Bài giảng Quy hoạch cấp điện và Hệ thống thông tin liên lạc (Phần 2) - Nguyễn Mạnh Hà

pdf

77 trang Gia Huy 21/05/2022 3390

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Quy hoạch cấp điện và Hệ thống thông tin liên lạc (Phần 2) - Nguyễn Mạnh Hà", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_quy_hoach_cap_dien_va_he_thong_thong_tin_lien_lac.pdf

Nội dung text: Bài giảng Quy hoạch cấp điện và Hệ thống thông tin liên lạc (Phần 2) - Nguyễn Mạnh Hà

Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c CH ƯƠ NG 4: QUY HO CH MNG ðIN 4.1. Khái quát v m ng đin 4.1.1. S ơ đ nguyên lý (s ơ đ m t s i) Sơ đ nguyên lý là s ơ đ th hi n ph ươ ng th c k t ni ngu n đin v i ph t i. Trong th c t cung c p đin cho t ng ph t i thì m ch đin 3 pha khơng bao gi đ i x ng, cịn trong quy ho ch c p đin cĩ s l ưng ph t i l n thì m c đ khơng đ i x ng r t bé nên cĩ th coi là ph ti đ i x ng và dịng đin c ũng nh ư cơng su t trên 3 pha b ng nhau. Do đĩ đ đơn gi n, s ơ đ nguyên lý c a h th ng đin 3 pha th ưng đưc v b ng s ơ đ 1 pha g i là s ơ đ m t s i (single line) . Trong đ án quy ho ch c p đin, h th ng đưng dây đin 3 pha đưc th hi n b ng s ơ đ nguyên lý ki u 1 nét. M t đưng nét li n ni gi a ngu n đin v i ph t i ta hi u ngay đĩ là đưng dây t i đin 3 pha. Phía trên m i đưng dây đ u ghi ch ng lo i dây (nhơm, đ ng, cáp tr n, cáp ng m, ) cịn phía d ưi ghi chi u dài tuy n dây (km). Riêng ph t i đin thì v n ghi giá tr 3 pha trên s ơ đ. Trong các ch ươ ng tr ưc ta bi t mi ph t i đưc đ c tr ưng b ng tam giác cơng su t, do đĩ trên s ơ đ nguyên lý ch c n ghi 2 giá tr ca tam giác cơng su t thì ph t i hồn tồn xác đnh. Ví d hình d ưi cĩ 2 ph t i cho 2 tham s là P, Q cịn m t ph t i cho 2 tham s P và cos ϕ. Nhánh Nút AC-185/29 AC-185/29 M(3x95)/XLPE/DSTA/PVC 30km 21km 10km Ngu n đin P=30MW ϕ Cos =0,8 P=30MW 5 Q=25MVar P=40MW Q=35MVar ðnh ngh ĩa nhánh, nút trên s ơ đ nguyên lý Nhánh là m t ph n c a mch đin (th hi n trên s ơ đ nguyên lý) trên đĩ ch cĩ 1 dịng đin ch y qua. Nút là n ơi g p nhau c a 2 nhánh tr lên. Ví d hình v trên ta cĩ t t c 2 nút. T i m t nút cơng su t luơn luơn đưc b o tồn, t c là t ng cơng su t đi vào nút ph i b ng t ng cơng su t đi ra kh i nút. Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 92
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Khái ni m nhánh và nút cĩ ý ngh ĩa c c k ỳ quan tr ng trong tính tốn thi t k đưng dây t i đin. Nh s ơ đ nguyên lý ta m i tính tốn đưc dịng đin ch y trong các nhánh, t n th t đin áp, cơng su t t n hao do truy n t i đin, 4.1.2. Các tham s c ơ b n c a m ch đin a) ðin tr R c a dây d n đin ðin tr trên đưng dây t i đin là ph n t chuy n hĩa n ăng l ưng đin thành nhi t n ăng ta ra mơi tr ưng xung quanh. ðây là n ăng l ưng tiêu phí vơ ích do đĩ R cĩ giá tr càng nh càng t t r r r r R ðưng dây ðưng dây Cp đin Cp đin ðin tr phân b d c đưng dây ðin tr t p trung t ươ ng đươ ng ðơ n v đin tr là Ω ( đc là Ơm theo ti ng Hy L p). Ngồi ra trong tính tốn ng ưi ta cịn 1 đư a ra khái ni m đin d n γ = , đơ n v là Siemens, ký hi u S. R Trong th c t dây d n th ưng dùng là dây đng, dây nhơm ho c dây nhơm lõi thép. Dây đng và dây nhơm ch dùng cho các kho ng c t bé do kh n ăng ch u kéo r t kém. V i kho ng ct l n ng ưi ta dùng dây nhơm lõi thép, trong đĩ ph n b c ngồi b ng nhơm dùng đ d n đin cịn ph n ru t b ng thép đ t ăng c ưng ch u l c cho dây. Mt s tr ưng h p đ c bi t khi kho ng ct r t l n (> 800m) thì các lo i dây trên khơng đm b o ch u l c đưc thì bu c ph i dùng dây thép. ðin tr su t m t s lo i v t li u: Ω.mm 2 Ω.mm 2 Ω.mm 2 Bc ρ =16,5 Vàng ρ = 22 ðng đ ρ = 27 km km km Ω.mm 2 Ω.mm 2 Ω.mm 2 Nhơm ρ = 31,5 Km ρ = 64,5 Thép ρ = 250 km km km Vi đưng dây t i đin, đin tr khơng t p trung m t ch mà phân b r i d c chi u dài đưng dây nên khĩ kh ăn cho vi c tính tốn. ð đơn gi n ng ưi ta gi thi t đin tr t p trung trên m t đon đưng dây b ng m t giá tr R duy nh t. l ð tính tốn đin tr c a dây d n ng ưi ta dùng cơng th c R = ρ trong đĩ ρ là đin tr S su t, l là chi u dài, S là ti t di n. Tuy nhiên cơng th c này trong th c t ng ưi ta khơng s d ng do vi c đo ti t di n S cĩ sai s l n. Trong th c hành ng ưi ta tính đin tr c a dây d n thơng qua cơng th c R = r 0.l, trong đĩ r 0 là đin tr trên m t đơn v chi u dài ( Ω/km), l là chi u dài dây d n (km). Tính theo cơng th c này r t chính xác do vi c đo chi u dài chính xác. Riêng giá tr r 0 đưc l p thành b ng tra ng vi t ng lo i dây và thơng th ưng catologue c a nhà ch t o đ u cung c p. b) ðin kháng X c a dây d n đin Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 93
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Khi cĩ dịng đin xoay chi u hình sin ch y qua dây d n, ngồi đin tr R cịn cĩ đin kháng X gây ra s c n tr dịng đin. ðin kháng X trong m ch đin do ph n t đin c m L gây ra. ðin kháng X trong m ch đin cĩ ý ngh ĩa gi ng nh ư đin tr R. ðin kháng X khơng tiêu th n ăng l ưng đin mà ch là ph n t tích l ũy n ăng l ưng trong 1/2 chu k ỳ cịn 1/2 chu k ỳ ti p theo (khi đĩ dịng đin đã đi chi u) thì nĩ x n ăng l ưng tr li l ưi đin. Chu k ỳ n p / phĩng n ăng l ưng là 50 l n trong 1 giây. X x x x ðưng dây ðư ng dây Cp đin Cp đin ðin kháng phân b d c đưng dây ðin kháng tp trung t ươ ng đươ ng ðơ n v đin kháng gi ng đin tr là Ω. Vi đưng dây t i đin, đin kháng khơng t p trung m t ch mà phân b r i d c chi u dài đưng dây nên khĩ kh ăn cho vi c tính tốn. ð đơn gi n ng ưi ta gi thi t đin kháng t p trung trên m t đon đưng dây b ng m t giá tr X duy nh t. Cn l ưu ý là: dù dây d n đin là m t s i th ng, khơng qu n xo n lị xo thì v n t n t i đin kháng X nh ư là m t thu c tính mà khơng cĩ cách nào lo i b nĩ đưc. V i l ưi đin t 1kV tr lên thì giá tr X khá l n, do đĩ trong tính tốn ph i k đ n giá tr này. V i l ưi đin <1kV (l ưi đin h th ) khi tính tốn ch c n xét đn R và cĩ th b qua nh h ưng c a L. ð tính đin kháng ng ưi ta dùng cơng th c X = x 0.l , trong đĩ x 0 là đin tr trên m t đơn v chi u dài ( Ω/km), l là chi u dài dây d n (km). Giá tr x 0 đưc l p thành b ng tra ng v i t ng lo i dây và cách b trí dây. Trong catologue c a nhà ch t o ho c các s tay thi t k đin đu cung c p giá tr x 0. Trong tính tốn g n đúng v i đưng dây đin l p trên khơng cĩ th l y x0 ≈ 0,4 Ω/km. c) ðin d n ph n kháng c a dây d n đin Gi a dây d n đin và m t đ t d c theo đưng dây trên khơng đưc coi là 2 b n c c c a m t t đin nên gi a chúng luơn t n t i m t giá tr đin dung C. Gi a các dây d n v i nhau (gi a các pha) c ũng đưc coi là 2 b n c c c a m t t đin nên gi a chúng c ũng cĩ m t tr s đin dung nào đĩ. Giá tr đin dung gi a dây d n và đt th ưng r t bé nên trong tính tốn b qua giá tr này và sai s < 5% nên ch p nh n đưc, ch tính ph n đin dung gi a các pha v i nhau. ðin dung ðin dung gi a pha A và C gi a pha A và B A Dây pha B C ðin dung gi a pha B và C ðin dung phân b d c đưng dây ðin dung tươ ng đươ ng 2 đu đưng dây Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 94
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c ðin dung C c ũng phân b d c đưng dây t i đin và cĩ m t đ c đim r t đ c bi t là ngay c khi khơng cĩ ph t i thì dịng đin v n ch y qua đin dung (giá tr này r t bé). ð đơn gi n cho vi c tính tốn ng ưi ta gi thi t các đin dung này t p trung v đ u đưng dây 1/2 giá tr và tp trung v cu i đưng dây 1/2 giá tr . ðin dung C c ũng là m t ph n t khơng tiêu th đin n ăng mà ch tích l ũy đin n ăng d ưi dng đin tr ưng chu k ỳ d ươ ng c a dịng đin hình sin, khi dịng đin đ i chi u thì n ăng lưng này s phĩng ra tr l i l ưi đin. Trong tính tốn đưng dây t i đin ng ưi ta đưa ra khái ni m đin d n ph n kháng B. ðin dn ph n kháng cĩ đơn v c a đin d n là Siemens (ngh ch đo c a đin tr ) và tính theo cơng th c: = B b0. l Trong đĩ l là chi u dài đưng dây (km), b 0 là đin d n ph n kháng trên 1 km đưng dây (tra trong các b ng tra). Cơng su t ph n kháng do đin dung sinh ra trên đưng dây t i đin: =2 = 2 QC UB. Ubl .0 . Giá tr đin dung C ch đưc tính tốn khi đưng dây trên khơng đin áp t 110 kV tr lên ho c đưng dây trên khơng 35 kV cĩ chi u dài ≥ 30 km ho c đưng cáp đin ng m 3 pha đin áp 22 kV tr lên. 4.1.3. S ơ đ thay th đưng dây t i đin Trong tính tốn đưng dây t i đin th ưng dùng s ơ đ thay th v i các tham s R, X, B t p trung ki u hình ch Π. - V i m ng đin ≥ 35 kV cĩ chi u dài ≥ 30km, m ng đin ≥ 110 kV cĩ chi u dài b t k ỳ và đưng cáp ng m 3 pha ≥ 22 kV thì s ơ đ thay th cĩ đy đ các thành ph n R, X, B. R X ðưng dây Cp đin B B 2 2 - V i đưng dây 500 kV, s ơ đ hình Π ch s d ng đưc khi chi u dài đưng dây t i đin < 300km, n u l n h ơn thì ph i s d ng lý thuy t khác đ tính tốn (lý thuy t đưng dây dài) mà trong bài gi ng này khơng đ c p đ n. - V i m ng đin 35 kV cĩ chi u dài < 30km, m ng đin < 35 kV cĩ chi u dài b t k ỳ và đưng cáp ng m 3 pha < 22kV thì ta b qua thành ph n đin d n ph n kháng B, khi đĩ s ơ đ ch cịn l i R, X g i là sơ đ thay th đưng th ng . R X ðưng dây Cp đin ≤ 35 kV Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 95
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Ví d : Xác đnh các tham s c a đưng dây trên khơng đin áp 110 kV dài 100 km dùng dây nhơm lõi thép AC-150. -6 Gi i: Tra b ng v i dây AC-150 ta cĩ r 0=0,21 Ω/km, x 0=0,41 Ω/km và b 0=2,74.10 /Ω.km T đĩ ta tính đưc các tham s c a đưng dây t i đin: R = r 0.l = 0,21.100 = 21 Ω. X = x0.l = 0,41.100 = 41 Ω. -6 -6 B = b 0.l = 2,74.10 .100 = 274.10 S 4.1.4. Cu trúc m ng đin: Tùy vào t m quan tr ng c a h tiêu th và kinh phí đu t ư mà m ng đin cĩ th đưc xây dng v i các c u trúc khác nhau: a) M ng đin hình tia: Mng đin này ch nh n đin t 1 ngu n đin duy nh t. Các đưng dây đin xu t phát t ngu n đin g i là đưng tr c. Các đưng dây đin đ u n i vào đưng tr c g i là đưng nhánh. ðưng nhánh cĩ ti t di n bé h ơn đưng tr c. ðưng tr c Ngu n đin Mng đin ki u hình tia ðây là m ng đin cĩ đ tin c y r t kém, giá thành đu t ư c ũng th p do đĩ đưc dùng cho khu v c nơng thơn, các ph t i xa ngu n đin và các ph t i khơng quan tr ng. ð n ăng cao đ tin c y cho lo i m ng đin này thì đ u m i nhánh r mà cĩ nhi u h têu th ng ưi ta ph i đ t thi t b t đ ng c t khi cĩ s c trên nhánh r đĩ. Vĩi các nhánh r cĩ ít h tiêu th thì xác su t s c th p nên khơng c n đ t thi t b t đ ng c t s c . Mt bi n pháp khác đ nâng cao đ tin c y cho lo i m ng đin này là s d ng đưng dây mch kép. Khi đĩ xác su t x y ra s c đ ng th i c 2 m ch 1 lúc là r t th p. ð ti t ki m đ t đai dành cho hành lang đưng dây đin, 2 m ch th ưng b trí chung trên 1 c t. Mng đin dùng đưng dây kép Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 96
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c b) M ng đin đưng vịng: Mng đin vịng là lo i m ng đin cĩ th nh n đin t 2 ngu n đin khác nhau tr lên. ðây là m ng đin cĩ đ tin c y cao, v n hành linh ho t nh ưng đu t ư r t t n kém. Lo i m ng đin này dùng đ c p đin cho các ph t i quan tr ng, các ph t i thành ph . Nh ưc đim l n nh t c a m ng đin đưng vịng là v n hành r t ph c t p, chi phí thi t b vn hành, b o v , đĩng c t r t đ t ti n. Chính vì v y ng ưi ta chia làm 2 lo i: + M ng đin đưng vịng v n hành kín: th ưng dùng cho c p đin áp t 110 kV tr lên. Các mng đin này luơn luơn đưc trang b h th ng t đ ng hĩa m c cao: t đ ng b o v , t đng hịa đng b , + M ng đin đưng vịng v n hành h : dùng cho c p đin áp d ưi 35 kV trong thành ph , th xã, th tr n. M ng đin này cĩ k t c u l ưi đin hình vịng kín nh ưng v n hành ki u h (th c ch t là v n hành hình tia). Ví d hình v bên trái, bình th ưng nhánh 3 nh n đin t nhánh 1, khi nhánh 1 s a ch a thì nhánh 3 chuy n sang đ u n i v i nhánh 2 (cơng vi c này th c hi n bng th cơng, m t kho ng 15-60 phút, k c th i gian di chuy n trên đưng c a ng ưi cơng nhân) Nhánh 1 Nhánh 3 Nhánh 2 Ngu n 1 Ngu n 2 V trí tách dây d n V trí tách dây d n (n m trên cùng 1 c t) (n m trên cùng 1 c t) Hình_ M ng đin kín v n hành h Trong m ng đin kín v n hành h ng ưi ta khơng th n i kín m ch khi v n hành vì đin áp ti đim cu i các nhánh s khác nhau (do t n th t đin áp trên nhánh khác nhau). ð n i kín v i nhau ta b t bu c ph i trang b thêm thi t b v n hành t đ ng, t phát hi n th i đim mà các nhánh cĩ cùng đin áp và cùng t n s đ n i chúng v i nhau g i là hịa đng b . Do thi t b t đng r t đ t ti n, v n hành quá ph c t p, địi h i chuyên mơn cao nên trong l ưi đin t 35 kV tr xu ng đơ th ng ưi ta ch cho v n hành h . Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 97
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c c) C u trúc đin hình mng đin khu v c đơ th c1) S ơ đ cung c p đin cho thành ph nh ho c cho m t khu ph , m t khu dân c ư, ðin n ăng đưc cung c p t nhà máy đin điezen c a đa ph ươ ng (1) và t h th ng đin qu c gia thơng qua các tr m bi n áp 110/(10 ÷35) kV (2). M ng đin (10-35)kV đ c p cho thành ph do đĩ tr m bi n áp 110kV đưc b trí ngồi thành ph . Vi c phân ph i đin n ăng đ n các h dùng đin đưc th c hi n thơng qua m ng phân ph i trung áp 10 ÷ 35 kV và m ng đin h áp v i s tham gia c a các tr m bi n áp phân ph i (10 ÷35)/0,4 kV (3). Mng đin phân ph i trung áp đưc xây d ng theo s ơ đ m ch vịng kín nh ưng v n hành h. Các tr m bi n áp phân ph i cĩ nhi m v cung c p đin cho m ng h áp 0,4 kV. ði v i các h dùng đin cơng nghi p cĩ th c p đin b i các tr m bi n áp riêng. ðc tr ưng c a s ơ đ cung c p đin cho thành ph nh là ch s d ng m t c p đin áp cao áp (10 ÷35kV). ∼∼∼ T HT ð 1 10 ÷35kV 2 Qu c gia Mng 3 0,38kV đin Mng trung đin áp trung áp 10 ÷35 10 ÷35 0,38kV kV kV ðưng dây mch vịng nh ưng v n hành h Sơ đ m ng đin thành ph nh c2) S ơ đ cung c p đin cho thành ph trung bình Vi lo i thành ph này thì m t c p đin áp trung áp (10-35) khơng đ c p đin mà ph i dùng ti đin áp 110-220 kV dn sâu vào trung tâm thành ph . Mng đin g m nhà máy đin điezen c a đ a ph ươ ng (1) và tr m bi n áp 110/(10-35)kV(2) đưc c p đin t h th ng đin Qu c gia. M ng đin cung c p 110 ÷ 220 kV đưc thi t k theo ki u m ch vịng bao trùm tồn b thành ph và v n hành kín . M ng đin này cĩ vai trị khơng ch cung c p đin cho thành ph mà cịn duy trì s liên h gi a m ng đin thành ph v i h th ng qu c gia. Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 98
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Các tr m bin áp phân ph i (3) 10 ÷35/0,4 kV cung c p cho các h dùng đin thơng qua mng đin h áp 0,38 kV. T h th ng đin 110 ho c 220 kV Qu c gia 2 1 ∼∼∼ 3 4 Mng đin h áp 5 Mng đin Mng đin h áp 3 xí nghi p 3 10 ÷35kV ðưng dây d phịng 2 2 110 ho c 220 kV Sơ đ m ng đin thành ph trung bình 1 – Nhà máy đin đ a ph ươ ng; 2 – Tr m bi n áp 110/(1-35)kV; 3 – Tr m bi n áp phân ph i Mng đin (10-35)kV v n cĩ c u t o m ch vịng nh ưng v n hành h đ d phịng l n nhau. Mt s c m cơng nghi p, khu cơng nghi p trong thành ph yêu c u dùng đin (10-35)kV thì đưc trang b đưng dây và tr m trung th riêng (4,5). ðc tr ưng c a s ơ đ là cĩ hai c p đin áp cao áp (110-220) và (10-35)kV. c3) S ơ đ cung c p đin cho thành ph l n Cp đin áp (10 ÷35) kV g m nhi u m ng con (10-35) kV. M i m ng con c p cho m t khu vc c a thành ph và c u t o d ng m ch vịng. Mng đin 110 ho c 220 kV đưc xây d ng theo s ơ đ m ch vịng v n hành kín, d n sâu vào trung tâm thành ph . ðc đim c a s ơ đ cung c p đin cho các thành ph l n là s l ưng và cơng su t c a ngu n cung c p t h th ng đin Qu c gia nhi u h ơn. Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 99
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c T h th ng đin Qu c gia 110 ho c 220 kV 35kV 22 kV 22 kV ∼∼∼ 0,4kV 22 kV 35kV 0,4kV T h th ng đin Qu c gia 110 ho c 220 kV Sơ đ m ng đin thành ph l n d) C u trúc đin hình mng đin khu v c nơng thơn Khu v c nơng thơn đưc c p đin t c p trung áp (10-35)kV. L ưi phân ph i cĩ c u trúc dng hình tia, mt đưng tr c, khơng cĩ d phịng. Tr m bi n áp phân ph i đin cho các h tiêu th cĩ 2 lo i 35/0,23kV đ c p cho ph t i 1 pha, lo i 35/0,4kV n u đim dân c ư cĩ c ph t i 3 pha. Tt c các tuy n dây đ u là đưng dây trên khơng. Các tr m bi n áp dùng ki u c t. Tr m bi n áp th ưng đt trung tâm đim dân c ư đ d qu n lý v n hành. M i đim dân c ư ch đ t mt tr m bi n áp cơng su t bé. Tr m 35/0,23kV ðim dân c ư s 2 Tr m 110/35kV ðư ng dây 35kV 15.000m 4.000m 5.000m Tr m 35/0,23kV ðim Tr m dân 35/0,4kV cư s ðim dân c ư s 1 3 Kho ng cách các đim dân c ư khá xa nên đưng dây dài, đ ti t ki m chi phí xây d ng, dây dn đưng tr c cĩ th là 2 pha ho c 1 pha. các lo i m ng đin này ng ưi ta s d ng đ t làm mt dây d n. ð cĩ th truy n d n đin trong đ t c n ph i xây d ng tr m phát và tr m thu các h th ng ti p đ a khá t n ti n, do đĩ ph i so sánh l a ch n ph ươ ng án d n đin 3 pha và 1 pha Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 100
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c bên nào l i thì m i quy t đ nh. Dịng đin đưc truy n t tr m bi n áp đ n ph t i và tr v qua h th ng ti p đ a. ðưng dây trung áp ðưng dây trung áp Ngu n đ in Ngu n đin Ph t i (10-35)kV (10-35)kV 0,4 kV Rđ Iđ Iđ 4.2. N i dung tính tốn m ng đin trong quy ho ch c p đin Sau khi xác đnh đưc v trí các h tiêu th , v trí các tr m bi n áp, ng ưi làm quy ho ch cp đin ph i th c hi n các cơng vi c tính tốn liên quan đn quy ho ch mng đin v i các n i dung sau: - Vch ra các ph ươ ng án c p đin nh m k t n i ngu n đin v i các ph t i. Xem xét ch n ra 2-3 ph ươ ng án t t nh t đ ti n hành tính tốn và so sánh v kinh t - k thu t. - Lp s ơ đ nguyên lý (s ơ đ m t s i) đ tính tốn các thơng s k thu t đin. - Tính dịng đin cho phép theo điu ki n khí h u th c t t i n ơi l p quy ho ch. - Xác đnh lo i dây d n đin (cáp ng m, cáp b c, dây tr n) và ti t di n c a chúng. - Tính t n th t cơng su t truy n t i trên m ng đin. - Tính t n th t đin áp trên đưng dây đ xác đ nh bán kính c p đin. - L p kh i l ưng d ki n đ u t ư. - So sánh v m t kinh t - k thu t các ph ươ ng án và ch n ra ph ươ ng án t i ưu. - Khái tốn v n đ u t ư và d ki n các ngu n v n (v n vay, v n t cĩ, ) c ũng nh ư tin đ th c hi n quy ho ch theo ph ươ ng án ch n. Vi bài gi ng này ch đ c p đ n vi c tính tốn các thơng s k thu t đin. Vi c tính tốn các n i dung khác nh ư hi u qu d án, chi phí lãi vay, đưc trình bày trong các mơn h c khác. 4.3. Ch n ph ươ ng án c p đin: Vch ph ươ ng án cung c p đin là bài tốn khĩ trong quy ho ch c p đin, địi h i ph i th a mãn nhi u tiêu chí nh ư đm b o ch t l ưng đin, gi m giá thành đu t ư, gi m chi phí qu n lý, vn hành tin c y, ð tìm đưc ph ươ ng án t i ưu th ưng ph i đưa ra m t s ph ươ ng án đ so sánh. Trong th c t, nhi m v này là nhi m v mà ng ưi làm quy ho ch hay m c sai l m nh t. Sai l m hay g p ph i là đ xu t các ph ươ ng án đ so sánh khơng cĩ tính c nh tranh. Ví d so sánh ph ươ ng án cĩ vn đ u t ư nh , chi phí v n hành th p v i ph ươ ng án cĩ v n đ u t ư l n, chi phí v n hành cao là mt s so sánh kh p khi ng. Vi v trí các h tiêu th cho tr ưc, ngu n đin cho tr ưc cĩ th đưa ra hàng tr ăm (th m chí hàng ngàn) ph ươ ng án cung c p đin, tuy nhiên c n ph i ch n l c ra m t s ph ươ ng án cĩ tính Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 101
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c kh thi và tính c nh tranh nh t. ð làm đưc vi c đĩ c n ph i cĩ s phân tích s ơ b m t cách đa dng d ưi nhi u khía c nh nh ư tiêu chu n k thu t, ch t lưng đin, đ tin c y, tính đơn gi n, thu n ti n trong v n hành, và nh ư v y địi h i ng ưi làm quy ho ch khơng nh ng ph i am hi u v k thu t đin mà cịn ph i cĩ kinh nghi m th c t và ki n th c nhi u chuyên mơn khác nhau. Mt s ph ươ ng án c p đin ng v i v trí ngu n đin và ph t i cho tr ưc Tr m bi n á p H ti êu th M i ơ l ưi cĩ kích th ưc 100x100m Sau khi ch n đưc m t s ph ươ ng án cung c p đin ph i ti n hành phân tích chúng đ tìm ra ph ươ ng án t t nh t v kinh t - k thu t g i là ph ươ ng án t i ưu. Ngày nay đã cĩ nhi u tác gi nghiên c u v v n đ ch n ph ươ ng án t i ưu và đu cĩ chung mt m c tiêu là làm cho chi phí qui đi c a đưng dây là c c ti u. Nh ưng m i m t ph ươ ng pháp cĩ hình th c th hi n riêng v i m c đ chính xác khác nhau. Trong bài gi ng này gi i thi u s ơ b mt s ph ươ ng pháp ch n ph ươ ng án t i ưu mà khơng đi sâu vào tính tốn c th . 4.3.1. Ch n ph ươ ng án t i ưu theo chi phí qui đi nh nh t: Trong s các ph ươ ng án c p đin đưa ra xem xét thì ph ươ ng án t i ưu là ph ươ ng án th a mãn hàm m c tiêu sau: Zi = ( a tc + k kh )V i + g ∆Ai ⇒ Min Các điu ki n ràng bu c Ui ≥ U min Iij ≤ I cpij ∆Umax ≤ 5% Trong đĩ Zi - chi phí truy n t i và phân ph i đin n ăng ca ph ươ ng án th i atc : h s tiêu chu n thu h i v n đ u t ư (vi cơng trình đin l y a tc = 0,125) kkhi : h s kh u hao và chi phí qu n lý, vn hành c a ph ươ ng án th i Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 102
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Vi : v n đ u t ư c a ph ươ ng án th i g∆Ai : phí t n (b ng ti n) v t n th t đin n ăng trên đưng dây Ij là dịng đin ch y trên nhánh ij Icpij là dịng đin cho phép c a dây d n ch y trên nhánh ij Trong th c t quy ho ch c p đin th ưng tìm ph ươ ng án cĩ Zmin trong s các ph ươ ng án đ xu t. Sau đĩ ti n hành tính tốn ch đ l ưi đin đ ki m tra các điu ki n ràng bu c (U≥Umin , Iij < I cpij , ∆ Umax ≤ 5%) ch khơng ki m tra ràng bu c này trong quá trình tìm Z min . Trong tr ưng h p khơng th a mãn điu ki n này thì ph i s d ng các bi n pháp b sung sao cho th a mãn điu ki n ràng bu c ho c ch n ph ươ ng án khác đ tính tốn. * Ưu đim c a ph ươ ng pháp : + Tính tốn đơ n gi n, t n d ng đưc kinh nghi m c a ng ưi thi t k , th i gian gi i cĩ th đưc rút ng n đáng k nh máy tính đin t . + Ph ươ ng pháp này đưc s d ng ph bi n hi n nay. * Nh ưc đim: + L i gi i ch phù h p v i nh ng m ng đin cĩ nh ng ph t i khơng yêu c u cao v đ tin cy cung c p đin (h lo i 3). 4.3.2. Ch n ph ươ ng án t i ưu theo h s ph ươ ng án Mc đích c a ph ươ ng pháp này là s d ng h s ph ươ ng án K ij đ xác đ nh s ơ đ n i đin ti ưu. Gi thi t khu v c quy ho ch cĩ n h tiêu th đưc c p đin t m t tr m bi n áp. V trí tr m bi n áp và v trí n ph t i đã xác đnh đưc trên b n đ . Ta c n xác đ nh ph ươ ng th c k t ni ph t i v i ngu n đin t t nh t. Lp hàm m c tiêu k t n i dây đin t đim i đ n đim j: 2 Kij = (1 + λ)lij + 0,5 λ L 0i ⇒ Min Trong đĩ: λ - h s ch n bt k ỳ cĩ giá tr 0 ÷ ∞. lij - kho ng cách t ngu n n i i đ n ph ti th j L0i - kho ng cách t tr m bi n áp đ n ngu n n i i Ngu n n i i chính là v trí ph t i th i đã đưc k t n i đ n tr m bi n áp trong quá trình tìm ph ươ ng án k t n i tr ưc đĩ. ðu tiên ph i tìm ra ph ươ ng án k t n i tt c n ph t i ng vi λ=0 qua các b ưc sau: Bưc 1: Cho i=0 cĩ ngh ĩa là b ưc đ u tiên ch cĩ m t ngu n n i là tr m bi n áp. =+λ + λ2 =+ λ Các hàm mc tiêu tr thành K0j (1 ) l 0j 0,5 . L 00 (1 ) l 0j ⇒ Min Tt c n ph t i đ u cĩ kh n ăng n i đ n tr m bi n áp do đĩ ta tính đưc giá tr K 01, K02 , , K0n . Tìm giá tr nh nh t trong các giá tr này, ví d đưc K02 . Khi đĩ ta xác l p đưc m t đưng dây n i t tr m bi n áp đ n ph t i s 2. T ph t i 2 bây gi ta cĩ th c p đin đ n các Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 103
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c ph t i cịn l i, do đĩ nĩ tr thành m t ngu n n i. Nh ư v y ta xem nh ư cĩ 2 ngu n c p đin là tr m bi n áp và đim ph t i 2 (ngu n n i). Bưc 2: Cho i=2 (ph t i tr thành ngu n n i b ưc 1) và lúc này cĩ 2 ngu n n i đ c p cho các ph t i là tr m bi n áp và ph t i 2. Các hàm m c tiêu ni dây đin t ngu n n i 2 đ n các ph ti cịn l i là: = +λ + λ 2 K2j (1 ) l 2j 0,5 . L 02 ⇒ Min Trong đĩ j ≠2 vì 2 đã tr thành ngu n, khơng cịn là ph t i n a. Ta ti n hành xác đnh (n-1) giá tr K21, K 23 , K 24 , ,K 2n là các giá tr tính tốn khi (n-1) ph ti đ u n i vào ngu n n i 2. Ta tìm giá tr nh nh t trong t p h p các giá tr v a tìm ra và các giá tr cịn l i b ưc 1. Cĩ ngh ĩa là tìm giá tr min trong tp h p {K 21, K 23 , K 24 , ,K 2n ; K 01, K03 , K 04 , , K 0n }. + Ví d n u K 24 nh nh t thì ta xác l p đưc đưng dây n i t ph t i 2 đ n ph t i 4, t c là ph t i 4 khơng n i tr c ti p đ n tr m bi n áp. + Ví d n u K 05 nh nh t thì ta xác l p đưc đưng dây n i ph t i 5 đ n tr m bi n áp Bưc 3, : T b ưc 3 tr đi ta ti p t c làm t ươ ng t cho đ n khi t t c các ph t i đ u tr thành ngu n n i, t c là s ơ đ đã ph kín đ n các ph t i thì2dng l i. Bưc 1: Tìm đưc đon 0-2 Bưc 2: Tìm đưc đon 2-4 Bưc 3: Tìm đưc đon 0-5 nu K là giá tr bé nh t nu K 05 là giá tr bé nh t i=3 i=3 24 i=3 i=2 i=1 i=2 i=1 i=2 i=1 i=4 i=4 i=4 i=8 i=8 i=8 i=0 i=0 i=0 i=5 i=5 i=5 i=6 i=7 i=6 i=7 i=6 i=7 Minh h a các b ưc tìm ph ươ ng án t i ưu theo h s ph ươ ng án Tr m bi n áp H tiêu th M i ơ l ưi cĩ kích th ưc 100x100m Kt n i b ưc 1 K t n i b ưc 2 K t n i đưc ch n Bưc cu i: Tính chi phí truy n t i đin n ăng trên t ng đon dây Z ij và t ng chi phí truy n ti ca ph ươ ng án Z 0 = ΣZij Bây gi ta quay l i t b ưc 1 và tính tốn đ ch n ph ươ ng án n i dây khác b ng cách cho λ=1, 2, . ho c cĩ th cho b ng s l λ=1,1 -1,2- . Vi c ch n giá tr λ ph i cĩ s điu khi n ca ng ưi tính tốn thì m i tìm đưc l i gi i t i ưu. Ví d cho λ =0, 1, 2 ta cĩ Z 0, Z1, Z 2 So sánh nu Z 0 > Z 1 và Z 1<Z 2 thì Z1 là s ơ đ n i đin Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 104
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c ti ưu. N u khơng ta l y giá tr λ t ăng lên b ng 2, 3 . . . và tính tốn t ươ ng t . C nh ư v y khi tính đn Z i > Z i-1 thì ta đưc s ơ đ n i đin t i ưu v i Z i-1 = Zmin . * Ưu đim : K t qu tìm đưc khá tin c y * Nh ưc đim : Tính tốn khá ph c t p, kh i l ưng tính tốn l n. 4.3.3. Ch n ph ươ ng án t i ưu theo ph ươ ng pháp t i ưu t ng b ưc Vic cung c p đin cho m t ph t i b t k ỳ địi h i chi phí xây d ng đưng dây ti đin mi, ngồi ra nu đim đ u đin là m ng đin cĩ s n thì s phát sinh thêm thêm nh ng chi phí trong mng đin cĩ s n này (t ăng chi phí qu n lý, b o d ưng, t ăng t n th t đin, ). ng d ng nguyên t c này ng ưi ta đưa ra ph ươ ng pháp ch n ph ươ ng án n i dây đin theo ki u t i ưu t ng bưc. Cách làm c a ph ươ ng pháp này là c m i l n thi t l p đưc m t đưng dây k t n i gi a ngu n đin v i ph t i đin ta coi đĩ nh ư m ng đin hi n cĩ. Khi xét các ph t i cịn l i đ k t ni vào m ng đin đã thi t l p ta coi nh ư n i vào m ng đin hi n cĩ. Mơ t c th nh ư sau: Vi c n i ph t i j vào đim ph t i i hi n cĩ thì chi phí truy n t i đin n ăng Z 1 t i đ n j xác đnh theo bi u th c: Z1 = c j.lij Trong đĩ: cj- Su t chi phí truy n t i đin n ăng c p cho ph t i j (tra b ng ho c đưng cong) lij -Kho ng cách th ng gi a đim i và đim j. Su t chi phí truy n t i các lo i dây trong l ưi đin 35 kV Su t chi phí truy n t i các lo i dây trong l ưi đin 22 kV Khi đim ph t i j đưc đ u vào m ng đin đã thi t l p tr ưc đĩ (m ng đin hi n cĩ) thì ph t i trong m ng đin này s t ăng h ơn so v i tr ưc đĩ, b i v y s phát sinh thêm chi phí truy n t i đin n ăng, l ưng chi phí này đưc xác đ nh theo bi u th c: Z2 = (c i+j - c i) L 0i ; Trong đĩ: ci+j - Su t chi phí truy n t i c a m ng đin sau khi đ u n i j vào ci - Su t chi phí truy n t i c a m ng đin khi ch ưa đu n i j vào Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 105
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Loi - Là chi u dài (tính d c theo dây đin) t tr m bi n áp đ n đim đ u đin i. Các giá tr su t chi phí truy n t i c i, c i+j , c j đưc cho s n trong các s tay thi t k (ho c cĩ th t xây d ng) d ưi d ng các đưng cong chi phí ph thu c vào dịng đin truy n t i, lo i dây dn, ti t di n dây d n. Ví d các bi u đ sau: ð xác đ nh su t chi phí truy n t i c a đưng dây ta ch vi c d a vào giá tr dịng đin dịng k m t đưng th ng vuơng gĩc v i tr c hồnh, tung đ c a đim g p nhau gi a đưng th ng này v i đưng cong đu tiên s chính là giá tr chi phí c n tìm, đng th i xác đ nh đưc ti t di n dây d n c n s d ng. Nh ư v y t ng chi phí tính tốn c n thi t đ đu n i ph t i j vào đim ph t i i sao cho v n ti ưu v kinh t - k thu t là: Zij = Z 1+Z 2 = c j.lij + (c i+j - c i) L 0i ⇒ Min Bài tốn xây d ng s ơ đ n i đin t i ưu mơ t trên đưc th c hi n theo t ng b ưc n i t i ưu. Các b ưc tính đưc l p l i nhi u l n ph thu c vào s l ưng đim t i. Trình t xây d ng s ơ đ nh ư sau: + Xác đnh kho ng cách gi a các đim t i theo bi u th c = − 2 + − 2 lij (xi x j ) (yi y j ) Kho ng cách l ij c ũng cĩ th đo tr c ti p trên th c đ a ho c đo trên b n đ theo t l xích. + Theo bi u đ su t chi phí truy n t i xác đnh các giá tr c i và ti t di n dây d n đin. + Tính các giá tr Z ij = Zoj b ưc đ u tiên ng v i ngu n đin là tr m bi n áp. + Ch n giá tr nh nh t trong s các giá tr Z oj v a xác đ nh, gi s Z 04 = min, ta n i đim 4 vi ngu n 0, lúc này đim t i 4 tr thành ngu n n i. + Ti p theo l y đim 4 làm g c xác đ nh các giá tr Z 4j đi v i các ph ti cịn l i. Ch n giá tr nh nh t trong s các giá tr Z 4j và Z 0j cịn l i b ưc tr ưc, gi s trong s đĩ Z 43 nh nh t ta n i đim 3 v i g c 4. + Tip t c xác đ nh các giá tr Z 3j . Bài tốn đưc l p l i nh ư v y cho đ n khi t t c các ph ti ti đ u đưc n i vào m ng. S ơ đ nh n đưc sau khi k t thúc là s ơ đ g n t i ưu. Quá trình mơ t b ng các hình v minh h a sau đây: 2 3 2 y 2 3 y 3 4 4 5 4 5 5 1 1 1 6 6 x 6 x x 1) 2) 3) 2 y 2 3 y 2 3 y 3 4 4 4 5 5 5 1 1 1 6 6 6 x x x 4) 5) 6) Trình t xây d ng s ơ đ n i đin t i ưu (t b ưc 1 đn b ưc 6). Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 106
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Sơ đ nh n đưc m i ch “gn t i ưu” do cĩ th xu t hi n các gĩc nh n (theo h ưng nhìn t ngu n) mà ta cĩ th hi u ch nh sao cho chi u dài đưng dây t i đin ng n h ơn trong khi khơng làm mt đi tính t i ưu v kinh t - k thu t. Sơ đ “g n t i ưu” Quá trình hi u ch nh Sơ đ t i ưu (sau hi u ch nh) i=2 i=2 i=2 i=3 i=3 i=1 i=1 i=3 i=1 Tâm hình trịn ∆ ni ti p A A i=4 i=4 i=4 i=0 i=0 i=0 i=5 i=5 i=5 i=6 i=7 i=6 i=7 i=6 i=7 ðim hi u ch nh Mng đin t i ưu Mng đin g n t i ưu ðưng th ng v thêm Cách làm nh ư sau: tìm tâm đưng trịn n i ti p tam giác cĩ gĩc c n hi u ch nh và n i tâm hình trịn này v i các đnh c a tam giác. Ví d các hình v trên ta cĩ tam giác 024 c n hi u ch nh. ðim ph A là tâm hình trịn n i ti p tam giác, ta n i A v i các đ nh 024 thì chi u dài sau khi hi u ch nh là A0+A2+A4 bé h ơn chi u dài tr ưc khi hi u ch nh là 02+24. Nh ư v y sơ đ tìm đưc v a t i ưu d ưi gĩc đ chi phí truy n t i đin n ăng v a t i ưu d ưi gĩc đ hình h c 4.4. M t b ng b trí tuy n đưng dây t i đin Mt b ng b trí tuy n đưng dây t i đin chính là s ơ đ nguyên lý c a m ng đin trên th c đa. B trí tuy n dây cĩ tính ch t quan tr ng nh h ưng đ n giá thành đu t ư cơng trình. ðc bi t v i đơ th do ngu n l c đ t đai khá đ t đ thì vi c b trí tuy n dây ng n nh t, ti t ki m nh t thì vơ cùng quan tr ng. ðiu này nh h ưng l n cơng tác đ n bù, cĩ th đ y nhanh ho c làm ch m ti n đ cơng trình. Khơng th xây d ng m t lý thuy t chung v vi c b trí tuy n đưng dây vì cịn ph i ph thu c vào điu ki n đ a hình, đa ch t và cơng trình h t ng k thu t hi n cĩ ca khu v c quy ho ch đ b trí. ðiu này đi h i nhi u kinh nghi m và trách nhi m c a ng ưi làm quy ho ch trong vi c điu tra, thu th p và phân tích s li u. đây xin nêu ra m t s nguyên t c b trí tuy n dây c n ph i l ưu ý: a) Nguyên t c chung: + ðm b o hành lang tuy n dây đin + Khơng c t qua khu dân c ư đơng đúc, h n ch c t qua khu dân c ư khác. + Tìm h ưng đi sao cho m c đ n bù th p nh t, h n ch di chuy n nhà dân. + Tuy t đ i tránh các khu di tích l ch s , danh lam th ng c nh, Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 107
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c b) Yêu c u riêng cho khu v c đơ th + Tuy n dây đin b đi d c theo hè ph + Các c t đin ph i tr ng ngay gi a ranh gi i c a 2 lơ đ t. + Tránh các cơng trình h t ng k thu t hi n cĩ nh ư đin, thơng tin, m ươ ng thốt n ưc, đã xây d ng tr ưc đĩ. + Nh ng đon v a hè u n cong nên dùng cáp ng m, h n ch đưng dây trên khơng vì kh năng dây đin ti n sát vào ban cơng nhà dân gây m t an tồn. + Trên m t tuy n đưng ch b trí dây đin đi m t bên đưng. + T t nh t nên dùng cáp ng m cho c m ng đin cao áp và m ng đin h áp v a m quan, va đ m b o an tồn (tuy nhiên giá thành đt nên c n ph i xem xét ch n l a ph ươ ng án). + N u khơng dùng cáp ng m đưc thì dùng dây đin b c đi trên khơng: v a gi m đưc hành lang đưng đin v a an tồn. + Tuy t đ i khơng dùng dây d n đin tr n. + Nên k t h p nhi u đưng dây trên m t tuy n dây đ ti t ki m hành lang. Ví d trên m t va hè cĩ th b trí 2 đưng dây 22 kV và 1 đưng dây 0,4 kV đi chung c t + T t c các c t đ u dùng lo i t 12 m tr lên đ d phịng phát tri n ph t i cĩ th l p thêm 1 tuy n dây n a. + Các tuy n ph cĩ v a hè h p ph i b trí tuy n dây ra lịng đưng b ng cách dùng xà đ dây ki u l ch 1 bên c t. + Khơng dùng dây néo c t. Các v trí gĩc ch u l c l n (nh ư ngã 3, ngã t ư đưng ph ) dùng 2 c t bêtơng ghép l i ho c dùng c t s t. c) Yêu c u riêng cho khu v c nơng thơn Khu v c nơng thơn vi c b trí tuy n dây cĩ ph n d dàng h ơn do đt đai cịn khá nhi u. Tuy nhiên ta c ũng khơng nên l m d ng v n đ này mà xem nh vi c tìm ra ph ươ ng án t t nh t. + Nên b trí tuy n đi men theo đưng giao thơng liên thơn, liên xã ho c đưng mịn đ thu n l i cho s a ch a. + Tránh c t nhà dân, h n ch đi qua r ng cây cĩ giá tr kinh t và cây lâu n ăm nh ư qu , cao su, + Gi m đ n m c th p nh t s l n b gĩc (s l n đ i h ưng) đưng dây. + Tránh đi h ưng dây ngay trên mép sơng, n ơi d s t l , xĩi mịn hay đa ch t y u. + Tránh đi qua khu v c ph c t p v đ a hình nh ư núi cao, khe v c sâu, đ a hình chia c t mnh, vì khi thi cơng c ũng nh ư v n hành r t khĩ kh ăn. 4.5. T n th t cơng su t và đin n ăng trên đưng dây t i đin Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 108
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Tn th t cơng su t cĩ vai trị quan tr ng trong tính tốn quy ho ch c p đin. Da vào t n th t ta xác đ nh đưc m ng đin v n hành cĩ kinh t khơng, v n đ u t ư cĩ mang l i hi u qu khơng, Trong ch ươ ng 2 ta đã bi t, đ xác đ nh đưc cơng su t ngu n đin c p cho khu v c quy ho ch, ngồi s li u cơng su t các h tiêu th cịn ph i bi t giá tr cơng su t t n hao trên m ng đin truy n t i. N u cơng su t ngu n đin tính tốn ch b ng t ng cơng su t ph t i thì khơng chính xác mà ph i g m c cơng su t t n th t trên m ng đin. 4.5.1. Tn th t cơng su t đưng dây cĩ s ơ đ thay th hình ΠΠΠ a) ðưng dây cĩ 1 ph t i: R X Sin S' in S' out Sout U Sin đm l, r 0, x 0, b 0 ∆ ∆ A Sn Sn B B 2 2 S, P, Q Xét m t đưng dây t i đin nh n đin t i nút A cĩ đin áp đ nh m c U đm, đ dài l, các tham s r 0, x 0, b 0. Mơ hình tính tốn c a đưng dây này nh ư hình bên ph i. ðưng dây nh n cơng su t (Sin, Pin, Qin ) t ngu n đin, sau khi đi qua R, X, B nĩ b t n hao cơng su t và c p đ n ph ti cơng su t S out =S, P out =P, Q out =Q. Ta c n tính tốn l ưng cơng su t t n hao qua đưng dây t i đin. Theo lý thuy t m ng đin, t n th t cơng su t d c trên đưng dây bao g m t n th t cơng su t tác d ng trên R, t n th t cơng su t ph n kháng trên X. Tính các t n th t cơng su t này m t cách chính xác t ươ ng đi ph c t p, do đĩ trong cơng tác quy ho ch cp đin cĩ th tính g n đúng nh ư sau: P'2+ Q '2 P'2+ Q '2 ∆ = out out ∆ = out out ∆ = ∆2 +∆ 2 Pd 2 . R Qd 2 . X Sd P d Q d U đm U đm Trong đĩ: 2 B P’ out = P Q’ out = Q + ∆Qn = Q −U . đm 2 Tn th t ngang trên đưng dây chính là t n th t cơng su t ph n kháng trên đin d n ph n kháng B c a đưng dây. T n th t này đưc chia làm 2 n a 2 đ u c a đưng dây và tính theo cơng th c g n đúng sau: B ∆P = 0 ∆S =∆ Q =− U 2 . n n nđ m 2 S d ĩ cĩ d u âm phía tr ưc bi u th c vì cơng su t trên đin dung C ng ưc v i cơng su t trên đin c m L. Nh ư v y ta cĩ tam giác tn th t cơng su t khi truy n t i qua dây d n là: ∆ = ∆ P P d Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 109
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c P'2+ Q '2 ∆=∆+∆=out out − 2 B QQd2. Q n2 .2. XU đ m Uđm 2 ∆S = ∆ P2 +∆ Q 2 b) ðưng dây cĩ t 2 ph t i tr lên: A l , r , x , b l2, r 02, x 02, b 02 Sin1 1 01 01 01 B Uđm Uđm S1, P 1, Q 1 S2, P 2, Q 2 X2 R2 S' Sout2 Sout1 B S in2 S' in2 out2 Sout1 B Sin2 ∆Sn2 ∆Sn2 B2 B2 S1 S2 S1. P1, Q 1 2 2 P1 P2 Q1 Q2 R1 X1 A Sin1 A S' in1 S' out1 Sout1 Sin1 ∆ Sn1 ∆Sn1 B B 1 1 2 2 Ta tính theo nguyên t c tính d n t đim cu i c a đưng dây t i đin v đim đ u, trong đĩ các cơng su t đưc thu v chung 1 đim nút. Tính l n l ưt t ng đưng dây m t và m i đưng dây đưc thay th b ng m t s ơ đ hình Π. đây ta ch minh h a 2 đon đưng dây cĩ 2 ph ti. ðưng dây 2 đưc thay th b ng s ơ đ hình Π nh ư trên hình v . + Tính t n th t trên đon dây 2: 2 B2 P’ out2 = P 2 Q’ out2 = Q 2 + ∆Qn2 = Q 2 −U . đm 2 P'2+ Q '2 P'2+ Q '2 ∆ = out2 out 2 ∆ = out2 out 2 Pd 22 . R 2 Qd 22 . X 2 Uđm U đm P’ in2 = P’ out2 + ∆Pd2 Q’ in2 = Q’ out2 + ∆Qd2 2 B2 Pin2 = P’ in2 Qin2 = Q’ in2 + ∆Qn2 = Q’ in2 −U . đm 2 Nh ư v y ta cĩ t n th t cơng su t trên đon 2 là: ∆P2 =P in2 - P out2 ∆Q2 =Q in2 - Q out2 Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 110
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c + Sau khi tính xong đon 2 ta l i ti p t c tính cho đon dây 1. Ta vn dùng s ơ đ hình Π cho đon dây 1, riêng ph t i cu i đon dây 1 đưc thay th b ng S out1 . Ti p t c tính t n th t trên đon dây 1: Pout1 = P 1 + P in2 Qout1 = Q 1 + Q in2 2 B1 P’ out1 = P out1 Q’ out1 = Q out1 + ∆Qn1 = Q out1 −U . đm 2 P'2+ Q '2 P'2+ Q '2 ∆ = out1 out 1 ∆ = out1 out 1 Pd12 . R 1 Qd12 . X 1 U đm Uđm P’ in1 = P’out1 + ∆Pd1 Q’ in1 = Q’ out1 + ∆Qd1 2 B1 Pin1 = P’ in1 Qin1 = Q’ in1 + ∆Qn1 = Q’ in1 −U . đm 2 Nh ư v y ta cĩ t n th t cơng su t trên đon 1 là: ∆P1 =P in1 - P out1 ∆Q1 =Q in1 - Q out1 + Nh ư v y t n th t cơng su t trên m ng này là: ∆P = ∆P1 + ∆P2 ∆Q = ∆Q1 + ∆Q2 ∆S = ∆ P2 +∆ Q 2 4.5.2. Tn th t cơng su t đưng dây cĩ sơ đ thay th đưng th ng: Sơ đ thay th lúc này khơng cịn nhánh r ngang mà ch cịn tr c d c, t c là ch cịn R, X. Quá trình tính tốn ta b qua các giá tr do đin d n ph n kháng sinh ra. a) ðưng dây cĩ 1 ph t i Uđm l, r , x , b Sin 0 0 0 R X Sin S A S, P, Q 2+ 2 2+ 2 ∆ = P Q ∆ = P Q ∆ = ∆2 +∆ 2 P2 . R Q2 . X S P Q Uđm U đm b) ðưng dây cĩ 2 ph t i tr lên Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 111
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c A l1, r 01, x 01, b 01 B l2, r 02, x 02, b 02 U Sin1 đm U đm S1, P 1, Q 1 S2, P 2, Q 2 X2 R1 X1 B R2 A S in1 Sout1 Sin2 S1, P 1, Q 1 S2, P 2, Q 2 + Tính t n th t trên đon dây 2: P2+ Q 2 P2+ Q 2 ∆ = 2 2 ∆ = 2 2 P22 . R 2 Q22 . X 2 U đm Uđm + Sau khi tính xong đon 2 ta l i ti p t c tính cho đon dây 1. Ph t i cu i đon dây 1 đưc thay th b ng S out1 . Pin2 = P 2 + ∆P2 Qin2 = Q 2 + ∆Q2 Pout1 = P 1 + P in2 Qout1 = Q 1 + Q in2 P2+ Q 2 P2+ Q 2 ∆ = out1 out 1 ∆ = out1 out 1 P12 . R 1 Q12 . X 1 U đm U đm + Nh ư v y t n th t cơng su t trên m ng này là: ∆P = ∆P1 + ∆P2 ∆Q = ∆Q1 + ∆Q2 ∆S = ∆ P2 +∆ Q 2 4.5.3. K t lu n: Ta cĩ th khái quát hĩa v i m ng đin cĩ m nhánh c p cho vùng quy ho ch thì t n th t cơng su t là: ∆P = ∆P1 + ∆P2 + + ∆ Pm ∆Q = ∆Q1 + ∆Q2 + + ∆ Qm ∆S = ∆ P2 +∆ Q 2 Và t ng cơng su t ngu n đin c n cung c p cho vùng quy ho ch cĩ n h tiêu th : n m = + ∆ PΣ ∑ Pi ∑ P k i=1 k = 1 n m = + ∆ QΣ ∑ Qi ∑ Q k i=1 k = 1 2 2 SΣ= P Σ + Q Σ Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 112
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c 4.5.4. T n th t đin n ăng trên đưng dây t i đin Tn th t đin n ăng trên đưng dây t i đin là l ưng n ăng l ưng hao phí trên đưng dây. ðin n ăng t n th t ch y u d ưi d ng nhi t t a ra mơi tr ưng xung quanh. Trong quy ho ch c p đin ph i tính tốn t n th t đin n ăng t đĩ m i tính đưc chi phí truy n t i đin n ăng t ngu n đin đ n h tiêu th , là c ơ s đ xem xét m ng đin đưc ch n cĩ đm b o t i ưu và kinh t - k thu t hay khơng. Nu trong kho ng th i gian t ph t i c a m ng đin P =const thì t n th t đin n ăng tính theo cơng th c: ∆A = ∆P.t Tuy nhiên trong th c t P bi n đ i liên t c khơng theo quy lu t nào c (bi n ng u nhiên) do đĩ khơng th tính chính xác ∆A đưc mà ch tính g n đúng d a vào các gi thi t sau: a) Th i gian s d ng cơng su t c c đ i T max Tmax là th i gian n u h th ng cung c p đin ch truy n t i cơng su t l n nh t Pmax , thì s truy n t i đưc l ưng đin n ăng đúng b ng l ưng đin n ăng truy n t i trong th c t 1 n ăm A = 1nă m Tmax Pmax b) Th i gian t n th t đin n ăng c c đ i τττ τ là th i gian n u h th ng cung c p đin ch truy n t i cơng su t l n nh t P max thì s gây ra lưng t n th t đin n ăng đúng b ng l ưng t n th t đin n ăng gây ra trong th c t m t n ăm ∆A τ = 1nă m ∆ Pmax Các s tay thi t k đin th ưng cĩ các b ng tra T max ng v i các lo i ph t i khác nhau, riêng τ đưc xác đ nh theo cơng th c kinh nghi m c a Kezevit: τ = + −4 2 (0,124 10 .Tmax ) .8760 TT Lo i ph t i Tmax (h) τ (h) 1. Các thành ph 1 Thành ph c c l n (siêu đơ th ) 3059 1619 2 Thành ph r t l n 2961 1546 3 Thành ph l n 2920 1516 4 Thành ph trung bình 2901 1502 5 Thành ph nh 2865 1476 2. Khu v c nơng thơn Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 113
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c 1 H tiêu th khu v c nơng thơn 2500-3000 1225,3-1575 3. Khu v c cơng nghi p 1 Nhà máy hĩa ch t 6200 4849 2 Nhà máy in 2975 1556,3 3 Nhà máy ch t o c ơ khí, máy mĩc 4345 2733 Vy c ăn c vào b ng tra τ cĩ th tính đưc t n th t đin n ăng trong 1 n ăm là ∆A = ∆P. τ, trong đĩ ∆P là cơng su t t n th t trên đưng dây đã trình bày ph n trên. 4.6. T n th t đin áp trên đưng dây t i đin Trong ch ươ ng 1 ta đã bi t tác h i c a đin áp khơng đ m b o (cao h ơn c ũng nh ư th p h ơn giá tr đ nh m c). ðin áp là m t trong hai ch tiêu quan tr ng nh t đánh giá ch t l ưng đin c p cho thi t b . Cơng su t ch y trên đưng dây c p cho thi t b chính là nguyên nhân gây ra t n th t đin áp dc theo đưng dây truy n t i đin. Ngồi ra ti t di n dây đin c ũng là nguyên nhân gây t n th t đin áp: dây cĩ ti t di n l n thì đin tr nh và ng ưc l i. Tn th t đin áp là thu c tính c h u c a quá trình truy n t i đin n ăng, cĩ ngh ĩa là ta khơng th lo i b đưc mà ch cĩ cách gi m nĩ đi. Cho dù s d ng dây siêu d n cĩ R=0 thì giá tr đin kháng X trên đưng dây c ũng là tác nhân gây ra t n th t đin áp. Trong thi t k quy ho ch c p đin ph i tinh tốn tn th t đin áp trên đưng dây t i đin đ ki m tra xem đim xa ngu n đin nh t cĩ đin áp bao nhiêu, t đĩ đánh giá ch t l ưng ph ươ ng án thi t k . N u đin áp cu i ngu n <95%U đm thì ph i tính tốn l i. Vi c tính tốn chính xác t n th t đin áp trên đưng dây r t ph c t p, địi h i chuyên mơn sâu v k thu t đin. Trong tính tốn quy ho ch c p đin ch s d ng các ph ươ ng pháp g n đúng, đm b o sai s ch p nh n đưc. 4.6.1. T n th t đin áp khi dùng s ơ đ thay th hình ΠΠΠ:Π::: X R Sout Uđm l, r , x , b Sin S' in S' out S in 0 0 0 A ∆ ∆ Sn Sn B B S, P, Q 2 2 Tn th t đin áp là giá tr đin áp r ơi trên R và X d c đưng dây, ký hi u là ∆U đưc tính theo cơng th c sau: Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 114
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c PR'+ Q ' . X ∆U = out out U đm Trong đĩ : ∆U và U đm tính b ng V P’out tính b ng kW và xác đnh qua các bi u th c ph n t n th t cơng su t Q’out tính b ng Kvar và xác đnh qua các bi u thc ph n t n th t cơng su t R, X tính b ng Ω 4.6.2. T n th t đin áp khi dùng s ơ đ thay th đưng th ng: Uđm l, r , x , b Sin 0 0 0 R X Sin S A S, P, Q Tn th t đin áp là giá tr đin áp r ơi trên R và X d c đưng dây, ký hi u là ∆U đưc tính theo cơng th c sau: PR+ QX. ∆U = Uđm ðơ n v c a ∆U, P, Q, R, X, U đm gi ng nh ư trên. 4.6.3. K t lu n: - Trong c 2 tr ưng h p tính t n th t đin áp trên đu l y cơng su t tác d ng (P), cơng su t ph n kháng (Q) ngay đu ra c a ph n t R, X d c đưng dây. - Trong tr ưng h p đưng dây g m nhi u đon khác nhau (do cĩ hai ph t i tr lên ho c do 2 đon dây cĩ R, X khác nhau) thì ph i tính đin áp t n th t trên t ng đon d a vào các s ơ đ thay th . Nguyên t c là tính t n th t đin áp t đim xa nh t r i thu v ngu n c p đin, khi đĩ tn th t đin áp trên tồn b các đon đưc tính g n đúng theo cơng th c sau: ∆U = ∆ U1 + ∆ U2 + + ∆ Un - Khi tính tốn đưc tn th t đin áp và n u bi t đưc đin áp đ u đưng dây là U 1 thì ta tính đưc đin áp cu i đưng dây là U 2 = U 1 - ∆U. Ng ưc l i khi bi t đin áp cu i đưng dây là U 2 thì ta tính đưc đin áp đ u đưng dây U 1 = U 2 + ∆U. đây l ưu ý rng U1 > U đm và U 2 < U đm. - Trong ch ươ ng 1 chúng ta đã bi t t n th t đin áp đưc quy đ nh trong Lu t ðin l c là ±5%U đm, do đĩ đ ti n so sánh ta th ưng tính t n th t đin áp ph n tr ăm, ký hi u là ∆U%: ∆U ∆U % = .100% U đm Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 115
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c T đây ta d dàng so sánh ∆U% ≤ 5%. 4.7. Xác đnh ti t di n dây d n đin Dây d n là v t li u ch đ o trong truy n d n n ăng l ưng. Dây d n ch t o b ng kim lo i màu ( đng, nhơm, ) nên giá thành đt. Ví d giá thành m t s lo i dây đin do Cơng ty c ph n dây cáp đin Vi t Nam (CADIVI) s n xu t tháng 9 n ăm 2010: Cáp treo trên khơng 1 pha 24 kV ru t đ ng, ti t di n 1x120mm 2 giá 288.750 đng/mét Cáp ng m 1 pha 24 kV ru t đ ng, ti t di n 1x120mm 2 giá 361.160 đng/mét Cáp ng m 3 pha 24 kV ru t đng, ti t di n 3x120mm 2 giá 1.208.020 đng/mét Cáp ng m 3 pha 24 kV ru t nhơm, ti t di n 3x120mm 2 giá 501.160 đng/mét ðưng dây t i đin dài nên l ưng kim lo i màu s d ng khá l n. Ngồi ra trong thành ph cịn s d ng dây b c ho c cáp ng m thì giá thành mua sm dây d n cịn cao g p nhi u l n. Ti t di n dây nh h ưng r t l n đ n giá thành đu t ư. V m t k thu t ta ch n ti t di n dây càng to càng t t nh ưng v m t kinh t khơng cho phép nh ư v y. M t trong nh ng v quan tr ng trong quy ho ch c p đin là xác đnh các lo i ti t di n dây đin c p cho h tiêu th th a mãn điu ki n kinh t - k thu t. Ti t di n dây d n do nhà máy ch t o ra khơng ph i đt hàng bao nhiêu c ũng cĩ mà đưc sn xu t theo c p ti t di n do nhà n ưc quy đ nh b ng tiêu chu n. Các c p ti t di n ph bi n trên th tr ưng là 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 240, 300, 330 mm 2. Khi tính ch n dây dn ta ph i quy v c p ti t di n l n h ơn g n nh t đ ch n dây. 4.7.1. Ch n ti t di n dây d n đin theo m t đ dịng đin kinh t 2 Mt đ dịng đin kinh t , ký hi u là j kt , là s Ampe l n nh t cho phép ch y trong 1mm c a dây d n đin. Các phân tích kinh t - k thu t m ng đin đã ch ng minh r ng: n u dây d n đin th a mãn điu ki n này thì nĩ v n hành tr ng thái kinh t nh t cĩ ngh ĩa là phí t n v n hành hng n ăm c a đưng dây là bé nh t. Phí t n v n hành háng n ăm g m: kh u hao thi t b , s a ch a, thay th thi t b , tr l ươ ng cho ng ưi v n hành và t n th t đin n ăng trên đưng dây. jkt ph thu c r t nhi u y u t nh ư: giá nhiên li u, chi phí xây d ng 1km đưng dây, th i h n thu h i v n, phí t n v n hành h ng n ăm. N u xét t t c các y u t này đ xác đ nh j kt là r t khĩ, mà n u cĩ xác đ nh đưc thì m i đơn v c ũng cĩ ph ươ ng pháp khác nhau d n đn j kt khơng th ng nh t. Xu t phát t lý do này, Nhà n ưc quy đ nh j kt nh ư b ng sau (Tiêu chu n ngành 11TCN-18-2006). Nh ư v y đ tính ti t di n dây d n đin theo m t đ dịng điên kinh t , tr ưc h t ta ph i xác đnh dịng đin làm vi c c a ph t i: S P I = = lv ϕ 3Ud 3 U d c os Trong đĩ P, S là cơng su t tác d ng, cơng su t tồn ph n c a ph t i. Căn c vào th i gian s d ng cơng su t c c đ i T max và lo i dây d n đin đ tra b ng j kt . Ti p theo tính ti t di n t i thi u v m t kinh t : Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 116
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c I = lv Fkt jkt Ch n ti t di n dây d n đin l n h ơn g n nh t th a mãn F ≥ F kt . 2 Lo i dây d n Mt đ dịng đin kinh t j kt (A/mm ) S gi s d ng ph t i c c đ i trong n ăm T max (h) Trên 1000 đn 3000 Trên 3000 đn 5000 Trên 5000 1. Dây tr n, dây d n c ng (thanh d n) - ðng 2,5 2,1 1,8 - Nhơm 1,3 1,1 1,0 2. Dây b c cao su, b c PVC , cáp ng m cách đin b ng gi y, - Ru t đ ng 3,0 2,5 2,0 - Ru t nhơm 3,0 2,5 2,0 3. Cáp ng m cách đin cao su, nh a t ng h p (XLPE) - Ru t đ ng 3,5 3,1 2,7 - Ru t nhơm 1,9 1,7 1,6 Nu m t đưng dây c p đin cho n h tiêu th cĩ T max khác nhau thì ta xác đnh T max trung bình đ tra b ng j kt nh ư sau: n ∑ Pi . T max(i) = i=1 Tmax n ∑ Pi i=1 Ph ươ ng pháp xác đnh ti t di n dây d n đin theo j kt là ph ươ ng pháp chính trong quy ho ch c p đin. ph n sau ta cịn hai ph ươ ng pháp ch n ti t di n dây d n n a là ch n theo điu ki n dịng đin phát nĩng và ch n theo điu ki n t n th t đin áp cho phép. Tuy nhiên d ưi gĩc đ quy ho ch c p đin thì đĩ ch là 2 điu ki n k thu t đ ki m tra xem ti t di n dây d n đã ch n theo j kt cĩ đm b o yêu c u k thu t hay khơng. Ví d 4.7.1.1 : Xác đnh ti t di n dây nhơm lõi thép c a đưng dây kép, đin áp 110kV v i ph t i cu i đưng dây S pt = 30+j10 MVA, th i gian s d ng cơng su t c c đ i T max =4200h. GI I: Dịng đin làm vi c l n nh t c a 1 pha trong m t m ch c a đưng dây kép: Theo b ng 5-1đi v i dây d n AC và T max = 4200h ta cĩ m t đ dịng đin kinh t j kt = 1,1A/mm2. Ti t di n kinh t c a dây d n s là: Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 117
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Tra b ng ch n ti t di n tiêu chu n là dây AC-150 cĩ I cp = 445A. Ví d 4.7.1.2 : Xác đnh ti t di n dây nhơm lõi thép c a đưng dây c p đin cho 3 ph t i, đin áp 110KV, cơng su t ph t i ( đơ n v MVA) cho trên hình v sau. Th i gian s d ng cơng su t c c đ i c a các ph t i T max =4500h. Gi thi t cos ϕ c a các ph t i b ng nhau và b qua t n hao cơng su t d c và ngang trên đưng dây ( ∆Pd=0; ∆Qd=0; ∆Qn=0). GI I: - Cơng su t ch y trên đon đưng dây bc ( đon th 3) là: S3 = S c = 13,5 MVA. - Cơng su t ch y trên đon đưng dây ab ( đon th 2) là: S2 = S c + S b = 13,5 + 5,2 = 18,7 MVA. - Cơng su t ch y trên đon đưng dây Aa ( đon th 1) là: S1 = S c + S b + S a = 13,5 + 5,2 + 4,8 = 25,5 MVA. Dịng đin làm vi c trên các đon đưng dây là: Mt đ dịng đin kinh t c a dây AC khi T max = 4500h là 1,1A/mm2. Ti t di n các đon đưng dây s là: Ch n các ti t di n tiêu chu n: = 2 F3 70 mm cĩ I cp =275 = 2 F3 95 m cĩ I cp =335 = 2 F3 120 mm cĩ I cp =380 Ví d 4.7.1.3 : Mt đưng dây 35 kV cung c p cho ba ph t i cĩ cơng su t và chi u dài đưng dây ghi trên s ơ đ. Hãy tìm ti t di n dây d n theo điu ki n mt đ dịng đin kinh t cho 2 tr ưng h p: ti t di n thay đ i và khơng đi. Bi t dây d n làm b ng thép nhơm và th i gian s dng ph t i cc đ i c a các ph t i T max = 4500 h. Gi thi t t n hao cơng su t trên đưng dây bng khơng. a 2 km b 3 km c 2 km d S1=320kVA S2=180kVA S3=1000kVA Cos ϕ1=0,8 Cos ϕ2=0,85 Cos ϕ3=0,8 Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 118
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c 1. Tr ưng h p ti t di n thay đ i theo t ng đon + Tính cơng su t tác d ng và ph n kháng c a ph t i: P= S. c osϕ = 320.0,8 = 256 kW 1 1 1 =ϕ = = Q1 S 1.sin 1 320.0,6 192 kV ar P= S. c osϕ = 180.0,85 = 153 kW 2 2 2 =ϕ = = Q2 S 2.sin 2 180.0,53 95 kV ar P= S. c osϕ = 1000.0,8 = 800 kW 3 3 3 =ϕ = = Q3 S 3.sin 3 1000.0,6 600 kV ar + Cơng su t truy n t i trên các đon đưng dây là: P= S. c osϕ = 1000.0,8 = 800 kW cd 3 3 =ϕ = = Qcd S 3.sin 3 1000.0,6 600 kV ar P=+= P P153 + 800 = 956 kW bc 2 3 = + =+ = Qbc Q2 Q 3 95 600 695 kV ar P=++= P P P153 + 800 + 256 = 1209 kW ab 1 2 3 =++=+ + = Qab Q1 Q 2 Q 3 95 600 192 887 kV ar + Tính dịng đin trên các đon đưng dây: P2+ Q 2 =cd c d =1000 = Icd 16, 49A 3.U đ 3.35 P2+ Q 2 =bc bc =1179 = Ibc 19, 4A 3.U đ 3.35 P2+ Q 2 =ab ab =1499 = Iab 24,7A 3.U đ 3.35 Vi lo i dây d n AC, ng v i T max = 4500h tra b ng đưc m t đ dịng đin kinh t 2 jkt =1,1A/mm . Nh ư v y ta cĩ ti t đin dây d n đưc ch n theo m t đ dịng đin kinh t là: I =ab =24,7 = 2 2 Fab 22, 4 mm Ch n dây g n nh t AC25 cĩ ti t di n 25mm . jkt 1,1 I =bc =19, 4 = 2 2 Fbc 17,6 mm Ch n dây g n nh t AC25 cĩ ti t di n 25mm . jkt 1,1 I =cd =16, 49 = 2 2 Fcd 15 mm Ch n dây g n nh t AC16 cĩ ti t di n 16mm . jkt 1,1 2. Tr ưng h p ti t di n nh ư nhau trên t t c các đon: Ch n dây g n nh t AC25 cĩ ti t di n 25mm 2 Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 119
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c 4.7.2. Ch n ti t di n dây d n đin theo dịng đin cho phép: Trong các ph n tr ưc ta đã bi t khi truy n đin n ăng t ngu n đin đ n h tiêu th luơn luơn cĩ t n hao đin n ăng trên đưng dây. ðin n ăng này bi n thành nhi t năng đt nĩng dây dn. Khi nhi t đ dây d n l n h ơn nhi t đ mơi tr ưng xung quanh thì x y ra hi n t ưng t n nhi t t dây d n ra mơi tr ưng. Khi nhi t đ đ t đ n m t giá tr nào đĩ thì cĩ s cân b ng gi a nhi t n ăng sinh ra do t n th t đin n ăng và nhi t n ăng t n ra mơi tr ưng thì nhi t đ dây d n khơng t ăng n a. Khi v n hành lâu dài, dây d n ch ch u đưc m t nhi t đ nào đĩ thì m i đ m b o s làm vi c n đ nh và lâu dài. Theo h ưng d n c a tiêu chu n ngành 11TCN-18-2006, dịng đin cho phép Icp ca t t c các lo i dây d n đ u ph i l y theo catolgue c a nhà ch t o. Icp đưc nhà ch to xác đ nh trong điu ki n nhi t đ mơi tr ưng tiêu chu n T mttc và dây d n phát nĩng đ n nhi t đ tiêu chu n T pntc . N u khơng cĩ catologue c a cáp ta cĩ th xác đ nh g n đúng các điu ki n tiêu chu n sau: 0 0 + Dây tr n (l p trong khơng khí): Tpntc = 70 C , T mttc = 25 C. 0 0 + Dây b c (l p trong khơng khí): T pntc = 65 C , T mttc = 25 C 0 0 + Cáp ng m (l p trong đt) Tpntc = 65 C , T mttc = 15 C Các lo i cáp b c và cáp ng m cĩ nhi t đ cho phép nh h ơn dây d n đin tr n vì l p v bng cao su, nh a, PVC, ch u nhi t kém h ơn. Khi nhi t đ cao nĩ s b m t đi tính ch t cách đin (g i là hi n t ưng lão hĩa cách đin). Th c nghi m đã ch ng minh s phát nĩng c a dây ngồi y u t chính do dịng đin gây ra cịn cĩ các y u t sau: nhi t đ mơi tr ưng xung quanh (càng cao thì dây càng b phát nĩng); kh n ăng d n nhi t c a các lo i đ t (nhi t tr ); điu ki n t n nhi t (ngồi tr i, trong nhà); s lưng dây d n đin đt song song ( đt nhi u dây g n nhau thì càng khĩ t n nhi t); cht li u làm dây d n (nhơm, đ ng, ); cht li u cách đin (XLPE, PVC, cao su, ). Khi dây d n đưc l p đ t, nhi t đ mơi tr ưng khác v i giá tr nhà ch t o thí nghi m. Ví 0 d dây tr n l p mơi tr ưng T khơng khí =38,5 C khi đĩ I cp ch c ch n s gi m so v i quy đ nh c a 0 nhà ch t o vì kh n ăng tàn nhi t kém, ng ưc l i n u l p đ t mơi tr ưng cĩ T khơngkhí =17 C (ví d l p t i thành ph ðà L t) thì I cp s t ăng lên so v i quy đ nh c a nhà ch t o vì kh n ăng t n nhi t t t h ơn. Nh ư v y khi tính tốn th c t ta ph i c ăn c vào nhi t đ t tb c a mơi tr ưng l p đt dây d n đ điu ch nh I cp : * = Icp KKKI1. 2 . 3 . cp Trong đĩ: * Icp là dịng đin cho phép sau khi hi u ch nh I cp là dịng đin cho phép do nhà ch t o quy đ nh, tra trong catologue, trong các s tay thi t k ho c tra b ng ph l c cu i sách này. K1 là h s hi u ch nh theo nhi t đ mơi tr ưng l p đ t khác v i nhà ch t o, xác đnh b ng cách tra b ng K2 là h s hi u ch nh s tuy n cáp l p đ t song song v i nhau K3 là h s tính đ n s khác nhau v nhi t tr su t c a đ t (là đi l ưng đ c tr ưng cho kh năng t n nhi t tt hay kém ca đ t). N u cáp đ t trong khơng khí thì K 3=1. Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 120
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c H s K1 c a dây tr n, dây b c và cáp ng m (tiêu chu n 11TCN-18-2006) (nhi t đ mơi tr ưng khác trong b ng này thì ph i tính n i suy) Nhi t đ mơi Nhi t đ phát tr ưng tiêu nĩng tiêu chu n Tmttc chu n Tpntc H s K 2 điu ch nh I cp khi s đưng cáp l p song song S đưng cáp 1 2 3 4 5 6 Lo i cáp 1. Dây d n tr n 1 1 1 1 1 1 2. Dây b c, dây tr n Kho ng cách các s i cáp: 100mm 1 0,9 0,85 0,8 0,78 0,75 200mm 1 0,92 0,87 0,84 0,82 0,81 300mm 1 0,93 0,9 0,87 0,86 0,85 > 300mm 1 1 1 1 1 1 H s K 3 c a cáp ng m l p trong đ t (tiêu chu n 11TCN-18-2006.) Nhi t tr su t c a Lo i đ t ðc đim đ t K đt (cm. 0K/W) 3 Cát cĩ đ m >9% m 80 1,05 ðt sét pha cát cĩ đ m >1% ðt và cát cĩ đ m 7-9% Khơ 120 1,00 ðt sét pha cát đ m 12-14% Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 121
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Cát cĩ đ m >4% và <7% Rt khơ 200 0,87 ðt sét pha cát cĩ đ m 8-12% Cát cĩ đ m t i 4% Khơ hồn tồn 300 0,75 ðt nhi u đá Nh ư v y, trình t ch n ti t di n dây d n đin theo điu ki n phát nĩng nh ư sau: S P - Tính dịng đin làm vi c ch y trên dây: I = = lv ϕ 3Ud 3 U d . c os - Ch n lo i dây d n đin (cáp ng m, dây b c, dây tr n); xác đ nh nhi t đ trung bình mơi tr ưng khơng khí (tra b ng trong Quy chu n xây d ng QCVN 02:2009/BXD v điu ki n khí hu) và mơi tr ưng đ t (kh o sát, đo đ c th c t ). T đĩ tra b ng tìm K 1, K 2 và K 3. I ≥ lv - Tra b ng ho c catologue c a nhà ch t o tìm cáp cĩ ti t di n th a mãn: Icp K1. K 2 . K 3 Ví d 4.7.2.1 : Hai đưng cáp nhơm 3 pha, v chì, đin áp đ nh m c 22kV đt trong đ t r t 0 0 khơ. Nhi t đ tiêu chu n T mttc =15 C, T pntc =65 C. Kho ng cách gi a các đưng cáp b ng 200mm. Nhi t đ c a đ t là 20 0C. Dịng đin làm vi c c a hai đưng dây b ng 250A. Xác đnh ti t di n cáp theo điu ki n phát nĩng. Gi i: 250 Ta cĩ I = = 125A lv 2 I ≥ lv Ti t di n cáp ph i th a mãn Icp K1. K 2 . K 3 Tra b ng cĩ K1=0,95, K2 = 0,92, K 3=0,87 ( đt r t khơ) I ≥lv =125 = Ta cĩ Icp 164,39A K1. K 2 . K 3 0,95.0,92.0,87 Tra b ng ph l c cu i sách ng v i cáp nhơm 3 ru t 22 kV ch n cáp 3x50 cĩ I cp =183A Ví d 4.7.2.2 Cĩ hai ph t i đin ba pha a và b, cơng su t m i ph t i là 3000kW, h s cơng su t cos ϕ = 0,85, th i gian s d ng cơng su t c c đ i T max = 4000h đưc đu n i tr c ti p vi ngu n đin A đin áp 10kV. Ph t i a đưc cung c p b i hai đưng dây cáp, ph t i b đưc cung c p b i m t đưng dây cáp ( đu dùng cáp ng m, ru t nhơm, cách đin XLPE). Ba đưng cáp đưc đ t chung trong đ t trong cùng m t mươ ng cáp. Kho ng cách gi a các đưng cáp bng 200mm. Cho bi t nhi t đ c a đ t là +170C, mơi tr ưng đ t m. Hãy xác đnh ti t di n cáp c a các đưng dây cung c p cho các ph t i a và b theo m t đ dịng đin kinh t và ki m tra ti t di n dây d n đã ch n theo điu ki n phát nĩng . Gi i: A a b Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 122
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c * Dịng đin ph t i c a đưng cáp cung c p cho ph t i b là: P 3000 I =b = = 204A lvb ϕ 3Ud c os 3.10.0,85 ði v i cáp ng m ru t nhơm, cách đin XLPE, Tmax = 4000h tra b ng ta cĩ j kt =1,7A/mm2 Ti t di n kinh t c a dây cáp cung c p đin cho ph t i b là: I =lvb =204 = 2 Fkt( b ) 120 mm jkt 1,7 Tra b ng ph l c cu i sách v i cáp ng m ru t nhơm 3 pha 10kV ch n ti t di n 120mm 2 cĩ 0 0 Icp = 272A ng vĩi T mttc =15 C và T pntc =65 C. ð ki m tra l i điu ki n phát nĩng c a dây d n v a ch n c n tìm các h s hi u ch nh: 0 0 0 K1 ph i tính theo ph ươ ng pháp n i suy vì nhi t đ 17 C n m gi a 15 C (cĩ K 1=1) và 20 C (cĩ K 1=0,95). 20− 17 K =+−0,95 (1 0,95) = 0,98 1 20− 15 Tra b ng k2 =0,87 v i s đưng cáp =3. L ưu ý cáp này cĩ 2 đon, đon đ u đi song song 3 si cáp, đon sau đi đ c l p. Ta ph i ch n cáp theo điu ki n phát nĩng nhi u nh t t c là tính theo đon đi song song v i 2 s i cáp kia. K3 =1,05 ( đt m). * Vy I cp = 0,98.0,87.1,05.272 = 243,5A > I lv =204A nên đm b o yêu c u * Dịng đin ph t i c a đưng cáp cung c p cho ph t i b là: P / 2 1500 I =b = = 102A lva ϕ 3Ud c os 3.10.0,85 Ti t di n kinh t c a dây cáp cung c p đin cho ph t i a là: I =lvb =102 = 2 Fkt( b ) 60 mm jkt 1,7 2 Tra b ng ph l c cu i sách v i cáp ng m ru t nhơm 3 pha 10kV ch n ti t di n 70mm cĩ I cp 0 0 = 196A ng vĩi T mttc =15 C và T pntc =65 C. Ki m tra l i điu ki n phát nĩng c a dây d n v a ch n c n tìm các h s hi u ch nh: * Icp = 0,98.0,87.1,05.196 = 175,5A > I lv =102A nên đm b o yêu c u 4.7.3. Ch n ti t di n dây d n đin theo t n th t đin áp cho phép Ph n trên ta bi t t n th t đin áp là m t ch tiêu k thu t b t bu c ph i đ m b o. Trong quy ho ch c p đin ph i ki m tra điu ki n t n th t đin áp cĩ đ m b o hay khơng theo cơng th c sau đây: ∆ ≤ ∆ U% U cp % Trong đĩ: ∆U% là tn th t đin áp % c a b t k ỳ đim nào trong m ng đin. ∆Ucp %=5% là đin áp t n th t cho phép theo quy đ nh c a Nhà n ưc. Khi thi t k quy ho ch ng ưi ta th ưng ch n dây d n theo điu ki n j kt , sau đĩ tính tốn ki m tra l i xem v i lo i dây đã ch n thì đin áp các đim xa ngu n nh t trên m ng đin cĩ đin Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 123
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c áp đm b o hay khơng. Khi ki m tra điu ki n này khơng đt ta ph i t ăng ti t di n lên m t c p na và tính l i t đ u. Trong m t s bài tốn n u khơng yêu c u ch n ti t di n dây theo j kt mà bu c ph i ch n theo ∆Ucp % thì ta làm nh ư sau: Xét đưng dây ch cĩ 1 ph t i: l l (km) ρ + A + P Qxl.0 . ∆=Pr Q X =F ≤∆ Ta cĩ: U%2 2 U cp % Ud U d P, Q Trong đĩ: ρ , l, F l n l ưt là đin tr su t, chi u dài, ti t di n c a dây d n x0 là đin kháng c a 1km đưng dây, đơn v Ω/km, giá tr trong kho ng 0,38-0,4 Ω/km Rút F t cơng th c trên ta cĩ ti t di n c n ch n: P.ρ . l F ≥ ∆2 − ()Ucp%. U d Qxl .0 . Vĩi đưng dây cĩ nhi u ph t i thì v nguyên t c ta tính ch n ti t di n dây cho t ng đon vi ph t i cu i m i đon b ng t ng các ph t i và t n th t cơng su t c a các đon đưng dây sau nĩ. Tuy nhiên cách tính r t ph c t p, ch dùng khi thi t k chi ti t nên trong bài gi ng này khơng đi sâu vào chi ti t. Lưu ý khi đưng dây cĩ nhi u ph t i, vi c tính ch n ti t di n dây theo điu ki n này ph i kt h p nhi u điu ki n khác, n u khơng chi phí đ u t ư s t ăng, tn kém v t t ư d phịng thay th . Ví d khi c p cho 2 ph t i cách nhau 50m theo ph ươ ng pháp này ta ch n 2 đon dây ti t di n khác nhau. Trong th c t ng ưi ta ch ch n 1 lo i ti t di n, tránh ph i n i dây, mua v t t ư cũng d dàng h ơn so v i mua v n v t, khi v n hành ta c ũng ph i d phịng 2 lo i thay vì 1 lo i, Ví d 4.7.3.1 . Ph t i b đưc c p đin b ng đưng dây trên khơng đin áp đ nh m c 35kV. ðưng dây dùng dây đng, cĩ đin kháng x 0=0,4 Ω/km. T n th t đin áp cho phép ∆Ucp = 5%. Ph t i cho b ng Ampe, h s cơng su t và chi u dài đưng dây ghi trên hình v. Xác đnh ti t 2 di n dây d n c a đưng dây, bi t đin tr su t c a đ ng ρcu = 18,8 Ω.mm /km. Gi i: 3km b A 70A Cos ϕ=0,7 Vi c p đin áp 35 kV, đưng dây ng n ta dùng sơ đ thay th đưng th ng đ tính tốn. Cơng sut các ph t i là: Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 124
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c P=3 U I .os cϕ = 3.35.70.0,7 = 2970,5 kW b db c =ϕ = = Qb3 U db I .sin c 3.35.70.0,71 3013 kVAr Tn hao đin áp trên đon Ab là: l 3 Pρ ab + Qx . l 2970,5.18,8 + 3013.0,4.3 PR+ Qx . l b b0 ab ∆=bab b0 ab =F = F =+4786,75 U ab 103,3 UUd d 35 F ∆U ∆==ab 4786,75 += 103,3 136,76 + U ab % 2,95 Ud 35 F 35 F 136,76 136,76 2 ðiu ki n ∆U% ≤ ∆Ucp % ta cĩ +2,955 ≤ ⇒ F≥ = 66,71 mm F (5− 2,95) Ho c cĩ th áp d ng cơng th c đã h c: P ρ l 2970,5.18,8.3 F ≥ = = 66,76 mm 2 ∆ 2 − 2 − ()Ucp%. U d Qxl .0 .() 5.35 3013.0,4.3 Tra b ng ph l c cu i sách ch n dây đ ng M70 cĩ I cp = 340A 4.8. ðnh h ưng quy ho ch m ng đin c p cho vùng - ð án quy ho ch xây d ng vùng liên t nh: quy ho ch l ưi đin t 220KV tr lên. - ð án quy ho ch xây d ng vùng t nh: quy ho ch l ưi đin t 110KV tr lên. - ð án quy ho ch vùng huy n, liên huy n: quy ho ch l ưi đin t 22KV tr lên. 4.9. ðnh h ưng quy ho ch m ng đin c p cho đơ th - Giai đon quy ho ch chung: + ði v i các đơ th t lo i I đ n lo i đ c bi t, quy ho ch l ưi đin t 110KV tr lên cho tồn đơ th , qui ho ch l ưi đin t 22KV tr lên cho t ng qu n, huy n. + ði v i các đơ th cịn l i, quy ho ch t l ưi 22KV tr lên cho tồn đơ th . - Giai đon quy ho ch chi ti t: Lưi đin: quy ho ch l ưi đin cao áp, l ưi đin trung áp 22KV, l ưi đin h áp 0,4KV, lưi chi u sáng đưng ph , l ưi chi u sáng cơng viên, v ưn hoa, chi u sáng m t ngồi các cơng trình ki n trúc đ c bi t, các cơng trình v ăn hố, ngh thu t (t ưng đài, đài phun n ưc, các cây cu b c qua sơng l n ), chi u sáng trang trí đưng ph , trong cơng viên, v ưn hoa. 4.10. ðnh h ưng quy ho ch m ng đin c p cho nơng thơn Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 125
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Các tuy n đin trung và h th c n tránh v ưt qua ao, h , đ m l y, núi cao, đưng giao thơng cĩ m t c t ngang lịng đưng l n, các khu v c s n xu t cơng nghi p. ð thu n l i cho s a ch a và b o d ưng, đưng dây t i đin nên b trí đi g n các tr c đưng giao thơng nơng thơn. Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 126
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c PH N TH HAI: QUY HO CH H TH NG THƠNG TIN LIÊN L C CH ƯƠ NG 1: KHÁI QUÁT V H TH NG THƠNG TIN LIÊN L C 1.1 L ch s hình thành h th ng thơng tin liên l c Nhu c u trao đ i thơng tin là m t thu c tính c h u c a con ng ưi. Thơng tin cĩ th r t cĩ giá tr vi ng ưi này nh ưng c ũng cĩ th vơ giá tr v i ng ưi kia. Trong quá trình phát tri n c a xã h i, con ng ưi luơn luơn tìm ra m i ph ươ ng pháp truy n tin nhanh nh t, tin c y nh t và do đĩ giá tr c a thơng tin ngày càng đưc nâng cao. Giá tr c a thơng tin đưc đánh giá qua đ b t ng c a thơng tin và ý ngh ĩa c a thơng tin. Ngày nay thơng tin c ũng đưc coi nh ư ngu n tài nguyên. V m t l ch s , t th i c đi ngưi ti n s đã bi t dùng khĩi đ báo hi u, liên l c ho c truy n n i dung thơng tin nào đĩ. Thơng tin cĩ th là hình nh, âm thanh, ti ng nĩi c a con ng ưi, ch vi t, tín hi u đin ho c b t k ỳ ký hi u nào cĩ mang ý ngh ĩa, Truy n thơng là vi c chuy n thơng tin t đim này đn đim kia . Truy n thơng bao g m bưu chính và vi n thơng. Bưu chính là m t b ph n c a truy n thơng, trong đĩ thơng tin đưc chuy n đi b ng c ơ h c (báo chí, th ư t , đĩa nh, đĩa phim, ) Vi n thơng là b ph n c a truy n thơng, trong đĩ thơng tin đưc truy n đi d ưi d ng các tín hi u đin, ánh sáng, sĩng đin t ( đin tho i c đnh, đin tho i di đ ng, fax, internet, ). Trong l ĩnh v c vi n thơng ng ưi ta l i phân chia thành nhi u l ĩnh v c nh h ơn: Mt chi u Hai chi u Lưng thơng tin truyn qua m ng vi n thơng ngày nay g n nh ư chi m tuy t đ i. ði đa s cơ quan, đơ n v , cá nhân đ u cĩ ho t đ ng d a trên m ng vi n thơng. Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 127
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Do tính ph bi n c a vi n thơng trong h th ng thơng tin liên l c nên bài gi ng này ch nghiên c u v vi n thơng, do đĩ nĩi đn h th ng thơng tin liên l c thì đng ngh ĩa v i h th ng vi n thơng. Cĩ th đim qua l ch s m ng vi n thơng nh ư sau: - 1837 Samuel Finley Breese Morse sáng ch chi c máy đin báo đ u tiên. B c đin báo đu tiên dùng mã Morse đưc truy n đi trên trái đt t tịa nhà quc hi M t i Baltimore cách đĩ 64 km đã đánh d u k nguyên m i c a vi n thơng. Trong b c thơng đip đ u tiên này Morse đã vi t "Th ưng ð sáng t o nên nh ng k ỳ tích". - 1876 Alexader Graham Bell sáng ch ra đin tho i. - 1878 t ng đài th ươ ng m i đ u tiên chuy n m ch th cơng New Haven (M ) - 1884 xu t hi n d ch v đin tín. - 1876 xu t hi n d ch v đin tho i v i 8 đưng dây - 1889 t ng đài t đ ng do Strowger (M ) phát minh - 1895 phát sĩng radio - 1925 phát sĩng vơ tuy n truy n hình (Vi t Nam cĩ truy n hình n ăm 1976) - 1960 xu t hi n v tinh vi n thơng - 1977 xu t hi n s i quang h c truy n thơng tin - 1980-1983 internet - 1980-1985 m ng đin tho i di đ ng - 1990-1997 h th ng thơng tin s - 2001-2005 Truy n hình s - Th i gian g n đây: m ng 3G, 4G Ngày nay h th ng vi n thơng đưc coi là m t thành ph n c a h th ng h t ng k thu t. 1.2 Các thành ph n chính c a h th ng vi n thơng Mt h th ng vi n thơng bao g m 3 thành ph n chính là thi t b đ u cu i, thi t b chuy n mch và h thng truy n d n. Ph ươ ng th c k t n i gi a các thuê bao (đin tho i, máy tính, ) đưc mơ t nh ư sau: V tinh Thi t Thi t b b chuy n chuy n Sĩng vi ba mch mch (t ng (t ng đài) đài) Mơi tr ưng truy n d n BTS Cáp quang BTS Thi t b truy n d n Thi t b truy n d n Cáp đin l c Thi t b đ u cu i Thi t b đ u cu i (Thuê bao) (Thuê bao) H th ng truy n d n Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 128
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c 1.2.1 Thi t b đ u cu i (thuê bao): Là thi t b giao ti p gi a ngu n tin và m ng vi n thơng. Nhi m v c a nĩ là bi n đ i thơng tin (âm thanh, hình nh, ) thành tín hi u ( đin, quang, sĩng đin t ) và ng ưc l i. Nh ng thơng tin g c (d ng âm thanh, hình nh, ) khơng th truy n đi trên đưng dây mà ph i cĩ s chuy n hĩa nĩ thành tín hi u nh các thi t b đ u cu i. Vi c chuy n hĩa này trong k thu t g i là mã hĩa. Ng ưc l i tín hi u đin khi đ n loa thì tai ng ưi c ũng khơng nghe đưc (thơng tin âm thanh), m t ng ưi khơng th y đưc (thơng tin hình nh) nên c n ph i chuy n hĩa nĩ thành âm thanh, hình nh g i là gi i mã. Ví d : - Micro là 1 thit b đ u cu i dùng bi n đ i gi ng nĩi thành tín hi u đin - Loa là thi t b đ u cu i bi n tín hi u đin thành âm thanh - Máy tính n i m ng internet dùng chuy n d li u đi xa c ũng là m t thi t b đ u cu i. - ðin tho i, máy fax là thi t b đ u cu i v a nh n v a g i tín hi u. 1.2.2 Thi t b chuy n m ch (t ng đài): Cĩ nhi m v thi t l p m t kênh liên l c gi a các thi t b đ u cu i v i nhau. Thi t b chuy n mch g m cĩ t ng đài n i h t và t ng đài chuy n ti p. Tng đài n i h t làm nhi m v chuy n m ch tr c ti p t i các thuê bao. Tng đài chuy n ti p làm nhi m v chuy n m ch gi a các t ng đài n i h t. Nh thi t b chuy n m ch mà đưng truy n d n đưc dùng chung, n u khơng c m i k t ni t đim này đn đim kia ta ph i xây d ng m t đưng dây riêng. Vi m ng thơng tin s ng ưi ta khơng dùng khái ni m t ng đài mà dùng khái ni m b đ nh tuy n hay cịn g i là Router . 1.2.3 H th ng truy n d n: Làm nhi m v t o l p k t ni gi a các thi t b đ u cu i (thuê bao) vi t ng đài ho c n i các tng đài v i nhau. H th ng k t n i gi a thuê bao v i t ng đài n i h t g i là đưng dây thuê bao . ðưng dây thuê bao th ưng b ng cáp đ ng. H th ng k t n i gi a các t ng đài g i là trung k . H th ng truy n d n bao g m các thi t b truy n d n (b thu/phát tín hi u) và mơi tr ưng truyn d n tín hi u (cáp đin, cáp quang, ). Mơi tr ưng truy n d n cĩ th là h u tuy n (cáp kim lo i, cáp quang) ho c vơ tuy n (sĩng viba, v tinh). Vi c k t n i gi a thi t b đ u cu i v i t ng đài (thi t b chuy n m ch) ch c n mơi tr ưng truy n d n mà khơng c n thi t b truy n d n. Kt n i gi a các t ng đài, ngồi mơi tr ưng truy n d n, th ưng ph i dùng đn các b thu phát. Lý do là vì tín hi u t thi t b đ u cu i đ n t ng đài cĩ th d ng đin/quang nh ưng mơi tr ưng truy n d n gi a các t ng đài cĩ th d ng quang/ đin/viba do đĩ c n ph i cĩ b thu/phát đ chuy n đ i tín hi u sao cho phù h p v i đưng truy n. Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 129
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Trên h th ng truy n d n cĩ th ph i dùng các b l p (Repeater) đ khu ch đ i ho c tái t o tín hi u khi tín hi u đưc truy n đi xa. 1.3. T ch c m ng vi n thơng: Khi s thuê bao bé thì t t c các thuê bao đưc đ u n i vào m t t ng đài: Tng đài Vùng ph c v Khi s thuê bao quá l n thì ng ưi ta ph i thi t l p nhi u t ng đài và g a các t ng đài ph i ni v i nhau b ng các m ch g i là trung k . Các trung k cĩ th n m trong m t s i cáp ( đưng truy n. L ưu ý khái ni m trung k khác v i khái ni m đưng dây. Ví d : trên 1 đưng dây đin tho i cĩ th truy n tín hi u truy n hình, tín hi u tho i, tín hi u internet, khác nhau t i cùng mt th i đim. Vùng ph c v Trung k Tng Tng đài đài Tp h p các t ng đài và trung k n i các t ng đài t o thành mng l ưi vi n thơng. Tùy vào ph ươ ng th c k t n i t ng đài ta cĩ các các lo i m ng vi n thơng: mng ki u l ưi, m ng hình sao, m ng ph c h p. Tng đài chuy n ti p Tng đài n i h t ðưng dây thuê bao Trung k Mng hình l ưi Mng hình sao Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 130
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Trong m ng hình l ưi m t t ng đài đưc k t n i đ n t t c các t ng đài cịn l i b ng các n( n − 2) trung k . G i n là s l ưng t ng đài thì s trung k c n thi t l p là ≈ n2 khá l n, do đĩ 2 mng này s r t ph c t p n u bán kính ph c v l n. Ưu đim c a m ng này là khi s c m t tng đài thì ph m vi nh h ưng c a nĩ bé. Trong m ng hình sao thì các t ng đài n i h t đưc n i đ n t ng đài chuy n ti p nh ư hình ngơi sao. M ng này cĩ ưu đim là l ưu l ưng đưc t p trung vào t ng đài chuy n ti p do đĩ khi xây d ng m ng s hi u qu h ơn v m t kinh t . M ng hình sao thích h p cho vùng ph c v rng. ð phát huy ưu đim c a c 2 m ng hình l ưi và hình sao, ng ưi ta t ch c m ng h n h p. Lo i m ng này v c ơ b n v n là hình sao, mt ph n nh c a m ng này đưc t ch c thành mng hình l ưi. 1.4. Qu n lý m ng vi n thơng Vi t Nam Nu ta coi các t ng đài là các nút thì m ng vi n thơng là t p h p các nút đưc liên k t v i nhau b ng h th ng truy n d n. Khi ph m vi m ng l ưi l n (ví d m t t nh, m t qu c gia) thì mng vi n thơng đưc t ch c thành các c p khác nhau: m i t ng đài c p cao h ơn là đim t p kt l ưu l ưng c a m t s t ng đài c p d ưi: Tng đài khu v c Tng đài trung gian Tng đài ni h t Mng vi n thơng c a m t qu c gia th ưng cĩ nhi u cp và cùng v i h th ng truy n d n to thành các c p m ng khác nhau, ví d m ng vi n thơng Vi t Nam cĩ 4 c p: Tng đài qu c t (Hà N i, ðà N ng, TP H Chí Minh Tng đài chuy n ti p qu c gia (Hà Ni, ðà N ng, TP H Chí Minh ) Tng khu v c và t ng đài v tinh (Hà Ni, ðà N ng, TP H Chí Minh ) Tng đài n i h t Thuê bao Các đơ n v qu n lý m ng vi n thơng Vi t Nam g m: Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 131
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Cơng ty vi n thơng qu c t (VTI): Qu n lý t ng đài đi qu c t Cơng ty vi n thơng qu c gia (VTN): Qu n lý t ng đài chuy n ti p khu v c, v tinh Vi n thơng các t nh, thành ph : qu n lý t ng đài n i h t, n i t nh. 1.5. Các d ch v vi n thơng c ơ b n: Mng vi n thơng ngày càng phát tri n. Các d ch v truy n th ng vn t n t i, bên c nh đĩ r t nhi u d ch v m i xu t hi n. Hi n nay cĩ th th ng kê s ơ b d ch v vi n thơng lên t i hàng tr ăm lo i d ch v khác nhau, trong đĩ cĩ nhi u d ch v nghe r t l nh ư: y t t xa, đào t o tr c tuy n, mng riêng o (VPN), th c t i o, chuy n đ i ngơn ng , nh n d ng ti ng nĩi, làm vi c t xa, mua hàng t i nhà, d ch v tho i ng ưi nghe tr ti n (1800), d ch v gi i trí (1900), Tuy nhiên cĩ 4 nhĩm dch v c ơ b n r t ph bi n hi n nay là: d ch v tho i, d ch v s li u, dch v thuê kênh và d ch v truy n thơng đa ph ươ ng ti n. Trong bài gi ng này c ũng ch đ c p đn 4 d ch v c ơ b n này đ ph c v cơng tác lp quy ho ch, các d ch v khác c n ph i đ c thêm trong các tài li u chuyên ngành. 1.5.1 Dch v tho i: Nhĩm d ch v tho i g m đin tho i, telex, fax và tin nh n. a) ðin tho i: . ðin tho i là d ch v vi n thơng ph bi n nh t hi n nay. D ch v này truyn thơng tin d ưi dng ti ng nĩi ho c ti ng nĩi + hình nh t 1 thuê bao đn 1 (ho c 1 nhĩm) thuê bao khác. Các lo i hình d ch v đin tho i hi n nay g m cĩ: - ðin tho i c đ nh: v n đang r t ph bi n nh ưng t c đ t ăng ch m l i, cĩ xu h ưng gi m. - ðin tho i th (Cardphone): hi n nay đang thu h p d n, g n nh ư bi n m t. - ðin tho i di đ ng n i vùng (Cityphone, Daphone, ). - ðin tho i di đ ng: R t ph bi n và đang phát tri n m nh. - ðin tho i v tinh và hàng h i: liên l c ra h i đ o, vùng núi sâu, vùng h o lánh Dch v đin tho i di đ ng là d ch v m i, ngồi kh n ăng đin tho i nĩ cịn cĩ th cung cp d ch v b n tin ng n (SMS), h p th ư tho i, fax, truy n s li u, Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 132
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c - Cách g i đin tho i trong n ưc: B m 0 + mã vùng (mã đc bi t) + s thuê bao * M i t nh c a n ưc ta g n v i m t mã s đin tho i riêng g i là mã vùng, ví d ðà N ng (511), Th a Thiên-Hu (54), Hà N i (4). - Cách g i qu c t : B m 00 + mã qu c gia + mã vùng + s thuê bao - M t s đ u s đ c bi t Vi t Nam: * 09, 01 là đu s cho thuê bao di đng * 080 là đu s b ưu đin h 1 (C c b ưu đin trung ươ ng), đành cho các c ơ quan đng, chính quy n. * 069 là đu s B Qu c phịng, B Cơng an. * 099 là đu s cho các đin tho i v tinh * 171, 177, là các mã d ch v g i đin tho i ti t ki m thơng qua mơi tr ưng internet. * 1800 là đu s d ch v tho i mi n phí, ví d 18001091, 1800. 1090. * 1900 là d ch v cĩ phí đ cung c p thơng tin b) Telex: Dich v này cho phép thuê bao trao đi thơng tin b ng cách gõ t bàn phím và ng ưi nh n thơng tin trên màn hình ho c in tr c ti p ra gi y. D ch v này cĩ m ng k t n i riêng, đánh s thuê bao c ũng khác d ch v đin tho i. c) Fax: Là d ch v sao ch p nguyên b n trên gi y đ gi cho ng ưi nh n thơng qua m ng vi n thơng. D ch v fax cĩ 2 lo i là lo i cơng c ng ( đ t b ưu đin) và lo i thuê bao (dùng các c ơ quan). Dich v này hi n nay v n cịn dùng khá ph bi n vì vi c sao ch p v ăn b n cĩ d u và ch ký đ g i cho ng ưi nh n r t hi u qu . d) Nhn tin: Dch v này b t bu c 2 thuê bao ph i dùng máy nh n tin (mua ho c thuê c a b ưu đin). Khi cn nh n tin ph i g i t i t ng đài b ưu đin đ c n i dung c n nh n và yêu c u g i đ n thuê bao nh n tin khác. Dch v này tr ưc đây đã tri n khai t i Hà N i, ðà N ng, TP H Chí Minh nh ưng hi n nay đã ng ng ho t đng do d ch v tin nh n trên di đng phát tri n m nh. Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 133
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c 1.5.2 D ch v thuê kênh (leased line): Là d ch v cho thê kênh truy n v t lý dùng riêng nh m k t n i và truy n thơng tin gi a các mng riêng c a doanh nghi p nh ưng đt cách xa nhau v m t đ a lý. Dch v này r t h u ích v i các doanh nghi p l n cĩ nhi u chi nhánh đĩng nhi u n ơi. 1.5.3 D ch v s li u: Là d ch v truy n t i thơng tin d ưi d ng s li u thơng qua m ng vi n thơng. D ch v này dùng ph bi n v i các đơn v ngân hàng, th ư vi n, th ng kê, đĩ cĩ l ưng d li u kh ng l ph i đưc truy n đi nhanh nh t và khơng đưc phép gián đon. Vi t Nam cĩ Cơng ty đin tốn và truy n s li u (VDC) là đơ n v l n nh t cung c p dch v này. 1.5.4 D ch v truy n thơng đa ph ươ ng ti n: Dch v này cho phép truy n t i đ ng th i nhi u d ng thơng tin khác nhau trên cùng m t kênh liên l c. Máy tính, máy fax, đin tho i, video, truy n hình, đu đưc ph c v qua 1 kênh liên l c duy nh t ch khơng c n thi t l p cho m i lo i m t kênh liên l c riêng. V i 1 thi t b thuê bao c a khách hàng đưc tích h p nhi u d ch v vi n thơng nh ư: âm thanh, hình nh, s li u, khi đĩ ta cĩ d ch v truy n thơng đa ph ươ ng ti n (multimedia). Dch v này ngày càng phát tri n nh ư : Hi ngh truy n hình, h p tr c tuy n, đin tho i th y hình, truy n hình cáp, d ch v truy n hình qua đưng dây đin tho i (IPTV) 1.6. Nhà cung c p d ch v vi n thơng: Các doanh nghi p trong ngành vi n thơng đưc phân thành 3 nhĩm: doanh nghi p qu n lý, vn hành các m ng l ưi vi n thơng ( carrier ), doanh nghi p cung c p d ch v ( service provider ) và doanh nghi p cung c p các gi i pháp vi n thơng ( supplier ). Doanh nghi p cung c p d ch v vi n thơng Vi t nam hi n nay cĩ 2 lo i là cung c p d ch v truy n th ng ( đin tho i) và d ch v m i (internet, truy n s li u, ). Cĩ th k ra m t vài nhà cung c p d ch v vi n thơng nh ư: VNPT, Vietel, SPT, EVN-Telecom, HT-Mobile, Beeline, FPT, VDC, Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 134
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c CH ƯƠ NG 2: LÝ THUY T L ƯU L ƯNG 2.1. Khái ni m l ưu l ưng vi n thơng Lưu l ưng là dịng thơng tin ch y trong mch. L ưu l ưng bi n thiên liên t c theo th i gian: hàng gi , hàng ngày, hàng tu n và khơng theo m t quy lu t nào nên nĩ là m t đi l ưng ng u nhiên và ph i dùng lý thuy t xác su t th ng kê đ nghiên c u v l ưu l ưng. Khi đu t ư h th ng vi n thơng khơng bao gi ng ưi ta đ u t ư đ thi t b đ th a mãn h t các cu c g i, nh ư v y khơng cĩ hi u qu kinh t . L ưu l ưng là m t thơng s quan tr ng trong lp quy ho ch h th ng vi n thơng. Xu t phát t lý do trên lý thuy t v l ưu l ưng vi n thơng ra đ i. Lý thuy t này cĩ nhi m v xác đnh s l ưng thi t b và s m ch c n thi t đ cung c p ch t l ưng thơng tin. 2.2. ðc đim cu c g i Cu c g i là s ki n mà ng ưi dùng t m th i chi m gi thi t b chuy n m ch (t ng đài) và h th ng truy n d n thơng tin. Cu c g i hi u theo ngh ĩa này t ươ ng đi r ng: g m cu c g i tho i, cu c g i do nh n tin, cu c g i do máy fax, Nhi u thuê bao cùng n i vào m t t ng đài, vi c phát sinh m t cu c g i và đ dài cu c g i là ng u nhiên. Phân b th i gian chi m d ng cu c g i cĩ d ng hàm m ũ: Th i gian chi m d ng cu c g i − t e h f( t ) = h Trong đĩ: t th i gian chi m d ng cu c g i h là th i gian chi m d ng cu c g i trung bình Trên đ th ta c ũng th y, s l ưng cu c g i dài (cĩ t l n) chi m s l ưng ít, s l ưng cu c gi ng n chi m s l ưng nhi u. 2.3. Các tham s đ c tr ưng c a l ưu l ưng: Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 135
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c 2.3.1. ð l n l ưu l ưng: Tng th i gian chi m d ng c a các cu c g i xu t hi n trong kho ng th i gian T tính t th i đim t 0 đn th i đim t 1 đưc g i là đ l n l ưu l ưng trong th i gian t Tn = h 1 + h 2 + + h n Trong đĩ: hi là th i gian chi m d ng c a cu c g i i xu t hi n trong kho ng T n là s cu c g i xu t hi n trong kho ng th i gian T Vúi d : ðưng truy n gm 4 kênh liên l c đưc kh o sát trong th i gian T=6 phút Mch 1 T1 = T T = T Mch 2 2 T = T/2 Mch 3 3 T4 = 0 Mch 4 T Tn = T 1 + T2 + T3 + T4 = T + T + T/2 + 0 = 5/2T = 2,5T = 2,5.6 = 15 phút 2.3.2. M t đ l ưu l ưng: Chia đ l n c a l ưu l ưng cho kho ng th i gian đo l ưu l ưng ta đưc giá tr g i là m t đ lưu lưng. Nh ư v y m t đ l ưu l ưng là l ưu l ưng thơng tin ch y trong m ch trong m t đơn v th i gian. T a = n T ðơ n v m t đ l ưu l ưng là Earlang, ký hi u Erl, l y theo tên nhà tốn h c ðan M ch (1878-1929) ca ng ưi đ u tiên nghiên c u v l ưu l ưng và hàng ch trong thơng tin. Mch 1 Mch 1 M ch 2 Mch 2 M ch 3 Mch 3 T/2 T/2 T/2 T/2 T=1,5 phút T=1,5 phút T =3,75 phút T =3 phút n n a= 2,5Erl a= 2Erl Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 136
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Mt Erl t ươ ng ng v i t ươ ng ng v i m t đ l ưu l ưng khi m ch b chi m gi liên t c trong m t kho ng th i gian nào đĩ, cĩ th coi t ươ ng đươ ng giá tr này nh ư là s m ch b chi m gi (tuy nhiên s m ch đây đưc hi u theo ngh ĩa r ng cĩ c s l n a) Ví d l ưu l ưng c a m t t ng đài cĩ 3 kênh, m t đ l ưu l ưng t i đa 3Erl: Lưu l ưng trung bình c a m t s cơ quan: ði v i đin tho i c đ nh th ưng thì cĩ 0,01 ÷0,04 Erl ði v i c ơ quan : 0,04 ÷ 0,06 Erl Tng đài c ơ quan: 0,6 Erl ðin tho i tr ti n : 0,7 Erl Th c t tính tốn m ng đin tho i cơng c ng cĩ th t m l y 0,018-0,025Erl/thuê bao và th ưng là 0,025Erl/thuê bao 2.3.3. T l cu c g i: T l cu c g i là t s gi a m t đ l ưu l ưng và s thuê bao, t c là m t đ l ưu l ưng c a mi thuê bao. 2.3.4. Xác su t t n th t cu c g i: ðu t ư h th ng vi n thơng nh m th a mãn tồn b các cu c g i t thuê bao b t k ỳ th i đim nào là điu khơng t ưng, gây lãng phí. Trong h th ng vi n thơng ch th a mãn điu này vi m t xác su t nào đĩ. Xác su t t n th t cu c g i là t l nh ng cu c g i khơng th c hi n đưc vì 2 lý do: thuê bao b g i đang b n; ho c các m ch đ u b chi m gi . Xác su t t n th t cu c g i là m t tiêu chu n đ l a ch n thi t b m ng thơng tin Xác su t t n th t cu c g i là m t hàm s c a l ưu l ưng xu t hi n (l ưu l ưng yêu c u) và s kênh truy n mà thi t b cung c p 2.3.5. Cơng th c Earlang B Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 137
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Cơng th c này bi u th quan h gi a l ưu l ưng xu t hi n, s l ưng thi t b và xác su t t n th t cu c g i. Cơng th c Earlang B là lý thuy t tiêu chu n cho vi c quy ho ch, thi t k các h th ng vi n thơng. Cơng th c Erlang B dùng cho ng ưi thi t k h th ng đin tho i ưc tính tốn s đưng trung k ( đưng dây n i t t ng đài đn h th ng vi n thơng) n i đ n t ng đài d a vào l ưu lưng yêu c u và xác su t t n th t cu c g i cho tr ưc: an = n! B n i ∑ a i=0 i! Trong đĩ: B là xác su t cu c g i b h y (xác su t t n th t cu c g i) n là s đưng trung k a là m t đ l ưu l ưng yêu c u, tính b ng Erl Khi s n l n (vài ch c đưng trung k ) khi đĩ vi c tính B khá ph c t p do ph i tính n! cĩ giá tr r t l n. ð đơn gi n ng ưi ta đã l p s n b ng tra B Ví d 1: Thi t l p m t t ng đài k t n i b ng m t đư ng truy n nhi u trung k (nhi u kênh) ph c v cho 780 thuê bao. Gi s lưu l ư ng cho mi thuê bao 30mErl (mili Erl) và ch t l ư ng d ch v yêu c u tt hơn giá tr 0,002 (t c là xác su t t n th t cu c g i <0,002). Cn bao nhiêu trung k cho đư ng truy n này. ðưng truy n n=? Mng vi n Mt đ l ưu l ưng a=23,4Erl thơng Tng đài Lưu l ưng đưng truy n t t ng đài là: a = 780*0,03Erl =23.4Erl Vi xác su t t n th t B=0,002 ta c n tính s trung k n. Cĩ 3 cách: - Th d n v i n=1,2,3, đ n khi nào B ≤0,002 thì d ng l i - Nh p giá tr a và B vào ph n m m t i trang web: Erlang.com/calculator/ - Tra b ng Earlang B v i a và B cho tr ưc (cĩ ph l c cu i sách). Trong c 3 phươ ng pháp ta đu tìm đưc n=38 đưng trung k . Nh ư v y v i 780 thuê bao đin tho i, n u th a mãn m i cu c g i t b t k ỳ thuê bao nào mà khơng b b n ta ph i xây d ng 780 đưng truy n t t ng đài đn m ng vi n thơng. Trong khi đĩ tính theo cơng th c Earlang B ta ch c n 38 đưng truy n mà xác su t t n th t cu c g i rt bé, ch vào kho ng 2 ‰ ( 2 ph n nghìn). Ví d 2: Mt t ng đài cĩ 4 trung k ( đưng truy n tín hi u). Trung bình 1 phút phát sinh 2 cu c g i, th i gian trung bình c a m t cu c g i là 3 phút. Tính xác su t cu c g i b t n th t. Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 138
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c Vì m i cu c g i dài t i 3 phút, trong khi đĩ c m i phút l i phát sinh thêm cu c g i. V y trong th i gian 3 phút, l ưu l ưng phát sinh là a = 2.3 = 6 Erl. Xác su t t n th t cu c g i là: 64 54 B =4! = = 0,470 62 6 3 6 4 1++ 6 18 + 36 + 54 1++ 6 + + 2 3! 4! 1 Ta cĩ ≈ 2 t c là g n 1/2 s cu c g i đ n t ng đài b b n, nh ư v y t ng đài này c n m B rng đưng trung k . Ví d 3: Kh o sát m t t ng đài trong th i gian T=1h đo đưc lưu l ưng phát sinh a=1Erl. S kênh trung k t ng đài n=3, th i gian ph c trung bình mt cu c g i là Ts=3 phút. Tính s lưng cu c g i b ngh n trong kho ng th i gian T. S cu c g i t n th t : Ntn th t = B.N, trong đĩ B là xác su t t n th t cịn N là s cu cg i phát sinh. G i λ là s cu c g i phát sinh trong 1 phút, ta cĩ: a 1 1 λ = = cu c g i/phút N=λ. T = .60 = 20 cu c g i Ts 3 3 an 13 =n! = 3! = 1 tn th t 1 ≈ B 2 N = .20 1.25 cu c g i n ai 1 1 3 16 16 ∑ 1+ 1 + + i=0 i! 2! 3! Ý ngh ĩa : Trong 20 cu c g i d n cĩ 1.25 cu c g i b ngh n Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 139
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c CH ƯƠ NG 3: D BÁO NHU C U 3.1. Khái ni m: D báo nhu c u là đánh giá s l ưng thuê bao k t n i đn m i đim c a m ng l ưi vi n thơng và xu h ưng phát tri n c a nĩ trong t ươ ng lai . 3.2. Quy lu t t ăng tr ưng nhu c u Quá trình nghiên c u th ng kê đã đư a ra k t lu n: các m ng thơng tin th ưng phân thành ba giai đon t ăng tr ưng, m i giai đon t ăng tr ưng cĩ m t ph ươ ng pháp điu tra, thu th p s li u khác nhau đ s báo nhu c u. Nhi m v c a ng ưi làm quy ho ch ph i nh n bi t đưc m t đ a ph ươ ng, m t qu c gia đang giai đon nào c a quá trình t ăng tr ưng. 3.2.1. Giai đon b t đ u: Tc đ t ăng tr ưng nhu c u ch m. Giai đon này m t đ đin tho i r t th p, ch y u dùng cho s n xu t kinh doanh, là th đưc xem là cao c p v i cá nhân. Giai đon này mu n d báo ph i điu tra các s li u phát tri n kinh t (do đin tho i ph c v s n xu t kinh doanh là chính). 3.2.2. Giai đon t ăng t c: Tc đ t ăng tr ưng nhu c u rt nhanh. Giai đon này x y ra khi kinh t đã phát tri n, khu vc s n xu t kinh doanh địi h i d ch v cao h ơn cịn khu v c dân c ư cĩ nhu c u c c l n. Giai đon này th c hi n d báo d a vào phân tích các nhu c u c a t ng khu vc. 3.2.3. Giai đon bão hịa: Tc đ t ăng tr ưng gi m. Khi m t đ đin tho i khu v c dân c ư đt 80% dân s là lúc b ưc vào giai đon bão hịa. giai đon này là bùng n nhu c u v d ch v m i (internet, wifi, wimax, ) ch khơng t ăng v nhu c u thuê bao n a. Giai đon này cơng tác d báo ch th c hi n cho các d ch v m i. S thu ê bao Bt Tăng tr ưng đu nhanh Bão hịa Th i gian Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 140
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c 3.3. Phân lo i d báo - D báo cĩ t m t 1 đ n 2 n ăm. K t qu c a d báo dùng đ l p k ho ch mua s m thi t b hàng n ăm, do đĩ địi h i thơng tin chính xác v các điu ki n kinh t , kh n ăng sp x pv n. - D báo cĩ t m t 3 đ n 5 n ăm. K t qu d báo dùng đ l p đ t m i và l p đ t b sung thi t b . - D báo dài h n cĩ t m d báo t 5 n ăm tr lên. K t qu c a nĩ dùng đ đ u t ư thi t b quy mơ l n. Khi ti n hành d báo ph i xem xét các y u t ơ nh ư m c s ng dân c ư t ăng lên, s thay đi c ơ c u kinh t , 3.4. Các ph ươ ng pháp d báo nhu c u vi n thơng D báo là m t khoa h c, do đĩ các ph ươ ng pháp d báo đ u đưc áp d ng trong các ngành kinh t - k thu t khác nhau. T t c các ph ươ ng pháp d báo đã nêu ra trong ph n quy ho ch cp đin đ u đưc áp d ng đ d báo nhu c u vi n thơng. 3.4.1. Ph ươ ng pháp ngo i suy theo th i gian: Trong ph n quy ho ch c p đin ta đã bi t đ n ph ươ ng pháp này. ð tìm nhu c u vi n thơng trong t ươ ng lai ph i d a vào các s li u thu th p đưc quá kh , sau đĩ tìm quy lu t bi n thiên và kéo dài quy lu t đĩ vào t ươ ng lai y= f(t). V m t tốn h c, d báo nhu c u vi n thơng hồn tồn t ươ ng t d báo trong quy ho ch cáp đin, ch khác là các s li u thu th p quá kh chính là s li u v nhu c u, m t đin tho i cịn bi duy nh t là th i gian t thì hồn tồn gi ng nhau. Vi l ĩnh v c vi n thơng ph ươ ng pháp này th ưng s d ng cho d báo ng n h n do đ chính xác khơng cao, khơng xét đn các y u t bi n đ ng v c ưc d ch v , GDP, t c đ t ăng tr ưng kinh t , Ph ươ ng pháp này đơ n gi n, d hi u, do ch c n s li u v nhu c u, m t đ đin tho i, Các ph ươ ng trình h i quy g m: Tuy n tính yt = a.t + b 2 Parabol yt = a.t + bt + c t Hàm m ũ yt = Y 0C Trong đĩ : yt là nhu c u vi n thơng th i đim t a, b, c, C là các h s đưc xác đnh theo cơng th c ph n quy ho ch c p đin Y0 là nhu c u vi n thơng n ăm c ơ s . 3.4.2. Ph ươ ng pháp t ươ ng quan Nhu c u vi n thơng y(t) trong t ươ ng lai là m t bi n ng u nhiên, do đĩ nĩ khơng cĩ quy lu t. Gi i s c ũng cĩ m t bi n ng u nhiên khác x(t) liên quan ch t ch v i nhu c u vi n thơng (ví d GDP, t c đ phát tri n kinh t , ) thì x(t) c ũng là bi n ng u nhiên. Ta tìm cách xác l p quan h gi a y(t) và x(t) g i là ph ươ ng trình h i quy. Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 141
Bài gi ng Quy ho ch c p đin và H th ng thơng tin liên l c ð xác đ nh đưc nhu c u vi n thơng y(t) c n ph i bi t x(t) t ươ ng lai, trong khi đĩ x(t) tươ ng lai ch ưa bi t. Do đĩ ph ươ ng pháp này ch s d ng đưc khi bi t đưc x(t), cĩ ngh ĩa là ph i tìm các bi n x(t) đã đưc d báo các ngành khác. Ví d GDP luơn luơn đưc d báo, d a vào đĩ ta cĩ th tính đưc y(t) theo s t ươ ng quan c a chúng. Nu ph ươ ng trình h i quy ch cĩ m t bi n x(t) ta g i là h i quy đơn: yt = f(x) Nu cĩ t 2 bi n tr lên ta g i là h i quy b i: yt= f(x 1, x 2, ) 3.4.3. Ph ươ ng pháp h s đàn h i (h s v ưt tr ưc) Vi quy ho ch vi n thơng ng ưi ta ch xem xét nhu c u đàn h i so v i GDP vì chúng cĩ liên quan ch t ch v i nhau. H s đàn h i là h s th hi n s t ươ ng quan gi a t c đ t ăng nhu c u và t c đ t ăng GDP ti m t th i đim nào đĩ: ∆y % λ = t Et ∆G% Ttrong đĩ : ∆yt% là t c đ t ăng nhu c u vi n thơng n ăm th t (quá kh ho c t ươ ng lai) ∆ Gt% là t c đ t ăng GDP n ăm th t (quá kh ho c t ươ ng lai) Các giá tr t ăng tr ưng GDP trong t ươ ng lai th ưng đưc d báo trong chi n l ưc phát tri n kinh t - xã h i nên cĩ th coi là tham s đã bi t. Do đĩ n u bi t đưc h s đàn h i th i đim tươ ng lai λn thì t c đ t ăng nhu c u vi n thơng ∆ψn% th i đim t ươ ng ng trong t ươ ng lai hồn tồn xác đnh. Khi đĩ nhu c u vi n thơng t ươ ng lai đưc xác đ nh nh ư sau : = +λ ∆ n yn y0 (1 Enn . G %) Trong đĩ : yn là nhu c u vi n thơng d báo n ăm th n so v i n ăm g c y0 là s l ưng thuê bao th c t n ăm ch n làm g c λEn là h s đàn h i n ăm d báo ∆Gn% : t c đ t ăng GDP n ăm d báo (l y t k ch b n phát tri n kinh t -xã h i) Ph ươ ng pháp này đ s d ng cho d báo c p v ĩ mơ (t m qu c gia hay m t t nh, thành ph thu c trung ươ ng) 3.4.4. Các ph ươ ng pháp khác Hai ph ươ ng pháp d báo trên đưc dùng ph bi n trong vi n thơng, ngồi ra cịn m t s ph ươ ng pháp khác cĩ th đưc áp d ng: - D a vào xu th phát tri n c a các vùng t ươ ng t đ d báo - D a vào ý ki n chuyên gia - Nghiên c u nhu c u th tr ưng Nguy n M nh Hà - Tr ưng ð i h c ki n trúc ðà N ng 142