Đồ án Lựa chọn thông số cấu trúc Hệ thống cung cấp điện đô thị có xét đến chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện

. II.2 Các giả thiết tính toán. Nhìn chung các đô thị và vùng ven đô đều có dạng cấu trúc ô bàn cờ mà các đường trục là các phố lớn chạy song song với nhau và nối giữa chúng là các phố nhỏ mà chiều dài đoạn phố này là chiều sâu hai ngõ đi ra hai phố chính và do đó không lớn. Các sơ đồ tính toán có thể theo hai khả năng: mạch vòng và hình tia. Nhưng vì kết cấu hạ tầng đô thị có dạng ô bàn cờ nên với từng cụm phụ tải hoàn toàn có thể cấp điện theo các nhánh hình tia, có thể vuông góc với nhau hoặc đồng trục. Để tăng cường độ tin cậy cung cấp điện, tại cuối các đường trục đặt các hộp phân phối để đổi hướng nguồn cung cấp khi cần thiết. Do xu thế đơn giản hoá cấu trúc lưới, dễ dàng cho lắp đặt, kiểm tra và sửa chữa cũng như tăng mỹ quan đô thị, cấu trúc lưới điện sẽ dùng để tính toán lựa chọn thông số thiết bị sẽ như hình 2.1 Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc TBAPP Đây được gọi là cấu trúc TBAPP lý tưởng. Từ TBAPP, các lộ ra được dẫn tới trung tâm các cụm phụ tải được gọi là cá đường dây trục chính (ĐDTC). Tại các trung tâm của các cụm phụ tải, từ ĐDTC có các nhánh đi tới các phụ tải hoặc nhóm phụ tải. Các nhánh này được gọi là các đường dây rẽ nhánh (ĐDRN). Cấu trúc này sẽ được dùng để tính toán lựa chọn thông số thiết bị. Cấu trúc này cũng phù hợp với thực tế đô thị Vịêt Nam hiện nay. Trên cơ sở đó các giả thiết tính toán được đưa ra như sau: Điện áp ba pha định mức LHA là Uđm= 380V. Tổn thất điện áp cho phép của LHA là ΔUcp≤ 5% ( trong đó với ĐDRN ΔUlcp≤ 1%. Uđm ; với ĐDTC ΔULcp≤ 4% .Uđm). Các TBAPP sử dụng MBA ba pha hai cuộn dây có công suất thay đổi trong khoảng từ 180kVA đến 1000kVA, SBPP=(180, 250, 400, 630, 780, 1000) kVA. Từ mỗi trạm đi ra 4 lộ ĐDTC, ĐDTC là cáp nhôm bọc cách điện XLPE, đặt nổi, có tiết diện ( 120, 150, 185, 240, 300) mm2, chiều dài trung bình Ltb=250m. Các ĐDRN sử dụng cáp bọc cách điện, đặt nổi, có tiết diện (35, 50, 70, 95, 120)mm2, chiều dài trung bình ltb=60m ( chiều dài thực tế có thể dao động trong khoảng 40 đến 150m). Khoảng cách trung bình giữa hai hộp nhánh cáp kế tiếp nhau là lkc=40m. Trên diện tích khu vực khảo sát TBAPP D=1km2, mật độ phụ tải đô thị phân bố đều, xét từ 1VA/m2 đến 70VA/m2. Hệ số đồng thời Kđt=0,8. Hệ số đồng đều Kđđ =1. Hệ số tham gia đỉnh đồ thị phụ tải Kđ =1. Thời gian sử dụng công suất lớn nhất của LHA đô thị là Tmax=4000h/năm. Hệ số cosφ=0,8. Thời gian tổn thất công suất lớn nhất τHA=2400h/năm. Thời gian sử dụng thiết bị là n=2 năm, hệ số chiết khấu i=12%/năm. Giá tốn thất điện năng tính cho thời điểm khác nhau trong thực tế Ce=(900, 1200, 1500) đồng/kWh. Chi phí của các thiết bị bảo vệ, tự động hoá, thiết bị bù…liên quan là như nhau đối với các phương án thông số cấu trúc lưới đô thị. Tổn thất kinh tế do mất điện, nhìn từ quan điểm hệ thống điện tổn thất này được tính toán từ các tổn thất thật ở phụ tải và theo các quan điểm của hệ thống điện. Nó nhằm phục vụ công việc thiết kế, quy hoạch hệ thống điện sao cho thoả mãn được nhu cầu về độ tin cậy cung cấp điện , đồng thời đảm bảo hiệu quả kinh tế của hệ thống điện. Việc xác định giá mất điện là công việc đòi hỏi tốn nhiều thời gian và công sức của nhiều chuyên gia. Ở các nước có hệ thống điện phát triển đã xác định được giá tiền 1kWh điện năng mất. Ví dụ:Theo sách Lưới điện tập 2 của PGS.TS Trần Bách Ở Australia sử dụng bảng giá mất điện (USD/kWh) như sau: + Phụ tải dân dụng: 0,5 (USD/kWh) cho ngừng cấp điện kế hoạch; 1,5 (USD/kWh) cho ngừng cấp điện sự cố. + Phụ tải doanh nghiệp bình thường: 2,5 (USD/kWh) cho ngừng điện kế hoạch; 7,5 (USD/kWh) cho ngừng điện sự cố. + Phụ tải doanh nghiệp nhạy cảm: 5 (USD/kWh) cho ngừng cấp điện bình thường; 15 (USD/kWh) cho ngừng cấp điện sự cố. Ở Canada sử dụng bảng giá sau cho quy hoạch, thiết kế hệ thống điện (USD/kWh). Bảng 2.1 Giá mất điện cho quy hoạch, thiết kế hệ thống điện của Canada [USD/kwh] Thời gian mất điện Hộ tiêu thụ lớn Công nghiệp Thương mại Nông nghiệp Dân dụng 1 phút 0,073 0,46 0,129 0,027 0,0004 20 phút 0,111 1,332 1,014 0,155 0,044 1 giờ 0,163 2,99 2,951 0,245 0,143 4 giờ 0,291 8,899 10,922 1,027 2,235 8 giờ 0,6 18,156 28,02 2,134 6,778 Ở nước ta hiện nay chưa xác định được giá mất điện. Do đó, để phục vụ cho luận văn ta tạm lấy giá mất điện của Canada và quy đổi cho phù hợp với điều kiện phát triển của HTĐ Việt Nam. Xác suất xảy ra sự cố được đặc trưng bằng cường độ hỏng hóc của phần tử λ, và thời gian mất điện phụ thuộc vào thời gian phục hồi của phần tử τ. Theo bảng 4.1( trang 169) Lưới điện và hệ thống điện 2 ( PGS.TS Trần Bách) và sử dụng phương pháp nội suy ta xác định được: + Đối với đường cáp hạ áp: λ1=3 lần/100km.năm và τ1=3h/sự cố. + Đối với TBAPP 22/0,4KV: λ2=0,009 lần/năm và τ2=80h/sự cố khi có MBA dự trữ. Cường độ ngừng điện kế hoạch λ3=6,3 lần/năm và thời gian ngừng điện kế hoạch là 53h/năm. Vậy thời gian cho một lần ngừng kế hoạch là τ3= 53/6,3=8,4h/lần. Như vậy theo các số liệu trên, ta phải áp dụng hai loại giá mất điện khác nhau cho hai loại sự cố khác nhau là: Giá mất điện cho sự cố đường cáp (ĐDTC và ĐDRN ) với thời gian mất điện là 4h . Do phụ tải đô thị rất đa dạng nên giá mất điện có thể lấy bằng giá trị trung bình và được xác định như sau: [USD] Quy đổi sang tiền Việt Nam với giá điện của Việt Nam là 1058 đồng/kWh, giá bán điện của Canada là 16 cent/kWh và tỷ giá hối đoái của tiền Việt Nam so với đô la Mỹ là 19.000 đồng =1USD. [VNĐ] Giá mất điện do sự cố của TBAPP với thời gian mất điện là 8h. [USD] Quy đổi sang tiền Việt Nam: [VNĐ] Giá mất điện do ngừng điện kế hoạch sẽ nhỏ hơn ngừng điện sự cố. Tham khảo giá mất điện của Australia thì sẽ nhỏ hơn 3 lần. Nên khi ngừng điện kế hoạch để sửa chữa TBAPP thì giá mất điện cho 1kWh là: [VNĐ] II.3 Sơ đồ khối trình tự tính toán Ứng với một mật độ phụ tải σ, giá tổn thất điện năng ĐDRNe, các bước tính toán và lựa chọn thông số cấu trúc LHA được tiến hành theo sơ đồ hình 2.2. Với mật độ phụ tải và giá tổn thất điện năng thay đổi ta lặp lại các bước như trên. σ F1 CeChọn Fl theo giản đồ K.C.K.TĐDRN Flop (σ ,Ce) σ F1 Tính Wl Tính lop Chọn l theo ΔUcp lcp(σ ,Ce) lop(σ ,Ce) σ SBPP Chọn L theo p.vi cung cấp TBAPP L’’(σ ,SBpp) σ FL D Tính WL Tính Lop Chọn L theo ΔUcp L’2(σ ,Fl) σ FL D Chọn L theo Icp L’1(σ ,Fl) σ FL CeChọn FL theo giản đồ K.C.K.TĐDTC LopL(σ ,Ce) σ Ce SBPP Tính ZBPP Tính WHA WopBPP(SBPP , σ, Ce ) D: Diện tích khu vực khảo sát (km2) CeCác điều kiện riêng Chọn SBPP,NB : Giá điện (đ/Kwh) F1: Tiết diện ĐDRN FL: Tiết diện ĐDTC SBPP: Công suất TBAPP NB: Số lượng TBAPP NopBPP( σ, Ce ); SopBPP( σ, Ce ) Hình 2.2: Sơ đồ khối các bước tính toán chọn thông số cấu trúc LHA 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<<r0 P: Công suất tác dụng của phụ tải: 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: Chiều dài đường dây (m). r0L và x0L: Điện trở và điện kháng đơn vị của ĐDTC (Ω/km). Với đường dây cáp vặn xoắn x0<<r0 P: Công suất tác dụng của phụ tải: P=S.cosφ=L2.ltb.Kđt.Kđđ.cosφ (W) (2.15) Thay vào công thức (2.14)ta được: [V] (2.16) [m] (2.17) Theo giả thiết ΔULcp≤ 4%. Uđm, thay giá trị này vào công thức (2.7) ta được chiều dài ĐDTC theo tổn thất điện áp cho phép L2= f(σ, FL) như trong Bảng 1.4-Phụ lục 1. So sánh bảng 1.3 và 1.4- Phụ lục 1 ta có L= Min(L1,L2) là chiều dài ĐDTC thảo mãn điều kiện kỹ thuật và cho trong Bảng 1.5-Phụ lục 1. c. Xác định chiều dài của ĐDTC theo bán kính phục vụ của TBAPP. Bán kính phục vụ của TBAPP là khoảng cách xa nhất một TBAPP có thể phục vụ theo khả năng công suất của mình. Công suất lớn nhất truyền tải trên một lộ ĐDTC được xác định theo công thức sau: SL=SBPP/Nlộ (2.18) Trong đó: Nlộ - Số lộ ra của TBAPP. SBPP- Công suất TBAPP. Ngoài ra ta còn có: SL=L’’.σ.ltb.Kdt.Kdd [VA ] (2.19) L’’- Chiều dài ĐDTC theo bán kính cung cấp điện của TBAPP. (2.20) Từ đây ta thu được quan hệ L’’= f(σ,SBPP) và kết quả cho trong Bảng 1.6- Phụ lục 1. 2. Khi thực hiện giải pháp nâng cao độ tin cậy. Mục đích của giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện là đảm bảo phụ tải của một TBAPP không bị ngừng cấp điện khi xảy ra khi sự cố TBAPP đó hoặc khi TBAPP đó phải ngừng điện kế hoạch. Khi đó phụ tải của TBAPP phải được cấp điện từ các TBAPP xung quanh thông qua ĐDTC của TBAPP đó và các TBAPP xung quanh. Muốn vậy thì ĐDTC phải đảm bảo điều ki n phát nóng dài hạn và điều kiện tổn thất điện áp cho phép khi thực hiện đấu nối ĐDTC của TBAPP đó với ĐDTC của các TBAPP xung quanh. Trong đồ án ta giả thiết TBAPP có 4 lộ ra, giả thiết cả 4 lộ ĐDTC đều được cấp điện từ 4 TBAPP xung quanh. Như vậy, ĐDTC của TBAPP phải chịu tải lớn gấp đôi và chiều dài cũng lớn gấp đôi. Và các TBAPP xung quanh cũng vẫn đảm bảo đủ công suất phục vụ do mỗi trạm chỉ bị quá t ải 25% Tổn thất điện áp cho phép lúc này là: ΔUcpsc=10%Udm a. Lựa chọn chiều dài ĐDTC theo điều kiện phát nóng dài hạn. Cáp được chọn phải thoả mãn điều kiện: ILmax≤ K.Icp (2.21) Trong đó: ILmax: Dòng làm việc bình thường lớn nhất xuất hiện trên ĐDTC . (2.22) (2.23) SLmax: Công suất tính toán của ĐDTC [VA] SLmax=d2.σ.K đt.Kđđ = 2.L1.ltb.σ. K đt.Kđđ (2.24) 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=2.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 giới hạn của chiều dài ĐDTC theo điều kiện phát nóng dài hạn L1= f(σ,FL ). Kết quả cho trong Bảng 1.7- Phụ lục 1. b. Chọn chiều dài ĐDTC theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. [m] (2.25) Các thông số tương tự như trên Theo giả thiết điện áp cho phép sự cố ΔULcpsc = 10%. Uđm, thay giá trị này vào công thức (2.7) ta được chiều dài ĐDTC theo tổn thất điện áp cho phép L2= f(σ, FL) như trong Bảng 1.8-Phụ lục 1. So sánh bảng 1.7 và 1.8- Phụ lục 1 ta có L= Min(L1,L2) là chiều dài ĐDTC thảo mãn điều kiện kỹ thuật và cho trong Bảng 1.9-Phụ lục 1. c. Xác định chiều dài của ĐDRN theo bán kính phục vụ của TBAPP. Ta tính tương tự và kết quả cho trong Bảng 1.6 Phụ lục 1. II.4.1.2 Lựa chọn thông số ĐDTC theo giản đồ khoảng chia kinh tế sử dụng hàm chi phí vòng đời khi không thực hiện giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Giản đồ khoảng chia kinh tế chọn tiết diện ĐDTC. - Hàm chi phí vòng đời cho một ĐDTC có dạng: [tr.đ] (2.26) (2.27) Trong đó: KoL, roL - Vốn đầu tư xây dựng [Tr.đ/km] và điện trở đơn vị [Ω/km] của ĐDTC. 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. Ở thành phần chi phí tổn thất ta chia 3 vì coi phụ tải phân bố đều dọc theo ĐDTC. Thay các phương án ĐDTC vào (2.27) ta tính được WL=f(σ, Fl, Ce, Cml) và chọn được tiết diện ĐDTC hợp lý FLop để WL đạt Min. Kết quả lựa chọn tiết diện ĐDTC như sau: Bảng 2.6 Tiết diện hợp lý của ĐDTC( theo bảng 1.10-pl1) Ce=500[đ/kwh] Ce=900[đ/kwh] Ce=1700[đ/kwh] σ[VA/m2 ] FLop[mm2 ] σ[VA/m2 ] FLop[mm2 ] σ[VA/m2 ] FLop [mm2 ] 1≤ σ ≤12 120 1≤ σ ≤10 120 1≤ σ ≤9 120 13≤ σ ≤19 150 11≤ σ ≤14 150 10≤ σ ≤14 150 20≤ σ ≤21 185 15≤ σ ≤18 185 15≤ σ ≤16 185 22≤ σ ≤29 240 19≤ σ ≤25 240 17≤ σ ≤23 240 30≤ σ ≤70 300 26≤ σ ≤70 300 24≤ σ ≤70 300 b. Xác định chiều dài hợp lý của ĐDTC . Bước 1. Từ quan hệ L1= f(σ,FL ) xác định chiều dài ĐDTC theo điều kiện phát nóng dài hạn cho phép. Theo (2.12) Bước 2. Từ quan hệ L2= f(σ, FL) xác định chiều dài của ĐDTC theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.Theo (2.17) Bước 3.Từ quan hệ L= Min(L1,L2) xác định chiều dài của ĐDTC theo điều kiện kỹ thuật. Bước 4. 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). Theo (2.27) Bước 5. Từ quan hệ L’’=f(σ, SBPP), ứng với các SBPP khác nhau, xác định chiều dài ĐDTC theo bán kính phục vụ của TBAPP. Theo (2.20) Bước 6. Kết hợp c ác quan hệ ta tìm được chiều dài hợp lý của ĐDTC như sau: LOP= Min{ L,L’’} = f(σ, SBPP, Ce, Cml). Kết quả thu được cho trong Bảng 1.11- Phụ lục 1. II.4.1.2 Lựa chọn thông số ĐDTC theo giản đồ khoảng chia kinh tế sử dụng hàm chi phí vòng đời khi thực hiện giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. a. Giản đồ khoảng chia kinh tế chọn tiết diện ĐDTC. Giá trị vẫn như trong bảng 2.6 b. Xác định chiều dài hợp lý của ĐDTC . Bước 1. Từ quan hệ L1= f(σ,FL ) xác định chiều dài ĐDTC theo điều kiện phát nóng dài hạn cho phép. Theo (2.23) Bước 2. Từ quan hệ L2= f(σ, FL) xác định chiều dài của ĐDTC theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Theo (2.25) Bước 3.Từ quan hệ L= Min(L1,L2) xác định chiều dài của ĐDTC theo điều kiện kỹ thuật. Bước 4. 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). Theo (2.27). Bước 5. Từ quan hệ L’’=f(σ, SBPP), ứng với các SBPP khác nhau, xác định chiều dài ĐDTC theo bán kính phục vụ của TBAPP. Theo (2.20) Bước 6. Kết hợp các quan hệ ta tìm được chiều dài hợp lý của ĐDTC như sau: LOP= Min{ L,L’’} = f(σ, SBPP, Ce, Cml). Kết quả thu được cho trong Bảng 1.12- Phụ lục 1. * Nhận xét: - Giá điện càng cao thì tiết diện cáp trục càng tăng. - Ở mật độ phụ tải phù hợp thì tiết diện 150mm2 được sử dụng là phản ánh đúng xu hướng hiện nay. Các bước xác định chiều dài ĐDTC trên đây chỉ kà gần đúng. Thực tế quá trình lựa chọn chiều dài Đ DTC là một qua trình truy lặp nhiều lần trong đó từ một chiều dài Đ DTC cho trước, chọn tiết diện Đ DTC FLop(1) theo giản đồ (2.26). Từ FLop(1) chọn được Fop(1) theo (2.27). Thay Fop(1) vào (2.26) ta chọn được FLop(1) và từ đó xác định được Fop(1) . Vòng lặp tiếp tục cho đến khi hội tụ tại một cặp FLop(k) và Fop(k) ở bớc thứ k nào đó. Tuy nhiên khi thiết kế có thể lấy L= Ltb=250m và chọn FLop theo Fop. Kết quả này gây sai số tại những vùng có mật độ phụ tải rất cao hoặc rất thấp, còn đối với đô thị mật độ phụ tải khoảng 15VA/m2 thì kết quả L=Ltb có thể chấp nhận được. III. Lựa chọn TBAPP. III.1 Lựa chọn số lượng TBAPP khi không thực hiện giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Số TBAPP tính theo công suất TBAPP. Trên diện tích khảo sát TBAPP nào đó, theo điều kiện phát nóng dài hạn cho phép, số TBAPP có thể xác định theo công suất TBAPP như sau: (2.28) Trong đó: Stt- Công suất tính toán của phụ tải [MVA] trong khu vực khảo sát D. Các đại lượng Kđt, Ktt,σ tương tự các công thức trên. Ứng với các giá trị của mật độ phụ tải σ và STBPP thay vào (2.28) ta tính được số TBAPP theo quan hệ N’B=f( σ,STBPP). Kết quả cho trong Bảng 1.13- Phụ lục 1. TBA tính theo phạm vi cấp điện. Số TBA được tính theo công thức: (2.29) Trong đó: LOP, lOP - chiều dài hợp lý ĐDRN, ĐDTC đã xác định theo Bảng 1.2 và Bảng 1.10 – Phụ lục 1 Nlộ - số lộ ra của một TBAPP. Thay các số liệu vào (2.29), xác định được NB’’= f(σ,SBPP, Ce ) Kết quả cho trong bảng 1.14- Phụ lục 1. Để các TBAPP không bị quá tải thì số lượng TBAPP được chọn theo quan hệ sau: NB=Max{ NB’, N’’ĐDTC } So sánh hai bảng 1.13 và bảng 1.14a- Phụ lục 1 theo quan hệ trên ta được kết quả cho trong bảng 1.15a- phụ lục 1. III.2 Lựa chọn số lượng TBAPP khi thực hiện giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Số TBAPP tính theo công suất TBAPP. Kết quả cho trong Bảng 1.13- Phụ lục 1. TBA tính theo phạm vi cấp điện. Tương tự trường hợp khi không thực hiện giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, thay giá trị LOP, lOP - chiều dài hợp lý ĐDRN, ĐDTC đã xác định theo Bảng 1.2 và Bảng 1.12 – Phụ lục 1, Thay các số liệu vào (2.29), xác định được NB’’= f(σ,SBPP, Ce ) Kết quả cho trong bảng 1.14b- Phụ lục 1. So sánh hai bảng 1.13 và bảng 1.14b- Phụ lục 1 theo quan hệ trên ta được kết quả cho trong bảng 1.15b- phụ lục 1. III.3 Lựa chọn công suất TBAPP khi không thực hiện giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Công suất TBAPP được chọn sao cho cực tiểu hàm chi phí vòng đời của toàn bộ LHA bao gồm các ĐDRN, ĐDTC, TBAPP. Các chi phí vòng đời của từng phần trên được tính như sau: Chi phí vòng đời của TBAPP. Hàm chi phí vòng đời của một TBAPP được xác định theo công thức sau: (2.30) Trong đó: KMBAPP- Vốn đầu tư xây dựng một TBAPP. ΔP0, ΔPn - Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy TBAPP [kW]. T- Thời gian vận hành MBA trong năm = 8760h. SBPP - Công suất định mức của máy TBAPP [kVA]. λ2 - Cường độ hỏng hóc [lần] của TBAPP τ2 - Thời gian phục hồi [h/lần] của TBAPP. λ3 -Cường độ ngừng điện kế hoạch [lần] của TBAPP τ3 - Thời gian ngừng điện kế hoạch [h/lần] của TBAPP. Cm2 - Giá mất điện khi sự cố máy BAPP [đ/kWh] Cm3 - Giá mất điện khi ngừng điện kế hoạch máy BAPP [đ/kWh] Thay các thông số vào (2.30) ta được kết quả cho trong bảng 2.7 ` Bảng 2.7: Thông số các máy biến áp của phương án TBAPP SBPP(kVA) KBPP (Tr.đ) Δpo (kW) ΔPn (kW) WBPP(Tr.đ) Ce=900(đ/kWh) Ce=1200(đ/kWh) Ce=1500(đ/kWh) 180 59 0.45 2.95 719.67 745.60 771.54 250 70 0.61 4.1 986.72 1022.44 1058.17 400 90 0.84 5.75 1534.62 1584.40 1634.19 630 123 1.12 8.2 2371.22 2440.61 2510.00 750 145 1.3 10.5 2831.89 2917.98 3004.07 b. Chi phí vòng đời của một ĐDTC thuộc TBAPP. Sau khi tính toán và lựa chọn các thông số ĐDTC hợp lý, chi phí vòng đời của ĐDTC thuộc một TBAPP được xác định như sau: (2.31) Trong đó: KoL, roL, ltb, Uđm,τHA, (P/A,i,n), Ce, Kdt, Kdd, σ, Cml, τ1,λ1 tương tự (2.27) LOP theo kết quả đã tìm ở trên Nlo= 4: Số ĐDTC thuộc một TBAPP. Kết quả thu được cho trong bảng 1.16- Phụ lục 1 Chi phí vòng đời của một ĐDRN thuộc TBAPP. Sau khi tính toán và lựa chọn các thông số ĐDRN hợp lý, chi phí vòng đời của ĐDRN thuộc một TBAPP được xác định như sau: (2.32) Trong đó: Kol, rol, ltb, Uđm,τHA, (P/A,i,n), Ce, Kdt, Kdd, σ, Cml, τ1,λ1 tương tự (2.9) lOP theo kết quả đã tìm ở trên. m- Số ĐDRN thuộc một TBAPP. (2.33) Kết quả thu được cho trong bảng 1.17- Phụ lục 1