đồ án kỹ thuật điện điện tử Các biện pháp giảm hao tổn điện năng và nâng cao chất lượng điện năng trên lưới trung áp của lộ 371- E27.1 của huyện Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh

3 i2t với thời gian t Hình 1.2 Đồ thị bình phương dòng phụ tải theo thời gian Ta dựng một hình chữ nhật có chiều cao là 2 max I , diện tích bằng diện tíchgiới hạn bởi đường cong i2t với

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trong thời kỳ CNH-HĐH, nền kinh tế quốc dân ngàycàng phát triển, nền kinh tế nông nghiệp đang dần được thay thế bằng nền kinh

tế công nghiệp hiện đại, đo đó nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng trở nên cầnthiết cho cả sản xuất và sinh hoạt, điện năng là thứ không thể thiếu được trongquá trình phát triển đất nước Điều đó đặt ra cho ngành điện một bài toán cấpthiết đó là đáp ứng đầy đủ nhu cầu điện năng không chỉ đảm bảo về số lượng màcòn đảm bảo cả về chất lượng

Với sự phát triển nhanh tróng của phụ tải, để đảm bảo đáp ứng được nhucầu sử dụng và đảm bảo hao tổn điện năng, hao tổn điện áp cho phép, chất lượngđiện năng trên lưới đòi hỏi ngườiquản lý vận hành hệ thống điện phải tính toánchính xác tổn thất kỹ thuật trên lưới nhằm đưa ra các giải pháp cần thiết chomạng điện vận hành tối ưu Tuy nhiên do nhu cầu sử dụng điện tăng nhanh vàtác động của nhiều yếu tố làm tỷ lệ tổn thất điện năng và hao tổn điện áp trênđường dây và trạm biến áp còn lớn gây ảnh hưởng tới lưới vận hành Do đó việctính toán các thông số và đưa ra các biện pháp cải tạo nhằm giảm hao tổn vànâng cao chất lượng điện là một biện pháp cấp thiết nhằm phát huy hiệu quả caonhất quá trình sản xuất phân phối và sử dụng điện năng

Xuất phát từ thực tế trên, được sự đồng ý của bộ môn Cung cấp và sửdụng điện, bộ môn điện kỹ thuật- trường đại học Nông nghiệp Hà Nội, được sựhướng dẫn của thầy Vũ Hải Thuận, các thầy cô trong bộ môn cung cấp và sửdụng điện trường đại học Nông nghiệp Hà Nội cùng với sự giúp đỡ của cán bộĐiện lực Từ Sơn tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Các biện pháp giảm hao tổn điện năng và nâng cao chất lượng điệnnăng trên lưới trung áp của lộ 371- E27.1 của huyện Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh”

PHẦN I : ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH LƯỚI ĐIỆN HIỆN TẠI

Chương 1: Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội huyện Từ Sơn

1 Đặc điểm tự nhiên

Vị trí địa lý

Từ Sơn là một thị xã cửa ngõ phía nam của tỉnh Bắc Ninh, cửa ngõ phíabắc của thành phố Hà Nội, với diện tích :61,33km2 bao gồm 7 phường gồm:Chõu Khờ, Đỡnh Bảng, Đông Ngàn, Đồng Nguyên, Đồng Kỵ, Tân Hồng, Trang

Hạ, và 5 xã gồm: Hương Mạc, Phù Chẩn, Phự Khờ, Tương Giang, Tam Sơn Địa giới hành chính của huyện:

Từ Sơn là thị xã nằm giữa Hà Nội và thành phố Bắc Ninh,phía Bắc tiếpgiáp với các huyện Yên Phong (Bắc Ninh), phía Đông Bắc và Đông tiếp giápvới huyện Tiên Du (Bắc Ninh), phía Nam và Tây Nam tiếp giáp với huyện GiaLâm (Hà Nội), phía Tây giáp với huyện Đông Anh (Hà Nội )

Đặc điểm khí hậu

Từ Sơn chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm.Hằng năm có 4 mùa rõ rệt: xuân, hạ, thu, đông Lượng mưa trung bình hàngnăm từ 1400 đến 1700 mm Độ ẩm không khí trên dưới 80%

2 Đặc điểm kinh tế xã hội

Từ Sơn là thị xã cửa ngõ của tỉnh Bắc Ninh, là đô thị vệ tinh của Thủ đô HàNội và là một trong hai trung tâm kinh tế - văn hóa - giáo dục của tỉnh Bắc Ninh

Từ Sơn là một đô thị công nghiệp với nhiều khu công nghiệp, nhiều làng nghềtruyền thống nổi tiếng như Đa Hội, Đồng Kỵ, Phự Khờ, Hương Mạc, TươngGiang và có nhiều trường cao đẳng, đại học

Những năm gần đây được sự quan tâm của đảng và chính phủ và sự chỉđạo của tỉnh ủy, HĐND-UBND nền kinh tế của Từ Sơn đang phát triển manh

mẽ Từ Sơn đang ra sức phấn đấu trở thành một đô thị công nghiệp văn hoá giáo dục quan trọng của tỉnh Bắc Ninh cũng như trở thành một đô thị vệ tinhquan trọng của vùng Thủ đô Hà Nội

-3 Đặc điểm về giao thông

Địa bàn thị xã nằm ở cửa ngõ phía bắc của thủ đô Hà Nội, có tuyến quốc

lộ 1A, 1B, đường sắt huyết mạch giao thông từ Hà Nội lên biên giới Lạng Sơnchạy qua Từ trung tâm thị xã còn có nhiều đường bộ nối liền cỏc vựng kinh tếtrong và ngoài tỉnh thuận lợi ho việc đi lại, buôn bán và phất triển kinh tế

Chương 2 : Khảo sát lưới điện hiện tại

1 Cấp điện áp:

Sơ đồ lưới điện huyện Từ Sơn hiện nay đã được trang bị lưới trung áp với các cấp điện áp là: 6,10,35 kv.Và được cấp điện từ TBA E27 và TBA E 74 Gồm có 11 trục đường dây trung thế bao gồm:

Bảng 1: Bảng thống kê các trục đường đây

 Lưới điện lộ 371-E27.1 do điện lực Từ Sơn quản lý gồm:

Bảng2: Bảng thống kê tài sản lộ 371-E27.1

Nội dung Quy cách Đơn vị tính Số lượng

2.Công suất của máy biến áp

Bảng 3: Bảng thống kê công suất TBA của lộ 371- E27.1

S

TT TÊN TRẠM BIẾN ÁP

Sđ m

CẤP ĐIỆN ÁP

3.Tiết diện dây và chiều dài của lộ 371-E27.1

Bảng 4: Bảng thống kê chiều dài và tiết diện dây của lộ 371- E27.1

7 Nh TBA Trường Giang T6 0,260 AC50

18 Nh TBA NH TMCP Sài Gòn thường tín T17 0,210 AC70

PHẦN II : CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO TỔN ĐIỆN NĂNG ÁP DỤNG

CHO LỘ 371- E27.1 TỪ SƠN- BẮC NINH.

Chương 1 : Cơ sở lý thuyết về các phương pháp đánh giá hao tổn điện năng trên lưới trung áp

I.Cơ sở của phương pháp tính toán tổn thất điện năng

Khi truyền tải dòng điện i trên đường dây tức là ta đang truyền tải một lượng điện năng A từ nguồn cung cấp đến phụ tải Dòng điện i biến thiên theo thời gian, nếu ta xét trong khoảng thời gian t thì lượng điện năng truyền tải trên đường dây là:

t t

cos 3

0 0





 (1.1) Giả sử điện áp U và cosφ không thay đổi trong suốt thời gian t thì:

t dt i U

A

0

cos

3  (1.2) Thực tế để tính được tích phân 

t dt i

0

. rất khó khăn vì dòng điện biếnthiên theo thời gian mang tính chất ngẫu nhiên Để tiện tính toán, người ta giảthiết rằng trong khoảng thời gian Tmax luôn truyền tải một dòng điện cực đạikhông đổi tương đương với năng lượng thực tế truyền tải trong khoảng thời giant

Giả sử ta có biểu đồ dòng điện phụ tải biến thiên theo t như hình1.1

S (1.3)

Theo công thức (1.2) và (1.3) thì diện tích S tỷ lệ với năng lượng truyềntải trong một năm của đường dây:

3U i t dt

A  (1.4) Trên cơ sở đó ta dựng 1 hình chữ nhật có một cạnh là Imax sao cho diệntích hình chữ nhật này bằng diện tích S thì cạnh còn lại của hình chữ nhật chính

là Tmax

0

3 ).

( cos

max

cos

A I

Tmax: thời gian sử dụng công suất cực đại (h)

Pmax: công suất cực đại truyền tải trên lưới (kw)

Cũng với dòng điện i truyền tải trên đường đây 3 pha có điện trở R thìnăng lượng bị mất đi theo định luật Joule trong khoảng thời gian t:

2 ( ) 10

3

i2(t) với thời gian t

Hình 1.2 Đồ thị bình phương dòng phụ tải theo thời gian

Ta dựng một hình chữ nhật có chiều cao là 2

max

I , diện tích bằng diện tíchgiới hạn bởi đường cong i2(t) với các trục tọa độ thỡ đỏy của hình chữ nhật này

là thời gian hao tổn công suất cực đại τ

2 3

max 0

0

3

.

2 max 10

.

A I

τ: thời gian hao tổn công suất cực đại

∆Pmax: hao tổn công suất cực đại (kw)

Nếu ta có thể biểu diễn được đồ thị phụ tải (coi phụ tải là không đổi)trong từng khoảng thời gian đủ nhỏ nhất định thì khi đó tổn thất năng lượngđược tính:

n

i i

t I R



3

1

2

(1.10)Trong đó :

Ii: dòng điện trong khoảng thời gian ∆ti coi là không đổi (A)

Trường hợp không biết đồ thị phụ tải thì dựa vào số liệu thống kê và kinhnghiệm quản lý vận hành người ta xây dựng các mối quan hệ biểu thị sự liên hệgiữa  f(Tmax, cos  )như hình 1.3 hoặc theo các công thức thực nghiệm:

8760 87 , 0 8760 13 , 0

max

min max

max

2 8760 1

8760 8760

2

P P P

P T

T T

) cos

,

( max 

 f T

Hình 1.3: Đường cong biểu diễn mối quan hệ  f(Tmax , cos  )

Từ đồ thị biết Tmax và coscó thể tìm được  và ngược lại Mỗi nhómphụ tải điện đều có Tmax đặc trưng: mạng chiếu sáng trong nhà

Tmax =1500-2000h, nhà máy làm việc 1 ca Tmax=2000-3000h, 2 ca

tế trong suốt thời gian t khi đó:

0

.

Có thể tính Itbbp thông qua Imax và  :

t

I t

I t

dt t i I

).

(

max

2 max 0

II.Phương pháp thời gian hao tổn công suất cực đại

1 Nội dung của phương pháp

1.1 Tổn thất trên đường dây

Căn cứ vào dòng điện cực đại truyền tải trong khoảng thời gian t của đồthị phụ tải xác định lượng điện năng hao tổn theo biểu thức:

hệ giữa  f(Tmax, cos  ), ngoài ra còn xác định theo các công thức thực nghiệm :

8760 87 , 0 8760 13 , 0

max

min max

max

2 8760 1

8760 8760

2

P P P

P T

T T

dd R I

A  (kwh) (1.20)+Nếu các phụ tải có  giống nhau thì:

2 max 3

1

2

.

i

i i

U

S I

S

S P t P

1.3 Hao tổn điện năng toàn lưới

A A dd  A BA (kwh) (1.22)

2 Trình tự tính toán

Xác định các thông số cơ bản x0i r0i,∆PK,∆P0, A,t, Smax,Pmax…

Xác định thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax=

max

P A

Xác định thời gian hao tổn công suất cực đại  dựa vào mối quan hệ

) cos

8760 87 , 0 8760 13 , 0

Xác định hao tổn điện năng trên đường dây và trong MBA

S P t P A

 Xác định hao tổn toàn phầnA A dd  A BA

3 Ưu nhược điểm:

+, Ưu điểm

- Việc tính toán đơn giản, giá trị Imax được xác điịnh dễ dàng dựa vào

đồ thị phụ tải và sử dụng phương pháp giải tích đối với lưới phức tạp

- Khi thiết kế mặc dù chưa biết đồ thị phụ tải ta vẫn có thể xác địnhđược tổn thất điện năng dựa vào công suất tớnh toỏnvà đặc điểm của thụ điện

- Cho ta biết tình trạng sử dụng công suất của lưới: khi τ lớn dòngđiện phụ tải dao động xung quanh giá trị Pmax và dạng đồ thị bằng phẳng hơn.Khi τ nhỏ thì phụ tải biến đổi mạnh, tình trạng làm việc non tải nhiều hơn Từ

- Khi không có đồ thị phụ tải thì τ tính theo Tmax theo công thức thựcnghiệm nên khi vận dụng sẽ có sai số lớn

III Phương phỏp tính tổn thất điện năng theo dòng điện trung bình bình phương (I tbbp )

Hình 1.4: đồ thị của bình phương dòng phụ tải theo thời gian

Diện tích giới hạn bởi đường cong AB với 2 trục tọa độ:

T i tbbp



 0

2 2

. (A) (1.23)

Dựa vào ngày điển hình trong thời gian tính tổn thất ta xây dựng đồ thị phụtải của ngày điển hình này sẽ xác định được Itbbp

I I

(A) (1.24)

Ii : dòng điện trong các giờ thứ i của ngày điển hình

Tổn thất điện năng trên đường dây:

∆Add=3 2 10  3 3 24 2 10  3

t R

I tbbp  tbbp (kwh) (1.25)Tổn thất năng lượng trong máy biến áp:

∆ABA=∆P0.t+24.3 2 10  3

b tbbp R

I  (kwh) (1.26)Trong đó :

 : số ngày trong thời gian t tính tổn thất

R,Rb: điện trở của đường dây và của cuộn dây MBA (Ω)

2 10 3

3

I

P

R (Ω) (1.27)Trong mạng có nhiều nhánh điện, nhiều trạm biến áp thì:

dd A A

A

1 1 (kwh) (1.28)

I I

 Xác định điện trở đường dây: Rij=r0ij.lij

 Xác định tổn thất trên đường dây: ∆Add=3 24 2 10  3

I

P R

 Xác định hao tổn trong cỏc mỏy biến áp: ∆ABAi=∆P0i.ti+24.3

A

3 Ưu nhược điểm

+, Ưu điểm

- Với khoảng thời gian t, nếu xác định được chính xác Itbbp thì

phương pháp cho kết quả khá chính xác

- Đối mạng có nhiều nhỏnh, nỳt thỡ việc xác định theo dòng điện đầuvào đường dây sẽ cho kết quả nhanh, khối lượng tính toán ít

+, Nhược điểm

- Do việc xây dựng đồ thị phụ tải phức tạp cần nhiều thời gian số liệu thống kê và kinh nghiệm vận hành nên việc xây dựng đồ thị phụ tải ngày điển hình để xác định Itbbp sẽ phức tạp và kém chính xác

- Phương pháp đòi hỏi nhiều nhân lực, thời gian đo đếm nhiều

IV Tính toán hao tổn điện năng theo tổng trở đẳng trị

1 Phương pháp tính

Khi ta coi mạng điện trung áp có nhiều nhỏnh nỳt như một điện trở đẳng trị tương đương với mạng thực tế về mặt hao tổn năng lượng thì ứng với mỗi giátrị dòng điện đầu vào ID ta có một giá trị điện trở đẳng trị Rđt, thay đổi ID ta cú cỏc tổn thất ∆Pi tương ứng từ đó xây dựng mối quan hệ ∆P=f(P), để tính tổn thấtđiện năng

Tổn thất công suất trên lưới được xác định :

P i 3 I Di2 R đti



 (1.29)

∆Pi: hao tổn công suất ở thời điểm thứ i của toàn mạng (Kw)

i= 1ữn: thời gian khảo sát để tính toán

2 1

2

D

m k

K K đti

I

R I





Trong đó tổng tử số lấy theo tất cả các phần tử của mạng lấy hình tia kể

cả máy biến áp hạ thế

IDi: dòng điện đầu đường đõy(A)

m: số nhánh đường dây

Để tiện tính toán, đôi khi người ta coi điện trở Rđt không đổi và tính theo

Iđm hay Imax của cỏc nhỏnh

Dựa trên tính toán giải thích đối với từng mạng một Ta dựng cỏc công suất đã xác định nhờ giải tích để tính tổn thất công suất ở các giờ khác nhau của những ngày điển hình Sau đó ta đi lấy tổng công suất đi vào mạng hoặc lấy đi một số trị số khác gài vào làm biến độc lập ta xét tổn thất công suất như một hàm phụ thuộc vào biến độc lập đó

Nếu mạng cần xác định tổn thất công suất, công suất của mạng này đượcxác định theo quan hệ parabol: ∆P=a+b.P+c.P2 (KW) (1.30)

P b t a

max max

2

P

dt P

t





 (1.33)Hoặc cũn tớnh theo công thức thực nghiệm (1.17),(1.18),(1.19)

* Phương pháp tính bình phương cực tiểu

1

2 2

. (1.34)

b

f i

a f

c P

b a

P

i b f P

c P

b a

P

i a f P

c P

b a

P

2 1

2 1

2

0

.

.

0

.

(

0

.

.

c P

b a

P

P P

c P

b a

P

P c P

b a

P

1

2 2

1

2 1

2

0

.

0

.

(

0 1

.

i i i

P c P

b a

P P P

P c P

b a

P P

c P

b a

2 2

.

.

)

(

1 1

.

n i

n i

n i

i i i

i i

n i

n i

n i

n i

i i i

i i

n i

n i

n

i i

P P P

c P

b P

a

P P P

c P

b P

a

P P

c P

b n

a

2 4

3 2

3 2

2

.

.

.

.

.

.

Ta đi giải hệ phương trình này với các ẩn số a,b,c

Có rất nhiều các giải, ở đây ta giải theo phương pháp đại số tuyến tính :

2. Trình tự tính toán

 Xác định các thông số cơ bản :xoij, roij, ∆Poij,∆Pkij, lij,

Xác định dòng điện IK với giả thiết cỏc mỏy đều mang tải định mức ta tìmphân bố dòng trong mạng :

nk

nk ki

U

S I

3



Xác định điện trở đường dây và điện trở máy biến áp :

đường đây : RK=r0k.lk , máy biến áp : Rbak= . 10 3

nk

n k S

U P

Xác định dòng điện đầu đường dây IDi dựa vào kết quả tính toán giải tích :

2

Di

n i

k ki

đt I

r I

P b t a

công suất tương ứng với lượng hao tổn năng lượng dựa vào đường cong tổn thất

có dạng parabol ta có thể xác định hao tổn tại thời điểm bất kỳ, có thể xác địnhhao tổn cho toàn mạng hoặc từng phần tử của mạng từ đó biết được phần tử nàolàm việc không kinh tế

+ Nhược điểm:

- Tổn thất điện năng tính theo  và Pmax có sai số lớn nếu ta tínhgần đúng Pmax, hệ số a,b,c có độ chính xác phụ thuộc vào số liệu mà việc thuthập số liệu cỏc nhỏnh ở cùng thời điểm rất khó

- Để tính được chính xác ∆Pi ta phải xác định đúng Rđti, giá trị của nóthay đổi theo dòng điện trờn cỏc nhỏnh và dòng đầu vào lưới nên khối lượngtính toán phải nhiều

- Việc xác định dòng điện ID ở đầu đường dây và cỏc dũng phụ tải ở cùngmột thời điểm là không thực hiện được nờn tớnh Rđt không chính xác

V Xác định tổn thất điện năng dựa vào phần trăm tổn thất công suất cực đại:

1 Nội dung phương pháp

Dựa vào số % của tổn thất công suất cực đại trên lưới điện, ta xác định được tổn thất điện năng tính theo % của năng lượng truyền tải theo biểu thức: max max *

3

2

%

Tmax: thời gian sử dụng công suất cực đại (h)

t : thời gian tớnh toỏn tổn thất (h)

Hao tổn công suất cực đại được tính theo biểu thức:

% 100

max

max max

P

P

P 

 (1.37)

Trong đó :

max max  3 10   10 

U

S R

I

Với R= 1 

F (Ω) (1.39) Tổn thất điện năng trên đường dây:

A dd 100A %.A (kwh) (1.40)

Hao tổn điện năng trong MBA:

2 max

S

S P t P

t : thời gian có điện trong MBA

Hao tổn điện năng toàn mạng là:

%

max

max max

2 max

I P

Xác định % hao tổn điện năng trên đường dây

* max

3

2

%

S P t P A

- Dưạ vào năng lượng tiêu thụ ta có thể tính được k*, thay vào biểu thức tính ∆A:

k*= P A.t

max

+, Nhược điểm

- Việc tính toán liên quan tới Tmax vẫn gây sai số lớn Do đó khi thiờt kếngười ta thường lấy Tmax trong các bảng tra cứu Đối với lưới đang vận hành đòihỏi việc tính tổn thất phải chính xác, do vậy phải có đầy đủ đồ thị phụ tải củacác trạm tiêu thụ song cách làm này tổn nhiều thời gian và phức tạp

- Với mạng điện nhiều nỳt, nhỏnh thỡ ∆Pmax% trên từng đoạn dây được tínhdựa vào Pmax hay Imax truyền tải các giá trị này xác định rất dễ mắc phải sai số khikhông đủ số liệu thống kê Mặt khác hệ số k*= P A.t

max xác định được đối vớicác trạm tiêu thụ nhưng khó xác định chính xác đối đoạn dây tryền tải

VI.Nhận xột cỏc phương án

- Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm khác nhau nhưng đều

mong muốn tìm lời giải thích chính xác cho bài toán tính tổn thất điệnnăng Việc tính toán chính xác tổn thất điện năng sẽ đánh giá đúng hiện trạnglưới điện đang vận hành, từ đó đưa ra các phương án cải tạo hợp lý, tối ưu hóachế độ vận hành

- Hiện nay, để tính tổn thất điện năng thường theo phương pháp đựavào giá trị công suất cực đại Pmax, và thời gian hao tổn công suất cực đại  Bởi

vì việc thu thập số liệu về Pmax dễ dàng dựa vao đặc điểm của phụ tải và phântích số liệu thống kê Phương pháp nay f khi áp dụng trên lưới đang vận hành thìnếu muốn giá trị Tmax và  chính xác thì phải có đầy đủ đồ thị phụ tải của cáctrạm tiêu thu và thanh cái cung cấp của trạm trung gian

- Các phương pháp trên đều có xu hướng thu thập thông tin tổng hợp

và rút ra các quy luật nhằm đơn giản hóa quá trình tính toán và sử lý số liệu

- Dựa vào kết quả tính tổn thất điện năng và biểu đồ phụ tải đặc trưng

để phân tích, đánh giá các đặc trưng của lưới điện vận hành Từ đó đề xuất cácbiện pháp quản lý vận hành lưới điện một cách hợp lý nhất và tối ưu nhất

- Đặc điểm của hệ thống điện là cấu trúc đa dạng, phức tạp và cácthông số chế độ luôn biến đổi một cách ngẫu nhiên, bất định nờn viờc đưa raphương pháp tính đơn giản mà có kết quả chính xác cao là một việc rất khó thựchiện Song với một hệ thống cung cấp điện mặc dù hoạt động của nó mang tínhngẫu nhiên nhưng tính quy luật và có điều khiển vẫn là chủ đạo Ví dụ: biểu đồphụ tải mang tính ngẫu nhiên nhưng hình dạng vẫn tương đối ổn định, cấu trúclưới và các phương tiện điều chỉnh, điều khiển phức tạp nhưng hưu hạn và hoàntoàn xác định, điện áp tại điểm nút biến thiên liên tục song nó chỉ dao độngquanh giá trị định mức, công suất phụ tải thay đổi nhưng thường đảm bảo quan

hệ Pmin 0,25.Pmax Vì vậy với một phương thức vận hành thỡ cú cỏc đặc trưngcủa một lưới điện riêng biệt, bài toán tính toán tổn thất điện năng với độ chínhxác yêu cầu vẫn có thể đạt được một phương pháp tính đơn giản, thuận tiện

Chương 2:Tớnh toỏn tổn thất điện năng trên lưới phân phối áp dụng cho

lộ 371-E27.1Từ Sơn- Bắc Ninh.

I Lựa chọn phương pháp tính

Tùy theo mục đích của bài toán, để lựa chọn phương pháp tính tổn thấtđiện năng Có 2 mục đích chính thực hiện xác định tổn thất điện năng: khi thiếtkế- với mục đích so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khi vận hành- với mụcđích giảm tổn thất điện năng,nõng cao hiệu quả kinh tế chế độ làm việc của lướiđiện

Trong đề tài này với mục đích là giảm tổn thất điện năng trên lộ trung

áp, để đơn giản trong tính toán và có kết quả chính xác tương đối cao Tôi chọnphương pháp tính theo Pmax,  Nội dung cụ thể đã trình bày ở chương1 củaphần 2 mục II

Trong quá trình tính tổn thất công suất và điện áp của lưới điện,tụiứng dụng kỹ thuật Excel để tính toán các bảng tính

II Áp dụng phương pháp vào tính toán tổn thất điện năng cho lộ E27.1

371-1. Xây dựng đồ thị phụ tải ngày điển hình cho lộ 371-E27.1 Từ Sơn- Bắc Ninh

*Thu thập thông tin

Qua thống kê trạm biến áp tiêu thụ của Từ Sơn tôi thấy:

Trạm biến áp E27.1 gồm một máy biến áp với tổng công suất đặt là: Sn=25000kvA

Để xây dựng đồ thị phụ tải điển hình trước hết ta chọn tháng tiêu thụ điệnnăng điển hình Sau đó thu thập thông tin về các thông số của phụ tải: ( P,Q,S,I).Thực tế tại địa điểm thực tập thu thập số liệu bằng cách ta tiến hành đo trực tiếpgiá trị P từ 0-24h, khoảng cách đo giữa 2 lần liên tiếp là 1h Tiến hành đo liêntiếp trong 7 ngày vì đó là thời gian 1 tuần làm việc phản ánh tương đối chính xácquy luật thay đổi tuần hoàn của phụ tải điện.Nếu đo đến bằng công tơ thì côngsuất tiêu thụ trung bình tại giờ thứ i có thể xác định theo biểu thức:

P tb A t

Trong đó:

Ptb: công suất đo được tại thời điểm t, kw

A : Điện năng tiêu thụ tại thời điểm t, kwh,

t: thời gian khảo sát, h

* Xử lý số liệu và dựng đồ thị phụ tải

Giả thuyết rằng đồ thị phụ tải là một đại lượng biến thiên ngẫu nhiên và quyluật biến thiên của phụ tải tuân theo hàm phân bố chuẩn với kỳ vọng toán học M(P) và phương sai  2 (P)

Công suất tính toán tại thời điểm n ngày đo:P tt M(P)   n kw

Kỳ vọng toán học của công suất sau n ngày đo là: 

P n P P M

1

.

1 )

Trong đó:

 :độ lệch quy định phản ánh xác suất của phụ tải nhận giá trị trong lân cận

kỳ vọng toán học đối với lưới nông nghiệp lấy  =1,5ữ2,5 tương ứng xác suất 95ữ97% Ta chọn  =1,7

Phương sai tập mẫu: D(P)=   

n 1

2

) (

1

Độ lệch trung bình :  (P ) D(P)

*Phõn nhúm cỏc phụ tải

Trong quá trình khảo sát với lộ 371-E27.1 tôi nhận thấy phụ tải ở trạm biến

áp tiêu thụ chủ yếu bao gồm các loại phụ tải công nghiệp, nông nghiệp vậy để thuận tiện cho công tác đánh giá phân tích phụ tải tôi tiến hành phân nhóm các TBA thành 2 nhóm:

- Phụ tải công nghiệp:

Lộ 371-E27.1 bao gồm 5 trạm biến áp thuộc phụ tải công nghiệp Công suất cực đại của các nhà máy hầu như cố định vì phần lớn điện năng sử dụng cho máy móc và dây truyền sản xuất và làm việc theo ca nên công suất cực đại

và hệ số cosφ của từng xí nghiệp lấy theo số liệu của chi nhánh điện Từ Sơn Hệ

số thời gian tiêu thụ công suất cực đại Tmax, và thời gian hao tổn công suất cực đại tính theo công thức:

- Phụ tải nông nghiệp

Lộ 371-E27.1 bao gồm 25 trạm biến áp thuộc phụ tải nông nghiệp, do số lượng nhiều nên ta không thể khảo sát hết các trạm.Ta tiến hành phân loại thành

từng nhóm trạm có phụ tải có tính chất công việc tương đương, từ đú tớnh cỏc trạm biến áp còn lại của nhóm.Sau đó lập đồ thị phụ tải điển hình cho từng nhóm trạm Phụ tải nông nghiệp chia làm 2 nhúm: nhúm 1gồm các TBA có tỷ

lệ điện năng cho sản xuất tiểu thủ công nghiệp cao hơn và có hệ số mang tải lớn,nhóm 2 gồm các MBA hầu như chỉ phục vụ sản suất sinh hoạt, các MBA còn non tải , hệ số mang tải thấp

Bảng 6: Phụ tải nông nghiệp

* Các tham số của đồ thị phụ tải:

- Thời gian sử dụng công suất cực đại

max

1 max

.

P

t P T

n

i i i





 (h) (1.42)

- Thời gian hao tổn công suất cực đại

2 max 1

2

P

t P

n i i i

Pmax: công suất tác dụng đo được vào thời gian phụ tải cực đại, kw

Smax: công suất biểu kiến vào thời gian phụ tải cực đại , kvA

Smax=U*I

Trong thời gian thực tập tôi tiến hành đo đếm công suất lộ

371-E271 trong một số ngày điển hình Tôi tiến hành đo đếm, quan sát ghi lại chỉ số công tơ của lộ đặt tại đầu nguồn sau mỗi giờ và thu được điện năng của lộ trong1 giờ xấp xỉ bằng công suất của lộ trong giờ đó Chúng tôi tiến hành

đo trong 7 ngày thu được số liệu sau khi tính toán và sử lý số liệu ta xây dựng đồthị phụ tải ngày điển hình của lộ 371-E271 :

* Xây dựng đồ thị phụ tải ngày điển hình của lộ 371-E27.1 :

Bảng 7 : Kết quả đo công suất (kw) ngày mùa đông của lộ 371-E27.1 Từ Sơn- Bắc Ninh

Tính toán cụ thể công suất đo của một giờ trong 7 ngày đo Các công suất tính toán còn lại tính tương tự.

- Công suất trung bình:

( 865 857 , 25 856 , 75 757 , 5 855 853 855 ) 855 , 79

7

1 1

1 1

- Độ lệch trung bình bình phương:

89 , 1 7

) 79 , 855 855 (

) 79 , 855 25 , 857 ( ) 79 , 855 856 ( 7

n P

834 865 857

max

1 max

- Thời gian hao tổn công suất cực đại:

) 22810176 (

169940030

2 2

max 1

.

t P P

n

i i i

Ta có đồ thị phụ tải ngày mùa đông cho lộ 371-E27.1

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY MÙA ĐÔNG LỘ 371-E27.1

Bảng 8: kết quả đo công suất (kw) ngày mùa hè của lộ 371-E27.1

Ptt ( kw)

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY MÙA HÈ LỘ 371-E27.1

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Đồ thị phụ tải năm của lộ 371-E27.1

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NĂM LỘ 371-E27.1

- Các tham số của phụ tải:

Dựa vào công thức (1.42) - (1.45) ta có bảng giá trị các tham số của phụ tải:

Bảng10: tham số của đồ thị phụ tải lộ 371- E27.1

Từ đồ thị phụ tải năm ta thấy mức độ tham gia của phụ tải không đồng đều.

* Xây dựng đồ thị phụ tải ngày điển hình cho TBA Thọ Môn ( TBA xa nhất)

Bảng 11: Kết quả đo công suất (kw) ngày mùa đông của TBA Thọ Môn

Ta có đồ thị phụ tải ngày mùa đông cho TBA Thọ Môn

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY MÙA ĐÔNG TBA THỌ MÔN

0 20 40 60 80 100 120 140

Đồ thị phụ tải ngày mùa hè TBA Thọ Môn

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY MÙA HÈ TBA THỌ MÔN

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Đồ thị phụ tải năm của TBA Thọ Môn

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NĂM TBA THỌ MÔN

- Các thông số của phụ tải

Dựa vào đồ thị phụ tải ta thấy phụ tải cực đại vào lúc 19h ngày mùa hè

Vậy để xác định hệ số công suất cực đại và các tham số của phụ tải ta đo đếm giá trị công suất, dòng điện , điện áp vào thời gian này Theo công thức

mt

S

I U S

S

Bảng 14: Giỏ trị cosφ max của TBA Thọ Mụn (lỳc 19h)

giá trị 9/4 10/4 11/4 12/4 13/4 14/4 15/4 P tb δ P tt K mt cosφ P(KW) 155 151 149 152 150 154 150 151,57 2,06 153

U(V) 380 383 375 384 379 384 378 380,43 3,16 382 0,58 0,83 I(A) 282 277 267 279 272 283 271 276,00 5,57 280

Bảng 15:Các thông số của phụ tải

Giá trị P(kw)tt P(kw)tb P(kw)max T (h)max Τ(h) K đk

TBA Thọ Môn là TBA điển hình cho nhóm 2 nhóm phụ tải chủ yếu phục

vụ cho sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp là chủ yếu Từ đồ thị phụ tải ta thấy cao điểm buổi chiều cao hơn cao điểm buổi tối, thời gian phụ tải cực đại khoảng 18-19h Hệ số Kđt thấp

* Xây dựng đồ thị phụ tải ngày điển hình cho TBA Bất Lự ( TBA gần nhấtnhất)

Bảng 16: Kết quả đo công suất (kw) ngày mùa hè của TBA Bất Lự

Ta có đồ thị phụ tải ngày mùa hè TBA Bất Lự

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY MÙA HÈ TBA BẤT LỰ 1

Ptt (kw)

Ptt 2 (kw)

Đồ thị phụ tải ngày mùa đông cho TBA Bất Lự

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY MÙA ĐÔNG CHO TBA BẤT LỰ 1

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NĂM TBA BẤT LỰ 1

- Các thông số của phụ tải

Dựa vào đồ thị phụ tải ta thấy phụ tải cực đại vào lúc 19h ngày mùa hè Vậy để xác định hệ số công suất cực đại và các tham số của phụ tải ta đo đếm giá trị công suất, dòng điện , điện áp vào thời gian này Theo công thức

I U

P S

P

3

I U S

Bảng 20:các tham số của phụ tải

Giá trị Ptt(kw) Ptb(kw) Pmax(kw) Tmax(h) τ(h) Kđk

Nhận xét

TBA Bất Lự là TBA điển hình cho nhóm 1 chủ yếu là phụ tải sinh hoạt,tiểu thủ công nghiệp và công cộng Cao điểm buổi tối cao hơn cao điểm buổisáng Hệ số kđk thấp

2. Tính toán tổn thất cho lộ 371-E271

a.Xác định các thông số cơ bản của lộ 371-E27.1

Bảng 21: Thông số kỹ thuật của dây dẫn lộ 371-E27.1

Mã dây

R0(Ω/

km)

X0(Ω/km)

5, 5

1, 7

5, 5

1, 5

5, 5

1, 5

5, 5

1, 4

5, 5

1,