Thiết kế mạng cung cấp điện hiệu quả cho xã tam hiệp, huyện núi thành, tỉnh quảng nam

i

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài: “THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN HIỆU QUẢ

CHO XÃ TAM HIỆP, HUYỆN NÚI THÀNH, TỈNH QUẢNG NAM” cho em xin

bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến Thầy Mai Văn Công đã hướng dẫn,

chỉ bảo tận tình để em hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp này.

Em xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong bộ môn đã giảng dạy, cung cấp

cho em nhiều kiến thức trong suốt quá trình học tập tại trường Đại học Nha Trang.

Em xin chân thành cảm ơn các anh chị, cô chú và các bác của Phòng Kinh

Doanh, Phòng Kỹ Thuật ở Sở Điện Lực Núi Thành, tỉnh Quảng Nam đã tạo điều

kiện thuận lợi nhất và giúp đỡ tôi nhiệt tình trong suốt quá trình làm đồ án.

Xin gửi lời cảm ơn tới các bạn bè đã dành thời gian, công sức của mình để

giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.

Nha Trang, ngày 10 tháng 06 năm 2011

Sinh viên

Trần Văn Tuấn

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i

MỤC LỤC .............................................................................................................. ii

GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................................. vi

DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................... vii

DANH MỤC CÁC HÌNH......................................................................................... ix

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ..............................................................................................1

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG.......................................................................................1

1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI.....................................................................1

1.3 NHIỆM VỤ VÀ NHU CẦU THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI....................................2

1.3.1 Nhiệm vụ ....................................................................................................2

1.3.2 Phạm vi .......................................................................................................2

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................................................2

1.5 ỨNG DỤNG NHU CẦU THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI .........................................2

CHƯƠNG 2: TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI CỦA XÃ TAM

HIỆP, HUYỆN NÚI THÀNH, TỈNH QUẢNG NAM .........................3

2.1 ĐẶC ĐIỂM TÌNH HÌNH KINH TẾ XÃ HỘI TAM HIỆP ..............................3

2.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ TAM HIỆP ............................................................4

2.2.1 Công nghiệp................................................................................................4

2.2.2 Nông nghiệp................................................................................................5

2.2.3 Văn hóa giáo dục y tế .................................................................................5

2.3 PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ CỦA XÃ TAM HIỆP .............6

CHƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÃ TAM

HIỆP, HUYỆN NÚI THÀNH, TỈNH QUẢNG NAM .........................7

3.1 NGUỒN VÀ LƯỚI ĐIỆN HIỆN TẠI ..............................................................7

3.2 LƯỚI ĐIỆN TRUNG THẾ ...............................................................................7

3.3 LƯỚI HẠ THẾ 0.4kV....................................................................................12

iii

CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA LƯỚI ĐIỆN

TRUNG ÁP VÀ HẠ ÁP.....................................................................16

4.1 ĐÁNH GIÁ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT LƯỚI TRUNG ÁP .............................16

4.1.1 Sơ đồ thay thế để tính toán .......................................................................16

4.1.1.1 Sơ đồ đẳng trị của đường dây ...........................................................16

4.1.1.2 Sơ đồ thay thế của máy biến áp ........................................................18

4.1.1.3 Tổn thất công suất trong hệ thống cung cấp điện .............................23

4.2 ĐÁNH GIÁ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT LƯỚI HẠ ÁP .....................................43

4.3 KẾT LUẬN CHUNG ......................................................................................60

CHƯƠNG 5: DỰ BÁO PHỤ TẢI ĐIỆN..................................................................61

5.1 ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................61

5.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO PHỤ TẢI THÔNG

DỤNG....................................................................................................................62

5.2.1 Phương pháp tính hệ số vượt trước...........................................................62

5.2.2 Phương pháp tính trực tiếp .......................................................................62

5.2.3 Phương pháp ngoại suy theo thời gian .....................................................64

5.2.4 Phương pháp tương quan..........................................................................65

5.2.5 Phương pháp đối chiếu .............................................................................65

5.2.6 Phương pháp chuyên gia...........................................................................65

5.2.7 Phương pháp Medee – S...........................................................................65

5.2.8 Phương pháp hệ số tăng trưởng ................................................................67

5.3 DỰ BÁO PHỤ TẢI THEO PHƯƠNG PHÁP TĂNG TRƯỞNG.................68

CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ TÌNH TRẠNG TẢI CỦA MBA VÀ LƯỚI

TRUNG THẾ TRÊN ĐỊA BÀN XÃ TAM HIỆP GIAI ĐOẠN

TỪ NĂM 2011 ÷ 2018.......................................................................72

6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................72

6.2 DỰ BÁO TÌNH TRẠNG TẢI CỦA CÁC PHỤ TẢI NẰM TRÊN ĐỊA

BÀN XÃ TAM HIỆP ............................................................................................72

6.2.1 Dự báo công suất của các phụ tải trong giai đoạn 2011 ÷2018:...............72

iv

6.2.2 Dự báo công suất chạy trên các lộ đường đường dây giai đoạn

2011 ÷2018 ........................................................................................................74

6.3 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẢI CỦA CÁC MÁY BIẾN ÁP VÀ CÁC

ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP..................................................................................75

6.3.1 Hệ số tải của MBA ...................................................................................75

6.3.2 Khả năng tải của các đoạn đường dây trung áp.......................................75

6.4 THỐNG KÊ QUÁ TẢI CỦA MBA VÀ ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP...........76

6.5 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẢI CỦA CÁC TBA PHÂN PHỐI......................76

CHƯƠNG 7: CÁC PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO ..........................................................78

7.1 TỔNG QUÁT VỀ TÌNH TRẠNG HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA XÃ.................78

7.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TẠO LƯỚI ĐIỆN .............................................78

7.2.1 Phương án 1 .............................................................................................78

7.2.2 Phương án 2 .............................................................................................79

7.2.3 Nguyên tắc cải tạo ....................................................................................79

7.3 THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THÔNG CUNG CẤP ĐIỆN.................................79

7.3.1 Phương án 1 ..............................................................................................79

7.3.2 Phương án 2..............................................................................................82

CHƯƠNG 8: ĐÁNH GIÁ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT LƯỚI TRUNG ÁP CŨNG

NHƯ CÁC THIẾT BỊ SAU KHI ĐÃ ĐƯỢC CẢI TẠO ...................85

8.1 CÁC NGUYÊN TẮC ĐÁNH GIÁ KỸ THUẬT ............................................85

8.2 ĐÁNH GIÁ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT LƯỚI TRUNG ÁP THEO

PHƯƠNG ÁN 1 ....................................................................................................85

8.3 ĐÁNH GIÁ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT LƯỚI TRUNG ÁP THEO

PHƯƠNG ÁN 2 ...................................................................................................91

8.4 KẾT LUẬN CHUNG......................................................................................94

CHƯƠNG 9: PHÂN TÍCH KINH TẾ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO ......95

9.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................95

9.1.1 Giá trị hiện tại NPV (Net Present Value) .................................................95

9.1.2 Tỉ số vốn nội tại IRR (Internal Rate Return)............................................95

v

9.1.3 Thời gian hoàn vốn T ...............................................................................96

9.2 ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ THEO PHƯƠNG ÁN 1..................97

9.2.1 Tính vốn đầu tư và chi phí vận hành ........................................................97

9.2.2 Tính NPV ...............................................................................................99

9.3 ĐÁNH GIÁ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN 2 ................................100

9.3.1 Tính vốn đầu tư và chi phí vận hành ......................................................100

9.3.2 Tính NPV................................................................................................103

9.4 KẾT LUẬN ...................................................................................................104

CHƯƠNG 10: SO SÁNH, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................105

10.1 SO SÁNH ....................................................................................................105

10.2 KẾT LUẬN .................................................................................................105

10.3 KIẾN NGHỊ.................................................................................................106

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

vi

GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT

TBA : Trạm biến áp

THCS : Trung học cơ sở

UBND : Ủy ban nhân dân

CS KCN : Chiếu sáng khu công nghiệp

NM : Nhà máy

KD T.Tài : Kẹo dừa Thần Tài

Tr. Hải : Trường Hải

XNK : Xuất nhập khẩu

TĐC : Tái định cư

BV : Bệnh viện

TW : Trung Ương

KĐC : Khu định cư

MBA : Máy biến áp

KTĐC : Khu tái định cư

MC : Máy cắt

KOICA : The Korea International Cooperation Agency (Cơ quan

Hợp tác Quốc tế Hàn Quốc)

NPV : Net Present Value – Giá trị hiện tại

IRR : Internal Rate Return – Tỉ số vốn nội tại

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Thống kê địa bàn xã Tam Hiệp, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam.........4

Bảng 3.1 Chủng loại và chiều dài đường dây ...........................................................12

Bảng 3.2 Bảng thống kế thông số của các TBA xã Tam Hiệp .................................13

Bảng 4.1 Khoảng cách qui định giữa các pha của đường dây trên không................17

Bảng 4.2 Tham số MBA tại xuất tuyến 473 - E154..................................................27

Bảng 4.3 Thông số vận hành của các phụ tải và các máy biến áp trên xuất

tuyến 473 – E154 ......................................................................................................29

Bảng 4.4 Bảng thông số kỹ thuật đường dây xuất tuyến 473 – E154......................30

Bảng 4.5 Thống kê tổn thất công suất, điện áp và điện năng trên các xuất

tuyến..........................................................................................................................42

Bảng 4.6 Thông số nút phụ tải và thông số đường dây TBA XNK Thủy Sản .........46

Bảng 4.7 Bảng số liệu tính toán chỉ tiêu kỹ thuật lưới hạ áp ....................................59

Bảng 5.1 Sản lượng điện tiêu thụ của xã Tam Hiệp, huyện Núi Thành, tỉnh

Quảng Nam ...............................................................................................................68

Bảng 5.2 Dự báo nhu cầu điện năm 2018 xã Tam Hiệp .........................................69

Bảng 5.3 Bảng dự báo hệ số tải của MBA từ năm 2011 đến năm 2018...................69

Bảng 6.1 Dự báo công suất các phụ tải điện từ giai đoạn 2011 ÷2018.....................72

Bảng 6.2 Công suất truyền tải trên đoạn đường dây giai đoạn 2011 -2018..............74

Bảng 6.3 Dòng điện chạy trên đoạn đường dây giai đoạn 2011 ÷2018....................76

Bảng 6.4 Thống kê các thiết bị quá tải giai đoạn 2011 ÷2018.................................76

Bảng 7.1 Danh sách MBA bị quá tải và thời điểm quá tải xuất tuyến 473..............80

Bảng 7.2 Danh sách MBA và công suất tải của xuất tuyến 473...............................80

Bảng 7.3 Hệ số mật độ phụ tải qua các giai đoạn 2011 – 2018 ................................82

Bảng 7.4 Danh sách MBA và công suất cải tạo........................................................83

Bảng 8.1 Thông số vận hành của phụ tải và MBA phương án 1 ..............................88

Bảng 8.2 Thông số kỹ thuật đường dây phương án 1 ...............................................89

Bảng 8.3 Bảng tính toán tổn thất đường dây xuât tuyên 473-E154 phương án 1.....90

viii

Bảng 8.4 Thông số vận hành của phụ tải và MBA phương án 2 ..............................91

Bảng 8.5 Thông số kỹ thuật đường dây phương án 2 ...............................................92

Bảng 8.6 Bảng tính toán tổn thất đường dây xuất tuyên 473-E154 phương án 2.....93

Bảng 9.1 Sản lượng điện năng tiêu thụ của xã giai đoạn 2010 – 2018.....................97

Bảng 9.2 Vốn đầu tư cải tạo, nâng cấp MBA phân phối phương án 1 .....................98

Bảng 9.3 Vốn đầu tư cải tạo đường dây trung áp phương án 1 ................................98

Bảng 9.4 Tổng vốn cải tạo theo phương án 1 ...........................................................99

Bảng 9.5 Tính toán NPV cho phương án 1...............................................................99

Bảng 9.6 Vốn đầu tư cải tạo, nâng cấp MBA phân phối phương án 2 ...................101

Bảng 9.7 Vốn đầu tư cải tạo đường dây trung áp phương án 2 ..............................101

Bảng 9.8 Vốn thu hồi đường dây trung áp cũ phương án 2....................................101

Bảng 9.9 Tổng vốn cải tạo theo phương án 2 .........................................................102

Bảng 9.10 Tính toán NPV cho phương án 2...........................................................103

ix

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý lưới điện xuất tuyến 473 -E154 ........................................9

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý lưới điện xuất tuyến 475 -E154 ......................................10

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý lưới điện xuất tuyến 471, 477,479 - E154 ......................11

Hình 7.1 Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 473 – E154 sau khi cải tạo ............................81

Hình 7.2 Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 473 – E154 sau cải tạo phương án 2 .............84

Hình 8.1 Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 473 – E154 sau khi cải tạo phương án 1 .......86

Hình 8.2 Sơ đồ thay thế tính toán xuất tuyến 473 – E154 sau khi cải tạo

phương án 1...............................................................................................................87

1

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Ngày nay, đất nước ta đang thực hiện công nghiệp hóa hiện đại hóa, để phát

triển kinh tế và mọi lĩnh vực khác. Sự hoạt động và phát triển đó cần có điện năng.

Chính vì vậy, điện năng ngày càng đóng vai trò quan trọng trong công cuộc phát

triển đất nước và đời sống của chúng ta. Chính vì những ưu điểm vượt trội của nó

so với các nguồn năng lượng khác (như: Dễ chuyển thành các dạng năng lượng

khác, dễ truyền đi xa, hiệu suất cao…) mà ngày nay điện năng được sử dụng hết sức

rộng rãi trong mọi lĩnh vực, từ công nghiệp, dịch vụ du lịch, … cho đến phục vụ đời

sống sinh hoạt hằng ngày của mỗi gia đình. Có thể nói rằng ngày nay không quốc

gia nào trên thế giới không sản suất và tiêu thụ điện năng, và trong tương lai nhu

cầu của con người và nguồn năng lượng đặc biệt này sẽ tiếp tục tăng cao.

Do đó mà hiện nay chúng ta đang rất cần đội ngũ những kỹ sư am hiểu về

thiết kế cũng như vận hành, cải tạo và sửa chữa lưới điện nói chung, trong đó có

khâu thiết kế hệ thống cung cấp điện. Cùng với xu thế hội nhập quốc tế hiện nay và

việc mở rộng quan hệ quốc tế ngày càng có thêm nhà đầu tư đến với chúng ta. Do

vậy vấn đề đặt ra là chúng ta phải có hệ thống cung cấp điện an toàn tin cậy, để đáp

ứng nhu cầu sản suất và sinh hoạt. Chính vì vậy, việc cung cấp điện hợp lý và hiệu

quả là một điều rất cần được học tập, nghiên cứu, thực hành một cách cẩn thận đối

với cán bộ và sinh viên ngành Điện.

Xã Tam Hiệp, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam bao gồm nhiều thôn, nhà

máy và khu công nghiệp, bệnh viện nên nhu cầu cần sử dụng điện là rất lớn. Chính

vì vậy việc tính toán, thiết kế cung cấp điện hiệu quả cho xã Tam Hệp là vấn đề

đang được tỉnh nhà quan tâm.

1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Qua kết quả khảo sát và số liệu thống kê kết quả đo phụ tải năm 2010 của Sở

Điện Lực Núi Thành, tỉnh Quảng Nam (chi tiết xem Bảng phụ lục B1 ) cho thấy hệ

số mang tải của một số trạm biến áp chưa đạt yêu cầu trong vận hành, nhiều tuyến

2

đường dây hạ áp chưa đảm bảo chất lượng về an toàn điện, và tuyến đường dây còn

nhiều chỗ chắp vá, tiết diện dây còn nhiều chỗ chưa hợp lý, công tơ đo đếm đã quá

cũ, nên tổn thất công suất và tổn thất điện năng cao.

Hiện nay, toàn xã Tam Hiệp có tổng 51 trạm biến áp phân bố cho xã và khu

công nghiệp. Mặc khác, cơ sơ hạ tầng và cơ sở vật chất ngày càng mở rộng. Cụ thể

là khu kinh tế mở Chu Lai, và tại xã đang xây dựng bệnh viện đa khoa TW tỉnh

Quảng Nam khiến cho nhu cầu điện năng ngày càng cao và phụ tải càng lớn.

Như vậy, để đáp ứng nhu cầu cung cấp điện, sử dụng điện và đáp ứng phụ tải

trong tương lai thì việc cần thiết cần được cải tạo, quy hoạch lưới điện cho xã là

điều cấp thiết.

1.3 NHIỆM VỤ VÀ NHU CẦU THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI

1.3.1 Nhiệm vụ

Thiết kế mạng cung cấp điện hiệu quả cho xã Tam Hiệp, huyện Núi Thành,

tỉnh Quảng Nam

1.3.2 Phạm vi

Đề tài thực hiện trong xã Tam Hiệp, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Tìm tài liệu và bản vẻ thiết kế điện xã Tam Tiệp.

- Thực trạng lưới điện của xã, nhận số liệu hệ số tải, điện áp, thông số các trạm

biến áp, sơ đồ lưới điện từ Sở Điện Lực Núi Thành, tỉnh Quảng Nam.

- Tính toán, thiết kế, cải tạo, dự báo mạng cung cấp điện hiệu quả cho xã Tam Hiệp

- Đánh giá kết quả đạt được.

1.5 ỨNG DỤNG NHU CẦU THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI

Thiết kế mạng cung cấp điện hiệu quả cho xã Tam Hiệp, huyện Núi Thành,

tỉnh Quảng Nam với mục đích nâng cao độ an toàn, sử dụng hiệu quả và tiết kiệm

điện năng. Đề tài được nghiên cứu và ứng dụng ngay tại xã Tam Hiệp, huyện Núi

Thành, tỉnh Quảng Nam.

3

CHƯƠNG 2

TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI CỦA XÃ TAM

HIỆP, HUYỆN NÚI THÀNH, TỈNH QUẢNG NAM

2.1 ĐẶC ĐIỂM TÌNH HÌNH KINH TẾ XÃ HỘI TAM HIỆP

Xã Tam Hiệp nằm phía Bắc của huyện Núi Thành tỉnh Quảng Nam

• Phía Đông giáp với xã Tam Giang và Tam Hải

• Phía Tây giáp với xã Tam Mỹ Tây và Tam Mỹ Đông

• Phía Nam giáp với thị trấn Núi Thành

• Phía Bắc giáp với xã Tam Thanh

Xã Tam Hiệp chịu ảnh hưởng của vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, gió mùa

• Nhiệt độ trung bình hằng năm là 25,70C, nhiệt độ cao từ tháng 4 đến

tháng 8, nhiệt độ thấp từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau

• Nhiệt độ thấp trung bình năm là 19,70C

• Nhiệt độ cao trung bình năm là 22,70C

• Mùa mưa kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12

• Hằng năm xuất hiện từ 8 đến 10 cơn bão ảnh hưởng đến xã huyện, bão

thường suất hiện từ tháng 9 đến tháng 11 kết hợp với mưa lớn gây ra lũ

lụt

Về hành chính:

• Xã Tam Hiệp có 9 thôn và các khu công nghiệp gồm:

- Thôn Đại Phú, thôn Mỹ Bình, thôn Vĩnh Đại, thôn Phái Nhơn, thôn Thái

Xuân, thôn Thọ Khương, thôn Nam Sơn, thôn Vân Trai, thôn Vân Thạch