MergedFile BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM TRẦN QUANG MỘT NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TẠI ĐIỆN LỰC ĐỨC LINH – CÔNG TY ĐIỆN LỰC BÌ[.]
GIỚI THIỆU CHUNG
Đặt vấn đề
Hiện nay, tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối là một chỉ tiêu quan trọng được ngành điện đặc biệt quan tâm, ảnh hưởng trực tiếp đến lợi nhuận trong hoạt động sản xuất kinh doanh Đây cũng là một trong những tiêu chí để đánh giá và so sánh giữa các quốc gia trong khu vực về lĩnh vực điện năng Theo báo cáo, tổn thất điện năng của lưới điện phân phối ở Việt Nam hiện đang ở mức cao, đạt 7,57% tính đến cuối năm.
2016), do đó việc nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối là hết sức cần thiết.
Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
1.2.1 Mục tiêu của đề tài:
Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối.
Mục tiêu của nghiên cứu là đề xuất các giải pháp hiệu quả nhằm giảm thiểu tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối tại Điện lực Đức Linh, tỉnh Bình Thuận.
- Nghiên cứu tổng quan về tình hình tổn thất điện năng của lưới điện phân phối tại Điện lực Đức Linh –Công ty Điện lực Bình Thuận;
- Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng của lưới điện phân phối tại Điện lực Đức Linh;
- Nghiên cứu phần mềm PSS/ADAPT để mô phỏng tính toán tổn thất điện năng.
Tính cấp thiết của đề tài
Căn cứ Quyết định số 1541/QĐ-EVN SPC ngày 13/5/2016 của Tổng công ty Điện lực miền Nam, đề án giảm tỷ lệ điện sử dụng cho truyền tải và phân phối điện giai đoạn 2016-2020 của EVN SPC đã được phê duyệt.
Theo Quyết định số 3151/QĐ-EVN SPC ngày 07/8/2017 của Tổng công ty Điện lực miền Nam, đề án “Thực hiện giảm tỷ lệ tổn thất điện năng trạm công cộng giai đoạn 2018-2020” đã được phê duyệt nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện và giảm thiểu tổn thất điện năng trong khu vực.
Căn cứ vào kế hoạch của Công ty Điện lực Bình Thuận (PCBT), Điện lực Đức Linh sẽ thực hiện lộ trình giảm tỷ lệ tổn thất điện năng (TTĐN) trong giai đoạn 2018 – 2020 Mục tiêu là đạt được những cải tiến đáng kể trong việc quản lý và sử dụng điện năng.
2020 tổn thất điện năng là 6,5%;
Dựa vào cấu trúc lưới điện phân phối và đặc điểm của lưới điện do Điện lực Đức Linh quản lý, bao gồm hai huyện Đức Linh và Tánh Linh, tổn thất điện năng đến cuối năm 2017 vẫn còn cao (7,09%) do lưới điện trải dài với bán kính cấp điện lớn và các đường dây đầu tư lâu năm đã xuống cấp Vì vậy, nghiên cứu giải pháp giảm tổn thất trên lưới điện phân phối tại Điện lực Đức Linh là cần thiết để đạt được các mục tiêu của Tổng Công ty Điện lực miền Nam và Công ty Điện lực Bình Thuận.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Lưới điện trung hạ áp của Điện lực Đức linh quản lý
Nghiên cứu này tập trung vào việc tìm kiếm các giải pháp nhằm giảm thiểu tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối tại Điện lực Đức Linh, bao gồm khu vực huyện Đức Linh và Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận.
Ý nghĩa của đề tài
1.5.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài thực hiện nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối mang tính hệ thống và tổng quát để có thể triển khai áp dụng dễ dàng và rộng rải
Giải pháp giảm tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối, đặc biệt là lưới điện do Điện lực Đức Linh quản lý, có ý nghĩa thực tiễn quan trọng Điều này không chỉ phù hợp với định hướng phát triển và nâng cao chất lượng quản lý lưới điện phân phối mà còn hỗ trợ lộ trình giảm tổn thất của Tổng công ty Điện lực miền Nam Mục tiêu này cũng đồng hành với nỗ lực của Công ty Điện lực Bình Thuận trong giai đoạn 2016 - 2020.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu tổng quan về tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối.
Nghiên cứu tổng quan về lưới điện phân phối huyện Đức Linh tập trung vào việc phân tích các báo cáo kỹ thuật liên quan đến tổn thất điện năng trong hệ thống lưới điện này Các vấn đề về hiệu suất và tổn thất điện năng sẽ được xem xét để cải thiện chất lượng cung cấp điện cho khu vực.
Phân tích tổng hợp và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện huyện Đức Linh và Tánh Linh tỉnh Bình Thuận.
Sử dụng phần mềm PSS/ADAPT để phân tích, mô phỏng tính toán tổn thất trên lưới điện phân phối huyện Đức Linh - Tánh Linh.
Bố cục luận văn
Bố cục của luận văn gồm 5 chương:
+ Chương 2: Lý thuyết tổng quan về tổn thất điện năng và giới thiệu phần mềm PSS/ADAPT
+ Chương 3: Tổng quan về lưới điện phân phối Điện lực Đức linh
+ Chương 4: Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng lưới điện phân phối Điện lực Đức Linh
+ Chương 5: Kết luận và kiến nghị
LÝ THUYẾT TỔNG QUAN VỀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSS/ADAPT
Khái niệm chung về tổn thất điện năng
Tổn thất điện năng (TTĐN) trong hệ thống điện (HTĐ) là sự chênh lệch giữa lượng điện năng được sản xuất và lượng điện năng tiêu thụ tại phụ tải trong một khoảng thời gian nhất định.
Trong thị trường điện, TTĐN trên lưới điện được định nghĩa là sự chênh lệch giữa lượng điện năng được cung cấp vào lưới (bao gồm từ các nguồn điện và lưới điện lân cận) và lượng điện năng tiêu thụ hoặc chuyển giao ra khỏi lưới trong một khoảng thời gian nhất định.
Hình 2 1 Tổn thất công suất và TTĐN
Khoảng thời gian xác định TTĐN thường là một ngày, một tháng hoặc một năm tùy thuộc mục đích hoặc công cụ xác định TTĐN.
TTĐN trên một phần tử có thể xác định bằng đo lường hoặc tính toán như sau: ΔA = ∫̥ T Δ P(t)dt
ΔP(t) là hàm theo thời gian thể hiện tổn thất công suất trên phần tử, trong khi ΔA đại diện cho tổng tổn thất công suất trên phần tử trong khoảng thời gian T, được xác định bởi diện tích giới hạn giữa ΔP(t) và các trục tọa độ, như minh họa trong hình 2.1.
- Để có thể xác định một cách chính xác và đầy đủ về tổn thất điện năng, trước hết chúng ta cần phân loại các loại tổn thất này.
Theo phạm vi quản lý, tỷ lệ tổn thất điện năng (TTĐN) chủ yếu xảy ra trên lưới điện phân phối, trong khi lưới điện truyền tải cũng có sự hiện diện của TTĐN Trong lĩnh vực kinh doanh điện, TTĐN trên hệ thống điện (HTĐ) được phân thành hai loại: TTĐN kỹ thuật và TTĐN thương mại (hay còn gọi là phi kỹ thuật).
2.1.1.1 Tổn thất điện năng kỹ thuật
Tổn thất điện năng (TTĐN) là hệ quả của các đặc tính vật lý trong quá trình tải điện, không thể loại bỏ hoàn toàn mà chỉ có thể giảm thiểu đến mức hợp lý TTĐN kỹ thuật được chia thành hai loại chính: thứ nhất, TTĐN phụ thuộc vào dòng điện, là tổn thất do phát nóng trong các phần tử tải dòng, phụ thuộc vào cường độ dòng điện và điện trở, được xem là tổn thất dọc Thứ hai, TTĐN phụ thuộc vào điện áp, bao gồm tổn thất không tải của máy biến áp, tổn thất vầng quang điện, tổn thất do rò điện và tổn thất trong mạch từ của thiết bị đo lường, được coi là tổn thất ngang.
2.1.1.2 Tổn thất điện năng thương mại
Lượng tổn thất điện năng (TTĐN) trên hệ thống điện (HTĐ) không liên quan đến tính chất vật lý của quá trình tải điện năng, mà chủ yếu do vấn đề quản lý HTĐ Do đó, việc giải quyết không thể chỉ dựa vào các biện pháp kỹ thuật, mà cần áp dụng các biện pháp quản lý trong kinh doanh Có thể phân loại TTĐN để xác định giai đoạn phát sinh, từ đó đưa ra biện pháp xử lý phù hợp Chẳng hạn, TTĐN có thể xảy ra do không được đo, điện năng không được đưa vào hóa đơn, không được thanh toán hoặc thanh toán chậm TTĐN thương mại chủ yếu diễn ra ở lưới điện phân phối.
2.1.2 Vấn đề xác định tổn thất điện năng
Việc xác định tình trạng điện năng (TTĐN) không có phương pháp chính xác do nhiều nguyên nhân, chủ yếu là do thiếu thông tin từ hệ thống đo lường chưa đầy đủ và đồng bộ, cùng với số liệu về lưới điện và phụ tải không chính xác Do đó, việc xác định TTĐN thực chất là quá trình đánh giá hoặc dự báo tình trạng này.
Trên lưới điện truyền tải, hệ thống thông tin và tự động hóa cần đầy đủ để đảm bảo quản lý vận hành an toàn và tối ưu, từ đó giúp đo lường và đánh giá tình trạng điện năng (TTĐN) chính xác hơn Ngược lại, lưới điện phân phối có hệ thống thông tin đo lường và giám sát đơn giản hơn, nhưng với khối lượng và chủng loại thiết bị đa dạng, việc đánh giá chính xác TTĐN trở nên khó khăn hơn nhiều.
TTĐN trong hệ thống điện chủ yếu tập trung ở lưới điện phân phối, do đó, việc xác định TTĐN chủ yếu áp dụng cho bộ phận này Mức TTĐN dưới 10% được coi là chấp nhận được, trong khi mức trên 15% cho thấy tỷ lệ TTĐN thương mại đáng kể, yêu cầu tính toán thành phần TTĐN kỹ thuật để đánh giá tổn thất thương mại Việc xác định TTĐN cũng cung cấp cái nhìn tổng quan về tỷ lệ TTĐN giữa các bộ phận lưới điện và khu vực phụ tải, từ đó đề xuất các giải pháp hiệu quả để giảm TTĐN trên lưới điện.
2.1.3 Thiết bị đo điện năng
Sử dụng thiết bị đo điện năng, hay còn gọi là công tơ, là phương pháp hiệu quả để đánh giá tiêu thụ điện năng Công tơ bao gồm hai loại chính: công tơ tác dụng (đo kWh) và công tơ phản kháng (đo kVArh) Thiết bị này liên tục đo điện áp và dòng điện tức thời, sau đó tính toán tích số của hai đại lượng này và tích hợp theo thời gian để xác định trị số điện năng Đối với tải nhỏ trong lưới hạ áp, công tơ có thể lấy trực tiếp dòng điện và điện áp từ mạch đo, trong khi đối với lưới cao áp với dòng điện lớn, công tơ lấy thông tin từ thứ cấp của máy biến dòng điện và biến điện áp Theo công nghệ chế tạo, công tơ được chia thành hai loại: công tơ điện từ và công tơ điện tử.
Công tơ điện từ có ba phần chính: đầu tiên là mạch vào bao gồm dòng điện và điện áp; thứ hai là cơ cấu cuộn dây dòng, áp và đĩa quay tương tự như một động cơ; và cuối cùng là cơ cấu đếm và hiển thị.
- Công tơ này làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ.
Tổn thất công suất trên cuộn điện áp rất nhỏ, khoảng 2W, trong khi tổn thất trên cuộn dòng điện tỷ lệ với dòng điện nhưng cũng chỉ ở mức vài W Công tơ điện từ có thể gặp một số sai số, bao gồm sai số do phụ tải không cân bằng khi sử dụng công tơ ba pha và sai số do đĩa công tơ tự quay khi chỉ có điện áp đặt vào mà không có tải.
Công tơ điện tử, hay còn gọi là công tơ tĩnh, chuyển đổi dòng điện và điện áp trên mạch điện thành dạng số, xử lý tín hiệu để tính toán nhiều đại lượng liên quan và hiển thị trên màn hình LED hoặc LCD Thiết bị này tích hợp nhiều tính năng, cho phép đo lường đặc điểm tiêu thụ điện của phụ tải như thời gian sử dụng (TOU), công suất cực đại, các tham số dòng điện, điện áp, hệ số cosφ, và ĐTPT Ngoài ra, công tơ điện tử còn có khả năng lưu trữ, kết nối và đọc số liệu từ xa.
- Yêu cẩu về tổn thất và sai số của công tơ điện tử (tĩnh), cấp chính xác Class
1 và 2 được quy định bởi tiêu chuấn IEC 62053-21, 2003.
Nguyên nhân của tổn thất điện năng
2.2.1 Tổn thất điện năng phụ thuộc dòng điện
Tất cả các phần tử trong hệ thống điện (HTĐ) đều có tổn thất nhiệt do dòng điện chạy qua, dẫn đến hiện tượng phát nhiệt trên điện trở của chúng Các phần tử này chịu tổn thất nhiệt trong quá trình hoạt động của HTĐ.
Điện trở của các đường dây tải điện, bao gồm dây dẫn pha, dây trung tính, dây chống sét và dây nối đất, có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu suất truyền tải Dây trung tính có thể gây tổn thất nếu có dòng điện chạy qua Ngoài ra, dây chống sét, do nằm trong điện từ trường của dây dẫn pha, cũng sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng, dẫn đến tổn thất trên điện trở của dây chống sét và điện trở nối đất.
+ Điện trở cuộn dây trong các MBA lực.
+ Điện trở cuộn dây của các máy điện quay (máy phát điện, máy bù đồng bộ, động cơ điện).
+ Điện trở tiếp xúc của các tiếp điểm trong các thiết bị đóng cắt mạch điện. + Điện trở tiếp xúc của các mối nối trong mạch điện.
Các điện trở nhỏ bao gồm thanh góp, cuộn dây trong các biến áp đo lường, mạch tụ bù CSPK, cuộn dây kháng điện và điện trở trên các mạch bán dẫn.
Trong hệ thống điện, các phần tử chiếm tỷ lệ tổn thất điện năng lớn nhất là đường dây và máy biến áp (MBA) Các phần tử khác thường có tổn thất nhỏ, do đó khi tính toán tổn thất điện năng dựa trên mô phỏng, thường có thể bỏ qua chúng.
2.2.2 Tổn thất điện năng phụ thuộc điện áp a Tổn thất vầng quang điện; b Tổn thất trong lõi thép máy biến áp;
2.2.3 Tổn thất điện năng do chất lượng điện năng kém
Ngoài tác động của dòng điện và điện áp hình SIN ở tần số cơ bản (50 hoặc 60Hz) lên các phần tử trong hệ thống điện, hiện tượng tổn thất điện năng (TTĐN) còn được gây ra bởi các vấn đề liên quan đến chất lượng điện năng (CLĐN) Trong số các hiện tượng CLĐN, biến dạng sóng và không đối xứng là những yếu tố chính gây ra TTĐN đáng kể Mặc dù một số hiện tượng CLĐN khác cũng có thể gây TTĐN, nhưng do thời gian tồn tại ngắn hoặc biên độ điện áp ít thay đổi, chúng có thể được bỏ qua trong các phân tích TTĐN.
2.2.4 Tổn thất điện năng do thiết kế và vận hành hệ thống điện
Ngoài các nguyên nhân gây tổn thất điện năng (TTĐN) ở từng phần tử, còn có những yếu tố khác từ khía cạnh quản lý hệ thống điện (HTĐ) làm gia tăng TTĐN chung Những nguyên nhân này thường xuất phát từ những bất hợp lý trong quản lý HTĐ, từ khâu quy hoạch, thiết kế cho đến vận hành hệ thống.
Xác định tổn thất điện năng
Có hai nhóm phương pháp chính để xác định tổn thất điện năng (TTĐN): đo lường và tính toán mô phỏng Phương pháp đo lường thường mang lại kết quả tin cậy hơn nhưng yêu cầu hệ thống đo lường mạnh mẽ và khó phân biệt tổn thất kỹ thuật với tổn thất thương mại Ngược lại, phương pháp tính toán mô phỏng cho phép đánh giá tổn thất trên mọi phần tử của lưới điện, nhưng độ chính xác thường không cao và phụ thuộc vào số liệu ban đầu về lưới điện và phụ tải Tùy thuộc vào mục tiêu và nguyên nhân gây ra TTĐN, có nhiều phương pháp mô phỏng và tính toán khác nhau, mỗi phương pháp yêu cầu mức độ đầy đủ về số liệu khác nhau, dẫn đến độ chính xác tương ứng của kết quả Bài viết sẽ phân tích từng phương pháp tính toán TTĐN.
Mặc dù phương pháp đo lường cho kết quả chính xác, việc xác định tổn thất điện năng (TTĐN) trong thực tế gặp nhiều khó khăn do yêu cầu thông tin chi tiết từ các hệ thống đo lường và giám sát Khi xem xét một khu vực lưới điện rộng, khối lượng thông tin cần thiết rất lớn, đòi hỏi đầu tư đáng kể cho hệ thống này Đối với các nghiên cứu không yêu cầu độ chính xác cao, việc đánh giá TTĐN có thể thực hiện thông qua mô phỏng và tính toán giải tích hệ thống điện (HTĐ).
Có nhiều nguyên nhân gây ra tình trạng mất điện (TTĐN), nhưng hiện tại chưa có phương pháp mô phỏng nào có thể đánh giá đồng thời tất cả các nguyên nhân này Các phương pháp thường được áp dụng riêng cho từng nguyên nhân cụ thể Do đó, để có kết quả đánh giá TTĐN trong hệ thống điện (HTĐ) có ý nghĩa, cần lựa chọn phương pháp mô phỏng nhằm xác định TTĐN lớn nhất Với chức năng chính của HTĐ là truyền tải và phân phối điện năng qua dòng điện và điện áp xoay chiều ba pha ở tần số cơ bản (50, 60Hz), các thành phần TTĐN chủ yếu xuất phát từ hai đại lượng này Vì vậy, các phương pháp mô phỏng sẽ dựa trên ba giả thiết tính toán chung.
+ Chỉ đánh giá được TTĐN kỹ thuật, TTĐN trên dường dây và MBA. + Lưới điện ba pha đối xứng, không có biến dạng sóng dòng điện và điện áp
+ Thành phần tổn thất phụ thuộc điện áp là hằng số trong giới hạn độ lệch điện áp dài hạn cho phép.
- Có hai phương pháp thường dùng để tính toán TTĐN:
+ Tính toán TTĐN theo đồ thị phụ tải điển hình
+ Tính toán TTĐN theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất
Các biện pháp giảm tổn thất điện năng
Giảm tổn thất điện năng (TTĐN) là một vấn đề kinh tế quan trọng, yêu cầu cân nhắc giữa lợi ích thu được và chi phí thực hiện giải pháp Các giải pháp này không chỉ giúp giảm TTĐN mà còn nâng cao các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống điện (HTĐ) như khả năng tải và chất lượng điện áp Do đó, khi phân tích kinh tế - kỹ thuật, cần xem xét thêm các lợi ích này Tùy thuộc vào nguyên nhân gây ra TTĐN, có thể áp dụng các giải pháp giảm TTĐN phù hợp, chia thành hai nhóm: giải pháp thiết kế và chế tạo thiết bị điện, và giải pháp quản lý HTĐ.
2.4.1 Các giải pháp giảm TTĐN liên quan đến thiết kế và chế tạo thiết bị điện
Hai phần tử tải điện chính gây ra tổn thất điện năng trên hệ thống điện là đường dây và máy biến áp Dưới đây là các giải pháp liên quan đến thiết kế và chế tạo của các phần tử này.
2.4.1.1 Giảm TTĐN trên đường dây
Trên đường dây tải điện, có thể xảy ra tổn thất điện năng do hai yếu tố chính: tổn thất phụ thuộc vào dòng điện, gây ra bởi điện trở của dây dẫn, và tổn thất phụ thuộc vào điện áp, liên quan đến tổn thất vầng quang điện.
Giảm điện trở đơn vị của dây dẫn: Để giảm điện trở dây dẫn, có thể có các cách sau liên quan đến việc chế tạo dây dẫn:
• Sử dụng vật liệu làm dây dẫn có điện trở đơn vị nhỏ.
• Tăng tiết diện dây dẫn
Các giải pháp này thường có chi phí cao, bao gồm việc tăng vốn đầu tư cho dây dẫn và tiết diện dây dẫn, dẫn đến chi phí lắp đặt và vận hành tăng Việc thay thế dây dẫn bằng loại có điện trở thấp cũng làm tăng vốn đầu tư Nhiệm vụ chính của đường dây là đảm bảo khả năng tải điện, mà khả năng tải lại phụ thuộc vào tiết diện và vật liệu của dây dẫn Do đó, áp lực tăng tiết diện dây dẫn hoặc thay dây dẫn bằng vật liệu khác chủ yếu nhằm đáp ứng yêu cầu về khả năng tải, trong khi giảm tổn thất điện năng chỉ là yêu cầu kinh tế kết hợp với yêu cầu kỹ thuật.
Giảm tổn hao do vầng quang điện trên các đường dây trên không có thể đạt được bằng cách tăng ngưỡng điện áp bắt đầu gây phóng điện vầng quang Một số giải pháp chính bao gồm việc cải thiện thiết kế và vật liệu của dây dẫn, cũng như áp dụng công nghệ cách điện tiên tiến.
• Tăng khoảng cách giữa các pha dây dẫn.
Tăng đường kính dây dẫn giúp giảm cường độ điện trường trên bề mặt, từ đó giảm khả năng xuất hiện vầng quang Để giảm trọng lượng, dây dẫn rỗng được sử dụng nhằm hạn chế phóng điện vầng quang cho đường dây siêu cao áp Bên cạnh đó, việc phân pha dây dẫn cũng làm tăng bán kính trung bình hình học (GMR), góp phần giảm tổn thất vầng quang tương tự như khi tăng đường kính dây dẫn.
Các giải pháp giảm tổn thất trong máy biến áp (MBA) được tóm tắt trong bảng dưới đây, liên quan đến các loại tổn thất chính như tổn thất không tải và tổn thất có tải Có mối quan hệ qua lại giữa các loại tổn thất này; việc giảm tổn thất có tải có thể làm tăng tổn thất không tải và ngược lại Tăng tiết diện lõi thép giúp giảm tổn hao không tải nhưng lại làm tăng chiều dài cuộn dây, dẫn đến tổn thất đồng cao hơn Do đó, việc lựa chọn giải pháp tối ưu trong thiết kế là cần thiết để giảm thiểu tổn thất tổng thể trong MBA.
Bảng 2 1: Các giải pháp giảm tổn thất trong máy biến áp
Giảm tổn thất không tải (TTKT)
Sử dụng lõi thép làm bằng vật liệu tổn hao thấp
Giảm từ cảm B bằng cách:
- Tăng tiết diện lõi thép
Giảm chiều dài mạch từ bằng cách giảm tiết Tăng diện dây dẫn Giảm Tăng Giảm
Giảm tổn hao có tải (TTCT)
Sử dụng dây dẫn làm bằng vật liệu tổn hao thấp
Tăng tiết diện dây quấn MBA Tăng Giảm Tăng
Giảm chiều dài mạch dẫn điện bằng cách:
- Giảm tiết diện lõi thép
(a)Lỏi thép vật liệu vô định hình làm tăng tổn hao có tải Tăng
Để giảm tổn thất trong lõi thép MBA, giải pháp công nghệ mới là thay lõi thép bằng vật liệu vô định hình thay vì tôn silic Vật liệu này được chế tạo bằng phương pháp đông đặc nhanh hỗn hợp kim loại nóng chảy như sắt, Bo, và Silic với tốc độ làm lạnh lên đến 106 K/s, tạo ra kim loại rắn có cấu trúc vô định hình với nguyên tử phân bố ngẫu nhiên Khi đông đặc nhanh, thép được kéo với tốc độ 100 km/h và cán mỏng từ 0,02-0,04mm, tối ưu hóa tính năng từ, giúp giảm từ trễ và dòng điện xoáy nhờ giảm bề dày vật liệu Nhờ đó, tổn thất điện năng (TTĐN) của MBA sẽ giảm hơn 75%.
2.4.2 Các giải pháp giảm TTĐN trong quản lý vận hành
2.4.2.1Các giải pháp trong quy hoạch và thiết kế HTĐ
Mục tiêu chính của quy hoạch hệ thống điện (HTĐ) là đáp ứng nhu cầu phát triển của phụ tải một cách tin cậy, an toàn và kinh tế Trong đó, tổn thất điện năng (TTĐN) đóng vai trò quan trọng trong chi phí vận hành HTĐ Vai trò của TTĐN trong thiết kế HTĐ liên quan trực tiếp đến các thông số của các phần tử như đường dây và máy biến áp (MBA) Mặc dù phương án quy hoạch không hoàn toàn tương ứng với việc tối thiểu hóa TTĐN, nhưng trong vòng đời vận hành dài của công trình điện, phương án có TTĐN thấp thường trùng với phương án tối ưu Do đó, tối ưu hóa trong quy hoạch và thiết kế cũng được xem là một giải pháp hiệu quả để giảm TTĐN Các giải pháp giảm TTĐN từ khâu quy hoạch rất quan trọng để nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống điện.
- Dự báo chính xác phụ tải (vị trí,công suất).
- Khoảng cách cấp điện hợp lý, phụ tải được cấp điện gần nguồn cấp.
- Chọn điện áp vận hành phù hợp với công suất tải.
2.4.2.2Bù công suất phản kháng trong vận hành HTĐ
Nhu cầu công suất phản kháng (CSPK) trong hệ thống điện (HTĐ) rất lớn, mặc dù nó không sinh công, chủ yếu do tác dụng của tải và tiêu thụ điện năng xoay chiều Các phụ tải CSPK chính trong HTĐ bao gồm động cơ điện (70-75%), máy biến áp (MBA) (20-25%) và các đường dây (khoảng 5%) Nhu cầu CSPK chủ yếu đến từ các phụ tải công nghiệp, tưới tiêu trong nông nghiệp, dịch vụ thương mại (điều hòa nhiệt độ) và giao thông điện Nhu cầu CSPK liên tục thay đổi theo thời gian, và để đáp ứng nhu cầu này, có thể cấp CSPK từ phía phụ tải hoặc từ phía cung cấp điện trong HTĐ.
2.4.2.3Tối ưu hóa cấu trúc lưới điện
Phụ tải liên tục thay đổi là yếu tố quan trọng trong các bài toán kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện Sự thay đổi này ảnh hưởng đến trào lưu công suất trên lưới điện, đòi hỏi phải đảm bảo cân bằng công suất, khả năng tải và ổn định điện áp Do đó, việc lựa chọn phương thức vận hành lưới điện phù hợp là cần thiết để tối ưu hóa các chỉ tiêu kinh tế Đối với lưới phân phối điện, mục tiêu chính là giảm thiểu tổn thất công suất trên hệ thống điện.
2.4.2.4Nâng cao chất lượng điện năng
Hai hiện tượng CLĐN gây tăng TTĐN, bao gồm mất đối xứng và biến dạng sóng, cần được khắc phục Dưới đây là các giải pháp để giải quyết cả hai vấn đề này.
Các giải pháp giảm thiểu mất đối xứng trong hệ thống điện bao gồm việc áp dụng các biện pháp nhằm đối xứng hóa lưới điện.
• Sử dụng đường dây hoán vị pha.
Phân bố phụ tải định mức đồng đều trên cả ba pha ngay từ giai đoạn thiết kế giúp giảm thiểu khả năng mất cân bằng pha trong quá trình vận hành.
• Khi mất đối xứng là không tránh khỏi thì buộc phải sử dụng thiết bị đối xứng hóa;
Các giải pháp giảm biến dạng sóng:
Các giải pháp giảm biến dạng sóng giúp giảm mức sóng hài của dòng điện và điện áp trên hệ thống điện, từ đó giảm thiểu tổn thất điện năng do biến dạng sóng gây ra Những giải pháp này ảnh hưởng đến các giai đoạn hình thành và lan truyền sóng hài, cũng như tại các phụ tải nhạy cảm với sóng hài Tuy nhiên, từ góc độ tổn thất điện năng trên lưới điện, các biện pháp nhằm giảm thiểu hình thành và lan truyền sóng hài sẽ có tác dụng tích cực trong việc giảm tổn thất điện năng trên lưới điện.
Các giải pháp giảm phát sinh sóng hài:
Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT
2.5.1 Tổng quan về phần mềm PSS/ADEPT
- PSS/ADEPT giúp phân tích và tính toán lưới điện phân phối trên địa bàn
Tính toán và hiển thị các thông số dòng (I), công suất (P, Q) của từng tuyến dây, đánh giá tình trạng mang tải thông qua phân tích phân bố công suất (Load Flow Analysis) Cung cấp thông số tổn thất công suất để có phương án bù công suất phản kháng, giảm thiểu tổn thất cho tuyến dây qua chức năng tối ưu hóa việc đặt tụ bù (CAPO) Đánh giá độ tin cậy của tuyến dây với các thông số SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI thông qua phân tích độ tin cậy của lưới điện phân phối (DRA) Độ tin cậy phản ánh xác suất hoạt động tốt của thiết bị trong điều kiện vận hành đã thử nghiệm PSS/ADEPT tính toán dòng ngắn mạch cho tất cả các trường hợp sự cố của từng tuyến dây qua chức năng Fault, Fault All Chương trình TOPO giúp xác định điểm dừng lưới tối ưu, giảm thiểu tổn thất công suất trên tuyến dây.
Chương trình Khởi động động cơ cung cấp thông tin về độ sụt áp, phần trăm độ sụt áp và tổn thất công suất, giúp đánh giá ảnh hưởng đến tuyến dây khi có động cơ lớn (đồng bộ hoặc không đồng bộ) được lắp đặt Phân tích sóng hài (Harmonics) và phối hợp bảo vệ (Coordination) là những yếu tố quan trọng trong thiết kế và phát triển lưới điện Kết quả từ chương trình hỗ trợ dự đoán sự quá tải của các phần tử trong lưới điện, đặc biệt trong thời điểm cao điểm.
2.5.1.2Giao diện và các chức năng
PSS/ADEPT cung cấp đầy đủ các công cụ cần thiết cho việc thiết kế và phân tích một lưới điện cụ thể, giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu quả công việc.
- Vẽ sơ đồ và cập nhật lưới điện trong giao diện đồ họa;
- Việc phân tích mạch điện sử dụng nhiều loại nguồn và không hạn chế số nút;
- Hiển thị kết quả tính toán ngay trên sơ đồ lưới điện;
- Xuất kết quả dưới dạng report sau khi phân tích và tính toán;
- Nhập thông số và cập nhật dễ dàng thông qua data sheet của mỗi thiết bị trên sơ đồ.
2.5.1.3Các Module tính toán phân tích lưới điện của PSS/ADEPT
Nhiều module tính toán quan trọng trong hệ thống điện không có sẵn trong phần mềm PSS/ADEPT, nhưng người dùng có thể mua từng module từ nhà sản xuất sau khi cài đặt chương trình.
Bài toán phân bố công suất (Load Flow) là một module quan trọng, giúp phân tích và tính toán điện áp, dòng điện, cũng như công suất trên từng nhánh và từng phụ tải cụ thể trong hệ thống điện.
Bài toán tính ngắn mạch với module có sẵn cho phép tính toán ngắn mạch tại tất cả các nút trên lưới điện Phần mềm hỗ trợ các loại ngắn mạch khác nhau, bao gồm ngắn mạch 1 pha, 2 pha và 3 pha, giúp người dùng dễ dàng phân tích và đánh giá tình trạng lưới điện.
Bài toán TOPO (Tie Open Point Optimization) tập trung vào việc phân tích điểm dừng tối ưu, nhằm xác định những điểm có tổn hao công suất nhỏ nhất trên lưới điện Những điểm này chính là điểm dừng lưới trong mạng vòng ba pha.
Bài toán CAPO (Optimal Capacitor Placement) liên quan đến việc xác định vị trí tối ưu để lắp đặt các tụ bù cố định và tụ bù ứng động, nhằm giảm thiểu tổn thất công suất trên lưới điện.
- Bài toán tính toán các thông số của đường dây (Line Properties Culculator): tính toán các thông số của đường dây truyền tải
- Bài toán phối hợp và bảo vệ (Protection and Coordination)
- Bài toán phân tích sóng hài (Hamornics): phân tích các thông số và ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới
Phân tích độ tin cậy trên lưới điện (DRA - Distribution Reliability Analysis) là quá trình tính toán các thông số quan trọng như SAIFI, SAIDI, CAIFI và CAIDI, nhằm đánh giá hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống điện Những chỉ số này giúp xác định tần suất và thời gian mất điện, từ đó cải thiện chất lượng dịch vụ cung cấp cho người tiêu dùng.
2.5.2 Các bước xây dựng sơ đồlưới điện trên PSS/ADEPT
Trong các module tính toán của PSS/ADEPT, quá trình bắt đầu bằng việc xây dựng lưới điện cần tính toán và xác định chế độ xác lập Sau khi hoàn tất bước này, người sử dụng sẽ cài đặt các thông số phù hợp với mục đích và nhu cầu tính toán Luận văn này tập trung vào việc sử dụng module tính toán phân bổ công suất (Load Flow) để tính toán tổn thất trên đường dây và trạm biến áp, áp dụng cho lưới điện phân phối do Điện lực Đức Linh quản lý.
Module tính toán chế độ xác lập của PSS/ADEPT là một trong 8 module cơ bản của chương trình, cho phép người dùng tạo sơ đồ trực quan, thực hiện tính toán và phân tích, cũng như xuất báo cáo dưới nhiều định dạng khác nhau Điều này giúp người dùng dễ dàng áp dụng kết quả cho nhiều bài toán khác nhau.
- Để tính toán chếđộ xác lập trên PSS/ADEPT cần thực hiện các bước sau:
- Gồm số liệu quản lý kỹ thuật và kinh doanh của các tuyến dây nổi và cáp ngầm trung thế và 1 trạm hạ thế mẫu, cụ thể là:
Thông số quản lý kỹ thuật của đường dây và thiết bị bao gồm các yếu tố quan trọng như tiết diện, khoảng cách chiều dài, thông số dây dẫn, máy biến áp, thiết bị bảo vệ đóng cắt, tụ bù và máy điều áp.
- Thông số vận hành, đo đạc định kỳ của đơn vị: Các thông số vận hành dòng, áp, cosφ, công suất,…
- Thông số kinh doanh: Điện năng tiêu thụ của từng phụ tải, số khách hàng của 1 trạm hạ thế.
Thông số chỉnh định bảo vệ của các thiết bị bảo vệ trên sơ đồ rất quan trọng, bao gồm cả thông số bảo vệ phía trung thế của các trạm trung gian 110/22-15kV.
Phần mềm PSS/ADEPT 5.0 cung cấp đầy đủ công cụ để mô phỏng lưới điện, giúp người sử dụng thực hiện các tính toán cần thiết Các phần tử lưới điện được mô hình hóa rõ ràng, như thể hiện trong thanh công cụ diagram dưới đây.
2 Nút tải: Gồm tải tĩnh và tải MWh
6 Động cơ điện: Gồm đồng bộ, không đồng bộ
7 Thiết bị bảo vệ: Relay, Recloser, Fuse,…
9 Thông số đầu vào cho bài toán độ tin cậy
2.5.2.2 Xây dựng sơ đồ và nhập dữ liệu trong PSS/ADEPT
Việc nhập dữ liệu và xây dựng sơ đồ trên PSS/ADEPT được thực hiện dễ dàng nhờ vào giao diện thân thiện, cho phép người dùng tạo sơ đồ trực quan và nhập dữ liệu qua nhiều hình thức, bao gồm form nhập, file Excel, hoặc chương trình chuyển đổi Các phần tử trong lưới điện được thiết kế trên thanh công cụ, giúp người dùng dễ dàng thao tác và thiết kế lưới điện một cách hiệu quả.
- Nhập số liệu cần chuẩn bị nhập vào nút Source (Hình 2 2): Các giá trịđiện trở, điện kháng thứ tự thuận, nghịch, zero,…
- Số liệu cần chuẩn bị nhập vào nút tải (Hình 2.3 và 2.4), bao gồm:
Hình 2 2 Hộp thoại thuộc tính nút Source và mô hình nút nguồn trên sơ đồ
Hình 2 3 Hộp thoại thuộc tính nút tải tĩnh và mô hình nút tải trên sơ đồ
- Tải tĩnh và tải MWh;
- Giá trị P, Q của phụ tải;
- Điện năng tiêu thụ trong 1 tháng;
Hình 2 4 Hộp thoại thuộc tính nút tải động và mô hình trên sơ đồ
- Số liệu cần chuẩn bị nhập vào thiết bị đóng cắt (Hình 2 5): Tên vị trí đặt, dòng định mức,…
- Số liệu cần chuẩn bị nhập vào nút (Hình 2 6): Tên vị trí đặt, điện áp định mức,…
Hình 2 6 Hộp thoại thuộc tính nút tải và mô hình nút tải trên sơ đồ
Hình 2 5 Hộp thoại thuộc tính thiết bịđóng cắt và mô hình thiết bịđóng cắt trên sơ đồ
- Số liệu cần chuẩn bị nhập vào đoạn dây (Hình 2 7): Tên đoạn, số pha, chiều dài, dòng định mức, loại dây, thông sốđường dây,…
- Số liệu cần chuẩn bị nhập vào thiết bị bù (Hình 2 8): Tên vị trí đặt, dung lượng, kiểu đấu dây, cốđịnh, ứng động,
Hình 2 7 Hộp thoại thuộc tính đường dây và mô hình đường dây trên sơ đồ
Hình 2 8 Hộp thoại thuộc tính tụ bù và mô hình tụ bù trên sơ đồ
- Số liệu cần chuẩn bị nhập vào máy biến áp (Hình 2 9): Tên vị trí đặt, thông số máy biến áp,…
Tổng quan về lưới điện phân phối Điện lực Đức Linh
3.1.1 Đặc điểm địa lý, kinh tế và xã hội Điện lực Đức Linh đóng trên địa bàn huyện Đức Linh - là một huyện miền núi, nằm phía Tây-Nam của tỉnh Bình Thuận Điện lực Đức Linh quản lý lưới điện trên 02 huyện Đức Linh và Tánh Linh bao gồm 03 thị trấn và 22 xã với số dân khoảng 245.799 người, phần lớn nhân dân trên địa bàn sinh sống bằng sản xuất nông nghiệp.
Mật độ dân số tại huyện Đức Linh và Tánh Linh chỉ đạt 264 người/km², cho thấy sự thưa thớt Tuy nhiên, trong những năm gần đây, khu vực này đã chứng kiến sự mở rộng đầu tư với nhiều nhà máy sản xuất và khu công nghiệp được hình thành.
Huyện Đức Linh sở hữu nhiều thế mạnh trong phát triển kinh tế, xã hội, đặc biệt là trong lĩnh vực nông nghiệp Sự phát triển nhanh chóng của huyện đã dẫn đến nhu cầu điện năng tăng cao, với công suất cực đại P max tăng khoảng 10% mỗi năm Điều này vừa tạo ra cơ hội, vừa đặt ra thách thức cho đơn vị điện lực địa phương trong việc phát triển ổn định nguồn năng lượng điện, nhằm đáp ứng tốt nhất nhu cầu của người dân.
3.1.2 Đặc điểm lưới điện phân phối
Lưới điện phân phối huyện Đức Linh và Tánh Linh được cấp điện bởi Trạm biến áp 110/22kV Đức Linh, gồm có 04 lộ ra 22kV, cụ thể: tuyến 471, 472, 473,
Lưới điện tại hai huyện Đức Linh và Tánh Linh chỉ được cấp điện từ một trạm biến áp 110KV Đức Linh, dẫn đến bán kính cấp điện trung thế rất xa, với một số tuyến lên đến gần 50 km Mức độ mang tải trung bình của các tuyến dây đạt khoảng 223 A, tương đương 43% Iđm, trong khi hệ số công suất cosφ của các phát tuyến trung thế đạt trung bình khoảng 0,98 Tuy nhiên, độ sụt áp ở cuối tuyến lớn, với một số tuyến có độ sụt áp lên đến 8,57%, vượt quá quy định cho phép.
Khối lượng quản lý đường dây, trạm biến áp và công tơ:
- Đường dây trung thế: 548,596 Km
- Đường dây hạ thế: 923,625 Km
- Trạm biến áp: 950 trạm (trong đó tài sản của Điện lực: 669; tài sản của khách hàng là: 281 );
+ Sốlượng tụ bù: 27 (Cốđịnh 03, ứng đọng 24)
- Tổng khách hàng quản lý (đến 31/12/2017) là: 67.501 khách hàng trong đó khách hàng có điện kế 01 pha 66.930 khách hàng, khách hàng có điện kế 03 pha 571 khách hàng
Bảng 3 1: Thông sốđường dây Điện lực Đức Linh
STT Đường dây Chiều dài (km)
Bảng 3.2: Thống kê trạm biến áp phân phối Điện lực Đức Linh
TT Hạng mục Số trạm Số máy S (kVA)
1 Trong đó: Tài sản Điện lực 669 900 51.998
TT Hạng mục Số trạm Số máy S (kVA)
Trong đó: Tài sản Điện lực 181 413 29,740
Trong đó: Tài sản Điện lực 487 487 22,258
Kết quả sản xuất kinh doanh giai đoạn 2015 -2017
- Điện thương phẩm: Tốc độ tăng trưởng hàng năm 8,95%/ năm, cụ thể: Bảng 3 3 : sản lượng điện tiêu thụ và tốc độ tăng trưởng qua các năm
Tăng trưởng so với năm trước (%) 9,64 10,89 6,30 Điện thương phẩm trung áp (triệu kWh) 22,82 22,92 25,28 Điện thương phẩm hạáp (triệu kWh) 130,04 146,59 154,95
- Điện năng tổn thất theo cấp điện áp (triệu kWh)
Bảng 3 4: Sản lượng điện tổn thất theo cấp điện áp giai đoạn 2015– 2017
Năm 2015 2016 2017 Điện tổn thất lưới trung áp
(triệu kWh) 9,09 9,0 7,38 Điện tổn thất lưới hạáp
Bảng 3 5: Cơ cấu điện thương phẩm theo thành phần phụ tải 2014-2017
Thương nghiệp d ị ch v ụ Quản lý tiêu d ùng dân cư Hoạt động kh á c
T ốc độ tăng trưở ng (%)
T ốc độ tăng trưở ng (%)
T ốc độ tăng trưở ng (%)
Tốc độ tăng trưở ng (%)
Tốc độ tăng trưở ng (%)
Hình 3 1: Biểu đồ theo thành phần phụ tải (năm 2017)
Nông, lâm nghiệp, thủy sản 6,33 (3,51%)
Quản lý tiêu dùng dân cư 102,59 (56,93%)
(3,65%) Nông, lâm nghiệp, thủy sản Công nghiệp xây dựng Thương nghiệp dịch vụ
Quản lý tiêu dùng dân cư
Nhận xét thành phần phụ tải:
- Phụ tải quản lý tiêu dùng dân cư phục vụ thắp sáng sinh hoạt chiếm tỉ trọng lớn nhất:~ 57%;
- Phụ tải công nghiệp xây dựng ( khu công nghiệp sản xuất gạch, may mặc, chế biến nông sản) chiếm tỉ trọng ~35%
Các phụ tải còn lại, bao gồm nhóm phụ tải nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản, thương nghiệp dịch vụ và các hoạt động khác, chỉ chiếm tỉ trọng rất thấp, khoảng 9%.
Với đặc điểm phụ tải như trên ta có biểu đồ phụ tải điển hình trong ngày n hư sau:
Hình 3 2 : Biểu đồ phụ tải 24h điển hình (ngày 09/01/2018)
Qua số liệu cho thấy rằng công suất đạt cao điểm rơi vào 2 thời điểm:
+ Sáng lúc 11 giờ; và + Tối lúc 18 giờ hàng ngày.
Qua đồ thị phụ tải, ta có:
+ Tmax = A/PMax ≈ 19,28giờ/ngày tức là khoảng 7000 giờ/năm
Thời gian sử dụng công suất cực đại T max lớn giúp giảm tổn thất hiệu quả, đặc biệt là tổn thất trên dây dẫn thông qua việc thu ngắn bán kính cung cấp điện và giảm mật độ dòng Đồng thời, điều này cũng góp phần giảm tổn thất đồng trên máy biến áp.
3.2.2 Tỷ lệ tổn thất điện năng
Kết quả tổn thất điện năng giai đoạn 2015 – 2017:
Bảng 3 6: Tỷ lệ tổn thất điện năng qua các năm
Năm 2015 2016 2017 Điện lực Đức linh 8,16 7,37 7,09
Toàn công ty Điện lực Bình Thuận 7,25 6,96 6,33 Trong đó:
Tổn thất điện năng theo cấp điện áp là:
STT Cấp điện áp Tỷ lệ TTĐN năm (%)
1 Tổn thất trung áp (Đường dây và
2 Tổn thất lưới hạ áp (trạm công cộng) 5,41 5,02 4,84
3 Tổn thất hạ áp quy về điện nhận 2,18 2,06 2,99
TTĐN tổng của Điện lực: 8,16 7,37 7,09
Qua số liệu nhận thấy:
Tổn thất điện năng vẫn còn cao, đặc biệt là sau khi Điện lực tiếp nhận lưới điện hạ thế từ Công ty Cổ phần điện Nông thôn Tánh Linh vào năm 2015, với tỷ lệ tổn thất năm 2015 đạt 8.16%, cao hơn 2% so với năm 2014 Tuy nhiên, từ năm 2015 đến 2017, Điện lực đã chú trọng công tác giảm tổn thất điện năng, dẫn đến mức giảm trung bình hàng năm đạt 0,53%.
Hình 3.3: Biểu đồ kết quả giảm tổn thất điện năng giai đoạn 2015 – 2017
Hiện trạng lưới điện phân phối Điện lực Đức Linh
Khu vực 02 huyện Đức Linh, Tánh Linh được cấp điện chủ yếu từ trạm
110/22kV Đức Linh có dung lượng – 2x25MVA gồm 04 phát tuyến 22kV: 471ĐL, 472ĐL, 473ĐL, 474ĐL cấp điện cho các khu vực như sau:
Tuyến 471ĐL hiện đang cung cấp điện cho các phụ tải dọc tỉnh lộ ĐT766, từ trung tâm TT Võ Xu đến xã Huy Khiêm Tuyến này bao gồm 267 trạm biến áp phân phối với tổng dung lượng lên tới 26.260 kVA, trong đó công suất hiện tại đạt 9,0.
Đường dây MW lúc cao điểm có chiều dài trục chính tuyến 471ĐL là 34,013 km và tổng chiều dài 134,312 km, bao gồm cả nhánh rẽ Tài sản Điện lực sử dụng cáp 3xAC240/1xAC150 với chiều dài 20,137 km và cáp 3xAC240/1xAC95 dài 13,876 km cho trục chính, cùng với cáp AC70 và AC50 cho các nhánh rẽ.
- Tuyến 472ĐL hiện nay đang cấp điện cho toàn bộ phụ tải dọc tỉnh lộ ĐT
Tuyến 472ĐL kéo dài 48,8 km, kết nối từ trung tâm TT Võ Xu đến xã Gia Huynh, Suối Kiết, đồng thời cung cấp điện cho phụ tải trên tuyến 474ĐL hiện hữu Tuyến này có 207 trạm biến áp phân phối với tổng dung lượng 20.357,5 kVA, trong đó công suất hiện tại đạt 6,3 MW vào giờ cao điểm Tổng chiều dài của tuyến, bao gồm cả nhánh rẽ, là 127,576 km.
2015 2016 2017 Điện lực Đức Linh Toàn công ty
Kết quả giảm tổn thất điện năng cho thấy việc sử dụng cáp 3xAC240/1xAC150 dài 7,477 km, cáp 3xAC95/1xAC50 dài 12.828 km, và cáp 3xAC185/1xAC95 dài 25.297 km, cùng với cáp AC70 và AC50 cho nhánh rẽ, đã mang lại hiệu quả tích cực trong việc tối ưu hóa hệ thống điện.
Tuyến 473ĐL cung cấp điện cho các xã Nam Chính, Đức Chính, TT Đức Tài, Đức Hạnh, Đức Tín, Tân Hà và Trà Tân thuộc huyện Đức Linh Tuyến này bao gồm 196 trạm biến áp phân phối với tổng dung lượng lên tới 31.473,5 kVA, đảm bảo công suất hiện tại cho khu vực.
Đường dây 473ĐL có công suất 9,5 MW vào giờ cao điểm, với chiều dài trục chính tuyến là 23,9 km và tổng chiều dài tuyến đạt 118,969 km, bao gồm cả nhánh rẽ Tài sản của Điện lực sử dụng các loại cáp như 3xAC240/1xAC150 dài 7,477 km, 3xAC95/1xAC50 dài 12,828 km, và 3xAC185/1xAC95 dài 25,297 km, cùng với cáp AC70 và AC50 cho nhánh rẽ.
Tuyến 474ĐL cung cấp điện cho các xã Nam Chính, Đức Chính, TT Võ Xu, Đức Tài, Vũ Hòa, Đức Hạnh, Tân Hà, Trà Tân thuộc huyện Đức Linh, cùng với các xã Gia An.
Tuyến đường dây 474ĐL tại TT Lạc Tánh, xã Đức Bình, Đồng Kho, Huy Khiêm huyện Tánh Linh, đi qua khu vực vườn cây và rẫy của dân, đồng thời tạo mạch vòng cấp điện cho phụ tải trên tuyến 471ĐL hiện hữu Tuyến 474ĐL có 291 trạm biến áp phân phối với tổng dung lượng 24.310 kVA, công suất hiện tại là 7,8, chiều dài trục chính 38,6 km và tổng chiều dài toàn bộ đường dây là 167,738 km, bao gồm cả nhánh rẽ Đường dây sử dụng cáp 3xAC150/1xAC95 dài 0,3 km, cáp 3xAC95/1xAC70 dài 5,0756 km, và cáp 3xAC185/1xAC95 dài 18,3566 km cho trục chính, cùng với cáp AC 95, AC70, AC50 cho các nhánh rẽ.
Bảng 3 7: Thông số đường dây trạm 110/22kVĐức linh
Stt Chỉ danh Tổng số trạm loại dây dẫn Tổng chiều dài dây {km}
Bảng 3 8:Thông số vận hành các phát tuyến 22kV (ngày 09/01/2018)
P vh max I đm I vhmax I vhmax /I đm Hệ số công suất (cos φ)
(MW) (A) (A) (%) Cao điểm Thấp điểm
Bảng 3 9: Độ sụt áp và bán kính cấp điện các phát tuyến
Chỉ danh tuyến, phân đoạn, nhánh lớn. Điện áp đầu tuyến (kV) Điện cuối áp tuyến (kV)
% Sụt áp kính cấp Bán điện (km)
Tuyến 473 ĐL 12,78 11,85 7,28 23,9 Tuyến 474 ĐL 12,78 12,65 1,96 38,6 Qua số liệu nhận thấy rằng:
- Các phát tuyến trung thế có bán kính cấp điện lớn, độ sụt áp cuối tuyến cao (vượt so với quy định).
- Dây dẫn trung thế đa sốlà cáp trần, một số nhánh rẽ trung thế dây dẫn chưa đạt tiêu chuẩn.
3.3.2 Lưới điện hạ thế Đường dây hạ thế hiện hữu sử dụng dây nhôm/đồng bọc như AV50,70, CV11, CV22, CV48; Dây đồng trần như: C25, C35 Các dây dẫn này vận hành từ những năm 1994, 2002, 2005, 2006 nên đã lão hóa, bong tróc cách điện, có nhiều mối nối hở như: kẹp quai, cầu chì cá Dây dẫn vận hành không đảm bảo chất lượng điện áp, không đảm bảo an toàn, bán kính cấp điện lớn >600m và tổn thất điện năng cao
Bảng 3 10: thống kê tổn thất điện năng các trạm biến áp công cộng (lũy kế 6 tháng năm 2018):
Stt Tỷ lệ tổn thất Số lượng TBA Tỉ trọng (%)
( Nguồn phòng Kinh doanh – Điện lực Đức Linh)
- Máy biến áp cũ, 01 cấp điện áp và vận hành trên 15 năm: 123 máy, dung lượng 6.370 kVA
- Máy biến áp vận hành quá tải (> 100% Sđm ): 29 trạm/43 máy, dung lượng 2.207,5 kVA
- Máy biến áp vận hành non tải (10% so với điện áp định mức và các đường dây có sản lượng thương phẩm lớn
- Sắp xếp lại các trạm công cộng, phát triển cấy mới các TBA để giảm bán kính cấp điện
- Quản lý đo, kiểm tra và khắc phục kịp thời tụ bù trung hạ thế hư hoặc suy giảm dung lượng:
Điện lực đã giao nhiệm vụ cho các Đội Quản lý vận hành thực hiện đo dòng tải định kỳ hàng quý với tụ trung thế và hạ thế Hàng năm, nhiều bộ tụ bù sụt dung lượng được thay thế, giúp duy trì tỷ lệ bù trung hạ thế đạt yêu cầu của Công ty.
+ Điện lực triển khai lắp đặt bổ sung tụ bù trung hạ thế hàng năm đều đạt tiến độ theo yêu cầu của Tổng Công ty và Công ty
4.1.1.2 Theo dõi trào lưu công suất qua phần mềm đọc điện kế từ xa; theo dõi thông số để vận hànhhiệu quả hệ thống tụ bù
Theo dõi xu hướng công suất và sử dụng kết quả từ phần mềm PSS/ADEPT để điều chỉnh các thông số điều khiển, đồng thời tách giàn tụ ra khỏi quá trình vận hành hoặc thực hiện việc di dời tụ bù.
4.1.1.3 Cân pha đường dây hạ áp, TBA và đường dây trung áp:
Dựa trên số liệu đo tải đường dây hạ áp, TBA phân phối và đường dây trung áp, cùng với ứng dụng phần mềm đọc điện kế điện tử từ xa, việc theo dõi dòng điện ba pha tại đầu tuyến 22kV và các nhánh rẽ vào thời điểm công suất tối đa (17h00 – 22h00) là rất quan trọng Qua đó, xác định chênh lệch dòng điện giữa các pha giúp lập kế hoạch chuyển đổi pha cho các nhánh rẽ 01 pha và MBA 01 pha nhằm cân bằng pha trên đường dây Khi dòng điện pha lớn nhất và nhỏ nhất lệch nhau quá 15%, cần đảm bảo độ lệch dòng điện ở các pha đầu phát tuyến nhỏ hơn 10% Công tác cân pha phải được thực hiện hàng tháng, ưu tiên cho các đường dây và TBA có phụ tải lớn Đối với đường dây hạ áp, việc cân pha sẽ được thực hiện dựa trên đặc thù phụ tải của trạm trong thời gian cao điểm.
4.1.1.4 Xử lý MBA công cộng vận hành quá tải, vận hành non tải:
MBA vận hành quá tải: thường xuyên kiểm tra theo dõi phụ tải để xử lý kịp thời các MBA vận hành quá tải:
Đối với MBA có công suất 15kVA và 25kVA, để giải quyết tình trạng quá tải, cần lựa chọn phương án cân pha, tách lưới hạ áp để điều hòa phụ tải, lắp đặt thêm tụ bù, hoặc thực hiện theo phương án điều hòa phụ tải MBA tùy thuộc vào điều kiện thực tế của từng trạm biến áp (TBA) Nếu không thể áp dụng các phương án trên, giải pháp cuối cùng là nâng công suất MBA.
Đối với MBA có công suất 37,5kVA, 50kVA, để giải quyết tình trạng quá tải, cần lựa chọn phương án cân pha, tách lưới hạ áp để điều hòa phụ tải, lắp đặt thêm tụ bù, hoặc thực hiện theo phương án điều hòa phụ tải phù hợp với điều kiện thực tế của từng TBA Nếu không thể áp dụng các phương án trên, cần thực hiện phương án cấy trạm.
MBA phân phối vận hành non tải cần thường xuyên kiểm tra và theo dõi phụ tải để xử lý kịp thời khi phụ tải MBA nhỏ hơn 30% Iđm Giải pháp ưu tiên là rút máy ra khỏi vận hành và kết lưới với các trạm lân cận chưa đầy tải, hoặc thực hiện hoán chuyển giữa các trạm trong Điện lực.
+ Thực hiện phương pháp điều hòa phụ tải MBA trong nội bộ Điện lực;
Các MBA lân cận trên cùng một nhánh rẽ hoặc tuyến đường dây đều hoạt động non tải Cần điều tra nhu cầu của khách hàng hiện hữu và tương lai để xác định phụ tải cho các TBA Từ đó, thực hiện phương án tách bớt TBA ra khỏi vận hành và kết lưới hạ áp của các trạm, đảm bảo công suất MBA và điện áp cuối nguồn không thấp hơn 209V (Uđm – 5%Uđm).
4.1.1.5 Xử lý mối nối không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật:
Xử lý các mối nối hạ áp và trung áp cần sử dụng kẹp nhôm 2, 3 boulon, tránh các thiết bị như Splitbolt và kẹp quai không đạt yêu cầu kỹ thuật Sử dụng ống nối ép cho mối nối chịu sức căng, kẹp ép WR hoặc ống nối không có lõi thép cho mối nối lèo Thay thế các đầu cosse xiếc cáp bằng các đầu cosse ép Cần thực hiện trước cho các vị trí có phụ tải lớn và mối nối phía hạ áp tại TBA phân phối, đồng thời băng keo cách điện các mối nối dây bọc.
4.1.1.6 Lắp đặt và vận hành hiệu quả tụ bù: Đối với lưới trung áp: Đảm bảo cosφ đầu tuyến > 0,96-0,98 vào mọi thời điểm, cụ thể:
Theo dõi trào lưu công suất bằng phần mềm đọc điện kế điện tử từ xa kết hợp với ứng dụng PSS/ADEPT giúp xác định vị trí và công suất lắp đặt tụ bù phù hợp Đối với lưới hạ áp và trạm biến áp (TBA), cần đảm bảo hệ số công suất (cosφ) lớn hơn 0,92 vào giờ thấp điểm và lớn hơn 0,90 vào giờ cao điểm.
+ Đối với các TBA tài sản Điện lực: Thường xuyên theo dõi công suất đường dây hạ áp, các TBA
+ Đối với các TBA chuyên dùng:
Thỏa thuận kỹ thuật hồ sơ thiết kế công trình mới yêu cầu đảm bảo cosφ ≥ 0,90 và không có bù dư tại mọi thời điểm Trong trường hợp cần bù dư (phát công suất phản kháng lên lưới điện), việc này phải được thỏa thuận qua hợp đồng với bên bán điện.
4.1.1.7 Sửa chữa nhánh rẽ branchement có chất lượng kém:
Thay thế dây nhánh rẽ có chất lượng kém và nhiều mối nối không đạt yêu cầu kỹ thuật là cần thiết Việc này nên được thực hiện trước tiên tại các khu vực không an toàn và những nơi có nguy cơ tai nạn điện cao.
4.1.1.8 Các vấn đề kỹ thuật khác:
Để đảm bảo lưới điện hoạt động hiệu quả và tiết kiệm, cần thực hiện phương thức vận hành hợp lý Việc bố trí lịch sửa chữa và bảo dưỡng các đường dây, trạm điện một cách hợp lý là rất quan trọng Khi xảy ra sự cố, cần nhanh chóng xử lý để khôi phục lại phương thức vận hành kinh tế.
Thực hiện kiểm tra định kỳ lưới điện một cách nghiêm túc để phát hiện sớm các trạm biến áp (TBA) vận hành non tải, cũng như các hiện tượng như rò điện, nóng đỏ và bong tróc dây dẫn, nhằm xử lý kịp thời.
Thường xuyên phát quang lưới điện, đảm bảo lưới điện vận hành an toàn, liên tục.
4.1.2 Giải pháp phi kỹ thuật
Triển khai công tác kiểm định thiết bị đo đếm là rất quan trọng để đảm bảo không có thiết bị quá hạn kiểm định lưu hành trên lưới bán điện cho khách hàng.
K ế ho ạ ch gi ả m t ổ n th ất đ i ện năng của Điệ n l ực Đức Linh giai đoạ n 2018 –
4.2.1 Kế hoạch điện thương phẩm giai đoạn 2018 – 2020
Trong giai đoạn 2018 - 2020, tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm dự kiến đạt khoảng 8% Đến năm 2020, sản lượng điện thương phẩm ước đạt 227,03 triệu kWh, tăng 46,8 triệu kWh so với năm 2017.
Bảng 4 1: Tăng trưởng điện thương phẩm giai đoạn 2018 – 2020
Tốc độ tăng trưởng (%/năm) 8 8 8
4.2.2 Lộ trình giảm tổn thất điện năng giai đoạn 2018 – 2020
Lộ trình giảm tổn thất điện năng tại Điện lực Đức Linhgiai đoạn 2018 -
Bảng 4 2: Lộ trình giảm tổn thất điện năng giai đoạn 2018 – 2020