Tính toán, đề xuất các giải pháp giảm suất cắt đường dây 110kV Quy Nhơn 220 - An Nhơn, tỉnh Bình Định
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.38 MB, 26 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
NGUYỄN THANH HÙNG
TÍNH TOÁN, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP
GIẢM SUẤT CẮT ĐƯỜNG DÂY 110kV
QUY NHƠN 220 - AN NHƠN, TỈNH BÌNH ĐỊNH
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng - Năm 2019
Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Người hướng dẫn khoa học: TS. ĐOÀN ANH TUẤN
Phản biện 1: TS. TRỊNH TRUNG HIẾU
Phản biện 2: GS.TS. NGUYỄN HỒNG ANH
Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật điện họp tại Trường Đại học Bách
khoa Đà Nẵng vào ngày 09 tháng 3 năm 2019.
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu và Truyền thông tại Trường Đại học
Bách khoa - Đại học Đà Nẵng.
- Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - Đại học
Đà Nẵng
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Theo thống kê của Công ty Lưới điện cao thế miền Trung sự
cố do sét trên đường dây chiếm tỷ lệ lớn, năm 2012: 64%; năm 2013:
69%; năm 2014: 70%; năm 2015:55%; năm 2016: 56%; năm 2017:
62%. Theo yêu cầu của Tập đoàn Điện lực Việt Nam phải giảm tỷ lệ
sự cố do sét xuống 50%. Trong đó, đường dây 110kV Quy Nhơn 220
- An Nhơn, tỉnh Bình Định có số vụ sự cố do sét trung bình trong 1
năm (tính từ năm 2008-2017) là: 0,8 lần/năm. Suất cắt thực tế của
đường dây là: 6,390 lần/100km/năm. Trong khi đó việc áp dụng các
giải pháp làm giảm suất cắt đường dây hiện tại chỉ mang tính rời rạc,
đơn lẻ, chưa có tính toán cụ thể mà chủ yếu dựa vào số liệu đo đạc và
mang tính chủ quan của từng chủ đầu tư. Chính vì lý do đó đề trên,
đề tài vừa mang tính khoa học và thực tiển cao.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Đề tài tìm hiểu, tính số lần sự cố do sét trên đường dây 110kV
Quy Nhơn 220 - An Nhơn, tỉnh Bình Định từ đó tìm vị trí có số lần
sự cố lớn cần cải tạo và để đề xuất giải pháp để làm giảm số lần sự cố
nhằm giảm suất cắt cho đường dây này.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Đường dây 110kV Quy Nhơn 220 An Nhơn, tỉnh Bình Định.
- Phạm vi nghiên cứu: Suất cắt đường dây.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Thu thập số liệu thực trạng, áp dụng vào lý thuyết tính suất
cắt do sét cho đường dây để xây dựng chương trình tính số lần sự cố
trên từng vị trí cột của đường dây trên phần mềm Matlab.
- Đánh giá phân tích số lần sự cố do sét từng vị trí cột trên
đường dây nhằm xác định vị trí cột có số lần phóng điện do sét lớn
2
nhất nhằm để giảm số lần sự cố tại các vị trí trên đề giảm suất cắt
toàn đường dây.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Tính toán, so sánh các giải pháp để giảm xuất cắt do sét cho
đường dây 110kV Quy Nhơn 2 - An Nhơn, tỉnh Bình Định để tìm ra
phương án hiệu quả.
- Làm cơ sở để giúp các đơn vị quản lý vận hành hạn chế tối đa
mất điện do sét đến đường dây truyền tải 110kV, góp phần nâng cao
đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục cho khu vực miền Trung
và Tây Nguyên.
6. Đặt tên đề tài
Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ nêu trên đề tài được đặt tên:
“Tính toán, đề xuất các giải pháp giảm suất cắt đường dây 110kV
Quy Nhơn 220 - An Nhơn, tỉnh Bình Định”.
7. Cấu trúc luận văn
Nội dung luận văn được biên chế thành: Ngoài phần Mở đầu
và Kết luận sẽ có 3 chương và phụ lục. Bố cục nội dung chính của
luận văn gồm các phần sau:
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan.
Chương 2: suất cát đường dây 110kV Quy Nhơn 220
- An Nhơn.
Chương 3: Đề xuất các giải pháp giảm suất cắt.
Kết luận và kiến nghị.
3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về sét và hiện tượng quá điện áp khí quyển
1.1.1. Sét - Nguồn gốc của quá điện áp khí quyển [1]
1.1.2. Sự nguy hiểm của quá điện áp khí quyển
1.1.3. Tình hình giông sét tại Việt Nam và trên địa bàn tỉnh Bình
Định
1.2. Tổng quan về lưới điện 110kV
1.2.1. Quy mô quản lý[3]
1.2.2. Thông số kỹ thuật chính của đường dây[4]
- Điểm đầu: XT 172/ TBA 220kV Quy Nhơn 2.
- Điểm cuối: XT 174/An Nhơn
- Số mạch: 01 mạch.
- Loại cột: Cột thép hình 2 mạch
- Loại cách điện: Cách điện thủy tinh.
- Bố trí DCS: 02 DCS treo trên đỉnh cột.
- Loại tiếp địa: Kiểu tia và kiểu tia - cọc kết hợp
- Bố trí dây dẫn: Dây dẫn bố trí dọc từ trên xuống dưới
- Loại dây dẫn: ACSR-185/29.
- Loại DCS: OPGW-57 (Cáp quang)
- Tổng chiều dài đường dây (mạch kép): 12,519km.
1.2.3. Các biện pháp bảo vệ chống sét hiện tại áp dụng trên đường
dây 110kV Quy Nhơn 220 - An Nhơn[4].
a) Thiết kế tiếp địa: Hệ thống tiếp địa hiện hữu được thiết kế
theo kiểu tia hoặc tia-cọc kết hợp
b) Các giải pháp trong quản lý vận hành hiện tại:
- Giá trị điện trở của hệ thống tiếp địa được đơn vị đo kiểm tra
định kỳ 1 năm 1 lần. Khi kết quả đo điện trở tiếp địa không đạt theo
4
các Quy phạm và quy định hiện hành, đơn vị quản lý sẽ khẩn trương
thực hiện các hạng mục sửa chữa. Tuy nhiên trên đường dây hiện
trạng có một số vị trí do địa hình đồi núi đá nên không thể cải tạo để
giảm điện trở nối đất đạt theo các quy định hình hành.
- Hiện tại đường dây trên chưa được áp dụng các giải pháp
chống sét khác.
1.3. Tình hình sự cố do giông sét trên các tuyến đường dây 110kV
của CGC nói chung và của Chi nhánh Điện cao thế Bình Định
nói riêng[4].
1.3.1. Các sự cố đường dây 110kV do giông sét tính từ năm 2012
đến hết tháng 12/2017 của CGC
1.3.2. Các sự cố đường dây 110kV do sét trên địa bàn tỉnh
Bình Định
1.3.3. Các sự cố đường dây 110kV Quy Nhơn 220 - An Nhơn
Bảng 1.3. Các sự cố đã xảy ra
Năm
Số vụ sự cố
Số vụ sự cố do sét
2008
1
1
2009
0
0
2010
0
0
2011
1
1
2012
0
0
2013
1
1
2014
1
1
2015
3
2
2016
0
0
2017
2
2
Từ những số liệu đã nêu ở trên, ta có thể thấy:
5
- Số vụ sự cố do sét trung bình trong 1 năm (tính từ năm 20082017) của đường dây là: 8/10 = 0,8 lần/ năm. Suất cắt thực tế của
đường dây là: 0,8 x 100/ 12,519 = 6,390 lần/100km/năm.
- Mặc dù đường dây khi thiết kế đã có treo dây chống sét và
lắp đặt hệ thống nối đất, tuy nhiên sự cố do sét vẫn xảy ra tương đối
nhiều, chính vì vậy cần xem xét đề xuất thêm các giải pháp khác để
giảm số vụ sự cố do sét.
Với tình hình sự cố do giông sét như trên, tác giả luận văn
nhận thấy cần thiết phải đề xuất các giải pháp giảm suất cắt do sét
gây nên cho đường dây trên.
CHƯƠNG 2
SUẤT CẮT ĐƯỜNG DÂY 110KV QUY NHƠN 220 -AN NHƠN
2.1. Lý thuyết về tính suất cắt/số lần sự cố đường dây[5], [6]
2.1.1. Phương pháp tính suất cắt/số lần sự cố theo cột điển hình (cổ
điển)
Phương pháp này được áp dụng cho đường dây đồng nhất, có
nghĩa là thông số các cột đường dây là giống nhau. Vì vậy, thông
thường để tính suất cắt đường dây trong trường hợp này, người ta sử
dụng cột điển hình cho toàn bộ đường dây để tính.
Với cường độ hoạt động của sét là 0,15 lần/ngày/km2, ta có thể
tính được tổng số lần có sét đánh thẳng lên đường dây hằng năm
N 0.15.(6.htbcs b).L.10-3.nng.s
(2.1)
Số lần xảy ra phóng điện trên cách điện sẽ là (lấy theo mật độ
sét lớn nhất):
N pđ
N.vpđ 0.15.(6.htbcs b).nng.s .vpđ .L.10 3
(2.2)
Cuối cùng tính được số được số lần cắt điện do sét hàng năm
6
của đường dây.
Ncđ nsc 0.15.(6.htbcs b).nng.s .vpđ . .L.10 3
(2.4)
Suất cắt đường dây:
ncđ 0.15.(6.htbcs b).nng.s .vpđ .
(2.5)
Suất cắt của 1 đường dây sẽ bằng tổng suất cắt của các trường
hợp sét đánh trên.
ncđ
nckvđ ncđđc
ncđ
(2.6)
Số lần sự cố của toàn đường dây với chiều dài L như sau
=
+
+
=
+
+
(lần/năm)
Các thông số ở đây lấy theo cột điển hình và đặc tính của chuỗi
sứ được lấy như sau
[kV],
với t là thời gian từ 1 đến10μs.
2.1.1.1. Tính toán các thông số cơ bản
2.1.1.2. Suất cắt điện đường dây do sét đánh vòng
Số lần sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn.
N
N .v
(2.22)
Suất cắt đường dây do sét đánh vòng qua dây chống sét vào
dây dẫn được tính:
ncđ
N .Vpđ .
(2.36)
2.1.1.3. Suất cắt điện đường dây do sét đánh vào dây chống sét ở
khoảng vượt
Xét hai trường hợp sau:
a. Phóng điện qua không khí từ dây chống sét sang dây dẫn ở
giữa khoảng vượt.
7
Theo thực tế thì giá trị suất cắt đường dây do phóng điện qua
không khí từ dây chống sét sang dây dẫn ở giữa khoảng vượt rất nhỏ,
gần bằng không, do đó ở đề tài này tác giả không tính toán phần giá
trị này.
b. Phóng điện trên cách điện của chuỗi sứ do sóng truyền vào
cột khi sét đánh vào khoảng vượt của dây chống sét.
Số lần sét đánh vào khoảng vượt được xác định theo công thức
sau:
N kv
N
2
(2.49)
Suất cắt đường dây do phóng điện trên chuỗi sứ do dòng điện
sét truyền vào cột:
nccđ.s Nkv .Vpđc.s .
c.s
(2.58)
2.1.1.4. Suất cắt điện đường dây do sét đánh vào đỉnh cột (kể cả số
lần sét đánh vào dây chống sét gần đỉnh cột)
Số lần sét đánh vào khu vực đỉnh cột được tính như sau:
N đc
N
2
(2.59)
Suất cắt đường dây do sét đánh vào đỉnh cột
ncđcđ Nđc .Vpđcđ .
(2.86)
2.1.2. Phương pháp tính suất cắt/ số lần sự cố theo từng vị trí cột
Cơ sở của việc tính số lần sự cố trên từng vị trí cột trên đường
dây là ta xem đường dây gồm có m đường dây nhỏ nối nối tiếp nhau,
mỗi đường dây nhỏ này chỉ có 1 cột.
Như vậy, đường dây thứ i sẽ có chiều dài Li, chiều cao cột Hci,
chiều dài chuỗi sứ lcsi...tương ứng với thông số tại cột thứ i. Chú ý,
chiều dài đường dây thứ Li là chiều dài trung bình giữa 2 khoảng
8
vượt ở 2 phía của cột thứ i. Các thông số khác được lấy giống như
phương pháp tính trung bình ở mục 2.1.1. Chú ý, điện áp phóng điện
của chuỗi sứ tính theo chiều dài chuỗi sứ tại vị trí đang xét như sau:
[kV],
Số lần sự cố tại cột thứ i được tính
nsc _ i ndc _ i
nkv _ i
nv _ i
(2.87)
Như vậy số lần sự cố trên toàn đường dây có chiều dài L sẽ được tính
∑
(lần/năm)
(2.88)
Suất cắt đường dây được tính như sau
(lần/100km/năm)
(2.89)
Từ (2.1) đến (2.89) ta sẽ xây dựng chương trình tính số lần sự
cố/suất cắt đường dây trên chương trình Matlab.
2.2. Tính toán suất cắt đường dây 110kV Quy Nhơn 220
- An Nhơn
2.2.1. Số liệu hiện trạng đường dây110kV Quy Nhơn 220 - An
Nhơn
Số liệu thu thập thực tế như bảng 2.3
2.2.2. Tính toán suất cắt đường dây 110kV Quy Nhơn 220 An Nhơn theo cột điển hình
Từ bảng số liệu thu thập thực tế, để xác định cột điển hình cho
đường dây ta tính giá trị trung bình của tất cả các vị trí cột đường dây
và ta quy về cột điển hình với các giá trị như sau:
- Chiều dài các khoảng cột trung bình: 223,5536 m.
- Dây dẫn: Sử dụng dây dẫn ACSR-185/29 có tiết diện 1x185
= 185(mm2), bán kính mỗi dây dẫn Rdd = 0,0097 m.
- Dây chống sét: Treo 02 dây chống sét mã hiệu OPGW-57 có
bán kính Rdcs = 0,0055 m.
9
- Cách điện: Sử dụng cách điện loại bằng thủy tinh. Chiều dài
chuỗi cách điện và phụ kiện Lcs = 1,443 m.
- Cột: Sử dụng cột thép mạ kẽm Đ122-30A; chiều dài xà dây
dẫn lxdd = 3,5m; chiều dài xà chống sét lxcs = 1,8 m. Khoảng cách timtim giữa 4 bản đế có đường kính 2,4m.
Điện trở nối đất cột điện đường dây Rc= 12Ω.
Độ võng dây dẫn fdd =6,7496 m tại nhiệt độ 300C.
Độ võng dây chống sét fcs = 4,0 m tại nhiệt độ 300C.
Chiều cao đỉnh cột đến pha A, pha A-B, pha B-C: 3, 4, 4 (m)
Khoảng cách trung bình giữa dây dẫn và dây chống sét là s =
6,2761 m.
Điện áp định mức Uđm = 110kV.
Tác giả đã xây dựng chương trình tính toán trên phần mềm
Matlab với dữ liệu được sử dụng như trên, ta có kết quả như sau:
- Suất cắt của đường dây: 5,8748 (lần/100km/năm).
- Số lần sự cố của đường dây: 0,7355 (lần/ năm).
2.2.3. Tính toán suất cắt/số lần sự cố đường dây 110kV Quy Nhơn
220 - An Nhơn theo phương pháp từng vị trí cột
Dữ liệu sử dụng để tính toán (từng vị trí cột như bảng số liệu
2.3):
Các thông số khác được lấy giống như phương pháp tính điển hình ở
mục 2.3.2.
Dựa vào phương pháp mô tả ở mục 2.2 tác giả đã được xây
dựng chương trình tính toán trên Matlab với dữ liệu được sử dụng
như bảng 2.3, ta có kết quả được biểu diễn trên đồ thị như hình 2.5
- Suất cắt của đường dây: 6,6861 (lần/100km/năm).
- Số lần sự cố của đường dây: 0,8370 (lần/ năm).
10
Hình 2.5. Đồ thị biểu diễn số lần sự cố tại các vị trí cột của
đường dây
Nhận xét:
- Số liệu tính toán theo các phương pháp trên có sai khác so
với số liệu thực tế (6,390 lần/100km/năm).
- Từ kết quả tính toán ở trên, ta thấy giá trị tính toán suất cắt
của đường dây theo phương pháp tính từng vị trí cột gần bằng kết quả
tính toán theo phương pháp cột điển hình và có giá trị gần với giá trị
đã thống kê thực tế ở mục 1.3, điều này chứng tỏ rằng, việc chia nhỏ
đường dây như mục 2.1.2 hoàn toàn có thể sử dụng để tính suất
cắt/số lần sự cố cho đường dây.
Từ các nhận xét trên nên tác giả lựa chọn phương pháp tính
toán suất cắt đường dây 110kV Quy Nhơn 220 - An Nhơn theo
phương pháp chia theo từng khoảng vượt, tính số lần sự cố tại từng vị
trí cột để đề xuất giải pháp cải tạo đường dây nhằm làm giảm suất cắt
của đường dây này.
11
Bảng 2.3. Bảng thu thập số liệu của đường dây 110kV Quy Nhơn 220 - An Nhơn
Vị
trí
Điện
áp
định
mức
Chiều
cao cột
Số bát
sứ của
chuỗi
cách
điện
Bán
Chiều
Bán
kính dây
dài bát kính
chống
sứ
dây dẫn
sét
Chiều
dài
khoảng
vượt
Điện
trở nối
đất cột
Độ Độ võng Chiều
võng
dây
cao đỉnh
dây
chống
cột đến
dẫn
sét
pha A
Chiều
cao pha
A đến
pha B
Chiều
cao pha
B đến
pha C
Uđm
Hc
Nbs
Lbs
Rdd
Rdcs
Lkv
Rc
fdd
fdcs
hdcs-A
hA-B
hB_C
kV
mét
bát
mm
mét
mét
mét
Ohm
mét
mét
mét
mét
mét
1
110
45
9
146
0,0108
0,0055
58
4
6,53
4
3
4
4
2
110
45
9
146
0,0108
0,0055
190
5,5
6,85
4
3
4
4
3
110
45
9
146
0,0108
0,0055
234
3
6,93
4
3
4
4
4
110
45
9
146
0,0108
0,0055
304
7
6,51
4
3
4
4
5
110
41
9
146
0,0108
0,0055
149
6
6,76
4
3
4
4
6
110
41
9
146
0,0108
0,0055
217
8
6,9
4
3
4
4
7
110
41
9
146
0,0108
0,0055
171
7
6,81
4
3
4
4
8
110
41
9
146
0,0108
0,0055
137
8
6,73
4
3
4
4
9
110
41
9
146
0,0108
0,0055
220
5
6,91
4
3
4
4
10
110
41
9
146
0,0108
0,0055
206
5
6,88
4
3
4
4
11
110
41
9
146
0,0108
0,0055
524
19
5,83
4
3
4
4
12
110
41
9
146
0,0108
0,0055
84
21
6,59
4
3
4
4
13
110
25
9
146
0,0094
0,0055
214
20
6,3
4
3
4
4
12
Vị
trí
Điện
áp
định
mức
Chiều
cao cột
Số bát
sứ của
chuỗi
cách
điện
Bán
Chiều
Bán
kính dây
dài bát kính
chống
sứ
dây dẫn
sét
Chiều
dài
khoảng
vượt
Điện
trở nối
đất cột
Độ Độ võng Chiều
võng
dây
cao đỉnh
dây
chống
cột đến
dẫn
sét
pha A
Chiều
cao pha
A đến
pha B
Chiều
cao pha
B đến
pha C
Uđm
Hc
Nbs
Lbs
Rdd
Rdcs
Lkv
Rc
fdd
fdcs
hdcs-A
hA-B
hB_C
kV
mét
bát
mm
mét
mét
mét
Ohm
mét
mét
mét
mét
mét
14
110
30
9
127
0,0094
0,0055
430
18
6,3
4
3
4
4
15
110
26
9
127
0,0094
0,0055
175
26
6,3
4
3
4
4
16
110
20
9
146
0,0094
0,0055
200
25
6,45
4
3
4
4
17
110
26
8
127
0,0094
0,0055
210
21
6,45
4
3
4
4
18
110
26
8
127
0,0094
0,0055
395
29
6,45
4
3
4
4
19
110
25
9
146
0,0094
0,0055
410
19,2
6,38
4
3
4
4
20
110
26
8
127
0,0094
0,0055
235
21
6,38
4
3
4
4
21
110
26
8
127
0,0094
0,0055
285
25
6,38
4
3
4
4
22
110
26
8
127
0,0094
0,0055
285
7
6,38
4
3
4
4
23
110
25
8
127
0,0094
0,0055
265
9
6,82
4
3
4
4
24
110
29
9
146
0,0094
0,0055
250
8
6,95
4
3
4
4
25
110
25
9
146
0,0094
0,0055
205
16,3
6,86
4
3
4
4
26
110
30
8
127
0,0094
0,0055
186
5
6,86
4
3
4
4
27
110
20
9
146
0,0094
0,0055
174
6
6,92
4
3
4
4
28
110
30
8
127
0,0094
0,0055
180
4
6,92
4
3
4
4
13
Vị
trí
Điện
áp
định
mức
Chiều
cao cột
Số bát
sứ của
chuỗi
cách
điện
Bán
Chiều
Bán
kính dây
dài bát kính
chống
sứ
dây dẫn
sét
Chiều
dài
khoảng
vượt
Điện
trở nối
đất cột
Độ Độ võng Chiều
võng
dây
cao đỉnh
dây
chống
cột đến
dẫn
sét
pha A
Chiều
cao pha
A đến
pha B
Chiều
cao pha
B đến
pha C
Uđm
Hc
Nbs
Lbs
Rdd
Rdcs
Lkv
Rc
fdd
fdcs
hdcs-A
hA-B
hB_C
kV
mét
bát
mm
mét
mét
mét
Ohm
mét
mét
mét
mét
mét
29
110
30
8
127
0,0094
0,0055
173
5
6,92
4
3
4
4
30
110
25
9
146
0,0094
0,0055
182
21
6,91
4
3
4
4
31
110
20
8
127
0,0094
0,0055
200
19
6,91
4
3
4
4
32
110
34
8
127
0,0094
0,0055
260
12
6,91
4
3
4
4
33
110
30
8
127
0,0094
0,0055
233
14
6,91
4
3
4
4
34
110
25
9
146
0,0094
0,0055
257
14
6,94
4
3
4
4
35
110
30
8
127
0,0094
0,0055
245
12
6,94
4
3
4
4
36
110
30
8
127
0,0094
0,0055
255
16
6,94
4
3
4
4
37
110
30
8
127
0,0094
0,0055
120
18
6,94
4
3
4
4
38
110
29
10
146
0,0094
0,0055
157
20
6,78
4
3
4
4
39
110
41
10
146
0,0094
0,0055
355
18
6,23
4
3
4
4
40
110
33
10
146
0,0094
0,0055
251
19
6,95
4
3
4
4
41
110
25
10
146
0,0094
0,0055
247
22
6,92
4
3
4
4
42
110
30
8
127
0,0094
0,0055
250
5
6,92
4
3
4
4
43
110
30
8
127
0,0094
0,0055
270
10
6,92
4
3
4
4
14
Vị
trí
Điện
áp
định
mức
Chiều
cao cột
Số bát
sứ của
chuỗi
cách
điện
Bán
Chiều
Bán
kính dây
dài bát kính
chống
sứ
dây dẫn
sét
Chiều
dài
khoảng
vượt
Điện
trở nối
đất cột
Độ Độ võng Chiều
võng
dây
cao đỉnh
dây
chống
cột đến
dẫn
sét
pha A
Chiều
cao pha
A đến
pha B
Chiều
cao pha
B đến
pha C
Uđm
Hc
Nbs
Lbs
Rdd
Rdcs
Lkv
Rc
fdd
fdcs
hdcs-A
hA-B
hB_C
kV
mét
bát
mm
mét
mét
mét
Ohm
mét
mét
mét
mét
mét
44
110
26
8
127
0,0094
0,0055
225
11,2
6,92
4
3
4
4
45
110
20
8
127
0,0094
0,0055
140
11
6,92
4
3
4
4
46
110
20
8
127
0,0094
0,0055
145
9
6,92
4
3
4
4
47
110
20
9
146
0,0094
0,0055
170
12
6,87
4
3
4
4
48
110
20
8
127
0,0094
0,0055
140
8
6,87
4
3
4
4
49
110
20
8
127
0,0094
0,0055
180
8
6,87
4
3
4
4
50
110
30
8
127
0,0094
0,0055
235
7
6,87
4
3
4
4
51
110
30
8
127
0,0094
0,0055
215
6
6,87
4
3
4
4
52
110
30
8
127
0,0094
0,0055
210
4
6,87
4
3
4
4
53
110
33
8
127
0,0094
0,0055
215
3
6,87
4
3
4
4
54
110
33
9
146
0,0094
0,0055
256
4
6,92
4
3
4
4
55
110
35
8
127
0,0094
0,0055
170
3,2
6,92
4
3
4
4
56
110
33
10
146
0,0094
0,0055
170
2,6
6,92
4
3
4
4
15
CHƯƠNG 3
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM SUẤT CẮT
3.1. Các giải pháp giảm suất cắt hiện thường được sử dụng
Mục tiêu của các giải pháp là để giảm suất cắt đường
dây đang xét xuống còn 50% hay suất cắt yêu cầu là:
ncđ_yc ≤ 50% ncđ_tt = 0,5 x 6,6861 = 3,3431 lần/100km/năm.
3.1.1. Giải pháp bổ sung cách điện
Sơ đồ thuật toán như sau:
Hình 3.1. Sơ đồ thuật toán tăng chiều dài chuỗi sứ
Kết quả tính toán trên phần mềm Matlab cho thấy số vị trí
cần tăng chiều dài chuỗi sứ và số bát sứ cần tăng tại mỗi vị trí như
bảng 3.1. Số lần sự cố tại các vị trí cột sau khi áp dụng tăng chiều
dài chuỗi sứ tại tất cả các vị trí giảm và được thể hiện như hình
3.2 và số lần sự cố/suất cắt tổng của toàn đường dây sau khi áp
dụng giải pháp như sau:
- Suất cắt của đường dây: 3,3399 (lần/100km/năm).
16
- Số lần sự cố của đường dây: 0,4181 (lần/ năm).
Bảng 3.1 Vị trí tăng chiều dài chuỗi sứ và số bát sứ cần tăng tại mỗi
vị trí
Vị trí cột
6
9
10
11
13
14
15
16
Số bát sứ tăng/
1 chuỗi sứ
2
1
1
9
1
7
2
1
Vị trí cột
17
18
19
20
21
22
23
31
Số bát sứ tăng/
1 chuỗi sứ
4
10
4
4
7
1
1
1
Vị trí cột
32
33
35
36
37
39
40
41
Số bát sứ tăng/
1 chuỗi sứ
5
4
3
5
1
5
2
1
Vị trí cột
42
43
44
50
51
Số bát sứ tăng/
1 chuỗi sứ
1
3
2
1
1
Như vậy khi tăng chiều dài chuỗi sứ thì giá trị số lần sự cố tại
các vị trí giảm, số lượng bát sứ tăng tại mỗi vị trí là khác nhau. Suất
cắt của đường dây giảm đạt yêu cầu, tuy nhiên số lượng bát sứ tăng
là khá lớn, tại một số vị trí số lượng bát sứ cần tăng thêm lên đến 10
bát, điều này cho thấy là không hợp lý so với thực tế vận hành.
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn số lần sự cố tại các vị trí của đường dây
trước và sau khi cải tạo tăng chiều dài chuỗi cách điện
17
3.1.2. Lắp đặt chống sét van trên dây dẫn
Nguyên tắc để xây dựng giải pháp như sau:
a. Chống sét van có thể đặt ở tất cả các cột trên đường dây
b. Chống sét van ưu tiên lắp tại các vị trí có số lần sự cố lớn
nhất trước tiên
c. Chống sét van phải được lắp đồng thời trên tất cả các pha
của đường dây
d. Khi đã lắp đặt CSV tại vị trí cột nào đó thì số lần sự cố
do sét tại vị trí đó bằng 0
Từ các nguyên tắc trên, ta xây dựng thuật toán như hình 3.3
Theo thuật toán trên, để đạt được yêu cầu thì cần phải lắp đặt
chống sét van như bảng 3.4
- Suất cắt của đường dây: 3,2853 (lần/100km/năm).
- Số lần sự cố của đường dây: 0,4113 (lần/ năm).
Tổng chi phí đầu tư cho phương án lắp đặt chống sét van
ZCSV = 11 x 90.500.000 = 995.500.000 đồng
Với đơn giá lắp CSV trên 1 vị trí cột: 90.500.000
đồng/vị trí.
18
Hình 3.3. Sơ đồ thuật toán lựa chọn vị trí lắp đặt chống sét van
Bảng 3.4. Vị trí lần lượt được chọn để lắp đặt chống sét van
VT lắp
CSV
Tổng cộng
11
18
14
21
39
36
32
20
19
4
17
11 vị trí
trên đường dây
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn số lần sự cố tại các vị trí của đường dây
trước và sau khi cải tạo lắp đặt chống sét van
19
Như vậy, sau khi lắp đặt CSV tại 11 vị trí cột như bảng 3.4 thì
suất cắt do sét của đường dây giảm và đạt kết quả như mong muốn.
Tuy nhiên, do chi phí đầu tư lắp đặt các chống sét van là khá lớn so
với việc tăng chiều dài chuỗi sứ nên tác giả xem xét đến giải pháp
kết hợp bổ sung cách điện và lắp đặt chống sét van trên dây dẫn.
3.1.3. Kết hợp bổ sung cách điện và lắp đặt chống sét van trên
dây dẫn.
Để đảm bảo không ảnh hưởng đến tính cơ khí đường dây tác
giả chỉ đề xuất số lượng bát sứ thay đổi tăng thêm là 02 bát sứ trên 1
chuỗi sứ. Chiều dài chuỗi cách điện sau khi tăng là:
Lcs = 0,3+Lbs x (Nbs+2) (m).
Thuật toán cho giải pháp này như hình 3.5
Giải thích sơ đồ thuật toán hình 3.5
Bước 1: Thu thập số liệu: các số liệu thu thập theo thực tế
được cập nhật tại Bảng 2.3 Chương 2
Bước 2: Tính số lần sự tại từng vị trí cột nsc_i theo công thức
(2.87)
Bước 3: Tính tổng số lần sự cố của đường dây nsc = Σnsc_i.
Bước 4: Tính suất cắt của đường dây n = nsc.
.
Bước 5: Kiểm tra suất cắt của đường dây so với yêu cầu:
- Nếu suất cắt bé hơn hoặc bằng so với suất cắt yêu cầu thì ta
kết thúc chương trình
- Nếu suất cắt vẫn lớn hơn so với suất cắt yêu cầu thì ta
chuyển sang bước 6.
Bước 6: Tìm vị trí có số lần sự cố lớn nhất để tăng chiều dài
chuỗi sứ. Vị trí được chọn phải nằm trong phạm vi được phép tăng
chiều dài chuỗi sứ. Ở đây tác giả không cho phép tăng bát sứ tại các
vị trí cột đầu 2 trạm biến áp nối với đường dây trong vòng 5 vị trí.
Bước 7: Tính số lần sự cố tại vị trí sau khi tăng chiều dài
20
chuỗi sứ. Tính lại suất cắt đường dây.
Bước 8: Kiểm tra suất cắt (sau khi đã tăng chiều dài chuỗi sứ)
của đường dây so với yêu cầu nếu đạt thì kết thúc, nếu chưa đạt thì
chuyển sang Bước 9.
Bước 9: Kiểm tra số vị trí tăng chiều dài chuỗi sứ so với số vị
trí cho phép nếu chưa đạt thì quay lại Bước 6, nếu đạt thì chuyển ra
Bước 10.
Bước 10: Tìm vị trí có số lần sự cố lớn nhất để lựa chọn lắp
đặt chống sét van. Đặt số lần sự cố tại vị trí lắp đặt chống sét van
bằng 0 và lặp lại Bước 4.
Với thuật toán trên, chương trình cho ta có kết quả vị trí lắp
đặt chống sét van và tăng chuỗi sứ như Bảng 3.7.
Bảng 3.7. Vị trí lắp đặt chống sét van và tăng chiều dài chuỗi
sứ trên đường dây
Vị trí CSV
Vị trí tăng chuỗi sư
11
14
18
6
7
8
9
10
12
13
15
16
17
19
20
21
22
23
24
25
26
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
50
51
Khi áp dụng tăng chiều dài chuỗi sứ và lắp đặt chống sét van
tại các vị trí ta có đồ thị biểu thị số lần sự cố như hình 3.6 và tổng số
lần sự cố/suất cắt đường dây như sau:
- Suất cắt của đường dây: 3,3336 (lần/100km/năm).
- Số lần sự cố của đường dây: 0,4173 (lần/ năm).
Tính vốn đầu tư cho phương án bổ sung 02 bát cách điện/
21
1 chuỗi kết hợp lắp đặt chống sét van
ZCSV = 3 x 90.500.000= 271.500.000 đồng
ZCS = 37 x 3.500.000= 129.500.000 đồng
Với đơn giá tăng chuỗi sứ trên 1 vị trí cột 3.500.000 đồng/vị trí.
Như vậy,
Tổng chi phí đầu tư = ZCSV + ZCS= 401.000.000 đồng
Hình 3.5. Sơ đồ thuật toán phương án lắp đặt bổ sung cách điện
và kết hợp lắp đặt CSV
22
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn số lần sự cố tại các vị trí của đường dây
trước và sau khi cải tạo bổ sung 02 bát cách điện/ 1 chuỗi kết hợp
lắp đặt CSV
3.2. So Sánh kinh tế các phương án
Vốn đầu tư 2 phương án như Bảng 3.10.
Bảng 3.10. Bảng tổng hợp chi phí đầu tư
Phương án cải tạo
Chi phí đầu tư (đồng)
Phương án đặt CSV
995.500.000
Phương án kết hợp CSV
và tăng bát sứ
401.000.000
Như vậy phương án bổ sung 02 bát cách điện/ 1 chuỗi kết
hợp lắp đặt chống sét van có chi phí đầu tư thấp nhất.
23
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Trong luận văn này, tác giả đã nghiên cứu tính số lần sự
cố/suất cắt đường dây theo phương pháp tính số lần sự cố từng vị trí
cột cho đường dây, từ đó xây dựng được chương trình tính toán bằng
phần mềm Matlab. Tác giả đã so sánh kết quả tính số lần sự cố/suất
cắt do sét gây ra cho đường dây 110kV Quy Nhơn 220 - An Nhơn
bằng chương trình này với kết quả tính theo phương pháp tính truyền
thống. Chương trình này cho kết quả tính toán tương đương như kết
quả tính toán sử dụng phương pháp truyền thống. Từ đó, tác giả đã
đề xuất sử dụng chương trình này để tính toán và xem xét 3 giải pháp
làm giảm suất cắt đường dây 110kV Quy Nhơn 220 - An Nhơn đến
50% số lần sự cố/suất cắt hiện tại. Ba giải pháp này gồm tăng chiều
dài chuỗi sứ, lắp đặt chống sét van, và kết hợp đặt chống sét van với
tăng chiều dài chuỗi sứ. Mỗi giải pháp trên, tác giả đều xây dựng 1
thuật toán và chương trình để xác định vị trí cột cần thực hiện giải
pháp. Kết quả tính toán cho thấy chỉ có 2 giải pháp đạt yêu cầu là
giải pháp lắp đặt chống sét van và giải pháp kết hợp đặt chống sét
van với tăng chiều dài chuỗi sứ. Dựa vào kết quả so sánh kinh tế của
2 giải pháp, tác giả đã chọn được giải pháp kết hợp đặt chống sét van
với tăng chiều dài chuỗi sứ. Như vậy giải pháp được đề xuất để giảm
suất cắt đường dây 110kV Quy Nhơn 220 - An Nhơn đến 50% số lần
sự cố/suất cắt hiện tại là lắp đặt chống sét van tại 3 vị trí cột gồm 11,
14 và 18 đồng thời tăng 2 bát cách điện trên 1 chuỗi tại 37 vị trí cột
gồm 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 28,
29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 50 và 51.
