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

pdf

77 trang Gia Huy 4040

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