Luận văn Nghiên cứu cấu trúc tối ưu của mạng điện

Trong những năm gần đây, đất nước ta đang đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, khoa học và công nghệ là nhu cầu sử dụng điện tăng cao. Nhu cầu này không những phát triển mạnh ở các trung tâm phụ tải lớn như: các đô thị, khu công nghiệp, trung tâm dịch vụ du lịch - nghỉ mát mà còn lan rộng tới nông thôn, vùng sâu, vùng xa của đất nước. Theo thống kê năm 2002 và dự báo trong những năm tới, tốc độ tăng nhu cầu điện nông nghiệp trung bình tăng 3,2% năm; Công nghiệp tăng 9,2% năm và đối với lĩnh vực sinh hoạt dịch vụ nhu cầu điện đạt khoảng 7,2% năm [3,2], [6]. Nhịp độ tăng trưởng tiêu thụ điện năng cả giai đoạn 2001 - 2010 khoảng 12 14% năm [3, 2]. Để đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng cao, ngành điện đã đầu tư, nâng cấp từ việc xây dựng mới đến qui hoạch, cải tạo lại lưới điện ở các cấp điện khác nhau, điều đó thể hiện sự quan tâm đúng mức của Đảng và Nhà nước đối với công cuộc điện khí hóa Đất nước,"Ngành điện phải đi trước một bước trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước", "Điện tạo đà cho phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội, nâng cao đời sống vật chất và tinh thần của người dân, góp phần giữ gìn an ninh chính trị, bảo vệ tổ quốc ." Trong những năm qua, bên cạnh việc xây dựng nhiều nhà máy điện, đường dây tải điện, trạm biến áp nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các trung tâm phụ tải và đã giành nhiều công sức vào việc lập tổng sơ đồ phát triển hệ thống điện. Tuy nhiên, ở chừng mực nào đó, việc đi sâu nghiên cứu chế độ làm việc, đặc điểm phụ tải, xu thế phát triển, xác định cấu trúc hợp lý. của phụ tải - khâu cuối cùng quan trọng nhất trong hệ thống điện, còn chưa được quan tâm đúng mực. Dẫn đến sự phát triển ồ ạt của các cấp lưới và nguồn điện. Có thể nhận thấy hệ thống điện còn có nhiều bất cập như: các tuyến đường dây không đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật, quá cũ nát, thiết bị lạc hậu, thiếu tính đồng bộ; việc quy hoạch không dựa trên một quy hoạch tổng thể mà mang tính tự phát, tùy tiện.Hậu quả để lại hàng loạt vấn đề cần khắc phục rất cấp bách như: sự mất cân đối giữa nguồn và lưới, giữa cung và cầu, độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng không cao, tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong hệ thống quá lớn [11].Điều này gây thiệt hại nghiêm trọng đến nền kinh tế quốc dân. Ở đây một phần nguyên nhân do hạn chế về vốn đầu tư, nhưng nguyên nhân quan trọng và chủ yếu vẫn là chúng ta chưa đánh giá đúng mức, chưa đầu tư thích đáng cho công tác nghiên cứu cấu trúc mạng điện cho các vùng phụ tải.Vì vậy, việc đi sâu nghiên cứu cấu trúc của mạng điện là một nội dung mang ý nghĩa kinh tế - kỹ thuật quan trọng. Nó cũng là một đòi hỏi cấp bách của sự nghiệp điện khí hóa đất nước hiện nay. Từ yêu cầu thực tế trên, chúng tôi chọn đề tài "Nghiên cứu cấu trúc tối ưu của mạng điện, ( áp dụng cho khu vực Thừa Thiên Huế) " với mong muốn đưa ra những ý kiến, kết luận hữu ích cho quá trình phát triển hệ thống điện của nước nhà.

docx159 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Ngày: 15/05/2013 | Lượt xem: 518 | Lượt tải: 10download
Tóm tắt tài liệu Luận văn Nghiên cứu cấu trúc tối ưu của mạng điện, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong những năm gần đây, đất nước ta đang đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, khoa học và công nghệ là nhu cầu sử dụng điện tăng cao. Nhu cầu này không những phát triển mạnh ở các trung tâm phụ tải lớn như: các đô thị, khu công nghiệp, trung tâm dịch vụ du lịch - nghỉ mát mà còn lan rộng tới nông thôn, vùng sâu, vùng xa của đất nước. Theo thống kê năm 2002 và dự báo trong những năm tới, tốc độ tăng nhu cầu điện nông nghiệp trung bình tăng 3,2% năm; Công nghiệp tăng 9,2% năm và đối với lĩnh vực sinh hoạt dịch vụ nhu cầu điện đạt khoảng 7,2% năm [3,2], [6]. Nhịp độ tăng trưởng tiêu thụ điện năng cả giai đoạn 2001 - 2010 khoảng 12 (14% năm [3, 2]. Để đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng cao, ngành điện đã đầu tư, nâng cấp từ việc xây dựng mới đến qui hoạch, cải tạo lại lưới điện ở các cấp điện khác nhau, điều đó thể hiện sự quan tâm đúng mức của Đảng và Nhà nước đối với công cuộc điện khí hóa Đất nước,"Ngành điện phải đi trước một bước trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước", "Điện tạo đà cho phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội, nâng cao đời sống vật chất và tinh thần của người dân, góp phần giữ gìn an ninh chính trị, bảo vệ tổ quốc ..." Trong những năm qua, bên cạnh việc xây dựng nhiều nhà máy điện, đường dây tải điện, trạm biến áp nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các trung tâm phụ tải và đã giành nhiều công sức vào việc lập tổng sơ đồ phát triển hệ thống điện. Tuy nhiên, ở chừng mực nào đó, việc đi sâu nghiên cứu chế độ làm việc, đặc điểm phụ tải, xu thế phát triển, xác định cấu trúc hợp lý... của phụ tải - khâu cuối cùng quan trọng nhất trong hệ thống điện, còn chưa được quan tâm đúng mực. Dẫn đến sự phát triển ồ ạt của các cấp lưới và nguồn điện. Có thể nhận thấy hệ thống điện còn có nhiều bất cập như: các tuyến đường dây không đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật, quá cũ nát, thiết bị lạc hậu, thiếu tính đồng bộ; việc quy hoạch không dựa trên một quy hoạch tổng thể mà mang tính tự phát, tùy tiện...Hậu quả để lại hàng loạt vấn đề cần khắc phục rất cấp bách như: sự mất cân đối giữa nguồn và lưới, giữa cung và cầu, độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng không cao, tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong hệ thống quá lớn [11]....Điều này gây thiệt hại nghiêm trọng đến nền kinh tế quốc dân. Ở đây một phần nguyên nhân do hạn chế về vốn đầu tư, nhưng nguyên nhân quan trọng và chủ yếu vẫn là chúng ta chưa đánh giá đúng mức, chưa đầu tư thích đáng cho công tác nghiên cứu cấu trúc mạng điện cho các vùng phụ tải.Vì vậy, việc đi sâu nghiên cứu cấu trúc của mạng điện là một nội dung mang ý nghĩa kinh tế - kỹ thuật quan trọng. Nó cũng là một đòi hỏi cấp bách của sự nghiệp điện khí hóa đất nước hiện nay. Từ yêu cầu thực tế trên, chúng tôi chọn đề tài "Nghiên cứu cấu trúc tối ưu của mạng điện, ( áp dụng cho khu vực Thừa Thiên Huế) " với mong muốn đưa ra những ý kiến, kết luận hữu ích cho quá trình phát triển hệ thống điện của nước nhà. 1.2. MỤC ĐÍCH VÀ KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI * Mục đích của đề tài Tìm ra các tham số tối ưu của mạng điện ứng với các điều kiện cụ thể. * Kết quả sẽ đạt được - Xây dựng được biểu đồ chọn dây dẫn tối ưu - Xây dựng được biểu đồ chọn máy biến áp tối ưu - Xây dựng được biểu đồ chọn cấp điện áp tối ưu. 2. TỔNG QUAN 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Tính đến năm 1999 lưới phân phối cấp điện áp 6 - 35 kV thuộc sự quản lý của Tổng Công ty Điện lực Việt nam có chiều dài 5050 km, tỷ lệ giữa lưới phân phối và truyền tải khoảng 4 lần [3,1- 4]. Do tính lịch sử lưới phân phối Việt Nam tồn tại nhiều cấp điện áp khác nhau 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV, việc phân phối điện được thực hiện theo phương thức cấp điện hỗn hợp cả hai mô hình một và hai cấp điện áp. Đã gây nhiều khó khăn trong công tác quy hoạch, thiết kế, quản lý vận hành lưới điện. Chế độ vận hành bình thường của lưới phân phối là vận hành hở, hình tia hoặc dạng xương cá. Để tăng cường cung cấp điện có thể sử dụng cấu trúc mạch vòng kín nhưng vận hành hở. Phụ tải của lưới phân phối đa dạng và phức tạp, nhất là ở Việt Nam các phụ tải sinh hoạt, dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp cùng trong 1 hộ tiêu thụ. Điều đó dẫn đến khó khăn cho việc tính toán và xây dựng các đồ thị phụ tải đặc trưng. Ngoài ra, việc phát triển lưới điện có tính chất chắp và do hạn chế về tiền vốn, phụ tải phát triển nhanh và chưa có qui hoạch tổng thể một cách hoàn chỉnh. Các đường dây quá dài, mang tải lớn vượt khả năng của cấp điện áp sử dụng. Thêm vào đó, việc quản lý lưới điện chưa có tiêu chuẩn thiết bị, chế độ làm việc, chương trình quản lý phụ tải, dẫn đến việc chất lượng cung cấp điện kém, hiệu quả kinh tế thấp [23, 5-8]. Lưới điện hạ áp hiện nay phần lớn còn chưa đáp ứng được các yêu cầu về kinh tế - kỹ thuật. Chẳng hạn như bán kính lưới quá dài (ở một số khu vực nông thôn bán kính > 1 km); vị trí đặt trạm biến áp và sơ đồ nối dây chưa phù hợp và chưa tối ưu, và các trạm biến áp làm việc quá non tải hoặc quá đầy tải. Những yếu tố trên đã ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng điện năng, hao tổn điện năng trên đường dây và gây thiệt hại lớn về kinh tế cho ngành điện. Bảng 2.1 . Số liệu thống kê về các cấp điện áp được sử dụng trong hệ thống cung cấp điện của một vài đô thị trên thế giới, (kV) Lưới Tên thành phố  Chuyên tải  Trung gian  Hạ áp   Hà nội Huế Pari Hăm bua Luân đôn Tây Baclinh Xanh Pêtecbua  220, 110 220, 110 380, 225 110 400, 275, 132 380, 220, 110 330, 220, 110  35, 22, 10 35, 22 20 25, 6 33, 11 30, 6 35, 10, 6  0.38 0.38 0.38 0.38 0.415 0.38 0.38   Như vậy, việc nghiên cứu tổng thể về lưới trung áp và hạ áp phân phối hiện nay là rất cần thiết, trong đó vấn đề tồn tại cần giải quyết khi qui hoạch - thiết kế hệ thống cung cấp điện là cần tìm ra các tham số tối ưu của mạng điện ứng với các điều kiện cụ thể (như các loại dây dẫn, máy biến áp, chọn cấp điện áp tối ưu cho lưới phân phối và lựa chọn cấu trúc hợp lý của lưới phân phối. Việc qui hoạch, thiết kế, xác định cấu trúc tối ưu của hệ thống cung cấp điện để đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cũng như khả năng phát triển trong tương lai nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện năng liên tục tăng trưởng của phụ tải. Cần lưu ý là bài toán này phụ thuộc rất nhiều vào lịch sử phát triển hệ thống cung cấp điện đã có cũng như vào điều kiện cụ thể hiện tại của khu vực. Như vậy, ta không thể đem kết quả qui hoạch, thiết kế của bất kỳ một khu vực nào đó áp đặt cho một khu vực khác. Về số cấp điện áp phân phối xu hướng hiện nay là giảm đến mức tối thiểu, nhằm đơn giản hóa kết cấu, tạo điều kiện thuận lợi hơn cho vận hành quản lý lưới và có khả năng đưa sâu lưới cao áp vào trung tâm phụ tải, làm tăng khả năng chuyên tải và giảm tổn thất trong toàn hệ thống. Như vậy, vấn đề chủ yếu cần phải giải quyết là lựa chọn cấp điện áp nào trong số cấp điện áp 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV đang sử dụng. Để xác định cấu trúc hợp lý của mạng điện cần tiến hành giải các bài toán xác định các tham số sau: khoảng kinh tế của đường dây và máy biến áp, công suất máy biến áp, vị trí trạm biến áp, sơ đồ nối dây tối ưu ... Việc giải các bài toán này đòi hỏi phải xây dựng được các phương pháp thích hợp, không quá phức tạp, dễ áp dụng và cho phép nhận được những kết qủa đủ tin cậy. 2.2. ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CỦA MẠNG ĐIỆN 2.2.1 Xác định bán kính phục vụ của trạm biến áp 2.2.1.1. Xác định chiều dài đường dây trục chính theo tổn thất điện áp cho phép Chiều dài đường trục được xác định theo công thức: L =  ( 2.1 ) Trong đó: (Ucp - tổn thất điện áp cho phép cáp trục l - chiều dài cáp nhánh lấy Hệ số 2 ở tử vì coi phụ tải phân bố đều kdd - hệ số đồng đều của phụ tải. kdd = 1 kđt - hệ số đồng thời của phụ tải. Với lưới điện đô thị, kđt= 0,8 ( - mật độ phụ tải (1( 50)Vm2 r0L - điện trở của đường dây trục chính, (/km Thay các số liệu vào biểu thức trên kết quả thu được là quan hệ L = f((, FL) * Ưu điểm của phương pháp trên: Đơn giản, dễ áp dụng và có xét đến tổn thất điện áp cho phép trên đường dây (điều kiện cần trong việc chọn tiết diện dây dẫn trong mạng điện) * Nhược điểm: - Chỉ xét một số loại tiết diện dây dẫn ( 95 ( 240)mm2 - Kết quả tính toán chưa tin cậy - Chưa xét tới các chỉ tiêu kinh tế của đường dây cung cấp và đường dây hạ áp các tham số của lưới điện như thời gian tổn thất cực đại ((), giá thành tổn thất điện năng, hệ số phân nhánh của lưới điện ((). 2.2.1.2. Xác định chiều dài lớn nhất của đường dây trục chính theo công suất của trạm biến áp Chọn cấu trúc lưới hạ áp là hình tia, bán kính phục vụ của trạm biến áp là khoảng cách xa nhất một trạm biến áp phân phối có thể phục vụ theo khả năng dung lượng của nó. Công suất truyền tải lớn nhất trên một nhánh đường dây trục chính được xác định theo biểu thức. SL =  (2.2) Trong đó : SBđm - công suất định mức của MBA, (kVA) kqt - hệ số quá tải của MBA, kqt = 1,3 SL - công suất truyền tải trên một nhánh đường dây trục chính, (kVA). Cũng có thể tính SL khi đã biết mật độ phụ tải của khu vực khảo sát SL = L.l.kđt.kdd.(.10-3 , (kVA) ; ( 2.3) Từ (2.2) và (2.3) ta được: L = , (m) (2.4) Thay số liệu đã biết vào với ( thay đổi từ (1( 50) [VA/m2] và SBđm có giá trị từ (100 ( 400) [kVA] . Từ đó được quan hệ L = f((, SBdm). Nhận xét ưu điểm và nhược điểm của phương pháp này * Ưu điểm: - Đơn giản, dễ tính toán * Nhược điểm: - Kết quả tính toán chưa tin cậy, chẳng hạn ở mật độ từ (1 ( 10)VA/m2 bán kính phục vụ của trạm biến áp phân phối quá lớn. - Chưa xét tới các chỉ tiêu kinh tế của đường dây cung cấp và đường dây hạ áp; các tham số của lưới điện như thời gian tổn thất cực đại ((), giá thành tổn thất điện năng, hệ số phân nhánh của lưới điện ((). 2.2.2. Xây dựng biểu đồ khoảng kinh tế của dây dẫn Dây dẫn được chọn trong sự tăng trưởng không ngừng hàng năm của phụ tải và sự phát triển liên tục của lưới điện. Dây dẫn phải đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất trong suốt tuổi thọ của chúng [25, 213]. Tiêu chuẩn kinh tế chủ yếu để lựa chọn tiết diện dây dẫn (F) là cực tiểu chi phí tính toán cho xây lắp và vận hành:  (2.5) Trong đó: atc - hệ số hiệu quả vốn đầu tư tiêu chuẩn, thường lấy atc =1/Ttc = 0,125 kkh - hệ số khấu hao và vận hành, với đường dây dùng cột bê tông và cột thép lấy kkh = 0,04 V - vốn đầu tư cho đường dây Imax - dòng điện tải cực đại trên đường dây R - điện trở của dây dẫn ( - thời gian tổn thất công suất lớn nhất c - giá tiền một kWh điện năng Xây dựng biểu đồ khoảng kinh tế của đường dây trục chính có dạng: ZL = (atc + kkh)VL+  = (atc + kkh)VL+  (2.6) Tính toán với L = 250 m, l = 40 m, ( = 1600 h , c = (450, 600, 750) đ/kWh kđt = 0,8 , kđ = 0,04, atc = 0,125 và vốn đầu tư cho một km đường dây và điện trở dây dẫn. Kết quả cho thấy, khi cho mật độ phụ tải thay đổi trong khoảng ( (1( 50) [VA/m2], hàm chi phí tính toán của đường dây nhôm lõi thép (AC) sẽ đạt cực tiểu trong các trường hợp sau: Nếu chọn c = 450 đ/kWh, khi ( ( 10 [VA/m2] dùng dây AC 120 mm2 10 [VA/m2] < ( ( 15 [VA/m2] dùng dây AC 150 mm2 15 [VA/m2] < ( dùng dây AC 240 mm2 Nếu chọn c = 600 đ/kWh, khi ( ( 5 [VA/m2] dùng dây AC 120 mm2 5 [VA/m2] < ( ( 10 [VA/m2] dùng dây AC 150 mm2 10 [VA/m2] < ( dùng dây AC 240 mm2 Nếu chọn c = 750 đ/kWh, khi ( ( 5 [VA/m2] dùng dây AC 120 mm2 5 [VA/m2] < ( ( 10 [VA/m2] dùng dây AC 150 mm2 10 [VA/m2] < ( dùng dây AC 240 mm2 Nhận xét về ưu điểm và nhược điểm của phương pháp trên *Ưu điểm: - Việc tính toán dễ dàng khi biết được các thông số của lưới điện và các số liệu cần thiết. - Đã xét tới điều kiện hao tổn điện năng trên đường dây. - Việc rút ra được một số tiết diện dây dẫn tối ưu cho các đường trục và đường nhánh trong khoảng thời gian xác định. Sau đó tiết diện này được áp dụng khi thiết kế lưới điện trong khu vực đó mà không cần tính toán nữa [25, 213]. *Nhược điểm: - Thông số ( lấy chưa phù hợp với phụ tải. - Kết quả mới chỉ đưa ra áp dụng cho khu vực Hà Nội giai đoạn đó, chưa đưa ra tiêu chuẩn chung cho các vùng khác. - Mô hình này chỉ phù hợp với mạng điện xí nghiệp (có phụ tải ít biến đổi) hoặc các đường dây cao, trung, hạ áp có mật độ phụ tải lớn. 2.2.3. Bài toán lựa chọn công suất máy biến áp dựa vào giản đồ khoảng kinh tế của cấu trúc trạm biến áp phân phối Chi phí tính toán cho các trạm biến áp ZTBA = nB.ZB (2.7) Trong đó: nB - số trạm biến áp phân phối trong khu vực ZB - chi phí tính toán trung bình của một trạm biến áp phân phối. ZB = (atc + kkh)VB+ (P0.t.c +  (2.8) Trong đó: (P0 , (Pk - tổn thất không tải và ngắn mạch của máy biến áp c - giá tiền tổn thất điện năng lấy theo 3 mức (450, 600,750) [đ/kWh] Smax, SBdm - công suất tải cực đại và định mức của máy biến áp Số trạm biến áp đặt cho khu vực khảo sát được tính theo biểu thức: nB =  nB =  (2.9) Trong đó: Stt - công suất tính toán của toàn khu vực kqt - hệ số quá tải của máy biến áp, kqt = 1,3 kđt - hệ số đồng thời, lấy kđt = 0,8 kdd - hệ số tính đến sự phân bố không đồng đều của phụ tải trong khu vực D - diện tích toàn khu vực, D = 1 km2 ( - mật độ phụ tải, [VA/m2] Thay các giá trị: t = 8760 h, ( = 1600 h, atc = 0,125, kkh = 0,1 và các thông số của máy biến áp vào ta được chi phí tính toán tổng của các trạm biến áp phân phối trong khu vực khảo sát. Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để đánh giá một cấu trúc của trạm biến áp phân phối là hàm chi phí tính toán. ZCT = ZTBA + Z đd (2.10) Trong đó : ZCT, ZTBA, Zđd - chi phí tính toán cho toàn bộ cấu trúc, cho trạm biến áp và cho lưới 0,38 kV. Mặt khác: Zđd = ZL + Zl (2.11) Trong đó: ZL, Zl - chi phí tính toán cho đưòng dây trục chính và đường dây nhánh Chi phí tính toán cho toàn cấu trúc lưới và trạm ZCT = Z TBA + ZL + Zl (2.12) Xét cho một khu vực có diện tích D = 1 km2 , xét với các giá trị mật độ từ (1 ( 50 ) VA/m2. Với giả thiết là mật độ phụ tải phân bố đều trong toàn khu vực và trong mỗi trạm chỉ dùng 1 loại máy biến áp. Chi phí tính toán của toàn bộ cấu trúc lưới phân phối trong khu vực khảo sát được xác định theo biểu thức: ZLTZ = nB. ZCT = (ZTBA + ZL + Zl) (2.13) Từ biểu thức (2.13) xây dựng được giản đồ khoảng chia kinh tế của cấu trúc trạm biến áp phân phối theo mật độ và ba giá tiền tổn thất điện năng: Z = f(() Kết quả đạt được như sau: nên sử dụng ba loại máy biến áp có công suất định mức:(160, 250, 320) kVA là tốt nhất. Các khu vực có mật độ phụ tải nhỏ sẽ xây dựng các trạm biến áp phân phối có dung lượng 160 kVA, các khu vực có mật độ phụ tải lớn dùng các trạm biến áp có dung lượng 320 kVA. Nhận xét ưu điểm và nhược điểm của phương pháp *Ưu điểm: - Phương pháp trình bày khá tổng quát, khối lượng tính toán không quá lớn, thuận tiện cho việc áp dụng tính ưu việt của máy tính điện tử trong quá trình tính toán. -Tính toán nhanh gọn, khi biết được mật độ phụ tải và giá bán điện có thể sơ bộ định hình ngay được cấu trúc lưới phân phối. *Nhược điểm: - Mới chỉ tìm ra được 3 loại máy biến áp phù hợp cho khu vực Hà Nội một cách chung nhất, chưa nêu ra được loại máy nào sẽ đảm bảo kinh tế - kỹ thuật ứng với phụ tải bao nhiêu. - Xác định dung lượng trạm biến áp phân phối gắn liền với lưới 0,38 kV (có xét đến đường dây trục chính và các đường dây nhánh). Thực chất là xây dựng các giản đồ khoảng kinh tế cho toàn bộ cấu trúc của các trạm biến áp phân phối có xét đến giá trị một đơn vị kWh tổn thất điện năng (c = 450, 600, 750 đồng/kWh). Phương pháp này gặp khó khăn đối với lưới điện thiết kế mới. - Vì xây dựng hàm chi phí tính toán Z = f(() phụ thuộc chủ yếu vào mật độ phụ tải và giả thiết mật độ phụ tải phân bố đều trên toàn khu vực khảo sát. Cho nên việc chọn công suất máy biến áp dựa vào mật độ phụ tải là không tin cậy. 2.2.4. Các phương pháp lựa chọn cấp điện áp trung gian hợp lý trong hệ thống cung cấp điện 2.2.4.1. Đặt vấn đề Khi qui hoạch, thiết kế lưới điện, một trong những nội dung có ý nghĩa quyết định cần được giải quyết đúng đắn là lựa chọn cấp điện áp cho lưới. Chọn đúng cấp điện áp của mạng điện là công việc quan trọng hàng đầu và có ảnh hưởng rất lớn đến tính kinh tế kỹ thuật của toàn hệ thống. Ở nước ta hiện nay, trong các hệ thống cung cấp điện tồn tại khá nhiều cấp điện áp trung gian: 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV [13, 125 - 128], [25, 165], [6, 121]. Sự tồn tại các cấp điện áp như vậy có nhiều lý do ở Miền Bắc trước đây ta sử dụng chủ yếu các thiết bị của Liên xô với các cấp điện áp 6 kV, 10 kV, 35 kV. Các cấp điện áp này được lựa chọn cụ thể đối với mỗi lưới điện của nước bạn, trong khi đó ta áp dụng sang điều kiện Việt Nam một cách máy móc, không tính toán so sánh. Còn ở Miền Nam cũng tương tự, chịu ảnh hưởng của các thiết bị do Mỹ, Nhật, Pháp,...chế tạo với các tiêu chuẩn không giống nhau. Hiện trạng này chắc chắn không đảm bảo được tính hợp lý đối với điều kiện cụ thể của nước ta. Để khắc phục tình trạng trên Bộ năng lượng đã có quyết định số: 1867NL/KHKT ngày 12/09/1994 về việc sử dụng cấp điện áp phân phối 22 kV trên toàn quốc [23,5. Nhưng trong quá trình tính toán chọn ra cấp điện áp 22 kV chỉ dựa vào lý thuyết (tức là áp dụng trên một lưới trung áp giả tưởng). Hình dáng cấu trúc được xây dựng trên cơ sở những kinh nghiệm qui hoạch, thiết kế lưới trung áp của các chuyên gia và cơ quan thiết kế). Ở Nga người ta đã xây dựng được biểu đồ chọn cấp điện áp tối ưu [6, 128] ,[19, 52]. Còn ở Việt Nam đã có một vài tác giả xây dựng biểu đồ này nhưng kết quả còn chưa tin cậy, chưa đáp ứng được tình hình phát triển phụ tải hiện nay. Việc nghiên cứu có tính chất tổng quan, đưa ra được cơ sở phương pháp tính để lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho hệ thống cung cấp điên, phù hợp cho từng khu vực, có khả năng áp dụng rộng rãi, rõ ràng là một nội dung có tính cấp thiết. 2.2.4.2. Các phương pháp lựa chọn cấp điện áp tối ưu cho lưới trung thế Xuất phát từ cơ sở chọn cấp điện áp tối ưu cho lưới trung áp, đã có một số tác giả nghiên cứu về vấn đề này với các hướng khác nhau. Nội dung của các phương pháp như sau: Trong thực tế tính toán, để sơ bộ xác định trị số điện áp người ta thường sử dụng một số công thức kinh nghiệm [5,24 - 25] [6,127 - 128], [19,50 - 51], [25, 165 - 166]. - Công thức của tác giả Still (Mỹ) , (kV) (2.14) Trong đó: P - công suất truyền tải, (103 kV) l - khoảng cách truyền tải, (km) - Công thức của tác giả Vaykert ( Đức)  , (kV) ( 2.15) Trong đó S (MVA) và l (km) - Dạng khác của công thức Still do Nicogoxov X.N đề xuất:  , (kV) (2.16) - Theo cẩm nang kỹ thuật Thụy Điển , (kV) ( 2.17 ) Trong đó: P - công suất truyền tải, (103 kV) l - khoảng cách truyền tải, (km) Nhận xét về các công thức trên *Ưu điểm: đơn giản, dễ áp dụng *Nhược điểm: ta thấy rằng các công thức trên không thích hợp với hệ thống cung cấp điện. Chúng được xác định trên cơ sở quan hệ giữa cấp điện áp U với công suất truyền tải S (hoặc P) và chiều dài l của đường dây. Vì vậy áp dụng theo các công thức trên chỉ là sơ bộ gần đúng. Trong thực tế các yếu tố P (hoặc S) và chiều dài của đường dây là các yếu tố tự do. Chúng được phép lựa chọn thông qua các phân vùng cung cấp ứng với một mật độ phụ tải (() đã cho của toàn khu vực. Tính hợp lý của cấp điện áp được chọn phải đảm bảo tính kinh tế chung của toàn khu vực với sự lựa chọn công suất, số lượng trạm biến áp phân phối, tiết diện dây dẫn, cấu trúc của lưới cung cấp, cấu trúc lưới trung áp (xác định bán kính lưới điện), sơ đồ nối dây của các trạm biến áp phân phối, giá thành tổn thất điện năng.