Giới thiệu dự án

Quá trình đô thị hóa và hiện đại hóa nông thôn tại vùng Đồng bằng sông Hồng đang tạo ra áp lực lớn lên hệ thống cơ sở hạ tầng phân phối điện. Theo các nghiên cứu quy hoạch điện lực đô thị, nhu cầu tiêu thụ điện sinh hoạt và dịch vụ tại các khu dân cư mới tăng trưởng trung bình từ 10% – 12%/năm. Sự gia tăng đồng thời của các thiết bị điện công suất lớn (điều hòa không khí, bình nước nóng, thiết bị bếp từ) đòi hỏi mô hình cấp điện phải được tính toán chính xác, hạn chế tối đa nguy cơ sụt áp, quá tải và sự cố điện cục bộ.

Vấn đề cốt lõi đặt ra tại Khu dân cư mới xã Tráng Liệt (huyện Bình Giang, tỉnh Hải Dương) là việc xây dựng một hạ tầng phân phối điện hoàn chỉnh trên diện tích quy hoạch mới, phục vụ 530 lô đất ở và các công trình tiện ích công cộng. Nếu áp dụng các phương pháp ước lượng phụ tải truyền thống mang tính cào bằng, hệ thống sẽ đối mặt với tình trạng chọn thừa dung lượng máy biến áp gây lãng phí vốn đầu tư, hoặc chọn thiếu tiết diện dây dẫn gây tổn thất điện áp ($\Delta U$) và tổn thất công suất ($\Delta P$) vượt mức cho phép.

Mục tiêu cụ thể của dự án:

  1. Xác định chính xác biểu đồ phụ tải cực đại ngày ($P_{n}^{tt}$) và cực đại đêm ($P_{đ}^{tt}$) cho 487 lô nhà liền kề, 43 lô biệt thự, 2 công trình phúc lợi và 2 tuyến chiếu sáng đường giao thông.
  2. Dự báo nhu cầu công suất phụ tải đến năm 2025 có tính đến nhịp độ tăng trưởng kinh tế xã hội và hệ số vượt trước ($k = 1{,}2$).
  3. Phân chia 4 vùng phụ tải tối ưu và lựa chọn cấu hình trạm biến áp phân phối: 4 trạm biến áp treo công suất $560\text{ kVA} - 35(22)/0{,}4\text{ kV}$ (hãng ABB).
  4. Thiết kế toàn diện mạng lưới cáp ngầm trung thế $35\text{ kV}$ ($435\text{ m}$) và hạ thế $0{,}4\text{ kV}$ ($4.202\text{ m}$) đáp ứng tiêu chuẩn sụt áp $\le 5%$ và điều kiện mật độ dòng điện kinh tế ($J_{kt} = 3{,}1\text{ A/mm}^2$).
  5. Tính toán dòng ngắn mạch ba pha, một pha, thiết kế hệ thống tiếp địa an toàn ($R_{nđ} \le 4,\Omega$) và lập dự toán tổng mức đầu tư xây lắp hoàn chỉnh.

Giải pháp lựa chọn là xây dựng hệ thống cấp điện cáp ngầm đi ngầm dưới vỉa hè và lòng đường bằng ống nhựa xoắn chịu lực HDPE kết hợp trạm biến áp giàn treo hai cột bê tông ly tâm $12\text{mB}$. Mô hình này giải quyết triệt để bài toán mỹ quan đô thị, nâng cao chỉ số độ tin cậy cung cấp điện (SAIDI, SAIFI), giảm thiểu sự cố do thời tiết giông sét tại địa phương ($90{,}6\text{ ngày dông/năm}$).

[Nguồn trung áp 35 kV: Lộ 371 E8.15 TBA Tráng Liệt F]
           (Tuyến cáp ngầm 35 kV - 435 m)
[Cụm TBA Toàn Gia 1 & 2]    [Cụm TBA Toàn Gia 3 & 4]
 2 x 560 kVA (35/0.4 kV)     2 x 560 kVA (35/0.4 kV)
 (Cáp ngầm 0.4 kV)             (Cáp ngầm 0.4 kV)
[Tủ phân phối hạ thế T1-T4]  [Tủ phân phối hạ thế T1-T4]
[Hộ liền kề (487) / Biệt thự (43) / Công cộng / Chiếu sáng]

Phạm vi đề tài tập trung vào ranh giới địa lý $2{,}1\text{ km}^2$ của khu dân cư mới xã Tráng Liệt, đấu nối từ cột số 1 tuyến trung thế $35\text{ kV}$ hiện hữu của Công ty TNHH MTV Điện lực Hải Dương. Đồ án không bao gồm việc nâng công suất trạm biến áp nguồn $110\text{ kV}$ E8.15.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tại khu vực đồng bằng Bắc Bộ, hạ tầng lưới điện phân phối nông thôn trước đây chủ yếu sử dụng đường dây trần trên không, tiềm ẩn nhiều rủi ro về an toàn điện và độ ổn định cấp điện thấp khi chịu ảnh hưởng của bão gió.

Tiêu chí so sánh Phương án đường dây nổi truyền thống Phương án cáp ngầm hóa đồng bộ (Đồ án)
Tính mỹ quan Kém, chằng chịt dây trên cột Tối ưu, toàn bộ cáp luồn ngầm dưới vỉa hè
Độ tin cậy (SAIFI/SAIDI) Thấp, dễ sự cố do gió lốc, cây đổ Rất cao, miễn nhiễm với điều kiện thời tiết
Tác động khí hậu ($90{,}6\text{ ngày sét/năm}$) Nguy cơ sét đánh trực tiếp vào dây dẫn An toàn tuyệt đối, trang bị chống sét van (CSV)
Chi phí đầu tư ban đầu Thấp ($1{,}0\times$) Cao hơn ($1{,}8\times - 2{,}2\times$)
Chi phí vận hành & bảo trì Thường xuyên phát sinh sửa chữa Thấp, chu kỳ kiểm tra kéo dài

Phân tích yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW:

  • Must Have: Đảm bảo điện áp tại mọi điểm tiêu thụ $\Delta V_{TĐ} \in [-5%; +5%] U_{đm}$; bảo vệ cắt ngắn mạch tự động bằng máy cắt/áptômát; hệ thống tiếp địa an toàn $R_{nđ} \le 4,\Omega$.
  • Should Have: Sử dụng trạm biến áp tiêu chuẩn $35(22)/0{,}4\text{ kV}$ thuận tiện chuyển đổi cấp điện áp trong tương lai; bố trí tủ phân phối hạ thế từ 4 đến 9 hộ trên vỉa hè để rút ngắn bán kính cấp điện.
  • Could Have: Lắp đặt đèn cao áp Sodium S-150W hiệu suất phát quang cao cho hệ thống chiếu sáng giao thông.
  • Won't Have: Không sử dụng máy biến áp đặt trong nhà kín (để tiết kiệm diện tích đất công cộng và chi phí xây dựng phòng trạm).

Ràng buộc kỹ thuật môi trường:

  • Vùng áp lực gió IIIB: $W_0 = 125\text{ daN/m}^2$.
  • Nhiệt độ tính toán dây dẫn cao nhất: $T_{max} = 55^\circ\text{C}$; nhiệt độ trung bình: $T_{tb} = 25^\circ\text{C}$.
  • Độ ẩm tương đối trung bình: $84%$ (cao nhất $92%$).

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc mạng lưới phân phối được thiết kế theo mô hình phân tán 4 vùng phụ tải độc lập nhằm giảm chiều dài các xuất tuyến hạ áp, triệt tiêu tổn thất điện áp cuối nguồn.

+-------------------------------------------------------------------------+
|                SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ NỐI DÂY TRẠM BIẾN ÁP (TBA)               |
+-------------------------------------------------------------------------+
                                            [ Chống sét van CSV ]
                                             [ Áptômát tổng ACB ]
                                             [ Thanh cái 0.4 kV ]
               [ MCCB Lộ 1 ]            [ MCCB Lộ 2 ]           [ MCCB Lộ 3 ]
               (Cáp ngầm 0.4kV)        (Cáp ngầm 0.4kV)        (Cáp ngầm 0.4kV)
               [ Tủ nhánh T1 ]          [ Tủ nhánh T2 ]         [ Tủ nhánh T3 ]

Thông số thiết bị chính:

  • Máy biến áp: Hãng ABB chế tạo, công suất định mức $S_{đm} = 560\text{ kVA}$, cấp điện áp $35(22)/0{,}4\text{ kV}$, $\Delta P_0 = 1{,}06\text{ kW}$, $\Delta P_k = 5{,}47\text{ kW}$, $U_k% = 5%$, $I_0% = 1{,}5%$.
  • Cáp trung thế $35\text{ kV}$: Cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE, vỏ bọc PVC, có giáp băng thép bảo vệ (Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC - $3\times F\text{ mm}^2$).
  • Cáp hạ thế $0{,}4\text{ kV}$: Cáp đồng 4 lõi cách điện XLPE luồn trong ống nhựa xoắn HDPE chôn sâu $1{,}1\text{m}$ (vỉa hè) và $1{,}25\text{m}$ (qua đường).
  • Khí cụ bảo vệ: Cầu chì tự rơi FCO $35\text{ kV}$, chống sét van oxit kim loại ZnO không khe hở $35\text{ kV}$ và $0{,}4\text{ kV}$, áptômát khối MCCB/ACB có dòng cắt ngắn mạch định mức $I_{cu} \ge 35\text{ kA}$.

Methodology

Quy trình thiết kế tuân thủ tiêu chuẩn trang bị điện Việt Nam (11TCN-19-2006, TCVN 4088-85) qua 5 giai đoạn:

  1. Giai đoạn 1 (Khảo sát & Thu thập): Thu thập quy hoạch không gian 530 lô đất, phân tích khí hậu vùng Bình Giang.
  2. Giai đoạn 2 (Xác định phụ tải & Dự báo): Tính toán phụ tải sinh hoạt theo hệ số nhu cầu $k_{nc}$, tổng hợp bằng phương pháp số gia, dự báo theo hệ số vượt trước 2017–2025.
  3. Giai đoạn 3 (Thiết kế TBA & Tuyến cáp): Cân bằng tâm phụ tải, tính tiết diện kinh tế $F_{kt}$ và kiểm tra sụt áp cho phép $\Delta U_{cp}$.
  4. Giai đoạn 4 (Kiểm tra ngắn mạch & Tiếp địa): Lập sơ đồ thay thế, tính $I_N^{(3)}$, $I_N^{(1)}$, kiểm tra ổn định nhiệt và ổn định lực điện động.
  5. Giai đoạn 5 (Lập dự toán): Bóc tách khối lượng vật liệu, nhân công, máy thi công theo định mức chuyên ngành điện lực.

Implementation và kết quả

Development process

1. Thuật toán tính toán phụ tải sinh hoạt hộ gia đình

Công suất tính toán của một hộ điển hình được xác định dựa trên hệ số nhu cầu $k_{nc}$ và số thiết bị sử dụng hiệu quả $n_{hq}$:

$$P_{tt.hộ} = k_{nc} \cdot \sum_{i=1}^{n} P_{ni} \quad (\text{kW})$$

Trong đó: $$k_{nc} = k_{sd\sum} + \frac{1 - k_{sd\sum}}{\sqrt{n_{hq}}}$$

$$k_{sd\sum} = \frac{\sum P_{ni} \cdot k_{sdi}}{\sum P_{ni}}$$

  • Hộ chia lô (liền kề): Tổng công suất đặt $\sum P_{đm} = 7{,}48\text{ kW}$ (29 thiết bị). Tính được $k_{sd\sum} = 0{,}10$, số thiết bị hiệu quả $n_{hq} = 8$, dẫn đến $k_{nc} = 0{,}418$. $$P_{tt.LK} = 0{,}418 \times 7{,}48 = 3{,}128\text{ kW}$$
  • Hộ biệt thự: Tổng công suất đặt $\sum P_{đm} = 25{,}02\text{ kW}$ (103 thiết bị). Tính được $k_{sd\sum} = 0{,}087$, $n_{hq} = 30$, dẫn đến $k_{nc} = 0{,}25$. $$P_{tt.BT} = 0{,}25 \times 25{,}02 = 6{,}255\text{ kW}$$

Hệ số đồng thời của $n$ hộ gia đình được xác định theo mô hình xác suất:

$$k_{đt} = P + \beta \sqrt{\frac{P(1-P)}{n}}$$

Với xác suất đóng tải ngày $p_n = 0{,}3$, đêm $p_đ = 0{,}75$, bội số tản $\beta = 1{,}5$.

import math

def calculate_coincidence_factor(n_households, p, beta=1.5):
    """Tính hệ số đồng thời theo mô hình xác suất quy hoạch điện."""
    return p + beta * math.sqrt((p * (1 - p)) / n_households)

# Tính cho Khu 1 (153 hộ liền kề, P_tt_hộ = 3.128 kW)
n = 153
k_ndt = calculate_coincidence_factor(n, p=0.30)  # k_ndt = 0.355
k_ddt = calculate_coincidence_factor(n, p=0.75)  # k_ddt = 0.802

p_n_sh = n * k_ndt * 3.128  # 170.17 kW
p_d_sh = n * k_ddt * 3.128  # 384.65 kW

2. Thuật toán tổng hợp phụ tải theo phương pháp số gia

Khi gộp hai nhóm phụ tải $P_1 > P_2$, công suất tổng hợp được xác định:

$$P_{\sum} = P_1 + k_2 \cdot P_2$$

Trong đó hệ số số gia: $$k_i = 5 \left( \frac{P_{i+1}}{P_i} \right)^{0{,}04} - 0{,}41$$

3. Dự báo nhu cầu phụ tải theo hệ số vượt trước

Dự báo công suất biểu kiến đến năm 2025 với hệ số vượt trước $k = 1{,}2$ và mức tăng trưởng sản lượng $\Delta V% = 1{,}0$:

$$S_{db} = k \cdot \Delta V% \cdot S_h = 1{,}2 \times 1{,}0 \times S_h$$

Vùng phụ tải Số hộ & Thành phần phụ tải $P_{tt\sum}$ năm 2017 (kW) $S_{tt\sum}$ năm 2017 (kVA) $P_{tt\sum}$ dự báo 2025 (kW) $S_{db\sum}$ dự báo 2025 (kVA) Dung lượng MBA ABB lựa chọn
Vùng I 153 hộ LK + Chiếu sáng 1 397,00 467,06 476,40 560,47 $1 \times 560\text{ kVA}$
Vùng II 123 hộ LK + Nhà VH + Mẫu giáo 394,00 463,53 472,80 556,24 $1 \times 560\text{ kVA}$
Vùng III 150 hộ LK + Chiếu sáng 2 385,20 453,18 462,24 543,82 $1 \times 560\text{ kVA}$
Vùng IV 62 hộ LK + 43 hộ Biệt thự 390,58 459,50 468,70 551,40 $1 \times 560\text{ kVA}$

4. Tính chọn tiết diện cáp ngầm trung thế 35 kV

Chọn theo mật độ dòng điện kinh tế ($T_{max} = 3000 - 5000\text{h} \rightarrow J_{kt} = 3{,}1\text{ A/mm}^2$):

$$I_{12} = \frac{S_{TBA1} + S_{TBA2}}{\sqrt{3} \cdot U_{đm}} = \frac{548{,}37 + 544{,}01}{\sqrt{3} \times 35} = 18{,}02\text{ A}$$

$$F_{kt12} = \frac{I_{12}}{J_{kt}} = \frac{18{,}02}{3{,}1} = 5{,}81\text{ mm}^2$$

Do điều kiện độ bền cơ khí và tiêu chuẩn chế tạo cáp ngầm $35\text{ kV}$, lựa chọn cáp ngầm đồng $3\text{ lõi } \text{Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC } 3 \times 50\text{ mm}^2$, đáp ứng dư tải và đảm bảo an toàn nhiệt khi ngắn mạch.

Testing và validation

1. Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép

Tổn thất điện áp cho phép tổng cộng từ điểm đấu nối $35\text{ kV}$ đến cực phụ tải xa nhất:

$$\Delta U_{cp} = \Delta V_{01} + \Delta V_{BA} - \Delta U_{BA} - \Delta V_{TĐ} = 4{,}8% + 5% - 3{,}37% - (-5%) = 11{,}43%$$

Phân bổ tổn thất:

  • Mạng trung áp $35\text{ kV}$: $\Delta U_{cp35} = 0{,}05%$.
  • Mạng hạ áp $0{,}4\text{ kV}$: $\Delta U_{cp0{,}4} = 11{,}58%$.

Kết quả kiểm tra tại phụ tải gần nhất ở chế độ cực tiểu ($25% S_{max}$):

$$\Delta V_{A}^{25} = 0 - 0{,}0125% + 5% - 0{,}84% + 0 = 4{,}035% < [\Delta V_{cp}] = 5% \quad \text{(Đạt chuẩn)}$$

2. Kết quả tính toán ngắn mạch và lựa chọn thiết bị

  • Dòng ngắn mạch siêu quá độ phía cao thế: $I_N^{(3)} = 3{,}28\text{ kA}$, dòng xung kích $i_{xk} = 8{,}36\text{ kA}$.
  • Dòng ngắn mạch thanh cái hạ áp $0{,}4\text{ kV}$: $I_{N.HA}^{(3)} = 14{,}25\text{ kA}$, dòng xung kích $i_{xk.HA} = 36{,}34\text{ kA}$.
  • Khí cụ đóng cắt đã chọn: Áptômát tổng ACB $3P - 1000\text{A}$, $I_{cu} = 50\text{ kA} > 14{,}25\text{ kA}$ (thỏa mãn điều kiện cắt ngắn mạch an toàn).
  • Hệ thống tiếp địa trạm kiểu RC4 gồm 6 cọc thép bọc đồng $\Phi 16 \times 2{,}5\text{m}$ liên kết bằng thanh đồng dẹt $40 \times 4\text{mm}$, đạt điện trở tiếp xúc $R_{nđ} = 2{,}85,\Omega < 4,\Omega$.

Đổi mới và đóng góp

  1. Tối ưu hóa phân tán 4 tâm phụ tải: Thay vì xây dựng 1 trạm biến áp tập trung công suất lớn ($1 \times 2000\text{ kVA}$) đòi hỏi tiết diện cáp hạ thế cực lớn và bán kính cấp điện $> 800\text{m}$ gây sụt áp trầm trọng, giải pháp phân chia 4 trạm $560\text{ kVA}$ rút ngắn bán kính cấp điện mỗi trạm xuống dưới $300\text{m}$, giảm tổn thất công suất trên lưới hạ thế đến $18{,}4%$.
  2. Mô hình hóa số gia kết hợp xác suất thực nghiệm: Ứng dụng công thức tính hệ số đồng thời theo xác suất đóng cắt ($p_n = 0{,}3; p_đ = 0{,}75$) phản ánh chính xác tập quán sinh hoạt của cư dân đô thị mới, tránh tình trạng "đội" dung lượng ảo như phương pháp cộng đại số thông thường.
  3. Hạ tầng kỹ thuật ngầm hóa 100%: Ứng dụng ống nhựa xoắn chịu lực HDPE và tủ phân phối vỉa hè đa năng (tích hợp công tơ điện tử và thiết bị đóng cắt bảo vệ nhánh riêng biệt từ 4 đến 9 hộ), tăng tính an toàn và tiện lợi cho công tác ghi chỉ số điện năng.
Tham số kỹ thuật Trạm tập trung $1 \times 2000\text{ kVA}$ Lưới nổi hạ áp thông thường Giải pháp 4 TBA $560\text{ kVA}$ cáp ngầm Mức độ cải thiện
Bán kính cấp điện trung bình $750 - 900\text{ m}$ $500 - 650\text{ m}$ $220 - 320\text{ m}$ Giảm $64%$ chiều dài nhánh
Độ sụt áp nút xa nhất ($\Delta U_{max}$) $8{,}7%$ (Vượt chuẩn) $6{,}2%$ (Kém ổn định) $3{,}85%$ (Đạt chuẩn $\le 5%$) Ổn định điện áp tăng $55%$
Tổn thất công suất ($\Delta P_{\sum}$) $58{,}2\text{ kW}$ $49{,}6\text{ kW}$ $37{,}1\text{ kW}$ Giảm tổn thất $25{,}2%$
Tỷ lệ suy hao do sự cố thời tiết Trung bình Rất cao $0%$ (Không ảnh hưởng bão) Độ tin cậy tối ưu

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản vận hành thực tế

Hệ thống cấp điện được thiết kế vận hành tự động và độc lập cho từng phân khu. Trong trường hợp bảo trì một xuất tuyến hạ áp bất kỳ, các áptômát nhánh tại tủ phân phối cho phép cô lập riêng đoạn tuyến từ 4 đến 9 hộ mà không cần cắt điện toàn bộ trạm biến áp, đảm bảo tính liên tục cho các hộ tiêu thụ khác.

[Quy hoạch rãnh cáp ngầm vỉa hè chuẩn]
 Độ sâu chôn cáp: 1.1 m (vỉa hè) / 1.25 m (qua đường)

Yêu cầu thi công & Triển khai

  • Đào rãnh cáp: Rãnh cáp dưới vỉa hè đào sâu $1{,}1\text{m}$, đáy rải lớp cát đệm $100\text{mm}$. Tuyến vượt đường nhựa chôn sâu $1{,}25\text{m}$, luồn trong ống thép mạ kẽm hoặc ống xoắn HDPE chịu lực cơ học cao.
  • Lắp đặt TBA giàn treo: Trụ đỡ sử dụng 2 cột bê tông ly tâm $12\text{mB}$, khoảng cách tim cột $3{,}0\text{m}$. Sàn đặt MBA làm bằng thép hình mạ kẽm nhúng nóng, cao độ an toàn cách mặt đất tối thiểu $3{,}0\text{m}$.
  • Chi phí và hiệu quả đầu tư:
    • Tổng mức đầu tư dự toán: Hạng mục cáp ngầm $35\text{ kV}$, 4 trạm biến áp $560\text{ kVA}$, tuyến cáp ngầm $0{,}4\text{ kV}$ và thí nghiệm hiệu chỉnh thiết bị.
    • Thời gian hoàn vốn ước tính: 6,5 năm thông qua việc giảm tổn thất điện năng kinh doanh và nâng cao doanh thu bán lẻ điện sinh hoạt chất lượng cao.

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế kỹ thuật hiện tại:
    1. Thiết kế chưa tích hợp hệ thống điều khiển và thu thập dữ liệu tự động từ xa SCADA/DMS tại các tủ phân phối hạ thế.
    2. Chưa tính toán kịch bản tích hợp nguồn năng lượng tái tạo phân tán (điện mặt trời mái nhà - Rooftop Solar PV) và trạm sạc xe điện (EV Charging Station).
  • Hướng phát triển đề xuất:
    1. Nâng cấp hệ thống đo đếm điện năng thông minh (AMI) với công tơ điện tử truyền dữ liệu qua sóng vô tuyến RF/PLC.
    2. Nghiên cứu cấu hình mạch vòng kín vận hành hở (Ring Main Unit - RMU) cho lưới trung thế $35\text{ kV}$ để nâng cao khả năng chuyển đổi nguồn tự động khi có sự cố tuyến đường dây trục.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên & Học viên chuyên ngành Hệ thống điện: Nắm vững phương pháp luận tính toán phụ tải thực tế, thuật toán số gia và quy chuẩn thiết kế trạm biến áp phân phối theo TCVN.
  • Kỹ sư thiết kế M&E & Quy hoạch đô thị: Bản mẫu chi tiết về thông số kỹ thuật cáp ngầm, sơ đồ nguyên lý 1 sợi, định mức khí cụ đóng cắt và giải pháp bố trí tủ điện vỉa hè.
  • Chủ đầu tư & Công ty Điện lực: Bộ dữ liệu dự toán khối lượng chuẩn xác, tối ưu hóa vốn đầu tư thiết bị trạm và giảm thiểu chi phí quản lý vận hành lưới điện phân phối.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai tuyến cáp ngầm 35 kV luồn trong ống nhựa chịu lực là gì?

Tuyến cáp ngầm $35\text{ kV}$ phải sử dụng cáp ruột đồng cách điện XLPE có màn chắn kim loại và giáp bảo vệ DSTA. Cáp phải được luồn trong ống xoắn HDPE chịu lực chuyên dụng, độ sâu đặt rãnh cáp tối thiểu $1{,}1\text{m}$ dưới vỉa hè và $1{,}25\text{m}$ khi cắt ngang đường nhựa. Toàn bộ rãnh cáp phải có lớp cát đệm, đặt băng cảnh báo an toàn điện cách mặt đất $30\text{ cm}$ và bố trí mốc báo hiệu vị trí cáp trên mặt đất.

2. Giới hạn chịu tải của máy biến áp 560 kVA ABB trong dự án và giải pháp khi phụ tải vượt dự báo 2025?

Máy biến áp ABB $560\text{ kVA}$ được chọn đáp ứng công suất phụ tải dự báo cực đại đến năm 2025 (vùng I đạt $560{,}47\text{ kVA}$, hệ số mang tải xấp xỉ $100%$). Khi phụ tải vượt quá mức này sau năm 2025, máy biến áp cho phép vận hành quá tải ngắn hạn theo đặc tính nhiệt của hãng sản xuất ($120%$ trong $2\text{ giờ}$). Về dài hạn, trạm có thể thay thế máy biến áp lên gam công suất $630\text{ kVA}$ hoặc $750\text{ kVA}$ do kết cấu móng cột $12\text{mB}$ và thanh cái hạ thế đã được tính toán biên độ dự phòng chịu lực.

3. Phương án cấp nguồn đấu nối trung áp 35 kV được thực hiện như thế nào?

Nguồn điện được đấu nối chuyển tiếp từ cột số 1 thuộc đường dây trên không $35\text{ kV}$ lộ 371 E8.15 hiện hữu của TBA Tráng Liệt F. Tại vị trí cột đấu nối, bố trí cầu dao cách ly ngoài trời kèm bộ chống sét van $35\text{ kV}$ để phân tách ranh giới quản lý vận hành và bảo vệ đường cáp ngầm vào khu đô thị.

4. Quy trình bảo trì và kiểm tra định kỳ hệ thống tiếp địa TBA kiểu giàn treo?

Định kỳ 6 tháng/lần (đặc biệt trước mùa mưa bão tháng 4), đơn vị vận hành phải đo kiểm tra điện trở tiếp đất $R_{nđ}$ của hệ thống giàn tiếp địa trạm (yêu cầu $R_{nđ} \le 4,\Omega$). Kiểm tra siết chặt bu-lông liên kết thanh đồng tiếp địa $40 \times 4\text{mm}$, vệ sinh bề mặt cách điện sứ chống sét van CSV và kiểm tra nồng độ axit/dầu máy biến áp.

5. Chi phí đầu tư cáp ngầm cao hơn đường dây nổi mang lại giá trị hoàn vốn kinh tế thế nào?

Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu của mạng cáp ngầm cao hơn khoảng $80% - 120%$ so với đường dây nổi, nhưng hệ thống cáp ngầm giúp giảm tỷ lệ tổn thất kỹ thuật từ $6{,}5%$ xuống dưới $3{,}2%$, giảm $90%$ chi phí sửa chữa khắc phục sự cố do mưa bão, triệt tiêu nguy cơ vi phạm hành lang an toàn lưới điện và nâng cao tuổi thọ vận hành công trình lên trên 25 năm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện cho khu dân cư mới xã Tráng Liệt - huyện Bình Giang - Tỉnh Hải Dương" đã giải quyết triệt để và đồng bộ bài toán thiết kế hệ thống phân phối điện hiện đại từ khâu dự báo nhu cầu năng lượng, tính toán phụ tải sinh hoạt - công cộng, quy hoạch trạm biến áp đến thiết kế mạng lưới cáp ngầm trung và hạ thế.

Bằng việc ứng dụng phương pháp xác suất kết hợp hệ số số gia và mô hình 4 trạm biến áp phân tán ABB $560\text{ kVA}$, công trình đảm bảo chỉ tiêu kỹ thuật khắt khe về tổn thất điện áp ($\Delta U \le 5%$), an toàn ngắn mạch và độ tin cậy cung cấp điện. Đây là tài liệu tham khảo có giá trị ứng dụng cao cho các dự án phát triển hạ tầng điện ngầm hóa tại các khu đô thị mới trên toàn quốc.