CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM TỔN THẤT TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP CỦA QUẬN ĐỐNG ĐA

CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM TỔN THẤT TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP CỦA QUẬN ĐỐNG ĐA bao gồm các nội dung: 1. Đánh giá hiện trạng lưới điện trung áp 6 kv của quận Đống Đa. 2. Sử dụng phần mềm LoadFlow trong tính toán hiện trạng. 3. Tổng kết và phân tích các nguyên nhân gây ra tổn thất. 4. Tổng kết các kết quả tính toán và các giải pháp cải tạo lộ đường dây.

Chuyên đề TốT NGHIệP

đánh giá hiện trạng và các giải pháp

nhằm giảm tổn thất trên lưới điện trung

áp của quận Đống Đa - Hà Nội eBook for You

Mục lục

Chương I Giới thiệu chung về kinh tế xã hội của quận Đống Đa

I Vị trí địa lý, vai trò kinh tế xã hội của quận đống Đa với thành phố Hà

I Tổng quan về lưới 6 kv của quận Đống Đa

II Sử dụng phần mềm LOADFLOW trong tính toán hiện trạng

1 Giới thiệu phần mềm LOADFLOW

2 Các khâu chuẩn bị cho việc sử dụng LOADFLOW

3 Sơ đồ khối thể hiện trình tự việc tính toán bằng LOADFOW

4 Sử dụng LOADLOW để tính cho các lộ

III Tổng kết và phân tích các nguyên nhân gây ra tổn thất

1 Tổng kết các kết quả tính toán của lưới 6 kV

2 Các nguyên nhân chính gây ra tổn thất của lưới

3 Một số giải pháp nhằm giảm tổn thất điện năng

4 Các giải pháp cụ thể áp dụng cho lưới điện quận Đống đa

Chương III Tổng kết các kết quả tính toán và các giải pháp cải

tạo lộ 693E5 & 681E11

I Tổng kết các kết quả tính toán: (Hiện trạng)

1 Tổng kết các kết quả tính toán của đường dây 693E5

2 Tổng kết các kết quả tính toán của đường dây 681E11

3 Các nhận xét về lưới 693E5 & 81E11

II Các giải pháp cải tạo

1 Giải pháp nâng tiết diện đường dây

2 Giải pháp đặt thiết bị bù

3 Kết hợp đặt tụ bù và nâng tiết diện đường dây

4 Lựa chọn phương án cải tạo

Chương I Giới thiệu chung

về kinh tế xã hội của quận Đống Đa

I Vị trí địa lý, vai trò kinh tế xã hội của quận đống Đa với

thành phố Hà Nội và cả nước

- Đống Đa là một quận nội thành của thủ đô Hà Nội, quận Đống Đa nằm ở

phía tây nam thành phố Hà Nội

+ Phía bắc giáp quận Ba Đình

+ Phía nam giáp quận Thanh Xuân

+ Phía đông giáp quận Hai Bà Trưng

+ Phía tây giáp quận Từ Liêm

- Đống Đa có tổng diện tích là 9,94 km2 với số dân là 332700 người

- Đống Đa là quận có nhiều các thành phần kinh tế tập trung từ trung ương tới

các tổ sản xuất đơn lẻ cụ thể là :

+ Có 49 xí nghiệp trung ương

+ 35 xí nghiệp địa phương

+ 150 cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp với hơn 1500 lao động

+ Có 60 HTX và nhiều tổ sản xuất khác cùng với các cửa hàng kinh

doanh lớn nhỏ các loại tập trung trên các phố lớn

- Hàng năm quận Đống Đa đóng góp cho nhà nước hàng trăm triệu đồng

II Vài nét về tình hình sử dụng năng lượng nói chung và điện

năng nói riêng

a- Về mặt sử dụng năng lượng nói chung :

Thì trên địa bàn quận sử dụng hầu hết các dạng năng lượng như than đá

trong các lò rèn, HTX thuỷ tinh, than tổ ong trong sinh hoạt, ga, dầu hoả và

đặc biệt là năng lượng điện được sử dụng rộng rãi, 100% các hộ dân của quận

đều sử dụng điện

b- Tình hình cung cấp và sử dụng Điện năng

- Tổng sản lượng điện năng trung bình hàng năm trên toàn quận là :

315.793.195 kWh

- Tổng tỷ lệ tổn thất điện năng là : 15%

- Những tồn tại :

+ Kết cấu của lưới trung áp : Hiện nay lưới trung áp của quận Đống Đa

tồn tại nhiều cấp Điện áp như 22 kv, 10 kv, 6 kv và nhiều chủng loại đường

dây, các máy biến áp, một số đường dây trên không đang dần bị quá tải, các

đường cáp ngầm chủ yếu được lắp đặt đã lâu và chủ yếu là cáp dầu rất khó

khăn trong việc quản lý vận hành

+ Độ tin cậy cung cấp điện :

Nói chung do kết cấu của lưới phức tạp nên độ tin cậy cung cấp điện

chưa cao hàng năm để xảy ra số giờ mất điện khá nhiều gây ra thất thoát và tổn

thất kinh tế cho các hộ sử dụng điện

+ Chất lượng điện năng :

Nhìn chung chất lượng điện năng trên địa bàn quận là khá ổn định về

điện áp nhưng ở những giờ cao điểm thì trên một số đường dây thì tổn thất

điện áp khá lớn, trên 5%

+ Sử dụng điện năng : Tình hình sử dụng điện năng trên địa bàn quận

còn nhiều bất hợp lý nên dẫn đến thất thoát nhiều trong việc quản lý và mua

bán điện năng ở cấp điện áp 0,4 kv, tình trạng lấy cắp điện còn phổ biến ở các

ngõ nghách trong quận dẫn đến tổn thất điện năng khá lớn

- Phương hướng và chủ trương phát triển :

Theo kết quả điều tra thu thập tài liệu thì phương hướng trong những

năm tới thì quận Đống Đa sẽ được nâng dần cấp điện áp phân phối lên đến 22

kv và hạ ngầm các đường dẫn điện làm sạch đẹp đường phố và giảm tổn thất

trên lưới điện và đưa vào vận hành một số trạm biến áp trong các ngõ ngách

song trước mắt thì sẽ thực hiện việc san tải các đường dây bị quá tải, thay thế

và lắp đặt thêm một số thiết bị mới để nhằm giảm các vụ sự cố và giảm thời

gian mất điện

III Nhiệm vụ của chuyên đề :

a- Nhu cầu cấp thiết :

Ngày nay việc sử dụng năng lượng điện ngày càng rộng rái và mức

độ yêu cầu về độ tin cậy cũng như chất lượng điện năng trong cung cấp điện

ngày càng cao nên việc đánh giá lại tình hình cung cấp và sử dụng điện trên

địa bàn quận là việc làm cần thiết để từ đó đưa ra những giải pháp nhằm đáp

ứng nhu cầu về điện và giảm được tỷ lệ tổn thất cải thiện chất lượng điện năng

b- Các lợi ích của chuyên đề :

- Giúp cho việc thực hiện các chỉ tiêu kinh tế xã hội của quận đặt ra

được đảm bảo tăng mức đóng góp cho ngân sách nhà nước

- Giải quyết được các lao động dôi dư có công ăn việc làm cải thiện chất

lượng cuộc sống, đảm bảo an ninh xã hội

c- Phạm vi của đề án

Do thời gian có hạn mà khối lượng cần xem xét đánh giá lại quá lớn cho

nên trong đề án này ta chỉ đề cập đến hiện trạng của lưới 6 kv trong địa bàn

quận vì hiện nay lưới 6 kv trong địa bàn quận còn tồn tại khá nhiều những vấn

đề cần giải quyết như tổn thất điện áp, công suất , điện năng , độ tin cậy cung

cấp, thời gian mất điện khá nhiều Tóm lại phạm vi của đề án là :

+ Đánh giá hiện trạng lưới trung áp 6 kv trên địa bàn quận Đống Đa

+ Tổng kết phân tích các nguyên nhân chính

+ Các giải pháp nhằm tổn thất điện năng

+ Một vài giải pháp cụ thể áp dụng trong quận

Chương II

Đánh giá hiện trạng

lưới điện trung áp 6 kv của quận Đống Đa

I Tổng quan về lưới 6 kv của quận Đống Đa :

a- Nguồn cấp chính :

Lưới điện của quận Đống Đa nằm trong lưới điện của hệ thống thành

phố Hà Nội được cung cấp từ hệ thống điện miền bắc

Các phụ tải điện của quận Đống Đa nhận điện chủ yếu từ trạm trung

gian E5-E9 - E11-E13-E14cấp điện áp 110 kv

- Trạm E5Thượng Đình có công suất :

3ì25 MVA

1ì16 MVA

1ì25 MVA-Trạm E9Nghĩa đô có công suất:

1TR 40 MVA2TR 25 MVA3TR 40 MVA

- Trạm E11Thành công có công suất :

1TR 25 MVA2TR 25 MVA

- Trạm E13Phương liệt có công suất :

1TR 25 MVA

- Trạm E14Giám có công suất :

2TR 40 MVA

b- Tổng số lộ đường dây 6KV còn lại là 11 lộ ( trong đó có 1 lộ dự phòng)

Với tổng chiều dài đường dây trên không (ĐDK) = 28km

Tổng chiều dài cáp là : 18km

c- Lưới điện 6 KV :

Qua các số liệu thu thập được ta có bảng tổng hợp các lộ đường dâycấp

điện cho quận Đống Đa như bảng sau:

II Sö dông phÇn mÒm LOADFLOW trong tÝnh to¸n hiÖn tr¹ng :

1 Giíi thiÖu phÇn mÒm LOADFLOW :

Cùng với sự tiến bộ về khoa học và công nghệ nói chung và của nghành tin

học nói riêng ngày càng có nhiều các ứng dụng của tin học vào các ngành kỹ

thuật và sản xuất

Với phần tính toán tổn thất điện năng , tổn thất công suất , tổn thất điện áp

trên lưới điện thì đây là một phần mềm rất thuận tiện cho việc tính toán Vì vậy

ta tiến hành tìm hiểu phần mềm này để nắm được cơ bản và cách vào số liệu

từng bước giúp cho việc tính toán được chính xác cao, và để so sánh với thực tế

của mạng điện ta có các tổng kết chung và có hướng cải tạo hoặc phương pháp

để giảm tổn thất cho mạng

- Trong phần mềm có các lộ thư viện lưu các thông số kỹ thuật của các

lộ đường dây trên không,các loại cáp điện cùng các máy biến áp và các máy

phát điện

-Ta có thể dùng các số liệu trong sổ tay và trong các bảng tra để cài vào thư

viện dùng tính toán cho các thiết bị có thực trên lưới điện mà ta cần tính toán

2 Các khâu chuẩn bị cho việc sử dụng LOADFLOW

* Đánh số nút cho sơ đồ một sợi :

-Nút số 1 thường dành cho nút hệ thống Các nút tiếp theo của lưới có

thể được đánh theo một thứ tự bất kỳ chỉ cần số thứ tự của nút không trùng

nhau và là dãy số liện tục Thông thường để tránh nhầm lẫn và để có thể vào

được dữ liệu theo bất kỳ kiểu nào , thì các nút còn lại của lưới được vào theo

thứ tự tăng dần kể từ nút hệ thống và chiều của dòng công suất được tính từ nút

nhỏ tới nút lớn (trường hợp lưới hở)

* Tổng số nút của lưới và điện áp của nút hệ thống :

-Tổng số nút của lưới được tính kể cả nút hệ thống, có thể tổng số nút

của lưới không trùng với nút có số thứ tự lớn nhất vì ta vẫn có thể đánh số thứ

tự bất kỳ, còn khi đánh theo thứ tự thì tổng số nút sẽ bằng số nút lớn nhất của

mạng

*Kết cấu của lưới :

-LOADFLOW cho phép có thể tính với các lưới có kết cấu bất kỳ

Với lưới hở tổng số nút của nhánh có thể biết được ngay và nóbằng tổng số nút trừ 1 Cần phải biết lưới, mã hiệu dây, tiết diện, số lộ, chiều

dài (tính bằng km ) trong danh sách các loại dãy đã chứa trong thư viện , đồng

thời phải tuân thủ cách viết về mã dây trong thư viện, ví dụ AC-120 thì trong

thư viện (AC120)

Phạm Phi Hùng 13

*Thông tin về nút tải gồm 3 kiểu :

-Kiểu A: Khi các thông tin P;Q có nghĩa là dưới nút tải có thể là một

lưới nhỏ khác gồm nhiều phụ tải và MBA khác song tất cả sẽ được tính toán và

qui đổi về tương đương

-Kiểu B: Khi nút tải toàn bộ là các trạm biến áp, lúc đó thông tin cần

thiết cho nút tải là :

+Loại máy biến áp sử dụng trong trạm

TM 320 Trường hợp trong thư viện không có máy như của mình thì phải tra

trong sổ, bảng để vào thư viện loại máy đó

-Kiểu C: Khi nút tải vừa là phụ tải vừa là trạm biến áp Trường hợp này

được sử dụng khi muốn tính một lưới điện tổng hợp hai hay nhiều cấp điện áp

trong cùng một lưới Lúc này phụ tải có thể đã được quy đổi như trong kiểu A

đã được giới thiệu hoặc thuần là các trạm biến áp như trong kiểu B đã trình bày

ở phần trên Và như vậy khi sử dụng các thông tin của nút tải , còn phải cần

thêm điện áp của các nút tải để chương trình tự quy đổi về một cấp tính toán

xong nó lại tự qui đổi về các đại lượng trong hệ đợn vị có tên, giúp cho ta rất

nhiều công sức trong việc chuyển đổi đại lượng tính toán

+ Đối với đường cáp nếu trong phần mà cáp chứa các thông số về điện

áp rồi thì không cần ký hiệu lại, còn nếu cùng loại mã đó nhưng tồn tại cả ở

nhiều cấp điện áp khác nhau thì tiến hành tương tự như ở đường dây trên

không

3 Sơ đồ khối thể hiện trình tự việc tính toán bằng LOADFOW

* Gia công dữ liệu đầu vào+ Tính Tmax; Pmax; đánh số nút

4 Sử dụng LOADLOW để tính cho các lộ :

Kiểm tra dữ liệu của thư viện:

Số liệu thiết bị thư viện so vớilưới

Tạo tệp dữ liệu theo sơ đồ kếtcấu của lưới (đã gia công sẵn)

Nạp dữ liệuvào thư việnqua sổ tay

Cho máy tính làm việc(tự tính toán)

Nếu chưa đủ

Đã đủ ->

Kiểm tralại kết cấucủa lưới cógì saikhông

Không hội tụ

Hội tụ

In số liệu tính toán

III Tổng kết và phân tích các nguyên nhân gây ra tổn thất:

1 Tổng kết các kết quả tính toán của lưới 6 KV:

- Tổng điện năng toàn lưới: 115.643.271 kwh/năm

- Tổng tổn thất điện năng toàn lưới: 5302445 kwh/năm

-∆Umax% : 11,38%

- Tổng tổn thất điện năng trên đường dây: 2,6%

- Tổng tổn thất điện năng không tải trong các trạmBA: 1,5%

- Tổng tổn thất điện năng trong dây cuốn của các trạmBA: 0,6%

- Tỷ lệ tổn thất điện năng %: 4,6%

2 Các nguyên nhân chính gây ra tổn thất của lưới:

- Nguyên nhân do kết cấu lưới: Các đường dây có tiết diện nhỏ, điện áp thấp

trong khi đó phụ tải lớn và không ngừng phát triển

- Do có tổn thất trong lõi thép và trong cuộn dây MBA

- Do tiêu thụ nhiều công suất phản kháng trên lưới điện

- Do chế độ vận hành : Công suất phụ tải đường dây lớn thời gian sử dụng công

suất cực đại kéo dài

+ Các MBA của phụ tải thì rất non tải

3 Một số giải pháp nhằm giảm tổn thất điện năng:

- Đặt các thiết bị bù công suất phản kháng trên đường dây cắt bớt các

MBA trong chế độ vận hành cực tiểu

- Nâng cấp tiết diện đường dây

- Nâng cao điện áp vận hành định mức của lưới điện

- Thay đổi các MBA non tải bằng các MBA phù hợp

- Nâng cao chất lượng sửa chữa và kiểm tra mạng điện

4 Các giải pháp cụ thể áp dụng cho lưới điện quận Đống đa:

a- Giải pháp trước mắt:

- Thay dây dẫn ở những đoạn đường dâyđầy tải và quá tải bằng dây dẫn

lớn hơn hoặc cho đi mạch kép

b- Các giải pháp lâu dài:

- Nâng cao điện áp định mức của lưới

- Thay dây trần bằng cáp và cho đi ngầm

- Dùng các MBA có tổn thất không tải nhỏ và các MBA có công suất

phù hợp với công suất của phụ tải

c- áp dụng giải pháp trước mắt để giảm tổn thất cho các lộ đường

dây đầy tải và quá tải:

- Qua bảng 2-3 ta thấy lộ 693-E5 đã quá tải , lộ 681-E11 đã đầy tải cần

phải cải tạo lại áp dụng biện pháp nâng tiết diện dây dẫn và đặt tụ bù , tính

toán lại ta được kết quả cho ở phụ lục 2

Chương III Tổng kết các kết quả tính toán và các giảI pháp

cảI tạo lộ 693E5 & 681E11

I Tổng kết các kết quả tính toán :(Hiện trạng)

1 Tổng kết các kết quả tính toán của đường dây 693E5 :

+ Tổn thất trên đường dây ∆Add = 1084436 kwh / năm

+.Tổn thất toàn lưới ∆Add + ∆ABA = 1497432 kwh / năm

+ Tổn thất trên đường dây ∆Add = 126533 kwh / năm

+.Tổn thất toàn lưới ∆Add + ∆ABA = 283511 kwh / năm

3 Các nhận xét về lưới 693E5 & 681E11 :

Qua kết quả trên ta rút ra nhận xét :

+ Tổn thất điện áp tương đối lớn > 5 %

+ Hệ số cosϕ thấp

Để khắc phục ta sơ bộ chọn ra 3 giảI pháp sau :

- Nâng tiết diện đường dây để giảm tổn thất

- Đặt thiết bị bù trên lưới để nâng cao hệ số công suất nhằm cải thiện

chất lượng đIện áp trên lưới

- Kết hợp đặt thiết bị bù và nâng tiết diện đường dây

II Các giảI pháp cảI tạo

1.Giải pháp nâng tiết diện đường dây :

a,Đối với đường dây 693E5:

Qua thực tế cải tạo đường dây trong nhiều năm và qua sự phân bố

công suất trên đường dây ta thấy do đường dây có tổn thất lớn : 11,37% và hệ

thống đã bị quá tải nên ta nâng tiết diện toàn bộ đường trục từ AC – 120 lên

AC – 240

Kết quả chạy trên phần mềm ứng dụng LOADFLOW (phụ lục 1) có

∆Umax = 7,92 % > ∆Ucf = 5 % do đó phương án này chưa đạt Ta tiếp tục cải

tạo

b, Đối với đường dây 681E11

Nâng tiết diện từ nút 2 đến 14(trên sơ đồ) bằng dây XLPE 240 kết quả chạy

trên LOADFLOW (phụ lục 2) ta có : ∆Umax = 2,8 % < ∆Ucf =5 % do đó

phương án này đạt yêu cầu về kỹ thuật

a, Tính bù cho đường dây 693E5 :

Hiện trạng cosϕtbcủa lưới 693E5 = 0,79

Ta giả thiết đưa thiết bị bù để nâng nên cosϕ= 0,96

* Chọn vị trí đặt tụ bù và chọn loại tụ bù :

Qua thực tế vận hành người ta rút ra kinh nghiệm : đặt tụ bù tại 2 / 3 chiều

dài đường dây kể từ đầu nguồn là đạt hiệu quả cao nhất do đó ta chọn vị trí đặt

tụ bù như sau :

+ Tại nút 7 đặt Qbù= 1155,900 kvar

+ Tại nút 9 đặt Qbù= 400 kvar

+ Tại nút 12 đặt Qbù= 400 kvar

Chọn loại tụ bù : chọn loại tụ bù 1pha

Dung lượng bù chia đều cho 3 pha

Tại nút 7 đặt 12 tụ bù loại 100Kvar mã hiệu KC2 – 6,3 –100 – 2 Y3

Tại nút 9 đặt 12 tụ bù loại 37,5 Kvar mã hiệu KC1 – 6,3 –37,5 – 2 Y1

Tại nút 12 đặt 12 tụ bù loại 37,5 Kvar mã hiệu KC1 – 6,3 –37,5 – 2 Y1

Tính giá tụ bù

Giá tụ 37,5 Kvar = 5 600 000 đ / bộ

Giá tụ 100 Kvar = 8 750 000 đ / bộ

C = 12 x 8 750 000 + 2 x 12 x 5 600 000 = 239,4 triệu đồng

Kết quả chạy trên LOADFLOWcó ∆Umax =7,42 % >∆Ucf = 5%do đó

phương án này chưa đạt yêu cầu về kỹ thuật và vẫn bị quá tải

b, Tính bù cho lộ 685E11

Hiện trạng cosϕtbcủa lưới 685E11 = 0,80

Ta giả thiết đưa thiết bị bù để nâng nên cosϕ= 0,95

+ ứng với cosϕ1= 0,8 ⇒tgϕ1 = 0,75

* Chọn vị trí đặt tụ bù và chọn loại tụ bù :

Qua thực tế vận hành người ta rut ra kinh nghiệm : đặt tụ bù tại 2 / 3

chiều dài đường dây kể từ đầu nguồn là đạt hiệu quả cao nhất do đó ta

chọn vị trí đặt tụ bù như sau :

+ Tại nút 27 đặt Qbù= 937,2kvar

- Chọn loại tụ bù : chọn loại tụ bù 1pha

Dung lượng bù chia đều cho 3 pha

Tại nút 27 đặt 9 tụ bù loại 100Kvar mã hiệu KC2 – 6,3 –100 – 2 Y3

Tính giá tụ bù

Giá tụ 100 Kvar = 8 750 000 đ / bộ

C = 9 x 8 750 000 = 78,75 triệu đồng

Kết quả chạy trên LOADFLOWcó∆Umax = 4,90 % < ∆Ucf = 5% do đó

phương án này đạt yêu cầu về kỹ thuật

3.Kết hợp đặt tụ bù và nâng tiết diện đường dây:

*Đối với đường dây 693E5:

Kết hợp cả 2 phương án ở trên sau đó chạy trên LOADFLOW ta có kết quả

như sau :∆Umax = 4,72 % <∆Ucf= 5% do đó phương án này đạt yêu cầu về kỹ

thuật

*Đối với đường dây 685E11:không cần kết hợp nữa vì cả 2 phương án trên

đều đạt kỹ thuật

4.Lựa chọn phương án cải tạo :

*Đối với đường dây 693E5 :Kết quả 3 phương án đưa ra khi chạy trên

LOADFLOW chỉ có phương án kết hợp thay dây và đặt tụ bù là đạt yêu cầu

về kỹ thuật do đó ta không cần so sánh về kinh tế