Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu phân tích lựa chọn cáp ngầm cho lưới điện 110-220kV tại TP.HCM

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu hcmute nghiên cứu phân tích lựa chọn cáp ngầm cho lưới điện truyền tải 110 220kv khu vực thành phố, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên

• Tác giả: Cao Hữu Hoa
• Người hướng dẫn: TS. Hoà Thị Diệu Hoàng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Thiết Bị Mạng Nhà Máy Điện
• Đề tài: Nghiên Cứu Lựa Chọn Cáp Ngầm Cho Lưới Điện 110-220kV Tại TP.HCM
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2005
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU LUẬN VĂN
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn
• 1.3. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Điểm mới của luận văn
• 1.6. Giá trị thực tiễn của luận văn
• 1.7. Bố cục của luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÁP NGẦM VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN LUẬN VĂN
• 2.1. Đặc điểm của lưới điện truyền tải khu vực Thành phố Hồ Chí Minh
• 2.2. Các lý do lựa chọn cáp ngầm cho khu vực Thành phố Hồ Chí Minh
• 2.3. Các điều kiện cơ bản ảnh hưởng đến lựa chọn cáp ngầm cho lưới điện truyền tải 110-220 kV khu vực Thành phố Hồ Chí Minh
• 2.4. Điều kiện môi trường
• 2.5. Tính kinh tế - kỹ thuật
• 2.6. Tính kỹ thuật
• 2.7. Tính kinh tế
• 2.8. Tìm hiểu khái quát về cáp ngầm
• 2.9. Phân loại cáp
• 2.10. Cấu trúc cơ bản của cáp ngầm
• 2.11. Giới thiệu tiêu chuẩn quốc tế IEC và các tiêu chuẩn liên quan
• 2.12. Các tiêu chuẩn liên quan đến việc lựa chọn cáp ngầm
• 2.13. Các thử nghiệm chính cho cáp cao thế
• 3. CHƯƠNG 3: SO SÁNH ĐÁNH GIÁ ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁP NGẦM SẢN XUẤT TRÊN THỊ TRƯỜNG
• 3.1. Mục đích của việc so sánh đánh giá
• 3.2. Cấu trúc cáp ngầm cao thế
• 3.3. Giới thiệu cấu trúc cáp ngầm sản xuất trên thị trường
• 3.4. Cấu trúc cáp của hãng FUJIKURA
• 3.5. Cấu trúc cáp của hãng LG
• 3.6. Cấu trúc cáp của hãng SHOWA
• 3.7. Cấu trúc cáp của hãng SAGEM
• 3.8. So sánh, đánh giá ưu nhược điểm các loại cáp ngầm sản xuất trên thị trường
• 3.9. Màn chắn lõi
• 3.10. Bề dày lớp cách điện
• 3.11. Màn bán dẫn của lớp cách điện
• 3.12. Màn chống thấm nước theo chiều dọc
• 3.13. Bề dày lớp vỏ kim loại
• 3.14. Lớp vỏ ngoài cùng
• 3.15. Trọng lượng cáp
• 4. CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN CẤU TRÚC CÁP NGẦM CAO ÁP CHO LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI 110-220KV KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
• 4.1. Tiêu chuẩn để đánh giá và lựa chọn cáp ngầm
• 4.2. Các yêu cầu lựa chọn cấu trúc cáp ngầm cao áp
• 4.3. Hình dạng cấu trúc cáp cơ bản được chọn
• 4.4. Phân tích lựa chọn cấu trúc cáp ngầm
• 4.5. Lựa chọn lõi cáp
• 4.6. Lựa chọn màn bán dẫn của lõi
• 4.7. Chọn lớp cách điện
• 4.8. Lựa chọn màn bán dẫn của lớp cách điện
• 4.9. Lựa chọn lớp băng quấn kết sợi bằng đồng
• 4.10. Lựa chọn lớp vỏ kim loại
• 4.11. Màn chống thấm nước theo chiều dọc
• 4.12. Lựa chọn lớp vỏ ngoài cùng
• 4.13. Xác định khả năng mang dòng liên tục của cáp được lựa chọn
• 4.14. Các dạng lắp đặt cáp thường được áp dụng
• 4.15. Công thức tính dòng liên tục
• 4.16. Tính toán dòng liên tục cho cáp
• 4.17. Nhiệt độ dâng lên cho phép giữ lõi cáp so với môi trường đặt cáp Δθ
• 4.18. Tổn thất điện môi trên một đơn vị chiều dài lớp vỏ bọc cáp Wd
• 4.19. Điện trở xoay chiều của dây dẫn ở nhiệt độ vận hành lớn nhất R
• 4.20. Suất điện trở nhiệt trên một đơn vị chiều dài giữa lõi và vỏ nhôm T1
• 4.21. Suất điện trở nhiệt trên một đơn vị chiều dài giữa vỏ nhôm và vỏ ngoài cùng
• 4.22. Suất điện trở nhiệt bên ngoài vỏ cáp trên một đơn vị chiều dài
• 4.23. Suất điện trở nhiệt trên một đơn vị chiều dài giữa bề mặt cáp và môi trường đặt cáp
• 4.24. Tần số tổn thất công suất của vỏ kim loại trên tổng tổn thất lõi cáp λ1
• 4.25. Kết quả tính toán dòng liên tục
• 4.26. Tính toán khả năng chịu dòng ngắn mạch của cáp được lựa chọn
• 4.27. Tính toán dòng điện ngắn mạch
• 4.28. Kết quả tính toán dòng điện ngắn mạch
• 4.29. Tổng hợp kết quả tính toán
• 5. CHƯƠNG 5: PHƯƠNG ÁN LẮP ĐẶT CÁP NGẦM CAO ÁP CHO LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
• 5.1. Giới thiệu tổng quát
• 5.2. Phương pháp tiếp cận
• 5.3. Lựa chọn phương thức đặt cáp
• 5.4. Đối tượng nghiên cứu
• 5.5. Đề xuất phương án lắp đặt cáp ngầm
• 5.6. Sơ đồ tổng quát hệ thống cáp ngầm
• 5.7. Đề xuất phương án lắp đặt cáp ngầm cao áp cho lưới truyền tải 110-220 kV
• 5.8. Lắp đặt cáp ngầm cho khu vực nội thành
• 5.9. Lắp đặt cáp ngầm cho khu vực ngoại thành
• 5.10. Phương pháp hoàn vỏ cáp
• 5.11. Cáp bố trí đối xứng trên ba đỉnh của một tam giác đều
• 5.12. Cáp bố trí không đối xứng
• 5.13. Điện áp cấm đứng trên cáp
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN
• 6.1. Hướng phát triển của đề tài
• 6.2. Điểm mới của luận án

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu lựa chọn cáp ngầm cho lưới điện 110-220kV tại TP.HCM là một vấn đề quan trọng trong việc đảm bảo cung cấp điện ổn định và an toàn cho khu vực đô thị. Lưới điện tại TP.HCM đang phải đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm sự gia tăng nhu cầu sử dụng điện và yêu cầu về bảo vệ môi trường. Việc lựa chọn cáp điện phù hợp không chỉ giúp nâng cao hiệu suất truyền tải mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường. Theo nghiên cứu, việc sử dụng cáp ngầm có nhiều ưu điểm như giảm thiểu rủi ro về an toàn điện và bảo vệ cảnh quan đô thị. Đặc biệt, việc lựa chọn cáp ngầm điện cần phải dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật và điều kiện môi trường cụ thể của TP.HCM.

II. Tổng quan về hệ thống cáp ngầm

Hệ thống cáp ngầm cho lưới điện 110-220kV tại TP.HCM có những đặc điểm riêng biệt. Đầu tiên, điều kiện khí hậu và địa chất khu vực ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn cáp điện. Nghiên cứu cho thấy, các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và tính chất đất đai cần được xem xét kỹ lưỡng. Hơn nữa, việc phân loại các loại cáp ngầm cũng rất quan trọng. Các loại cáp ngầm hiện có trên thị trường như cáp XLPE, PVC, và các loại cáp có lớp cách điện khác nhau đều có những ưu nhược điểm riêng. Việc so sánh và đánh giá các loại cáp này sẽ giúp xác định loại cáp phù hợp nhất cho lưới điện tại TP.HCM.

III. Phân tích lựa chọn cáp

Phân tích lựa chọn cáp ngầm cho lưới điện 110-220kV cần dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau. Đầu tiên là tiêu chuẩn kỹ thuật, bao gồm khả năng chịu tải, độ bền và khả năng chống chịu với các yếu tố môi trường. Thứ hai, tính kinh tế cũng là một yếu tố quan trọng. Việc lựa chọn cáp điện không chỉ dựa vào giá thành mà còn phải xem xét đến chi phí bảo trì và vận hành trong suốt vòng đời của cáp. Cuối cùng, an toàn điện cũng cần được đặt lên hàng đầu. Các giải pháp kỹ thuật cần đảm bảo rằng cáp ngầm được lắp đặt và vận hành một cách an toàn, giảm thiểu rủi ro cho người dân và môi trường.

IV. Đề xuất phương án lắp đặt

Đề xuất phương án lắp đặt cáp ngầm cho lưới điện 110-220kV tại TP.HCM cần phải được thực hiện một cách khoa học và hợp lý. Các phương án lắp đặt cần phải đảm bảo tính khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế. Việc lựa chọn vị trí lắp đặt cũng rất quan trọng, cần phải xem xét đến các yếu tố như mật độ dân cư, tình trạng giao thông và các công trình hạ tầng khác. Hơn nữa, việc áp dụng các công nghệ mới trong lắp đặt cáp ngầm cũng cần được nghiên cứu và áp dụng để nâng cao hiệu quả và an toàn cho hệ thống điện. Các phương án lắp đặt cần được đánh giá và điều chỉnh thường xuyên để phù hợp với thực tế và yêu cầu phát triển của TP.HCM.

V. Kết luận

Nghiên cứu lựa chọn cáp ngầm cho lưới điện 110-220kV tại TP.HCM đã chỉ ra rằng việc lựa chọn đúng loại cáp và phương án lắp đặt là rất quan trọng. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất truyền tải điện mà còn đảm bảo an toàn cho người dân và bảo vệ môi trường. Các kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở để các cơ quan chức năng và các nhà đầu tư có thể đưa ra quyết định đúng đắn trong việc phát triển hệ thống điện tại TP.HCM trong tương lai. Việc áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế và công nghệ tiên tiến trong lựa chọn và lắp đặt cáp ngầm sẽ góp phần nâng cao chất lượng dịch vụ điện năng cho người dân.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hệ thống lưới điện truyền tải 110-220kV tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh đóng vai trò then chốt trong việc cung cấp điện ổn định cho một đô thị đông dân và phát triển năng động. Theo ước tính, việc lựa chọn cáp ngầm phù hợp cho lưới điện truyền tải cao áp không chỉ đảm bảo an toàn kỹ thuật mà còn mang lại hiệu quả kinh tế lâu dài. Nghiên cứu này tập trung phân tích và lựa chọn cấu trúc cáp ngầm cao áp phù hợp với điều kiện khí hậu, địa chất đặc thù của Thành phố Hồ Chí Minh, nhằm đáp ứng yêu cầu vận hành ổn định và bền vững cho hệ thống điện truyền tải.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là khảo sát điều kiện môi trường, phân tích ưu nhược điểm các loại cáp ngầm sản xuất trên thị trường, xây dựng cấu trúc cáp ngầm cao áp phù hợp cho lưới điện 110-220kV, đồng thời đề xuất các phương án lắp đặt cáp ngầm cho khu vực nội thành và ngoại thành Thành phố Hồ Chí Minh. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các tuyến cáp ngầm có tiết diện từ 800mm² đến 2500mm², áp dụng cho điện áp danh định 110/220kV, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa với nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25°C và nhiệt độ cao nhất lên đến 40°C.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc đảm bảo an toàn vận hành, giảm thiểu ảnh hưởng môi trường, đồng thời tối ưu chi phí đầu tư và bảo trì hệ thống cáp ngầm. Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành lưới điện truyền tải cao áp tại Thành phố Hồ Chí Minh, đồng thời làm cơ sở cho việc mở rộng ứng dụng cáp ngầm trong các đô thị lớn khác.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về kỹ thuật điện cao áp, vật liệu cách điện và cấu trúc cáp ngầm, kết hợp tiêu chuẩn quốc tế IEC và tiêu chuẩn Việt Nam TCVN. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

1. Lý thuyết cách điện và phân phối điện trường trong cáp ngầm: Nghiên cứu về điện trường phân bố đều giữa lõi dẫn và lớp cách điện, đảm bảo điện áp chịu đựng của cáp trong điều kiện vận hành và ngắn mạch. Các khái niệm chính bao gồm điện áp danh định, điện áp xung, điện áp chịu đựng, và các hệ số pha hủy điện áp.

2. Lý thuyết về vật liệu cách điện và lớp vỏ bảo vệ: Phân tích đặc tính kỹ thuật của các vật liệu cách điện như XLPE (Cross-linked Polyethylene), PVC, và các lớp vỏ kim loại (chì, nhôm) nhằm đảm bảo khả năng chịu nhiệt, chống ăn mòn, chống thấm nước và giảm thiểu ảnh hưởng điện từ.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: tiết diện cáp, điện trở suất của lõi dẫn, độ dày lớp cách điện, lớp băng quấn đồng, lớp vỏ kim loại, và các tiêu chuẩn thử nghiệm như IEC 60228, IEC 62067, IEC 60949.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích toán học kết hợp khảo sát thực tế và so sánh các loại cáp ngầm sản xuất trên thị trường. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các loại cáp ngầm có tiết diện từ 800mm² đến 2500mm², áp dụng cho điện áp 110-220kV, được lựa chọn dựa trên tiêu chuẩn IEC và TCVN.

Phương pháp chọn mẫu là lựa chọn các mẫu cáp tiêu biểu của các hãng sản xuất nổi tiếng như Fujikura, LG, Showa, Sagem để phân tích cấu trúc, đặc tính kỹ thuật và hiệu suất vận hành. Phân tích dữ liệu dựa trên các tiêu chí kỹ thuật như điện trở suất, độ dày lớp cách điện, khả năng chịu nhiệt, khả năng chịu dòng ngắn mạch, và khả năng chống thấm nước.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng 6 tháng, bao gồm khảo sát điều kiện môi trường, thu thập dữ liệu kỹ thuật, phân tích so sánh, tính toán lựa chọn cấu trúc cáp, và đề xuất phương án lắp đặt phù hợp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ưu nhược điểm các loại cáp ngầm trên thị trường: Qua so sánh, cáp ngầm của hãng Showa có kích thước lõi tương đối lớn hơn các hãng khác, dẫn đến dòng chịu tải cao hơn. Lớp băng quấn đồng của Showa được thiết kế hai lớp, giúp giảm điện trường mũi nhọn và tăng khả năng cách điện. Tuy nhiên, lớp cách điện của Showa mỏng hơn tiêu chuẩn (21mm so với 22mm), có thể ảnh hưởng đến độ bền điện môi.

2. Lựa chọn vật liệu cách điện: XLPE được đánh giá là vật liệu cách điện tối ưu với khả năng chịu nhiệt lên đến 90°C liên tục và chịu dòng ngắn mạch đến 2500°C, vượt trội so với PVC và các vật liệu khác. Độ dày lớp cách điện được lựa chọn tối thiểu 24-25mm cho các tiết diện cáp từ 800mm² đến 2500mm², đảm bảo an toàn điện áp và tuổi thọ cáp.

3. Lớp băng quấn và lớp vỏ kim loại: Lớp băng quấn đồng có độ dày khoảng 0.5mm, giúp phân bố điện trường đều và hạn chế sóng radio gây nhiễu. Lớp vỏ kim loại bằng nhôm dạng sóng được ưu tiên do trọng lượng nhẹ, chi phí thấp và khả năng chống ăn mòn tốt, phù hợp với điều kiện địa chất Thành phố Hồ Chí Minh có tính ăn mòn thấp.

4. Phương án lắp đặt cáp ngầm: Đề xuất phương án lắp đặt cáp ngầm theo dạng tam giác đều trên ba đỉnh mương hoặc dạng song song, tùy thuộc vào điều kiện địa hình và giao thông. Phương pháp hoàn vỏ cáp được áp dụng nhằm tăng cường khả năng chống thấm và bảo vệ cơ học.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân tích cho thấy việc lựa chọn cáp ngầm dựa trên tiêu chí kỹ thuật và điều kiện môi trường là cần thiết để đảm bảo vận hành ổn định và tuổi thọ cao. So với các nghiên cứu trước đây, luận văn đã bổ sung thêm các tiêu chí về địa chất, khí hậu đặc thù của Thành phố Hồ Chí Minh, giúp tối ưu hóa lựa chọn cấu trúc cáp.

Việc ưu tiên sử dụng vật liệu XLPE và lớp vỏ nhôm dạng sóng không chỉ giảm trọng lượng cáp mà còn giảm chi phí vận chuyển và thi công, đồng thời tăng khả năng chống ăn mòn trong môi trường đất ẩm. Các số liệu về độ dày lớp cách điện và lớp băng quấn đồng được minh họa qua bảng so sánh kỹ thuật, giúp trực quan hóa sự khác biệt giữa các loại cáp.

Phương án lắp đặt cáp ngầm theo dạng tam giác đều hoặc song song được đánh giá cao về mặt kỹ thuật và thi công, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng đến hạ tầng giao thông và các công trình ngầm khác. Các biểu đồ phân bố điện trường và dòng ngắn mạch được sử dụng để minh họa tính toán kỹ thuật, hỗ trợ cho việc lựa chọn cấu trúc cáp phù hợp.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng cấu trúc cáp ngầm với lõi đồng, cách điện XLPE và lớp vỏ nhôm dạng sóng nhằm đảm bảo khả năng chịu tải và tuổi thọ cáp trong điều kiện khí hậu, địa chất Thành phố Hồ Chí Minh. Thời gian thực hiện: 1-2 năm. Chủ thể thực hiện: các đơn vị thiết kế và thi công lưới điện.

2. Triển khai phương án lắp đặt cáp ngầm theo dạng tam giác đều trên ba đỉnh mương tại khu vực nội thành, giúp tối ưu hóa không gian và giảm thiểu ảnh hưởng đến giao thông. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng. Chủ thể thực hiện: ban quản lý dự án và nhà thầu thi công.

3. Xây dựng quy trình hoàn vỏ cáp ngầm chuyên nghiệp nhằm tăng cường khả năng chống thấm và bảo vệ cơ học cho cáp, giảm thiểu sự cố trong quá trình vận hành. Thời gian thực hiện: 6 tháng. Chủ thể thực hiện: nhà sản xuất cáp và đơn vị thi công.

4. Tăng cường kiểm tra, giám sát chất lượng cáp ngầm và công tác thi công theo tiêu chuẩn IEC và TCVN, đảm bảo các thông số kỹ thuật được tuân thủ nghiêm ngặt. Thời gian thực hiện: liên tục. Chủ thể thực hiện: cơ quan quản lý nhà nước và các đơn vị vận hành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư thiết kế và thi công lưới điện cao áp: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật để lựa chọn cấu trúc cáp ngầm phù hợp, giúp tối ưu hóa thiết kế và thi công.

2. Các nhà quản lý dự án điện lực: Tham khảo các phương án lắp đặt và tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo tiến độ, chất lượng và hiệu quả kinh tế của dự án.

3. Các nhà sản xuất và cung cấp cáp điện: Hiểu rõ yêu cầu kỹ thuật và điều kiện môi trường đặc thù để phát triển sản phẩm phù hợp với thị trường Việt Nam.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành điện, thiết bị mạng nhà máy điện: Tài liệu tham khảo chuyên sâu về kỹ thuật cáp ngầm, vật liệu cách điện và tiêu chuẩn quốc tế, phục vụ cho nghiên cứu và học tập.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần lựa chọn cáp ngầm phù hợp cho lưới điện 110-220kV?
   Việc lựa chọn cáp ngầm phù hợp đảm bảo an toàn vận hành, tuổi thọ cáp và hiệu quả kinh tế. Cáp không phù hợp có thể gây sự cố, mất điện và tăng chi phí bảo trì.

2. Vật liệu cách điện XLPE có ưu điểm gì so với PVC?
   XLPE chịu nhiệt cao hơn (90°C liên tục), chịu dòng ngắn mạch tốt hơn (đến 2500°C), có độ bền cơ học và điện môi vượt trội, phù hợp cho điện áp cao và môi trường khắc nghiệt.

3. Lớp vỏ kim loại nào phù hợp nhất cho cáp ngầm tại Thành phố Hồ Chí Minh?
   Lớp vỏ nhôm dạng sóng được ưu tiên do nhẹ, chi phí thấp, khả năng chống ăn mòn tốt, phù hợp với điều kiện địa chất có tính ăn mòn thấp của khu vực.

4. Phương án lắp đặt cáp ngầm nào được đề xuất cho khu vực nội thành?
   Phương án lắp đặt cáp ngầm theo dạng tam giác đều trên ba đỉnh mương giúp tối ưu không gian, giảm thiểu ảnh hưởng đến giao thông và các công trình ngầm khác.

5. Tiêu chuẩn quốc tế nào được áp dụng trong nghiên cứu này?
   Nghiên cứu áp dụng các tiêu chuẩn IEC như IEC 60228, IEC 62067, IEC 60949 và tiêu chuẩn Việt Nam TCVN để đảm bảo tính chính xác và phù hợp kỹ thuật.

Kết luận

• Đã xây dựng được cấu trúc cáp ngầm cao áp phù hợp với điều kiện khí hậu, địa chất Thành phố Hồ Chí Minh, đảm bảo kỹ thuật và kinh tế.
• Vật liệu cách điện XLPE và lớp vỏ nhôm dạng sóng được lựa chọn là giải pháp tối ưu cho lưới điện 110-220kV.
• Phương án lắp đặt cáp ngầm theo dạng tam giác đều và song song được đề xuất phù hợp với điều kiện thực tế.
• Nghiên cứu tạo cơ sở khoa học cho việc mở rộng ứng dụng cáp ngầm cao áp trong các đô thị lớn tại Việt Nam.
• Khuyến nghị triển khai áp dụng trong 1-2 năm tới, đồng thời tăng cường kiểm tra, giám sát chất lượng và thi công.

Luận văn mở ra hướng phát triển bền vững cho hệ thống lưới điện truyền tải cao áp, góp phần nâng cao hiệu quả vận hành và bảo vệ môi trường đô thị. Các đơn vị liên quan được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để tối ưu hóa đầu tư và vận hành lưới điện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ CAO HỮU HOA NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁP NGẦM CHO LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI 110-220KV KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 S KC 0 0 0 3 5 4 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2005 Luan van BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ CAO HÖÕU HOA NGHIEÂN CÖÙU PHAÂN TÍCH LÖÏA CHOÏN CAÙP NGAÀM CHO LÖÔÙI ÑIEÄN TRUYEÀN TAÛI 110-220kV KHU VÖÏC THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH Chuyeân ngaønh: Thieát Bò, Maïng Vaø Nhaø Maùy Ñieän Maõ soá ngaønh: 60 52 50 Thaønh Phoá Hoà Chí Minh, thaùng 08 naêm 2005 Luan van BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH ============================= LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ NGHIEÂN CÖÙU PHAÂN TÍCH LÖÏA CHOÏN CAÙP NGAÀM CHO LÖÔÙI ÑIEÄN TRUYEÀN TAÛI 110-220kV KHU VÖÏC THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH Chuyeân ngaønh: Thieát Bò, Maïng Vaø Nhaø Maùy Ñieän Maõ soá ngaønh: 60 52 50 Hoï vaø teân hoïc vieân: CAO HÖÕU HOA Ngöôøi höôùng daãn: TS. HOÀ THÒ DIEÄU HOÀNG Thaønh Phoá Hoà Chí Minh, thaùng 08 naêm 2005 Luan van BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ NGHIEÂN CÖÙU PHAÂN TÍCH LÖÏA CHOÏN CAÙP NGAÀM CHO LÖÔÙI ÑIEÄN TRUYEÀN TAÛI 110-220kV KHU VÖÏC THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH Chuyeân ngaønh: Thieát Bò, Maïng Vaø Nhaø Maùy Ñieän Maõ soá ngaønh: 60 52 50 Hoï vaø teân hoïc vieân: CAO HÖÕU HOA Ngöôøi höôùng daãn: TS. HOÀ THÒ DIEÄU HOÀNG Thaønh Phoá Hoà Chí Minh, thaùng 08 naêm 2005 Luan van COÂNG TRÌNH ÑÖÔÏC HOAØN THAØNH TAÏI TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH Caùn boä höôùng daãn khoa hoïc: Tieán Só.

HOÀ THÒ DIEÄU HOÀNG Caùn boä chaám nhaän xeùt 1: Caùn boä chaám nhaän xeùt 2: Luaän vaên thaïc só ñöôïc baûo veä HOÄI ÑOÀNG CHAÁM BAÛO VEÄ LUAÄN VAÊN THAC SÓ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT, ngaøy …. naêm 2005 Luan van NHIEÄM VUÏ LUAÄN VAÊN Vôùi muïc tieâu laø tìm ra ñöôïc moät caáu truùc caùp ngaàm cao aùp löôùi ñieän truyeàn taûi 110/220kV phuø hôïp vôùi ñieàu kieän moâi tröôøng, ñòa chaát khu vöïc Thaønh Phoá Hoà Chí Minh. cuï theå luaän vaên naøy thöïc hieän nhöõng nhieäm vuï nhö sau: 1. Khaûo saùt,tìm hieåu veà ñieàu kieän khí haäu moâi tröôøng trong ñoù ñaëc bieät quan taâm ñeán nhieät ñoä moâi tröôøng ñaët caùp, ñieàu kieän ñòa chaát - thuyû vaên khu vöïc Thaønh Phoá Hoà Chí Minh.

Phaân tích so saùnh, ñaùnh giaù veà öu nhöôïc ñieåm cuûa caùc loaïi caùp ngaàm coù treân thò tröôøng nhaèm muïc ñích ñaùp öùng cho vieäc phaân tích löïa choïn caáu truùc caùp theo yeâu caàu ñeà ra. Treân cô sôû cuûa ñieàu kieän khí haäu vaø vieäc tìm hieåu caùc loaïi caùp ngaàm treân thò tröôøng, keát hôïp vôùi tính toaùn, phaân tích töø ñoù choïn ra caáu truùc caùp ngaàm cao aùp löôùi ñieän truyeàn taûi 110/220kV khu vöïc Thaønh Phoá Hoà Chí Minh. Ñeà xuaát caùc phöông aùn laép ñaët caùp ngaàm cho khu vöïc noäi thaønh, ngoaïi thaønh Thaønh Phoá Hoà Chí Minh vaø phöông phaùp hoaùn vò caùp. Ruùt ra caùc keát luaän vaø ñeà ra phöông höôùng phaùt trieån cuûa ñeà taøi.

Luan van LÔØI CAÛM ÔN Luaän vaên naøy ñöôïc thöïc hieän taïi Khoa Ñieän - Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh Phoá Hoà Chí Minh. Em xin chaân thaønh caûm ôn Tieán só : Hoà Thò Dieäu Hoàng Ngöôøi luoân maãu möïc, taän tuïy yeâu ngheà vôùi taát caû nieàm say meâ. Ngöôøi ñaõ ñeà ra phöông höôùng, heát loøng chæ baûo höôùng daãn, truyeàn ñaït nhöõng kieán thöùc chuyeân moân cuøng kinh nghieäm nghieân cöùu trong suoát thôøi gian em hoïc taäp, laøm vieäc vaø thöïc hieän luaän vaên naøy … vôùi taát caû loøng kính yeâu cuûa em Em xin chaân thaønh caûm ôn Tieán só : Quyeàn Huy Aùnh Phoù Khoa Ñieän – Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Tieán só : Nguyeãn Vaên Quang Khoa Ñieän – Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Tieán só : Hoà Xuaân Thanh Khoa Ñieän – Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Tieán só : Tröông Vieät Anh Khoa Ñieän – Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Nhöõng ngöôøi thaày ñaõ heát loøng chæ baûo, giuùp ñôõ vaø ñoäng vieân goùp nhöõng yù kieán heát söùc quyù baùu trong luùc em thöïc hieän luaän vaên naøy … vôùi taát caû loøng bieát ôn saâu saéc Xin caûm ôn ba meï ñaõ vaát vaõ nuoâi con khoân lôùn vaø taïo moïi ñieàu kieän cho con hoïc taäp toát trong suoát quaõng ñôøi vöøa qua, ñeå con coù ñöôïc ngaøy hoâm nay, caûm ôn vôï ngöôøi luoân ôû beân caïnh vaø chaêm soùc cho toâi trong nhöõng thaùng ngaøy khoù khaên gian khoå. Xin caûm ôn baïn beø, caùc ñoàng nghieäp vaø ñaëc bieät laø baïn Ñoã Bình Döông, nhöõng ngöôøi luoân daønh nhöõng tình caûm saâu saéc nhaát, luoân ñoäng vieân, khuyeán khích toâi vöôït qua nhöõng khoù khaên trong suoát quaù trình thöïc hieän luaän vaên naøy.

Thaønh Phoà Hoà Chí Minh ngaøy 16thaùng 09 naêm 2005 Cao Höõu Hoa Luan van TOÙM TAÉT LUAÄN VAÊN Luaän vaên xoay quanh vaán ñeà nghieân cöùu, phaân tích löïa choïn caáu truùc caùp ngaàm cao aùp cho löôùi ñieän truyeàn taûi 110 – 220kV khu vöïc Thaønh Phoá Hoà Chí Minh, noäi dung chính goàm caùc vaán ñeà ñöôïc giaûi quyeát nhö sau: 6. Tìm hieåu veà ñieàu kieän khí haäu moâi tröôøng trong ñoù ñaëc bieät quan taâm ñeán nhieät ñoä moâi tröôøng ñaët caùp, ñieàu kieän ñòa chaát - thuyû vaên. Phaân tích so saùnh, ñaùnh giaù veà öu nhöôïc ñieåm cuûa caùc loaïi caùp ngaàm coù treân thò tröôøng nhaèm muïc ñích ñaùp öùng cho vieäc phaân tích löïa choïn caáu truùc caùp theo yeâu caàu ñeà ra. Treân cô sôû cuûa ñieàu kieän khí haäu vaø vieäc tìm hieåu caùc loaïi caùp ngaàm treân thò tröôøng, keát hôïp vôùi tính toaùn, phaân tích töø ñoù choïn ra caáu truùc caùp ngaàm cho khu vöïc Thaønh Phoá Hoà Chí Minh.

Caáu truùc caùp ñöôïc löïa choïn goàm: a. Baêng quaán baùn daãn loõi caùp c. Maøn baùn daãn loõi d. Lôùp caùch ñieän XLPE e.

Maøn baùn daãn lôùp caùch ñieän f. Baêng quaán baùn daãn caùch ñieän g. Lôùp baêng quaán keát sôïi baèng ñoàng h. Lôùp voõ nhoâm daïng soùng i.

Lôùp baûo veä choáng thaám theo chieàu doïc (Bitumen) j. Lôùp voõ baûo veä ngoaøi cuøng Polyvinyl Chlorride (PVC – ST2). Ñeà xuaát caùc phöông aùn laép ñaët caùp ngaàm cho khu vöïc noäi thaønh, ngoaïi thaønh Thaønh Phoá Hoà Chí Minh vaø phöông phaùp hoaùn vò caùp. Luan van MUÏC LUÏC Chöông 1 GIÔÙI THIEÄU LUAÄN VAÊN Trang 1.

Ñaët vaán ñeà 1 1. Muïc tieâu vaø nhieäm vuï cuûa luaän vaên 1 1. Phaïm vi nghieân cöùu 1 1. Phöông phaùp nghieân cöùu 2 1.

Ñieåm môùi cuûa luaän vaên 2 1. Giaù trò thöïc tieãn cuûa luaän vaên 2 1. Boá cuïc cuûa luaän vaên 3 Chöông 2 TOÅNG QUAN VEÀ HEÄ THOÁNG CAÙP NGAÀM VAØ PHÖÔNG PHAÙP TIEÁP CAÄN LUAÄN VAÊN 2. Ñaëc ñieåm cuûa löôùi ñieän truyeàn taûi khu vöïc Thaønh Phoá Hoà Chí Minh 5 2.

Caùc lyù do löïa choïn caùp ngaàm cho khu vöïc Thaønh Phoá Hoà Chí Minh 5 2. Caùc ñieàu kieän cô baûn aûnh höôûng ñeán löïa choïn caùp ngaàm cho löôùi ñieän truyeàn taûi 110 -220 kV khu vöïc Thaønh Phoá Hoà Chí Minh 5 2. Ñieàu kieän moâi tröôøng 5 2. Tính kinh teá - kyõ thuaät 5 2.

Tính kyõ thuaät 5 2. Tính kinh teá 5 2. Tìm hieåu khaùi quaùt veà caùp ngaàm 5 2. Phaân loaïi caùp 5 2.

Caáu truùc cô baûn cuûa caùp ngaàm 6 2. Giôùi thieäu tieâu chuaån quoác teá IEC vaø caùc tieâu chuaån lieân qua 7 2. Caùc tieâu chuaån lieân quan ñeán vieäc löïa choïn caùp ngaàm 7 2. Caùc thöû nghieäm chính cho caùp cao theá 8 Chöông 3 SO SAÙNH ÑAÙNH GIAÙ ÖU NHÖÔÏC ÑIEÅM CUÛA CAÙP NGAÀM SAÛN XUAÁT TREÂN THÒ TRÖÔØNG 3.

Muïc ñích cuûa vieäc so saùnh ñaùnh giaù 10 3. Caáu truùc caùp ngaàm cao theá 10 3. Giôùi thieäu caáu truùc caùp ngaàm saûn xuaát treân thò tröôøng 11 3. Caáu truùc caùp cuûa haõng FUJIKURA 12 3.

Caáu truùc caùp cuûa haõng LG 13 3. Caáu truùc caùp cuûa haõng SHOWA 14 Luan van 3. Caáu truùc caùp cuûa haõng SAGEM 15 3. So saùnh, ñaùnh giaù öu nhöôïc ñieåm caùc loaïi caùp ngaàm saûn xuaát treân thò tröôøng 16 3.

Maøn chaén loõi 17 3. Beà daøy lôùp caùch ñieän 17 3. Maøn baùn daãn cuûa lôùp caùch ñieän 17 3. Maøn choáng thaám nöôùc theo chieàu doïc 17 3.

Beà daøy lôùp voõ kim loaïi 18 3. Lôùp voû ngoaøi cuøng 18 3. Troïng löôïng caùp 18 Chöông 4 LÖÏA CHOÏN CAÁU TRUÙC CAÙP NGAÀM CAO AÙP CHO LÖÔÙI ÑIEÄN TRUYEÀN TAÛI 110-220KV KHU VÖÏC THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH 4. Tieâu chuaån ñeå ñaùnh giaù vaø löïa choïn caùp ngaàm 19 4.

Caùc yeâu caàu löïa choïn caáu truùc caùp ngaàm cao aùp 19 4. Hình daïng caáu truùc caùp cô baûn ñöôïc choïn 19 4. Phaân tích löïa choïn caáu truùc caùp ngaàm 20 4. Löïa choïn loõi caùp 20 4.

Löïa choïn maøn baùn daãn cuûa loõi 23 4. Choïn lôùp caùch ñieän 24 4. Löïa choïn maøn baùn daãn cuûa lôùp caùch ñieän 28 4. Löïa choïn lôùp baêng quaán keát baèng ñoàng 29 4.

Löïa choïn lôùp voõ kim loaïi 30 4. Maøn choáng thaám nöôùc theo chieàu doïc 36 4. Löïa choïn lôùp voõ ngoaøi cuøng 36 4. Xaùc ñònh khaû naêng mang doøng lieân tuïc cuûa caùp ñöôïc löïa choïn 37 4.

Caùc daïng laép ñaët caùp thöôøng ñöôïc aùp duïng 37 4. Coâng thöùc tính doøng lieân tuïc 39 4. Tính toaùn doøng lieân tuïc cho caùp 44 4. Nhieät ñoä daâng leân cho pheùp giöõa loõi caùp so vôùi moâi tröôøng ñaët caùp  44 4.

Toån thaát ñieän moâi treân moät ñôn vò chieàu daøi lôùp voû boïc caùp Wd 44 4. Ñieän trôû xoay chieàu cuûa daây daãn ôû nhieät ñoä vaän haønh lôùn nhaát R 45 4. Suaát ñieän trôû nhieät treân moät ñôn vò chieàu daøi giöõa loõi vaø voû nhoâm T1 48 4. Suaát ñieän trôû nhieät treân moät ñôn vò chieàu daøi giöõa voû nhoâm vaø voû ngoaøi cuøng 49 4.

Suaát ñieän trôû nhieät beân ngoøai voû caùp treân moät ñôn vò chieàu daøi 49 4. Suaát ñieän trôû nhieät treân moät ñôn vò chieàu daøi giöõa beà maët caùp vaø moâi tröôøng ñaët caùp 50 Luan van 4. Tæ soá toån thaát coâng suaát cuûa voû lim loaïi treân toång toån thaát loõi caùp 1 51 4. Keát quaû tính toaùn doøng lieân tuïc 57 4.

Tính toaùn khaû naêng chòu doøng ngaêén maïch cuûa caùp ñöôïc löïa choïn 58 4. Tính toaùn doøng ñieän ngaén maïch 58 4. Keát quaû tính toaùn doøng ñieän ngaén maïch 59 4. Toång hôïp keát quaû tính toaùn 60 Chöông 5 PHÖÔNG AÙN LAÉP ÑAËT CAÙP NGAÀM CAO AÙP CHO LÖÔÙI ÑIEÄN TRUYEÀN TAÛI KHU VÖÏC THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH 5.

Giôùi thieäu toång quaùt 61 5. Phöông phaùp tieáp caän 61 5. Löïa choïn phöông thöùc ñaët caùp 62 5. Ñoái töôïng nghieân cöùu 62 5.

Ñeà xuaát phöông aùn laép ñaët caùp ngaàm 63 5.