Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Vũ Ngọc Tân

1

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

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

Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Vũ Ngọc Tân

3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN


Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Vũ Ngọc Tân


4.3.2. Phương pháp tính toán tổn thất 34
4.4. Tính toán cho lộ 972 TGLT 35
4.5. So sánh 2 phương án về kĩ thuật 82
CHƯƠNG V 83
SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ 2 PHƯƠNG ÁN 83
5.1. Xây dựng hàm chi phí tính toán 83
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Vũ Ngọc Tân

7

5.1.1. Vốn đầu tư các phương án 83
5.1.2. Chi phí tổn thất điện năng 85
5.1.3. Xác định hàm chi phí tính toán: 85
CHƯƠNG VI 87
KẾT LUẬN 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Vũ Ngọc Tân

8

DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Thông số MBA 3 pha sử dụng: 18

9

Bảng 4.19. Thông số trạm Hùng Thắng 81
DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1. Trạm biến áp An Thạch 19
Hình 4.2. Trạm biến áp An Thạch 1 pha 25
Hình 4.1. Trạm biến áp Xóm Đồn 37
Hình 4.2. Trạm biến áp Dương Áo 39
Hình 4.3. Trạm biến áp Thái Hòa 42
Hình 4.4. Trạm biến áp Văn Vấn 44
Hình 4.5. Trạm biến áp Xóm Kim 47
Hình 4.6.Trạm biến áp Đồng Dâu 49
Hình 4.7. Trạm biến áp Nam Hưng xã 51
Hình 4.8. Trạm biến áp Xuân Trại 53
Hình 4.9. Trạm biến áp Thanh lan – Tân Hưng 55
Hình 4.10. Trạm biến áp Lộ 5 Đông Hưng 58
Hình 4.11. Trạm biến áp Thái Hưng 61
Hình 4.12. Trạm biến áp Tiên Hưng 63
Hình 4.13. Trạm biến áp Vam Trên 65
Hình 4.14. Trạm biến áp Đông Hưng xã 67
Hình 4.15. Trạm biến áp Duyên Hải 70
Hình 4.16. Trạm biến áp Lộ 3 Đông Hưng 72
Hình 4.17a. Trạm biến áp Bắc Hưng 1 74
Hình 4.17b. Trạm biến áp Bắc Hưng 2 75
Hình 4.18. Trạm biến áp Bạch Xa 78
Hình 4.19. Trạm biến áp Hùng Thắng 80

Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


tuổi thọ, công suất và hiệu quả làm việc của các thiết bị điện.
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Vũ Ngọc Tân

11

Hệ thống điện miền Bắc tồn tại các cấp điện áp phân phối 6, 10,22,35kV; hạ áp
380/220V,220/110V.
- Cấp 6, 10kV là cấp điện áp phân phối chủ yếu của miền Bắc,với bán kính cung cấp
điện từ 8 đến 10 km và phụ tải từ 0,5 đến 4 MVA mỗi lộ đường dây;
- Điện áp 35kV chủ yếu dùng làm cấp phân phối, bán kính cung cấp lên tới 20-50km,
phụ tải 3-20MVA mỗi lộ dây;
- Cấp điện áp 22 kV thích hợp với bán kính cung cấp điện từ 15-35km, công suất tải từ
3-10 MVA. Do đó phù hợp cung cấp điện cho một thành phố, một tỉnh hay phụ tải
liên huyện…
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

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
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Vũ Ngọc Tân

13

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):
2.1.1.Cấu tạo:

W
2
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 U
0
lúc này
sức điện động:
E
2
= i
2
.(Z
2
+ Z
0
) = i
2
Z
0
+ i
2
Z
2
= U
0
+ U
2

Trong đó:
- U

-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 Y
0
. Tổ đấu dây có thể là Y/Y
0
hoặc ∆/Y
0
.
Thông thường các máy biến áp có công suất nhỏ hơn hoặc bằng 250 kVA sẽ sử dụng tổ
đấu dây Y/Y
0
-12.Còn đối với các máy biến áp có công suất lớn hơn 250 kVA thì tổ đấu dây sẽ
là ∆/Y
0
– 11. ( Theo quy định tiêu chuNn kỹ thuật vật tư thiết bị lưới điện phân phối ).
- Tổ đấu dây Y/Y
0
-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
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Vũ Ngọc Tân

15

là 360

n
4 Ω Nếu cuộn dây sơ cấp đấu tam giác và cuộn dây thứ cấp đấu sao có trung điểm cuộn thứ
cấp nối đất và lệch nhau một góc 330
0
. Khi vận hành sẽ xuất hiện góc lệch pha của điện áp phía
sơ cấp và thứ cấp là 330
0
, lấy 330
0
chia cho 30
0
được 11 ta có tổ đấu dây ∆/Y
0
– 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/I
0
hoặc I/2I
0
. Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Vũ Ngọc Tân


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
Tiên Lãng;
Bảng 3.1: Thông số MBA 3 pha sử dụng:
MBA
Hãng sản
xuất
S
đm

(kVA)
Điện áp(kV) Tổn thất(W)
U
N
% I
0
%
C H ∆P
0

Cos = 0,9
Cos = 0,9 Hình 3.1. Trạm biến áp An Thạch

Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Vũ Ngọc Tân

20

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
:
Mạng 1 pha Mạng 3 pha
, 0, 22
lv dm
dm
S
I U kV

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:
1 2 3
k k k k
=

k
1
: Kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường
k
2
: Kể đến ảnh hưởng của số cáp đặt kề nhau
*
lv
cp lv cp
I
I I I
k
≥ ⇒ ≥
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Vũ Ngọc Tân

21

k

α
≥

Với : Mạng động lực chọn α =3
Mạng sinh hoạt chọn α =0.8
+ Nếu bảo vệ bằng CB:
dmCB
1,25.
.
1,5
cp
I
k I ≥

• Tính toán tổn thất:tổn thất công suất ∆P, ∆Q; tổn thất điện áp∆U và tổn thất điện
năng ∆A.
- Tổn thất công suất được xác định bởi:
2 2 2
2 2
2 2 2
0
2 2
. .
.
o
dm dm
dm dm
S P Q
P r l R
U U

+
∆ =

-

T
ổ
n th
ấ
t
đ
i
ệ
n n
ă
ng:
2 2
2
.
dm
P Q
A P
U
τ τ
+
∆ = ∆ =

-

Tính toán t

P Q
A P T P P T P
S
τ τ
+
∆ = ∆ + ∆ = + ∆
+
∆ = + ∆ = + ∆
+
∆ = ∆ + ∆ = ∆ + ∆

V
ớ
i:
∆
P
0
,
∆
Q
0
: Thành ph
ầ
n hao t
ổ
n không t
ả
i c
ủ
a MBA;

ố
c
ủ
a tr
ạ
m ta có b
ả
ng k
ế
t qu
ả
nh
ư
sau:
Bảng 3.2. Kết quả tính toán lại phương án sử dụng MBA 3 pha trạm An Thạch:
Lo
ạ
i máy S
ơ

đồ
1 s
ợ
i
∆
U
max

(V)
Σ∆

- 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
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp SVTH: Vũ Ngọc Tân

24

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
MBA
Hãng sản
xuất
S
đm