Tài liệu đánh giá hiện trạng lưới trung áp việt nam giải pháp và lộ trình giảm thiểu số cấp điện áp lưới trung áp miền bắc việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ----------------------- Nguyễn Đức Hạnh Đánh giá hiện trạng lưới trung áp Việt Nam Giải pháp và lộ trình giảm thiểu số cấp điện áp lưới trung áp miền Bắc Việt Nam LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội – 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ----------------------- Nguyễn Đức Hạnh Đánh giá hiện trạng lưới trung áp Việt Nam Giải pháp và lộ trình giảm thiểu số cấp điện áp lưới trung áp miền Bắc Việt Nam LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÃ VĂN ÚT Hà Nội - 2005 LỜI NÓI ĐẦU Việc lựa chọn cấp điện áp trung áp hợp lý có tầm quan trọng chiến lược trong việc phát triển và hoàn thiện hệ thống điện quốc gia. Ngày 24/3/1993 Bộ Năng lượng có quyết định số 149 NL/KHKT chọn cấp điện áp chuẩn lưới trung áp cho toàn quốc là 22kV. Đây là quyết định đúng đắn, tuy nhiên thực tế quá trình cải tạo hệ điện áp trung áp hiện hành đã và đang gặp rất nhiều khó khăn do những nguyên nhân liên quan đến: vốn đầu tư, thiết bị và lộ trình cụ thể giảm thiểu số cấp điện áp. Luận văn này sẽ đi sâu nghiên cứu phương pháp phát triển, cải tạo lưới trung áp theo định hướng chuyển đổi về cấp điện áp tiêu chuẩn 22kV đã chọn. Với hy vọng giúp các cơ quan hoạch định chiến lược, các cơ quan tư vấn, các cơ quan vận hành lưới điện xây dựng chiến lược tổng thể phát triển lưới trung áp trên cơ sở đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu kỹ thuật với hiệu quả kinh tế lớn nhất; từng bước chuyển đổi các cấp điện áp trung áp phi tiêu chuẩn về cấp điện áp tiêu chuẩn phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam. Để hoàn thành bản luận văn này, tác giả vô cùng biết ơn sự hướng dẫn và chỉ đạo tận tình của GS.TS Lã Văn Út, bộ môn Hệ Thống Điện – trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Tác giả xin chân thành cảm ơn ban Lãnh đạo Viện Năng lượng về sự quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian học tập vừa qua. Xin chân thành cảm ơn trung tâm bồi dưỡng sau đại học - Đại học Bách khoa Hà Nội. Tác giả rất mong nhận được sự bổ sung, góp ý hoàn thiện nội dung từ các thầy cô, các chuyên gia, bạn bè đồng nghiệp nhằm nâng cao tính khả dụng của luận văn này. MỤC LỤC Nội dung Trang Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các hình vẽ, đồ thị Danh mục các bảng số liệu Mở đầu: 1 Chương I: Hiện trạng 10 năm xây dựng và cải tạo lưới trung áp từ khi có quyết 3 đinh chọn cấp điện áp 22kV của Bộ Công nghiệp 1.1 Đặc điểm tự nhiên, tổng quan về phát triển kinh tế - xã hội và nhu cầu điện ở 3 Việt Nam. 1.1.1 Đặc điểm tự nhiên 3 1.1.2 Phương hướng phát triển kinh tế-xã hội ở Việt Nam đến năm 2020. 4 1.1.3 Tổng quan về nhu cầu điện và khối lượng xây dựng lưới điện trung áp ở 5 Viêt Nam đến năm 2020. 1.2 Tổng quan về lưới điện trung áp Việt Nam. 6 1.2.1 Lưới điện trung áp khu vực miền Bắc 8 1.2.2 Lưới điện trung áp khu vực miền Nam 14 1.2.3 Lưới điện trung áp khu vực miền Trung 17 1.2.4 Tổn thất điện năng lưới phân phối qua các năm 21 1.3 Tình hình thực hiện quyết định chọn cấp trung áp 22kV của Bộ Công nghiệp 22 trong các năm qua 1.3.1 Kết quả thực hiện 22 1.3.2 Những mặt đạt được và những điểm cần khắc phục 24 1.4 Một số kinh nghiệm của thế giới về xây dựng và cải tạo lưới điện trung áp. 26 1.4.1 Tổng quan về việc phát triển lưới điện trung áp trên thế giới 1.4.2 Những kinh nghiệp của thế giới về việc phát triển lưới trung áp 26 1.5 Kết luận chương I 29 Chương II: Phương pháp luận và các công cụ sử dụng đánh giá hiệu quả kinh 33 tế-kỹ thuật trong việc phát triển lưới trung áp 35 2.1 Phương pháp luận. 2.1.1 Tiêu chuẩn về kỹ thuật 35 2.1.2 Tiêu chuẩn về kinh tế 35 2.2 Phương pháp nghiên cứu NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 35 2.3 Những lý thuyết và các công cụ sử dụng đánh giá. 40 2.2.1 Dự báo nhu cầu phụ tải 41 2.2.2 Xây dựng hàm chi phí tính toán hàng năm cho lưới trung áp 41 2.4 Các điều kiện đưa vào sử dụng đánh giá 43 2.5 Tính toán tổn thất điện áp và điện năng lưới trung áp 45 Chương III: Tính toán phân tích hiệu quả các phương án cải tạo lưới trung áp 46 cho một số khu vực điển hình 47 3.1 Đặt vấn đề 3.2 Tính toán đối với quận Hoàn Kiếm TP.Hà Nội 47 3.2.1 Khái quát chung về lưới điện quận Hoàn Kiếm 48 3.2.2 Tính toán các phương án phát triển lưới điện quận Hoàn Kiếm đến năm 48 2020 50 3.3 Tính toán đối với huyện Đông Hưng tỉnh Thái Bình 3.3.1 Khái quát chung về lưới điện huyện Đông Hưng 54 3.3.2 Tính toán các phương án phát triển lưới điện huyện Đông Hưng đến năm 54 2020 56 3.4 Tính toán đối với huyện Vị Xuyên tỉnh Hà Giang 3.4.1 Khái quát chung về lưới điện huyện Vị Xuyên 62 3.4.2 Tính toán các phương án phát triển lưới điện huyện Vị Xuyên đến năm 62 2020 64 3.5 Nhận xét kết quả tính toán Chương IV: Các giải pháp trong giai đoạn quá độ khu vực miền Bắc 70 4.1 Đặt vấn đề 72 4.2 Các giải pháp trong giai đoạn quá độ 4.2.1 Các nguyên tắc cơ bản 72 4.2.2 Giải pháp về trạm nguồn trong giai đoạn quá độ 73 4.2.3 Giải pháp về trạm phân phối trong giai đoạn quá độ 73 4.2.4 Giải pháp về đường dây trong giai đoạn quá độ 75 Kết luận và hướng nghiên cứu 76 Tài liệu tham khảo 78 Phần phụ lục 81 NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT HTĐ Hệ thống điện MBA Máy biến áp TBA Trạm biến áp Tu Biến điện áp Ti Biến dòng điện TA Trung áp BCN Bộ Công nghiệp TTNĐ Trung tính nối đất TTCĐ Trung tính cách điện NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Ký hiệu Tên hình vẽ, đồ thị Trang Hình 1.1: Biểu đồ tỷ trọng các cấp điện áp lưới trung áp toàn quốc 7 Hình 1.2: Biểu đồ tỷ trọng các cấp điện áp lưới trung áp khu vực 8 miền Bắc Hình 1.3: Biểu đồ tỷ trọng các cấp điện áp lưới trung áp khu vực 14 miền Nam Hình 1.4: Biểu đồ tỷ trọng các cấp điện áp lưới trung áp khu vực miền Trung Hình 1.5: Bản đồ tổng thể lưới trung áp các phương án lưới điện quận Hoàn Kiếm – TP.Hà Nội Hình 1.6: Bản đồ tổng thể lưới trung áp phương án I lưới điện trung áp huyện Đông Hưng – tỉnh Thái Bình Hình 1.7: Bản đồ tổng thể lưới trung áp phương án II lưới điện trung áp huyện Đông Hưng– tỉnh Thái Bình Hình 1.8: Bản đồ tổng thể lưới trung áp phương án III lưới điện trung áp huyện Đông Hưng – tỉnh Thái Bình Hình 1.9: Bản đồ tổng thể lưới trung áp phương án I lưới điện trung áp huyện Vị Xuyên – tỉnh Hà Giang Hình 1.10: Bản đồ tổng thể lưới trung áp phương án II lưới điện trung áp huyện Vị Xuyên – tỉnh Hà Giang Hình 1.11: Bản đồ tổng thể lưới trung áp phương án III lưới điện trung áp huyện Vị Xuyên – tỉnh Hà Giang. NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 17 DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Tên bảng Bảng 1.1: Diện tích tự nhiên, các tỉnh trong vùng lãnh thổ Việt Trang 3 Nam Bảng 1.2: Tốc độ tăng trưởng GDP giai đoạn 1995-2004 4 Bảng 1.3: Kịch bản phát triển kinh tế đến năm 2020 4 Bảng 1.4: Tổng hợp kết quả dự báo dân số giai đoạn 2003-2020 4 Bảng 1.5: Tổng hợp kết quả dự báo nhu cầu điện đến năm 2020 5 Bảng 1.6: Tổng hợp khối lượng xây dựng mới lưới trung áp tới 6 2020 Bảng 1.7: Tổng hợp hiện trạng lưới điện trung áp Việt Nam 6 Bảng 1.8: Tỷ lệ tổn thất điện năng lưới phân phối qua các năm 21 Bảng 1.9: Tổng hợp tiến trình phát triển lưới trung áp Việt Nam 22 qua các giai đoạn Bảng 1.10: So sánh tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm và khối 23 lượng xây dựng lưới trung áp Bảng 1.11: Liệt kê tần số, điện áp trung áp của các nước trên thế 26 giới Bảng 1.12: Các cấp điện áp trung áp tiêu chuẩn trên thế giới. 28 Bảng 1.13: Khối lượng lưới trung áp qua các năm của Mê xi cô 29 Bảng 1.14: Khối lượng lưới trung áp qua các năm của Pháp 30 Bảng 1.15: Khối lượng lưới trung áp qua các năm của công ty 31 Chubu – Nhật Bản Bảng 3.1: Tổng hợp khối lượng lưới điện quận Hoàn Kiếm 48 Bảng 3.2: Mang tải và tổn thất điện áp các tuyến đường dây cấp 49 điện cho quận Hoàn Kiếm Bảng 3.3: Dự báo nhu cầu điện, dung lượng trạm biến áp phân 50 phối quận Hoàn Kiếm đến năm 2020 Bảng 3.4: Nguồn cấp điện cho Q.Hoàn Kiếm tới 2020 phương án I NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 51 Bảng 3.5: Nguồn cấp điện cho Q.Hoàn Kiếm tới 2020 phương án 52 III. Bảng 3.6: Tổng hợp kết quả tính toán các phương án phát triển lưới 53 điện quận Hoàn Kiếm. Bảng 3.7: Tổng hợp khối lượng lưới điện huyện Đông Hưng 55 Bảng 3.8: Mang tải và tổn thất điện áp các tuyến đường dây cấp 55 điện cho huyện Đông Hưng Bảng 3.9: Dự báo nhu cầu điện, dung lượng trạm biến áp phân 56 phối huyện Đông Hưng đến năm 2020 Bảng 3.10: Nguồn cấp điện cho huyện Đông Hưng phương án I 56 Bảng 3.11: Nguồn cấp điện cho huyện Đông Hưng phương án II. 58 Bảng 3.12: Nguồn cấp điện cho huyện Đông Hưng phương án III. 59 Bảng 3.13: Tổng hợp kết quả tính toán các phương án phát triển 60 lưới điện huyện Đông Hưng Bảng 3.14: Tổng hợp khối lượng lưới điện huyện Vị Xuyên 63 Bảng 3.15: Mang tải và tổn thất điện áp các tuyến đường dây cấp 63 điện cho huyện Vị Xuyên Bảng 3.16: Dự báo nhu cầu điện, dung lượng trạm biến áp phân 63 phối huyện Vị Xuyên đến năm 2020 Bảng 3.17: Nguồn cấp điện cho huyện Vị Xuyên phương án I 64 Bảng 3.18: Nguồn cấp điện cho huyện Vị Xuyên phương án II. 66 Bảng 3.19: Nguồn cấp điện cho huyện Vị Xuyên phương án III. 67 Bảng 3.20: Tổng hợp kết quả tính toán các phương án phát triển 69 lưới điện huyện Vị Xuyên Bảng 4.1: Các dạng trạm nguồn trong giai đoạn quá độ 74 Bảng 4.2: Các dạng trạm biến áp phân phối trong giai đoạn quá độ 75 NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 1 MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU Cấp điện áp trung áp thực hiện nhiệm vụ phân phối điện cho một khu vực qua trạm biến áp cấp điện cho hộ dùng điện. Mạng trung áp có nhiều ảnh hưởng đến các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của toàn hệ thống với các yếu tố chính sau: - Chất lượng cung cấp điện - Tổn thất điện năng (thông thường tổn thất ở mạng trung áp gấp từ 2-3 lần ở mạng cao thế). - Giá thành (đầu tư xây dựng mạng trung áp lớn gấp từ 1,5-2 lần mạng cao thế). Ở nước ta hiện nay do điều kiện lịch sử để lại, lưới điện trung áp tồn tại khá nhiều cấp điện áp (35,22,15,10,6)kV: miền Bắc trước đây sử dụng chủ yếu các thiết bị của Liên Xô cũ với các cấp điện áp 6,10,35kV; miền Nam chủ yếu sử dụng các thiết bị của các nước Mỹ, Nhật, Pháp với cấp điện áp 15kV. Hiện trạng này đã và đang không đảm bảo được tính hợp lý trong vận hành và tính kinh tế của hệ thống điện. Xuất phát từ những vấn đề trên, việc nghiên cứu lựa chọn cấp điện áp lưới trung áp hợp lý đối với nước ta đã được đặt ra và tiến hành từ những năm 1970. Ngày 24/3/1993 Bộ Năng lượng có quyết định số 149 NL/KHKT chọn cấp điện áp chuẩn lưới trung áp cho toàn quốc là 22kV. Việc lựa chọn cấp điện áp trung áp hợp lý đem lại nhiều lợi ích như: 1. Giảm thiểu và tiến tới ngăn ngừa nguy cơ về sự tồn tại lâu dài lưới điện trung áp đa cấp gây khó khăn cho công tác quản lý, vận hành, chế tạo thiết bị, cung cấp vật tư và đảm bảo hiệu quả kinh tế. 2. Do sớm lựa chọn cấp trung áp hợp lý, nên việc đồng nhất cấp lưới trung áp đạt hiệu quả kinh tế cao, giảm bớt khó khăn và chi phí do khối lượng lưới trung áp của Việt Nam hiện nay là chưa lớn. NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 2 MỞ ĐẦU 3. Chi phí chuyển đổi cấp điện áp trung áp về cấp điện áp chuẩn sẽ được bù đắp lại bằng lợi ích do giảm tổn thất điện năng trong vận hành và giảm đầu tư xây dựng lưới điện ở những giai đoạn sau. Có hai phương pháp để chuyển đổi khu vực lưới trung áp đã và đang phát triển về điện áp tiêu chuẩn: 1. Tập trung nguồn vốn đầu tư, thiết bị cải tạo dứt điểm, nhanh gọn trên phạm vi rộng với mục đích trong thời gian ngắn chuyển về cấp điện áp tiêu chuẩn. 2. Thực hiện dần từng bước tuỳ theo sự phát triển của lưới điện, với phương thức tiến hành là cải tạo dứt điểm trên phạm vi nhỏ. Việc cải tạo trên phạm vi tỉnh, huyện có thể kéo dài một vài chục năm. Dựa trên cơ sở tận dụng tối đa hiệu quả vật tư thiết bị, khoanh vùng nhỏ cải tạo lưới hiện hữu về cấp điện áp chuẩn, luân chuyển vật tư thiết bị từ vùng cải tạo bổ sung cho vùng chưa cải tạo. Nhìn chung mỗi một phương pháp có những ưu nhược điểm riêng, phụ thuộc vào vốn đầu tư, hiện trang lưới điện và mật độ phụ tải khu vực đó. Luận văn sẽ đi sâu nghiên cứu phương pháp phát triển, cải tạo lưới trung áp theo định hướng chuyển đổi về cấp điện áp tiêu chuẩn 22kV đã chọn. Với hy vọng giúp các cơ quan hoạch định chiến lược, các cơ quan tư vấn, các cơ quan vận hành lưới điện xây dựng chiến lược tổng thể phát triển lưới trung áp trên cơ sở đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu kỹ thuật với hiệu quả kinh tế lớn nhất; từng bước chuyển đổi các cấp điện áp trung áp phi tiêu chuẩn về cấp điện áp tiêu chuẩn phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam. Luận văn bao gồm 4 chương và phần phụ lục. Chương 1 phân tích đánh giá hiện trạng 10 năm xây dựng và cải tạo lưới trung áp từ khi có quyết định chọn cấp điện áp tiêu chuẩn 22kV. Chương 2 đưa ra phương pháp luận và các công cụ sử dụng để đánh giá hiệu quả trong xây dựng và cải tạo lưới điện trung áp. Chương 3 tính toán, phân tích một số vùng đặc trưng theo phương pháp luận đã chọn, đưa ra những nhận xét đánh giá cách thức cải tạo và phát NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 3 MỞ ĐẦU triển lưới trung áp cho từng vùng, miền. Chương 4 của đề tài sẽ đề xuất một số giải pháp cải tạo lưới trung áp trong giai đoạn quá độ tại khu vực miền Bắc – nơi có kết cấu lưới trung áp phức tạp, lạc hậu và đa dạng nhất. NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 3 CHƯƠNG I LUẬN VĂN THẠC SỸ CHƯƠNG I HIỆN TRẠNG 10 NĂM XÂY DỰNG VÀ CẢI TẠO LƯỚI TRUNG ÁP TỪ KHI CÓ QUYẾT ĐINH CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP 22KV CỦA BỘ CÔNG NGHIỆP 1.1. Đặc điểm tự nhiên, tổng quan về phát triển kinh tế xã hội và nhu cầu điện ở Việt Nam. 1.1.1. Đặc điểm tự nhiên Việt Nam có tổng diện tích tự nhiên 328.944km2, phía Bắc giáp CHDCND.Trung Hoa, phía Tây giáp Vương quốc Campuchia và CHDCND.Lào, phía Nam giáp biển Đông. Việt Nam nằm ở phía Bắc bán cầu, giữa vĩ tuyến Bắc 8 030’ và 23023’, và giữa các kinh tuyến Đông 102010’ và 108050’. Trên cơ sở các điều kiện tự nhiên và xã hội, các mối quan hệ kinh tế truyền thống, Việt Nam chia thành 7 vùng sinh thái như sau: Bảng1.1. Diện tích tự nhiên, các tỉnh trong vùng lãnh thổ STT Vùng Diện tích Các tỉnh tự nhiên 1 Đông Bắc Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Lạng Sơn, Tuyên Quang, Yên 63.624,1km2 Bái, Thái Nguyên, Phú Thọ, Bắc Giang,Quảng Ninh 2 Tây Bắc 37.423,5 km2 Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Hoà Bình 3 Đồng bằng sông Hồng 14.814,5km2 TP.Hà Nội, Hải Phòng, Vĩnh Phúc, Hà Tây, Bắc Ninh, Hải Dương, Hưng Yên, Hà Nam, Nam Định, Thái Bình, Ninh Bình 4 Bắc Trung Bộ 51.304,5km2 Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Q.Trị, TT.Huế 5 Duyên hải miền Trung 33.016,2km2 Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà 6 Tây Nguyên 54.447,6km2 Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lắk, Đăk Nông, Lâm Đồng 7 Đông Nam Bộ 34.714,7km2 TP.Hồ Chí Minh, Ninh Thuận, Bình Phước, Tây Ninh, Bình Dương, Đồng Nai, Bình Thuận, Bà rịa-Vũng Tàu 8 Đồng bằng Cửu Long 39.686,3km2 Long An, Đồng Tháp, An Giang, Tiền Giang, Vĩnh Long, Bến Tre, Kiên Giang, Cần Thơ, Hậu Giang, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau Toàn Quốc 328.944km2 NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 (64 tỉnh thành) 4 CHƯƠNG I LUẬN VĂN THẠC SỸ 1.1.2 Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội ở Việt Nam đến năm 2020 1.1.2.1 Hiện trạng phát triển kinh tế - xã hội Thực hiện đường lối đổi mới, nền kinh tế Việt Nam đã đạt được những thành tựu nổi bật, đưa đất nước ra khỏi khủng hoảng kinh tế xã hội, tạo những tiền đề quan trọng để bước vào thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá. Bảng1.2. Tốc độ tăng GDP trong giai đoạn 1995-2004 Năm 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 9,54 9,34 8,15 5,8 4,8 6,8 6,9 7,04 7,24 7,7 Tốc độ tăng GDP (%/năm) 1.1.2.2. Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2020 Triển vọng từ nay đến năm 2020, dựa vào các phân tích tình hình kinh tế trong nước cũng như những nhận định về xu hướng kinh tế toàn khu vực, kết hợp với chỉ tiêu kinh tế năm 2005 theo nghi quyết kỳ họp thứ 6 Quốc hội khoá 11 và dự báo sơ bộ mới nhất của Viện Chiến lược phát triển-Bộ Kế hoạch và đầu tư, cho thấy nền kinh tế Việt Nam có xu hướng tăng trưởng theo các kịch bản sau: Bảng1.3. Kịch bản phát triển kinh tế đến năm 2020 Kịch bản cơ sở Hạng mục GDP (%/năm) 2004-2005 2006-2010 8,5 7,5 Kịch bản cao 2011-2020 2004-2005 6,5 8,5 2006-2010 2011-2020 8 7,5 Bảng1.4. Tổng hợp kết quả dự báo phát triển dân số giai đoạn 2003-2020 Hạng mục Dân số Đơn vị Năm 2003 2005 2010 2020 Triệu người 80,76 82,931 88,235 99,906 NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 5 CHƯƠNG I LUẬN VĂN THẠC SỸ 1.1.3. Tổng quan về nhu cầu điện và khối lượng xây dựng lưới điện trung áp tới năm 2020 ở Việt Nam Giai đoạn 1995 - 2004, điện thương phẩm tăng gấp 3,6 lần với tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm đạt 15,2%/năm. Căn cứ vào báo cáo phương án tiến độ nguồn và dự thảo quy hoạch tổng sơ đồ phát triển điện lực 6, dự báo nhu cầu điện cho toàn quốc, các vùng miền thể hiện bảng sau: Bảng1.5. Tổng hợp kết quả dự báo nhu cầu điện giai đoạn 2003-2020 Cả nước Năm Vùng Điện TP Điện Pmax (GWh) SX(GWh) (MW) Miền Bắc Điện TP Pmax (GWh) Miền Trung Điện TP Miền Nam Pmax Điện TP Pmax (MW) (GWh) (MW) (GWh) (MW) 1995 11.185 14.636 2.796 4.916 1.415 1.001 296 5.267 1.178 2004 39.948 46.843 8.376 15.442 3.571 4.034 962 20.471 3.948 2005 45.682 53.467 9.512 17.495 4.046 4.685 1.098 23.502 4.548 2010 81.900 95.035 16.488 31.083 7.021 9.072 1.959 41.744 7.577 2015 129.051 147.151 24.929 48.300 10.538 15.265 3.056 65.487 11.394 2020 180.264 203.062 33.585 68.590 14.725 21.868 4.081 89.805 15.216 (Nguồn: Phương án tiến độ nguồn 2010-2020-Viện Năng lượng) Theo kết quả dự báo, tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm giai đoạn 2006-2010 là 12,38%/năm, giai đoạn 2011-2020 là 8,2%/năm. Mức gia tăng nhu cầu công suất Pmax giai đoạn 2006-2010 là 11,6%/năm, giai đoạn 2011-2020 là 7,3%/năm. Để đáp ứng tốc độ tăng trưởng nhu cầu phụ tải, dự kiến trong giai đoạn tới cần xây dựng khối lượng đường dây và trạm trung áp cho cả nước, từng vùng miền tới 2020 như sau: NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 6 CHƯƠNG I LUẬN VĂN THẠC SỸ Bảng1.6. Tổng hợp khối lượng xây dựng lưới trung áp tới 2020 Cả nước Giai đoạn Vùng Đ.Dây Trạm BA (km) (MVA) Miền Bắc Miền Trung Miền Nam Đ.Dây Trạm BA Đ.Dây Trạm BA Đ.Dây Trạm BA (km) (MVA) (km) (MVA) (km) (MVA) 06-2010 67.150 14.931 18.771 6.858 14.042 2.302 34.337 5.771 11-2015 78.359 16.562 26.831 7.740 17.140 2.703 34.389 6.119 16-2020 91.699 17.844 35.750 7.941 12.177 2.259 43.772 7.644 Tổng 237.208 49.337 81.352 22.540 43.358 7.264 112.498 19.533 (Nguồn: Dự thảo Tổng sơ đồ VI-Viện Năng lượng) 1.2. Tổng quan về hiện trạng lưới điện trung áp Việt Nam Bảng 1.7. Tổng hợp hiện trạng khối lượng lưới điện trung áp Việt Nam (12/2004) STT Hạng mục Đơn vị Phân theo vùng Cả nước (Đ.Áp vận hành) Miền Bắc M.Trung M.Nam I Đường dây km 115.659 50.753 20.224 44.683 1 Lưới 35kV Km 32.478 28.552 3.027 900 2 Lưới 22kV Km 36.926 3.640 9.307 23.979 3 Lưới 15kV Km 23.311 0 3.638 19.673 4 Lưới 10kV Km 18.467 15.214 3.254 0 5 Lưới 6kV Km 4.478 3.348 998 132 II TBA.Phân phối MVA 24.891 9.730 2.814 12.347 1 Lưới 35kV MVA 3.503 3.311 175 17 2 Lưới 22kV MVA 7.906 1.726 1.372 4.808 3 Lưới 15kV MVA 8.195 0 693 7.502 4 Lưới 10kV MVA 3.246 2.921 325 0 5 Lưới 6kV MVA 2.041 1.772 249 20 MVA 3.651 2.150 1.063 437 % 100 58,8 29,1 12,1 III TBA.Trung gian + Dung lượng + Tỷ lệ (Nguồn: Báo cáo lưới trung áp-Ban lưới EVN) NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 7 CHƯƠNG I LUẬN VĂN THẠC SỸ Lưới điện trung áp Việt Nam phát triển từ đầu thế kỷ 20, bắt đầu là điện áp 3 và 6kV với cấp 35kV là cấp chuyên tải. Do nhu cầu dùng điện tăng, cấp 10kV được ứng dụng ở miền Bắc và cấp 15kV được sử dụng ở miền Nam trong giai đoạn 1960-1970, sau đó cấp 35kV cũng được sử dụng như một cấp phân phối. Theo thống kê, lưới điện trung áp toàn quốc hiện vận hành ở 5 cấp điện áp: 35,22, 15,10,6kV. Hình 1.1: Biểu đồ tỷ trọng các cấp điện áp lưới trung áp toàn quốc: 10kV 16,0% 15kV 20,2% 6KV 3,9% §-êng d©y 35kV 28,1% 22kV 31,9% 6KV 8,2% 35kV 14,1% 10kV 13,0% 15kV 32,9% 22kV 31,8% TR¹m BiÕn ¸p + Lưới 22kV có mặt hầu khắp toàn quốc, tuy nhiên tỷ lệ lưới 22kV (theo dung lượng trạm biến áp) ở mỗi địa phương khác nhau, ví dụ Công ty điện lực 2 là 78,5%, Điện lực 3 là 48,8%, Điện lực I là 9,1%, Điện lực Hà Nội 41,1%, Điện lực Hồ Chí Minh là 0,1%. + Lưới 35kV tồn tại khắp toàn quốc trừ khu vực TP.Hồ Chí Minh, tuy nhiên khối lượng lưới 35kV ở miền Bắc chiếm tỷ lệ áp đảo (87,9%), miền Trung (9,3%), miền Nam (2,8%). + Lưới 15kV chủ yếu tập trung ở khu vực miền Nam (82,4%) và miền Trung (15,6%). + Lưới 10kV tập trung chủ yếu ở miền Bắc (82,4%), miền Trung 17,6%. + Lưới 6kV chủ yếu tập trung khu vực miền Bắc (74,8%), miền Trung và miền Nam chiếm 25,2%. NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 8 CHƯƠNG I LUẬN VĂN THẠC SỸ Nhìn chung, lưới trung áp Việt Nam trước đây và hiện nay vẫn còn mang tính đặc trưng phân miền khá rõ nét, cụ thể các vùng miền như sau: 1.2.1. Lưới trung áp khu vực miền Bắc 1.2.1.1 Đặc điểm chung Lưới trung áp sử dụng chủ yếu phổ biến các cấp 35,10,6kV với hệ thống 3 pha 3 dây, trung tính không nối đất trực tiếp. Lưới 22kV với hệ thống 3 pha 3 dây, trung tính nối đất trực tiếp. Hình 1.2 Biểu đồ tỷ trọng các cấp điện áp lưới TA khu vực miền Bắc 6KV 6,6% 10kV 30,0% 6KV 18,2% 35kV 56,2% 22kV 7,2% §-êng d©y 10kV 30,0% 35kV 34,0% 22kV 17,7% TR¹m BiÕn ¸p Lưới 35kV vừa làm nhiệm vụ truyền tải thông qua các trạm trung gian 35/22,10,6kV vừa đóng vai trò phân phối cho các phụ tải thông qua các trạm 35/0,4kV. Lưới 10kV: Được xây dựng từ những năm 1960 - 1970 thường tập trung ở khu vực thị trấn (đối với các tỉnh miền núi) và những vùng nông thôn, thành phố nhỏ (khu vực đồng bằng sông Hồng). Lưới 6kV được xây dựng cách đây 60-70 năm tại các thành phố lớn như: Hà Nội, Hải Phòng, Nam Định, Việt Trì, Vinh, Hạ Long. Riêng lưới 22kV mới được phát triển trong những năm gần đây tại những thành phố lớn và một vài khu vực nông thôn có nguồn 22kV như: Gia Bình, Lương Tài tỉnh Bắc Ninh, Đức Thọ tỉnh Hà Tĩnh, Mộc Châu tỉnh Sơn La . . . Đối với lưới trung áp miền Bắc, cấu trúc lưới điện không đồng nhất và thể hiện theo từng khu vực. NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 9 CHƯƠNG I LUẬN VĂN THẠC SỸ * Khu vực miền núi: Các tỉnh miền núi có mật độ phụ tải nhỏ, bán kính cung cấp điện của các trạm nguồn xa; do vậy khối lượng lưới 35kV khu vực miền núi chiếm tỷ trọng cao (chiếm khoảng 70-80%). Tuy nhiên, lưới 35kV ở miền núi hiện nay phần lớn không đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật do một số nguyên nhân sau: - Lưới 35kV gồm nhiều loại dây dẫn tiết diện từ AC-35,50,70,95,120, chắp vá, nhiều đường dây xây dựng từ lâu, hiện đã xuống cấp nghiêm trọng. - Nhiều tuyến mang tải lớn, bán kính cấp điện quá dài như một số tuyến 35kV khu vực các tỉnh Lai Châu, Hà Giang, Bắc Giang, Tuyên Quang, Thái Nguyên, Bắc Kạn, gây nên tổn thất điện áp và điện năng cao. - Do lưới 35kV vừa làm nhiệm vụ chuyên tải, phân phối, nên các tuyến đường dây 35kV thường cấp điện cho hàng chục trạm 35/0,4kV đấu vào mà không có máy cắt phân đoạn đầy đủ. ** Khu vực nông thôn đồng bằng: Lưới điện trung áp khu vực này được hình thành từ những năm 1954 và thường sử dụng 2 cấp điện áp 35kV và 10(6)kV; giai đoạn đầu cấp 35kV là cấp trung gian, 10(6)kV là cấp phân phối tải. Từ những năm 1990 trở lại đây do mật độ phụ tải tăng nhanh cùng với lưới 10(6)kV và các trạm trung gian 35/10(6)kV bị quá tải, nên lưới 35kV trở thành cấp phân phối tải. Lưới trung áp khu vực đồng bằng có những đặc điểm sau: + Tỷ trọng lưới 10(6)kV chiếm tỷ trọng cao (70-80%), lưới 35kV chiếm tỷ trọng (20-30)%. + Hiện tại phần lớn các trạm trung gian 35/10kV đều đã vận hành ở trạng thái đầy và quá tải. Các trạm trung gian này được xây dựng từ những năm trước 1994 và hiện các thiết bị đều đã lạc hậu và xuống cấp, gây khó khăn trong việc cấp điện cho các hộ phụ tải. NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005 10 CHƯƠNG I LUẬN VĂN THẠC SỸ + Chất lượng lưới 10(6)kV không đảm bảo độ an toàn cung cấp điện do: - Được xây dựng từ lâu, tiết diện nhỏ (đường trục AC-35,50,70,95). - Nhiều tuyến mang tải cao, bán kính cấp điện lớn. - Được xây dựng trong giai đoạn 1960-1985 chủ yếu để phục vụ phát triển nông nghiệp (phục vụ các trạm bơm, nghiền thức ăn gia súc). - Được xây dựng trong giai đoạn 1986-1994, thời kỳ phong trào xây dựng lưới điện theo hình thức nhà nước và nhân dân cùng làm. Do vốn đầu tư xây dựng hạn chế cùng với việc phát triển không theo quy hoạch, nên chất lượng lưới điện không đảm bảo. *** Khu vực thành phố, thị trấn: Khu vực này, trước đây chủ yếu là lưới 6,10kV, trong thời gian vừa qua ngành điện đẩy mạnh việc cải tạo lưới 6,10kV thành lưới 22kV. Những khu vực được đầu tư cải tạo chất lượng lưới trung áp được cải thiện, khả năng cung cấp điện tăng lên, tổn thất điện áp và điện năng giảm. 1.2.1.2 Lưới điện trung áp tại các tỉnh khảo sát * TP.Hà Nội: Năm 2004 điện thương phẩm TP.Hà Nội là 3,612 tỷ kWh, lưới điện trung áp tồn tại 4 cấp điện áp 35,22,10,6kV với 2.479km đường dây, trong đó 41% là cáp ngầm, 5452 trạm / 2.636,5MVA trạm biến áp phân phối. - Lưới 35kV bao gồm: 399km đường dây (chiếm 16% theo khối lượng đường dây trung áp), 638 trạm / 324,06MVA (chiếm 12,3% theo dung lượng trạm BA phân phối). Nhìn chung trong thời gian qua lưới 35kV không phát triển và có xu hướng giảm. - Lưới 22kV bao gồm: 770km đường dây (chiếm 31,1% theo khối lượng đường dây trung áp), 1.833 trạm / 1.058,74MVA (chiếm 41,16% theo dung lượng TBA phân phối). NGUYỄN ĐỨC HẠNH – CAO HỌC HTĐ 2003-2005