp: Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của cáp(A);
K=1: Hệ số hiệu chỉnh.
Tính toán và kiểm tra có thể xuất hiện trên các ĐDRN và kết quả cho trong bảng 2.3. Trong đó dấu “+” nghĩa là cáp thoả mãn điều kiện,”-“ là áp không thoả mãn điều kiện.
Bảng 2.3 Kiểm tra điều kiện phát nóng dài hạn của ĐDRN.
σ
(VA/m2 )
Slmax
(VA)
Ilmax
(A)
Tiết diện ĐDRN
35
50
70
95
120
10
19200
29.17
+
+
+
+
+
20
38400
58.34
+
+
+
+
+
30
57600
87.52
+
+
+
+
+
40
76800
116.69
+
+
+
+
+
50
96000
145.86
+
+
+
+
+
60
115200
175.03
-
+
+
+
+
70
134400
204.21
-
-
+
+
+
Qua đó ta thấy khi mật độ phụ tải tăng cao tới 70VA/m2 thì các loại cáp dùng trong giả thiết hầu như đều thoả mãn điều kiện phát nóng dài hạn.
Riêng với cáp 35mm2 và 50mm2 nếu ở mật độ phụ tải cao hơn 50VA/m2 sẽ có thể bị quá tải. Tuy nhiên sự quá tải không lớn và các thiết diện này cũng chỉ thường được sử dụng khi mật độ phụ tải nhỏ. Vậy để thoả mãn điều kiện phát nóng dài hạn ta nên chọn chiều dài ĐDRN l≤ ltb =60m. Giá trị này cũng phù hợp trong thực tế.
b. Chọn chiều dài ĐDRN theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
[V] (2.4)
Trong đó:
L: Chiều dài đường dây (m).
r0 và x0: Điện trở và điện kháng đơn vị của ĐDRN (Ω/km). Với đường dây cáp vặn xoắn x0<
P=S.cosφ=l.lkc.Kđt.Kđđ.cosφ (W) (2.5)
Thay vào công thức (2.4) ta được:
[V] (2.6)
[m] (2.7)
Yêu cầu về tổn thất điện áp phụ thuộc và rất nhiều yếu tố như chế độ làm việc, chế độ đầu phân áp của MBA…ở mức thiết kế, theo giả thiết ΔUlcp≤ 1%. Uđm, thay giá trị này vào công thức (2.7) ta được chiều dài ĐDRN theo tổn thất điện áp cho phép l= f(σ, F1) như trong Bảng 1.1-Phụ lục 1.
II.4.1.2 Lựa chọn thông số ĐDRN theo giản đồ khoảng chia kinh tế sử dụng hàm chi phí vòng đời khi xét đến chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện.
Giản đồ khoảng chia kinh tế chọn tiết diện ĐDRN.
- Hàm chi phí vòng đời cho một ĐDRN có dạng:
[tr.đ] (2.8)
(2.9)
Trong đó:
Kol, rol - Vốn đầu tư xây dựng [Tr. đ/km] và điện trở đơn vị [Ω/km] của ĐDRN.
ltb - Chiều dài trung bình của ĐDRN [m].
τHA - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất =2400h.
Ce - Giá điện năng [đ/kWh].
Cml - Giá mất điện khi sự cố cáp [đ/kWh].
τl - Thời gian phục hồi sự cố cáp [h].
λl - Cường độ hỏng hóc cáp [lần/100km.năm].
Uđm=380V.
(P/A,i,n)- Hệ số quy đổi theo thời gian. Theo giả thiết (P/A,i,n)=7,843.
Thành phần chi phí tổn thất viết cho trường hợp phụ tải cuối đường dây vì coi chiều dài ĐDRN là ngắn và phần lớn phụ tải tập trung ở cuối đường dây. Thay các phương án ĐDRN vào (2.9) ta tính được Wl=f(σ, Fl, Ce, Cml) và chọn được tiết diện ĐDRN hợp lý Flop để Wl đạt Min.
Kết quả lựa chọn tiết diện ĐDRN như sau:
Bảng 2.4 Tiết diện hợp lý của ĐDRN( theo bảng PL1.2)
Ce=900[đ/kwh]
Ce=1200[đ/kwh]
Ce=1500[đ/kwh]
σ[VA/m2 ]
Flop[mm2 ]
σ[VA/m2 ]
Flop [mm2 ]
σ[VA/m2 ]
Flop [mm2 ]
1≤ σ ≤17
35
1≤ σ ≤21
35
1≤ σ ≤13
35
18≤ σ ≤25
50
16≤ σ ≤22
50
14≤ σ ≤19
50
26≤ σ ≤36
70
23≤ σ ≤31
70
20≤ σ ≤28
70
37≤ σ ≤44
95
32≤ σ ≤38
95
29≤ σ ≤34
95
45≤ σ ≤70
120
39≤ σ ≤70
120
35≤ σ ≤70
120
b. Xác định chiều dài hợp lý của ĐDRN.
Bước 1. Với mật độ phụ tải σ, giá điện Ce, giá mất điện Cml ta xác định được Flop từ giản đồ kinh tế Wl=f(σ, Fl, Ce, Cml).
Bước 2. Từ quan hệ l=f(σ,Fl), với Flop đã xác định ở bước 1 ta xác định được chiều dài của ĐDRN.
Bước 3. Kết hợp quan hệ l=f(σ, Fl) với kiểm tra điều kiện phát nóng dài hạn ta tìm được chiều dài hợp lý của ĐDRN như sau:
lOP= Min{ ltb,l} = f(σ, Ce, Cml).
Kết quả thu được cho trong Bảng 1.2- Phụ lục 1
* Nhận xét:
- Giá điện càng cao thì tiết diện đường dây rẽ nhánh càng lớn.
- Cáp vặn xoắn tiết diện 120mm2 xuất hiện nhiều ở mật độ phụ tải lớn , đây là xu hướng tiết diện được sử dụng tại những nơi có mật độ phụ tải cao
II.4.1 Lựa chọn chiều dài ĐDTC
II.4.1.1 Lựa chọn chiều dài ĐDTC theo tiêu chuẩn kỹ thuật.
1. Khi chưa thực hiện giải pháp nâng cao độ tin cậy.
Thông số của đường dây rẽ nhánh ứng với các tiết diện tương ứng được cho trong bảng sau:
Bảng 2.5 Các thông số của ĐDTC
FL [ mm2]
120
150
185
240
300
roL[Ω/km]
0,161
0,129
0,106
0,081
0,064
ILcp [A]
344
391
448
528
608
KoL [Trđ/km]
189,8
216,8
261,3
325,2
410,7
a. Lựa chọn chiều dài ĐDTC theo điều kiện phát nóng dài hạn.
Cáp được chọn phải thoả mãn điều kiện:
ILmax≤ K.Icp (2.10)
Trong đó:
ILmax: Dòng làm việc bình thường lớn nhất xuất hiện trên ĐDTC .
(2.11)
(2.12)
SLmax: Công suất tính toán của ĐDTC [ VA]
SLmax=d2.σ.K đt.Kđđ = L1.ltb.σ. K đt.Kđđ (2.13)
σ: Mật độ phụ tải[VA/m2 ];
d2: Diện tích phụ tải mà ĐDTC cấp điện (m2). Đối với sơ đồ lưới điện lý tưởng có thể tính được d2=L1.ltb;
L1:Chiều dài ĐDTC (m);
ltb:Khoảng cách trung bình của ĐDRN, trong tính toán lấy ltb= 60m;
Kđđ=1:Hệ số đồng đều của phụ tải;
Kđt=0,8:Hệ số đồng thời của phụ tải;
U đm=380V;
Icp: Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của cáp(A);
K=1: Hệ số hiệu chỉnh.
Thay giá trị Icp vào (2.9) ta tìm được giá trị giưới hạn của chiều dài ĐDTC theo điều kiện phát nóng dài hạn L1= f(σ,FL ). Kết quả cho trong Bảng 1.3 Phụ lục 1
b. Chọn chiều dài ĐDTC theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
(2.14)
Trong đó:
L2: ...