ĐÁNH GIÁ tổn THẤT điện NĂNG TRÊN lưới điện hạ THẾ TỈNH NAM ĐỊNH

Nội dung chính của luận văn Luận văn tập trung nghiên cứu các phương pháp xác định tổn thất điện năng đồng thời đưa ra quy trình tính toán tổn thất điện năng theo phương pháp đồ thị phụ

cứu và kết quả được trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được công

bố trong bất kỳ một bản luận văn nào trước đây Trong luận văn có sử dụng một số tài liệu đã được công bố trước đây

Tác giả luận văn

Vũ Văn Trung

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành Luận văn này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới toàn thể các thầy cô giáo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong thời gian học Cao học vừa qua

Đặc biệt, em chân thành cảm ơn thầy giáo TS Bạch Quốc Khánh – cán bộ Bộ

môn Hệ thống Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo cho em trong suốt quá trình thực hiện Luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp, bạn bè đã động viên giúp đỡ

em trong suốt quá trình học tập

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 0

LỜI CẢM ƠN 1

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 7

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ TỈNH NAM ĐỊNH 4

1.1 Tổng quan lưới điện trung thế Tỉnh Nam Định 4

1.1.1 Vị trí địa lý: 4

1.1.2 Tổng quan lưới điện trung thế: 4

1.2 Tổng quan lưới điện hạ thế Tỉnh Nam Định 6

1.2.1 Đánh giá hiện trạng lưới điện: 7

1.2.2 Tổn thất điện năng trên lưới điện của Tỉnh Nam Định 7

CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 10

2.1 Khái niệm chung về tổn thất điện năng 10

2.1.1 Các định nghĩa 10

2.1.2 Phân loại tổn thất 11

2.1.3 Vấn đề xác định tổn thất điện năng 11

2.2 Các phương pháp xác định tổn thất điện năng 12

2.2.1 Xác định tổn thất điện năng theo các chỉ số công tơ 12

2.2.2 Xác định tổn thất điện năng bằng đông hồ đo đếm tổn thất 13

2.2.3 Xác định tổn thất điện năng theo phương pháp điện trở đẳng trị 14

2.2.4 Xác định tổn thất điện năng theo các đặc tính xác suất của phụ tải 15

2.2.5 Phương pháp xác định tổn thất điện năng theo đường cong tổn thất 18

2.2.6 Xác định tổn thất điện năng theo cường độ dòng điện thực tế 19

2.2.7 Xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải 19

2.2.8 Xác định tổn thất điện năng theo thời gian thất công suất lớn nhất 20

2.2.9 Xác định tổn thất điện năng theo dòng điện trung bình bình phương 23

2.2.10 Xác định tổn thất điện năng theo hệ số tổn thất 25

2.3 Nhận xét đánh giá chung về các phương pháp xác định TTĐN 26

2.4 Kết luận 28

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ TỈNH NAM

ĐỊNH 29

3.1 Quy trình tính toán TTĐN trên lưới hạ thế theo phương pháp đồ thị phụ tải ngày điển hình của nguồn 29

3.2 Tính trào lưu công suất trên lưới hạ áp theo phương pháp lặp: 32

3.2.1 Sơ đồ khối để tính toán tổn thất công suất theo phương pháp lặp: 32

3.2.2 Áp dụng để tính toán tổn thất cho TBA Cốc Thành 1 34

3.3 Quy trình đánh giá TTĐN cho lưới điện hạ thế Tỉnh Nam Định 50

3.3.1 Yêu cầu số liệu ban đầu 51

3.3.2 Phân loại lưới điện: 51

3.3.3 Lựa chọn lưới mẫu 62

3.3.4 Xây dựng đồ thị phụ tải của lưới mẫu và tính TTĐN 63

3.3.5 Tổng hợp kết quả tính toán và đánh giá TTĐN 64

3.3.6 Nhận xét, đánh giá kết quả tính toán: 65

3.4 Sử dụng chương trình PSS/ADEPT để tính toán tổn thất điện năng 66

3.4.1 Giới thiệu chương trình PSS/ADEPT 66

3.4.2 Sơ đồ áp dụng và triển khai 67

3.5 Kết luận 74

CHƯƠNG IV CÁC BIỆN PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ TỈNH NAM ĐỊNH 75

4.1 Các biện pháp về mặt kỹ thuật 75

4.1.1 Giải pháp về đầu tư cải tạo lưới điện 75

4.1.2 Giải pháp về bù công suất phản kháng 75

4.1.3 Giải pháp về vận hành lưới điện 76

4.2 Các biện pháp quản lý kinh doanh 77

4.2.1 Hoàn thiện hệ thống đo đếm 77

4.2.2 Tăng cường công tác kiểm tra sử dụng điện 78

4.2.3 Chọn mô hình quản lý thích hợp 78

4.2.4 Các biện pháp có liên quan đến công tác quản lý xã hội 78

4.3 Kết luận 79

Kết luận 80

Kiến nghị 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

PHỤ LỤC 83

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Thành phần phụ tải tỉnh Nam Định 6

Hình 3.1 Mô hình lưới điện hạ thế 29

Hình 3.2 Đồ thị phụ tải ngày điển hình của nguồn 30

Hình 3.3 Sơ đồ khối tính toán tổn thất công suất 32

Hình 3.4 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình mùa hè TBA Cốc Thành 1 39

Hình 3.5 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình mùa đông TBA Cốc Thành 1 39

Hình 3.6 Hộp thoại Program Settings 68

Hình 3.7 Hộp thoại Network properties 69

Hình 3.8 Thiết lập thông số nguồn 70

Hình 3.9 Thiết lập thông số tải 70

Hình 3.10 Nhập thông số tải từ bảng tính Excel 71

Hình 3.11 Thiết lập thông số dây dẫn 72

Hình 3.12 Thiết lập thông số nút 72

Hình 3.13 Chạy bài toán phân tích Loadflow 73

Hình 3.14 Hiện thị các kết quả report sau khi phân tích 73

Hình 3.15 Cửa sổ report preview 74

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 2010-2013 5

Bảng 1.2 Chi tiết khối lượng đường dây hạ thế đến tháng 12 năm 2013 7

Bảng 1.3 Kết quả thực hiện tổn thất điện năng từ năm 2010-3013 8

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp thông số đường dây TBA Cốc Thành 1 35

Bảng 3.2 Bảng điện năng tiêu thụ tại một nút tháng mùa hè 36

Bảng 3.3 Bảng điện năng tiêu thụ tại một nút tháng mùa đông 37

Bảng 3.4 Bảng số liệu dòng áp đầu nguồn ngày điển hình mùa hè 38

Bảng 3.5 Bảng công suất đầu nguồn ngày điển hình mùa hè 38

Bảng 3.6 Bảng công suất đầu nguồn ngày điển hình mùa đông 39

Bảng 3.7 Bảng công suất tác dụng lớn nhất của các nút tải 40

Bảng 3.8 Bảng phân bổ công suất tác dụng theo từng nút tải cho giờ thứ nhất 41

Bảng 3.9 Bảng phân bổ công suất phản kháng theo từng nút tải cho giờ thứ nhất 42

Bảng 3.10 Bảng phân bố công suất theo pha của các nút tải cho giờ thứ nhất 43

Bảng 3.11 Bảng phân bố công suất theo pha của các nút tải sau hiệu chỉnh lần 1 45 Bảng 3.12 Bảng phân bố công suất theo pha của các nút tải sau hiệu chỉnh lần 2 47 Bảng 3.13 Bảng tổng hợp kết quả tính tổn thất công suất 49

Bảng 3.14 Bảng phân loại lưới điện 57

Bảng 3.15 Bảng lựa chọn TBA mẫu 62

Bảng 3.16 Bảng tổng hợp kết quả tính toán TTĐN TBA mẫu 64

Bảng 3.17 Bảng kết quả TTĐN cho từng nhóm 65

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Cùng với quá trình phát triển và đổi mới của đất nước, hệ thống điện Việt Nam đang có bước phát triển mạnh mẽ cả về công suất và lưới điện Sau hơn 20 năm mở cửa, đổi mới Việt Nam đã thu được nhiều thành tựu to lớn trong công cuộc xây dựng và bảo vệ tổ quốc, đặc biêt về phát triển kinh tế, xã hội và chính trị Cùng với

sự phát triển của nền kinh tế - xã hội, nhu cầu sử dụng điện của nước ta ngày càng tăng nhanh, việc đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục, ổn định và đảm bảo chất lượng điện năng là tiêu chí quan trọng hàng đầu của ngành điện nước ta

Nhằm mục đích nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện và giảm giá thành sản xuất điện năng, giảm tổn thất điện năng là một trong những nội dung được quan tâm hàng đầu hiện nay

Thực hiện chủ trương của nhà nước về việc tiếp nhận lưới điện nông thôn để đầu tư cải tạo bán điện đến tận hộ dân, Công ty Điện lực Nam Định là một trong các đơn vị đi đầu Tổng Công ty Điện lực miền Bắc thực hiện tiếp nhận lưới điện nông thôn Công ty Điện lực Nam Định đã hoàn thành việc tiếp nhận lưới điện nông thôn trên địa bàn toàn tỉnh từ cuối năm 2009 Hiện nay Công ty đang kinh doanh bán điện cho hơn 639.000 khách hàng mua điện qua lưới hạ thế của 1.647 trạm biến áp Sau khi hoàn thành việc tiếp nhận, trong các năm vừa qua Công ty đã triển khai một

số dự án cải tạo nâng cấp lưới điện hạ thế Tuy nhiên đến hết năm 2013 tỷ lệ tổn thất điện năng thực hiện của Công ty còn khá cáo (trên 11%)

Thực tế chỉ ra rằng trong tổn thất điện năng trên lưới phân phối điện, tổn thất của lưới hạ thế quản lý bởi Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc (NPC) nói chung và của Công ty Điện lực Nam Định nói riêng chiếm tỷ lệ lớn Bên cạnh đó các thông tin đem lại trong tính toán tổn thất điện năng còn hạn chế Vì vậy việc nghiên cứu phương pháp tính toán tổn thất điện năng trên lưới hạ thế và đề xuất các biện pháp làm giảm tổn thất trên lưới điện là một yêu cầu cấp bách đang đặt ra cho NPC nói chung và Công ty Điện lực Nam Định nói riêng Ngoài ý nghĩa lớn về hiệu quả kinh

tế mà nó đem lại, nó còn cho ta nhìn nhận những vấn đề bất hợp lý trong các khâu thiết kế, quy hoạch, cải tạo, quản lý vận hành lưới điện và sử dụng điện năng Từ đó

đề xuất những phương án quy hoạch, cải tạo, vận hành lưới điện và các phương án làm giảm tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế Tỉnh Nam Định

Để tìm ra các phương án giảm tổn thất điện năng thì vấn đề đầu tiên cần được quan tâm và giải quyết đó là tính toán tổn thất điện năng kỹ thuật một cách tương đối chính xác, nhằm phân định rõ tương quan giữa TTĐN kỹ thuật và TTĐN thương mại TTĐN kỹ thuật phụ thuộc rất nhiều vào số liệu thống kê có được cũng như phương pháp và quy trình tính toán Phương pháp tính toán tổn thất điện năng đang được sử dụng tại Việt Nam hiện nay không còn thống nhất giữa các đơn vị thực hiện Với những yêu cầu từ thực tế luận văn lựa chọn đề tài là:

“Đánh giá tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế của Tỉnh Nam Định”

Nghiên cứu của luận văn cũng tham gia vào đề án đánh giá tổn thất lưới điện

hạ áp của Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc từ năm 2012 đến nay

Tính toán tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế của Tỉnh Nam Định từ đó đưa ra các nhận xét đánh giá và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Lưới điện hạ thế Tỉnh Nam Định

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Luận văn thực hiện quy trình tính toán và đánh giá TTĐN nhằm đưa ra kết quả tính toán TTĐN kỹ thuật Kết quả được sử dụng để so sánh với TTĐN thực tế thực hiện của Công ty Điện lực Nam Định, qua đó nhằm đưa ra các giải pháp giảm TTĐN Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng rộng rãi cho các lưới điện hạ thế trên địa bàn khác

5 Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu một số phương pháp tính TTĐN theo xu hướng phù hợp lưới điện

Việt Nam

Xây dựng quy trình tính toán, đánh giá tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế Tỉnh Nam Định bằng phương pháp đồ thị điển hình của nguồn với công cụ hỗ trợ tính toán là phần mềm PSS/ADEPT

Tính toán và áp dụng kết quả tính toán để phân tích nguyên nhân tổn thất và đưa ra các giải pháp giảm tổn thất điện năng

6 Nội dung chính của luận văn

Luận văn tập trung nghiên cứu các phương pháp xác định tổn thất điện năng đồng thời đưa ra quy trình tính toán tổn thất điện năng theo phương pháp đồ thị phụ tải điển hình của nguồn và quy trình đánh giá tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế Tỉnh Nam Định Luận văn được thực hiện thành các phần như sau:

Phần mở đầu

Chương 1: Tổng quan về lưới điện hạ thế Tỉnh Nam Định

Chương 2: Các phương pháp xác định tổn thất điện năng

Chương 3: Tính toán tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế Tỉnh Nam Định

Chương 4: Các biện pháp giảm tổn thất điện năng

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ TỈNH NAM ĐỊNH

1.1 Tổng quan lưới điện trung thế Tỉnh Nam Định

1.1.1 Vị trí địa lý

Tỉnh Nam Định có vị trí địa lý nằm ở cực Nam châu thổ sông Hồng, trải dài từ tọa độ 19053’ đến 200 vĩ độ Bắc và từ 105055’ đến 106037’ kinh độ Đông Phía Tây Bắc giáp tỉnh Hà Nam, phía Đông Bắc giáp tỉnh Thái Bình, phía Tây Nam giáp tỉnh Ninh Bình, phía Đông Nam giáp biển Đông Diện tích tự nhiên của tỉnh khoảng 1.669 km2, chiếm khoảng 0,5% diện tích cả nước và chiếm khoảng 13,2% diện tích của Đồng bằng Bắc Bộ Mật độ dân số trung bình toàn tỉnh hiện nay là 1.089 người/km², trong đó các đơn vị thành phố Nam Định, huyện Ý Yên, huyện Hải Hậu và huyện Nam Trực là những địa phương tập trung đông dân cư nhất

Về tổ chức hành chính, Nam Định có 1 thành phố (thành phố Nam Định) và 9 huyện: huyện Mỹ Lộc, huyện Vụ Bản, huyện Ý Yên, huyện Nghĩa Hưng, huyện Nam Trực, huyện Trực Ninh, huyện Xuân Trường, huyện Giao Thủy, huyện Hải Hậu

1.1.2 Tổng quan lưới điện trung thế

Lưới điện phân phối khu vực tỉnh Nam Định do Công ty điện lực Nam Định quản lý vận hành và kinh doanh mua bán điện Công ty điện lực Nam Định là Công

ty con trực thuộc Tổng công ty điện lực miền Bắc Công ty gồm khối các phòng ban chuyên môn và 10 đơn vị Điện lực gồm Điện lực thành phố và 9 Điện lực huyện quản lý trực tiếp theo địa bàn hành chính 1 thành phố và 9 huyện trên địa bàn tỉnh Lưới điện trung thế tỉnh Nam Định tính đến hết năm 2013 có 89 đường dây được cấp nguồn từ 11 trạm biến áp 110kV và 10 trạm trung gian 35/10kV nằm trên địa bàn tỉnh Các đường dây này đang vận hành theo ba cấp điện áp chính là 35kV, 22kV và 10kV Tổng chiều dài đường dây trung áp toàn tỉnh là 1.991 km, trong đó:

- Lưới điện 35kV có 19 đường dây, tổng chiều dài : 618,95 km, chiếm tỷ lệ 31% tổng chiều dài đường dây trung áp toàn tỉnh Lưới điện 35kV phân bố trên địa bàn toàn tỉnh, vừa là lưới truyền tải, cung cấp điện cho 10 trạm trung gian 35/10kV

với công suất đặt 74.900 kVA, vừa là lưới phân phối cung cấp điện cho 618 trạm biến áp 35/0.4 kV với công suất đặt 285.238 kVA

- Lưới điện 22kV có 38 đường dây, tổng chiều dài : 799,92 km, chiếm tỷ lệ 40% tổng chiều dài đường dây trung áp toàn tỉnh Lưới điện 22 kV cấp điện cho 1.344 trạm biến áp 22/0.4 kV với tổng công suất đặt 430.338 kVA

- Lưới điện 10kV có 32 đường dây, tổng chiều dài : 569,67 km, chiếm tỷ lệ 29% tổng chiều dài đường dây trung áp toàn tỉnh Có 8 đường dây 10 kV xuất phát

từ 02 trạm 110 kV Nam Ninh và trạm 110 kV Hải Hậu, còn lại 24 đường dây 10kV xuất phát từ các trạm trung gian 35/10kV Lưới điện 10kV cung cấp cho 613 trạm biến áp 10/0.4kV với công suất đặt 158.958 kVA

1.1.3 Kết quả sản xuất kinh doanh trong các năm 2010 đến 2013

Sau khi hoàn thành công tác tiếp nhận lưới điện nông thôn trên địa bàn toàn tỉnh vào cuối năm 2009, trong những năm từ 2010 đến 2013 Công ty điện lực Nam Định luôn phấn đấu thực hiện tốt các chỉ tiêu kế hoạch như sau:

Bảng 1.1: Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 2010-2013

TT Các chỉ tiêu cơ bản Năm 2010 Năm 2011 Năm 2012 Năm 2013

- Nông lâm nghiệp, thủy sản : 24,94 triệu kWh chiếm 2,09%

- Công nghiệp, xây dựng : 472,26 triệu kWh chiếm 39,50%

- Thương nghiệp, khách sạn : 23,09 triệu kWh chiếm 1,93%

- Quản lý, tiêu dùng : 638,12 triệu kWh chiếm 53,37%

- Hoạt động khác : 37,19 triệu kWh chiếm 3,11%

Hình 1.1 Thành phần phụ tải tỉnh Nam Định

1.2 Tổng quan lưới điện hạ thế Tỉnh Nam Định

Lưới hạ thế Tỉnh Nam Định phần lớn là nhận bàn giao lại từ các địa phương

theo chương trình “Tiếp nhận lưới điện hạ áp nông thôn” trong các năm 2008 đến

2009 Hiện trạng lưới điện sau khi tiếp nhận đã được đầu tư cải tạo tối thiểu thay thế toàn bộ công tơ và hòm hộp bảo vệ, xây dựng mới các trạm biến áp chống quá tải

và cải tạo thay thế dây dẫn cũ nát Đến nay lưới điện hạ thế Tỉnh Nam Định đã tương đối đáp ứng được nhu cầu sử dụng điện của nhân dân trên địa bàn Tính đến hết năm 2013, khối lượng lưới điện hạ thế tỉnh bao gồm:

+ Tổng số trạm biến áp phân phối 1.647 trạm

+ Đường dây 3 pha 10.668 km

+ Đường dây 1 pha 1.584 km

+ Khách hàng sinh hoạt 597.377 khách hàng

+ Khách hàng ngoài sinh hoạt 58.770 khách hàng

Chi tiết khối lượng đường dây hạ thế thống kê theo bảng sau:

Bảng 1.2: Chi tiết khối lượng đường dây hạ thế đến tháng 12 năm 2013

TN-KS 1.93%

NLN-TS 2.09% HĐK

3.11%

CN-XD 39.50%

QL-TD 53.37%

tư cải tạo Dây dẫn bọc sử dụng hai loại dây cáp vặn xoắn và dây AV với nhiều tiết diện khác nhau từ 120mm2 đến 16mm2

và các vị trí thay mới Tuy nhiên vẫn còn nhiều vị trí sử dụng cột bê tông tự đúc,

một số vị trí cột nghiêng nứt vỡ không đảm bảo

e Hệ thống đo đếm:

Toàn bộ hệ thống đo đếm trên lưới đã được thay thế bằng thiết bị của ngành điện đã qua kiểm định

1.2.2 Tổn thất điện năng trên lưới điện của Tỉnh Nam Định

Trong nhưng năm vừa qua nhờ được sự đầu tư cải tạo theo các dự án cũng như trong công tác sửa chữa lớn, sửa chữa thường xuyên trên lưới điện hạ thế cùng với

sự phấn đấu nỗ lực của CBCNV trong toàn Công ty đã giảm tổn thất trên lưới điện xuống không ngừng Cụ thể:

Bảng 1.3: Kết quả thực hiện tổn thất điện năng từ năm 2010 - 2013

Tổn thất điện năng chung của đơn vị

Tổn thất điện năng trên lưới điện Trung thế

và trong MBA

Tổn thất điện năng trên lưới điện Hạ thế

Ảnh hưởng của tổn thất

hạ thế lên toàn đơn vị

Nguyên nhân tổn thất

Nguyên nhân tổn thất kỹ thuật:

- Tiết diện dây dẫn nhỏ, đặc biệt chất lượng dây dẫn không đảm bảo tiêu chuẩn

- Sứ cách điện vận hành lâu ngày đã bị rạn nứt nhiều

- Hành lang lưới điện tuyến dây trần không đảm bảo

- Bán kính cấp điện xa, phụ tải phân bố không đồng đều

- Điện áp vận hành không đảm bảo định mức

Nguyên nhân tổn thất thương mại:

- Hệ thống đo đếm không đảm bảo tiêu chuẩn

- Tình trạng lấy cắp điện, sử dụng điện không qua hệ thống đo đếm vẫn còn phổ

biến ở nhiều khu vực

Qua phân tích về thực trạng lưới điện và nguyên nhân gây tổn thất ta nhận thấy rằng cần phải có một số liệu cụ thể chính xác TTĐN kỹ thuật của lưới hạ thế qua đó để phân định tổn thất kỹ thuật và tổn thất thương mại để đưa ra các biện pháp giảm tổn thất phù hợp, hiệu quả nhất Đây chính là mục đích mà luận văn hướng tới

CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

2.1 Khái niệm chung về tổn thất điện năng

2.1.1 Các định nghĩa

Tổn thất điện năng (TTĐN) trong hệ thống điện (HTĐ) nói chung là chênh lệch giữa lượng điện năng sản xuất từ nguồn điện và lượng điện năng được tiêu thụ tại phụ tải trong một khoảng thời gian nhất định

Trong thị trường điện, TTĐN trên một lưới điện là sự chênh lệch giữa điện năng đi vào một lưới điện (bao gồm từ nguồn điện và các lưới điện lân cận) và lượng điện năng đi ra khỏi lưới điện (bao gồm cấp cho các phụ tải của lưới điện đó hoặc đi sang các khu vực của lưới điện lân cận) trong một khoảng thời gian nhất định Khoảng thời gian xác định TTĐN thường là một ngày, một tháng hoặc một năm tùy thuộc mục đích hoặc công cụ xác định tổn thất điện năng

Nếu phụ tải của đường dây không thay đổi và xác định được tổn thất công suất tác dụng trên đường dây là ∆P thì khi đó tổn thất điện năng trong thời gian t sẽ là:

Nhưng trong thực tế phụ tải của đường dây luôn luôn biến thiên theo thời gian nên tính toán như trên không chính xác Khi đó ta phải biểu diễn gần đúng đường cong i(t) và s(t) dưới dạng bậc thang hoá để tính toán tổn thất năng lượng với điện

áp định mức

Từ biểu thức dΔA = 3i2

.R.dt ta có:

dtU

QPRdt(t)U

(t)SRdt3RiΔA

t

0

2 t

2 t 2 t t

0 2

2 t

R

1

2 i 2 i n

1

2 H

2 i 2 H



Tuy nhiên, trong tính toán thường không biết đồ thị P(t), Q(t) Để tính TTĐN

ta phải dùng phương pháp gần đúng dựa theo một số khái niệm quy ước như thời gian sử dụng công suất lớn nhất (Tmax), thời gian tổn thất công suất lớn nhất (τmax)

và dòng điện trung bình bình phương (Itbbp) Ngoài ra còn có thể sử dụng một số

phương pháp khác như sử dụng công tơ, tính theo đồ thị phụ tải, theo đặc tính xác suất của phụ tải…

2.1.2 Phân loại tổn thất

Theo phạm vi quản lý có TTĐN trên lưới truyền tải và TTĐN trên lưới phân phối Tỷ lệ TTĐN trong HTĐ chủ yếu xảy ra trên lưới phân phối Theo quan điểm của kinh doanh điện, TTĐN được phân thành hai loại là tổn thất kỹ thuật và tổn thất thương mại hay phi kỹ thuật

* TTĐN kỹ thuật: là TTĐN do tính chất vật lý của quá trình truyền tải điện năng gây ra Loại tổn thất này không thể loại bỏ hoàn toàn mà chỉ có thể hạn chế ở mức độ hợp lý cụ thể hơn tổn thất kỹ thuật cũng có thể chia thành hai dạng như sau:

- TTĐN phụ thuộc vào dòng điện: là tổn thất do phát nóng trong các phần tử,

phụ thuộc vào bình phương của cường độ dòng điện và điện trở tác dụng của phần

tử Đây là thành phần chính được tính đến trong tổn thất điện năng

- TTĐN phụ thuộc vào điện áp: bao gồm tổn thất không tải của MBA, tổn thất

vầng quang điện, tổn thất do rò điện (cách điện không tốt), tổn thất trong mạch từ của các thiết bị đo lường…

* TTĐN thương mại: là lượng TTĐN trên lưới điện không liên quan đến tính chất vật lý của quá trình truyền tải điện năng, nguyên nhân chính là do quản lý yếu kém gây ra Do đó không thể giải quyết bằng các biện pháp kỹ thuật, mà chỉ có thể dùng các biện pháp quản lý trong kinh doanh Một số trường hợp có thể phân loại

để xác định tổn thất điện năng ở khâu nào, từ đó có biện pháp xử lý Ví dụ điện năng tổn thất khi đã được sử dụng nhưng không được đo; điện năng đã được đo nhưng không được vào hóa đơn; điện năng đã được vào hóa đơn nhưng không được trả tiền hoặc chậm trả tiền… TTĐN thương mại chủ yếu xảy ra ở lưới phân phối

2.1.3 Vấn đề xác định tổn thất điện năng

Nhìn chung không có cách xác định chính xác TTĐN, có nhiều nguyên nhân nhưng chủ yếu là thiếu thông tin do hệ thống đo lường chưa đầy đủ và đồng bộ, số liệu về lưới điện và phụ tải không chính xác… Bởi vậy, thực chất việc xác đinh TTĐN là đánh giá hoặc dự báo TTĐN

Trên lưới truyền tải, hệ thống thông tin và tự động hóa thường phải đầy đủ để đảm bảo mục tiêu quản lý vận hành an toàn, tối ưu Cũng nhờ đó việc đo lường và đánh giá TTĐN chính xác hơn Đối với lưới điện phân phối các hệ thống thông tin,

đo lường giám sát nhìn chung đơn giản, trong khi khối lượng, chủng loại thiết bị đa dạng nên việc đánh giá chính xác TTĐN khó khăn hơn nhiều

Bởi vì TTĐN trong HTĐ chủ yếu nằm ở lưới điện phân phối, nên yêu cầu xác định TTĐN xảy ra ở lưới này Theo nhiều tài liệu, tổn thất điện năng trong lưới phân phối nhỏ hơn 10% được coi là chấp nhận được Nếu tổn thất điện năng trên 15% tức là có tổn thất điện năng kinh doanh, khi đó cần tính toán tổn thất điện năng

kỹ thuật để đánh giá mức độ tổn thất kinh doanh

2.2 Các phương pháp xác định tổn thất điện năng

Dựa trên các tài liệu tham khảo [1], [2], [3] luận văn xin được phân tích tóm tắt các phương pháp xác định tổn thất điện năng như sau:

2.2.1 Xác định tổn thất điện năng theo các chỉ số công tơ

[2] Phương pháp xác định tổn thất điện năng thông dụng nhất là so sánh sản lượng điện ở đầu vào lưới và năng lượng tiêu thụ tại các phụ tải trong cùng khoảng thời gian, phương pháp này tuy có đơn giản nhưng thường mắc phải sai số lớn do một số nguyên nhân sau:

- Không thể lấy được đồng thời các chỉ số của các công tơ tại đầu nguồn và ở các điểm tiêu thụ cùng một thời điểm

- Nhiều điểm đo đếm, thiết bị đo không phù hợp với phụ tải hoặc sự cố thiết bị

đo

- Số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác nhau, việc chỉnh định đồng hồ đo chưa chính xác hoặc không chính xác do chất lượng điện không đảm bảo

Để nâng cao độ chính xác của phép đo người ta sử dụng đồng hồ đo đếm tổn thất, đồng hồ này chỉ được sử dụng ở một số mạng điện quan trọng

2.2.2 Xác định tổn thất điện năng bằng đồng hồ đo đếm tổn thất

[2] Trong mạng điện cung cấp người ta có thể xác định tổn thất điện năng trực tiếp bằng đồng hồ đo đếm tổn thất mắc ngay tại điểm nút cung cấp cần kiểm tra

a Cách mắc đồng hồ đo đếm tổn thất

Đối với đường dây truyền tải:

Nếu các đường dây 110/220kV có chiều dài lớn hơn 60km thì phải đặt 2 đồng

hồ ở đầu và ở cuối đường dây, mục đích là để xét cả phần tổn thất do dòng điện dung gây nên

Nếu đường dây có chiều dài nhỏ hơn 60km ta chỉ cần sử dụng một đồng hồ đặt

ở đầu đường dây

Đối với đường dây phân phối chỉ cần mắc một đồng hồ ở đầu đường dây là đủ Đối với MBA đồng hồ đo đếm tổn thất được đặt trên mỗi đầu cuộn dây của MBA ba cuộn dây và trên một trong hai cuộn dây của MBA 2 cuộn dây

b Cách xác định tổn thất điện năng theo đồng hồ đo đếm tổn thất

Công thức để xác định tổn thất điện năng trong mạng:

Trong đó: ki: Tỷ số máy biến dòng

N - chỉ số của đồng hồ đo đếm tổn thất điện năng được ghi trong thời gian T

- Chỉ xác định được lượng điện năng tổn thất tại thời điểm đo đếm

- Nếu cần xác định đồng thời TTĐN tại nhiều vị trí, khi đó ta phải sử dụng nhiều công tơ gây tốn kém vì vậy cách này thường áp dụng trong những trường hợp đặc biệt khi cần kiểm tra và số lượng công tơ sử dụng nhỏ

2.2.3 Xác định tổn thất điện năng theo phương pháp điện trở đẳng trị

[2] Nội dung phương pháp:

Tổn thất điện năng trong mạng điện có thể xác định theo biểu thức

r

m.A

k =

Ari Điện năng tác dụng trong lần đo thứ i

Ar Điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian t

m Số lần đo trong khoảng thời gian t

tb

A

I =3.U.t.cosf

Rđt Điện trở đẳng trị của mạng điện

Đối với đường dây phân nhánh hình tia đơn giản ta có:

116

1.Lr

2 mti i c

dt

k R

.k r 1

R

Trong đó: r0 - điện trở của một km đường dây

Rc- điện trở đoạn dây cung cấp

ri - điện trở nhánh dây thứ i

kmti - hệ số mang tải của nhánh dây thứ i

max

i mtiP

P

Pi - phụ tải của nhánh dây thứ i

Pmax - phụ tải nhánh dây nặng nhất

* Ưu, nhược điểm:

Xác định TTĐN theo phương pháp này đơn giản, dễ tính toán Tuy nhiên, đối với mạng phức tạp việc xác định điện trở đẳng trị của lưới điện lại trở nên phức tạp và gặp khó khăn trong tính toán bởi vì khi đó điện trở đẳng trị phụ thuộc vào dòng điện hoặc công suất phụ tải của các nhánh dây

2.2.4 Xác định tổn thất điện năng theo các đặc tính xác suất của phụ tải

Phụ tải điện là một đại lượng ngẫu nhiên, chịu tác động của nhiều yếu tố, vì vậy tổn thất điện năng cũng là đại lượng ngẫu nhiên chịu tác động của nhiều yếu tố Xét mạng điện phân phối bao gồm các đường dây và các trạm biến áp ta xây dựng phương pháp xác định tổn thất điện năng trong các phần tử của mạng

a Tổn thất trên đường dây:

Lượng tổn thất điện năng có thể xác định bằng lượng tổn thất tương đương gây

ra bởi dòng điện trung bình không đổi trong suốt thời gian khảo sát chạy trong mạng điện đẳng trị theo biểu thức

M(I), D(I) - Kỳ vọng toán và phương sai của dòng

Giá trị của kỳ vọng toán dòng điện chạy trong mạng có thể xác định theo các chỉ số của công tơ tại lộ ra của trạm biến áp trung gian

  2r 2x

2 2 tb

Utb - Điện áp trung bình của mạng điện (kV)

T - Thời gian khảo sát (h)

Theo quy tắc “Ba xích ma” thì dòng điện cực đại IM = M(I) + 3σ

Từ đó suy ra  

3

I M I



và hệ số biến động   3M   I  

I M I

I M

.k I M I

r 3 M I 1 k R T.10

Điện trở đẳng trị của đường dây được xác định theo biểu thức:

3 M

M

ΔP 10R

3I

∆PM – hao tổn công suất cực đại trong mạng điện

Tổn thất điện năng phản kháng có thể xác định theo biểu thức:

∆Ax= ∆Ar.tgυ

b Tổn thất trong các máy biến áp:

Để đơn giản trong tính toán ta thay tất cả các máy biến áp bằng một máy đẳng trị có công suất bằng tổng các công suất định mức của các máy Tổn thất trong các máy biến áp tiêu thụ gồm 2 thành phần thay đổi và cố định Thành phần thay đổi được xác định tương tự như đối với đường dây theo biểu thức (2.12) với kỳ vọng toán dòng điện chạy qua biến áp đẳng trị sẽ là:

  2r2 2x2

2 2 ba

Utb2 - Điện áp trung bình ở cuối đường dây (kV)

Điện trở đẳng trị của các máy biến áp là

2 m

1 i ni

m

1 i

3 ki 2

n dtb

S

.10ΔPU

Trong đó: Un - điện áp định mức của các MBA (kV)

Sni – công suất định mức của biến áp thứ i (kVA)

∆Pki – hao tổn ngắn mạch của biến áp thứ i (kW)

m - số lượng máy biến áp tiêu thụ

Vậy tổn thất điện năng tác dụng trong cuộn dây của các máy biến áp tiêu thụ là:

∆Acu = 3M(I)b2(1+k2v)Rđtb.T.10-3 (KWh) (2.18) Thành phần tổn thất cố định trong lõi thép của biến áp được xác định theo biểu



1 i 0i 2

n

2 tb2

U

U

Tổng tổn thất điện năng tác dụng trong mạng phân phối là:

* Ưu điểm:

Tổng tổn thất điện năng ở đây chỉ cần dựa vào các dữ kiện về lượng điện năng tiêu thụ tại đầu vào, dòng điện cực đại của mạng và mức chệnh lệch điện áp giữa đầu vào và cuối đường trục Các thông số này được xác định dễ dàng bằng các thiết

bị đo thông dụng Điều đó giảm đáng kể thời gian thu thập và xử lý số liệu, đồng thời nâng cao độ chính xác của phép tính

* Nhược điểm:

- Để tính được TTĐN trên đường dây ta vẫn phải xác định được điện trở đẳng trị của mạng điện, điều này gặp khó khăn khi mạng điện phức tạp có nhiều nhánh

và điểm nút giống như đã nói với phương pháp tính hao tổn theo điện trở đẳng trị

- Phương pháp trên chỉ đạt độ chính xác cao khi sự phân bố xác suất của phụ tải điện tuân theo quy luật hàm phân phối chuẩn, vì vậy muốn sử dụng phương pháp này ta phải tiến hành đánh giá xem phụ tải điện trong mạng tính toán có tuân theo quy luật hàm phân phối chuẩn hay không

2.2.5 Phương phỏp xỏc định tổn thất điện năng theo đường cong tổn thất

[2] Thực chất của phương phỏp tớnh tổn thất theo đường cong tổn thất là tiến hành tớnh toỏn trờn cơ sở biểu đồ phụ tải điển hỡnh Giả thiết biết được đồ thị phụ tải

và cosυ của tất cả cỏc nỳt, coi thanh cỏi nguồn cung cấp là nỳt cõn bằng, tỡnh toỏn phõn bố dũng và xỏc định tổn thất cụng suất tổng ∆P ứng với mỗi thời điểm của biểu đồ phụ tải, từ đú xỏc định được tổn thất điện năng theo khoảng thời gian tớnh toỏn Tức là nếu lưới điện cú cấu trỳc và phương thức vận hành hoàn toàn xỏc định thỡ sẽ tồn tại một đường cong tổn thất duy nhất như hỡnh vẽ

Biểu đồ phụ tải

Biểu đồ tổn thất điện năng

Đuờng cong tổn thất

điện năng

Đuờng cong tổn thất công suất P = f(

t 24

24 t

P M

P P)

Ta cú thể xỏc định được tổn thất điện năng tổng trong ngày đờm thụng qua biểu đồ phụ tải cụng suất tổng tại thanh cỏi dựa vào biểu đồ phụ tải của trạm biến

* Nhược điểm: Để xây dựng được đường cong tổn thất công suất ta phải thu

thập nhiều thông tin, xây dựng biểu đồ phụ tải và tiến hành hàng loạt các phép tính xác định ΔPi, ứng với Pi, cách làm này mất nhiều thời gian và tính toán phức tạp Biểu đồ phụ tải là do đo đếm, số liệu thống kê điển hình tuy chính xác với số liệu cụ thể nhưng lại ít chính xác khi ứng dụng thực tế do đo đếm không đồng thời Không áp dụng tính cho mọi lưới điện vì mỗi lưới có một đường cong tổn thất công suất đặc trưng

Trong một lưới điện khi cấu trúc lưới thay đổi thì ta lại có một đường cong tổn thất riêng Muốn vậy, ta phải có một họ đường cong cụ thể như vậy sẽ rất mất thời gian và công sức

2.2.6 Xác định tổn thất điện năng theo cường độ dòng điện thực tế

[1] Tổn thất điện năng trong mạng điện phân phối chủ yếu là tổn thất tỷ lệ với bình phương dòng điện chạy trong mạng và được xác định theo biểu thức:

3 T

0

2

t.dt 10 I

3R



∆A - Tổn thất điện năng trong mạng điện 3 pha

It - Dòng điện chạy trong mạng (A)

R - Điện trở của mạng (Ω)

T - Thời gian khảo sát (h)

* Ưu điểm:

Nếu ta xây dựng được đường cong bình phương cường độ dòng điện thực tế

thì phương pháp này cho kết quả chính xác

* Nhược điểm:

Trong thực tế cường độ dòng điện luôn biến đổi, nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố Vì vậy xác định tổn thất điện năng theo công thức (2.21) là rất phức tạp

2.2.7 Xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải

Để khắc phục sự phức tạp của việc xác định cường độ dòng điện thực tế, [1] ta

có thể xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải bằng cách biểu diễn sự biến thiên của bình phương cường độ dòng điện hoặc công suất theo thời gian I2

= f(t) hoặc S2 = f(t) Khi đó tổn thất điện năng ∆A được xác định theo công thức:

Với n là số bậc thang của đồ thị phụ tải

Phương pháp xác định này tuy đơn giản nhưng đòi hỏi phải có đồ thị phụ tải

mà không phải bao giờ cũng có thể xây dựng được ở tất cả các điểm nút cần thiết

* Ưu điểm:

Công thức tính toán đơn giản

Dựa vào đồ thị phụ tải năm ta có thể xác định TTĐN trong năm

2.2.8 Xác định tổn thất điện năng theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất

a Phương pháp xác định theo τ

[2] Đây là phương pháp đơn giản và sử dụng thuận tiện nhất Trong các trạng thái, ta chọn trạng thái có ΔP lớn nhất và tính tổn thất ở trạng thái này, tổn thất tương đương gây ra bởi dòng điện cực đại chạy trong mạng với thời gian tổn thất lớn nhất theo công thức:

∆A = 3I2

max.R.10-3.τ = ΔPmax.τ (2.24) Trong đó: I - Dòng điện lớn nhất chạy trong mạng

τ - Là thời gian tổn thất công suất lớn nhất, tức là nếu mạng điện liên tục tải Imax hay Pmax thì sẽ TTĐN trong mạng vừa đúng bằng tổn thất trên thực tế

Phương pháp này cũng gặp trở ngại là thời gian tổn thất công suất lớn nhất thay đổi phụ thuộc vào tính chất phụ tải, hệ số công suất, thời gian sử dụng công suất lớn nhất… Vì vậy việc tính toán tổn thất điện năng theo công thức (2.24) cũng mắc sai số lớn Giá trị thời gian tổn thất công suất lớn nhất được xác định theo đồ thị phụ tải như sau:

 

i 2 i 2

max

T

0 2 max

2 t 2

1I

dt.IP

dt.tP

Và τ không phải bao giờ cũng có thể xác định được một cách dễ dàng, do đó trong thực tế khi không có đồ thị phụ tải người ta áp dụng một số công thức thực nghiệm để tính τ một cách gần đúng sau:

max

min max

max max

P

P1P

2PT

T1

TTT

* Ưu điểm:

- Tính toán đơn giản

- Giá trị Imax hay Pmax xác định được nhờ khảo sát và đo đếm

- Nếu một đường dây cấp điện cho các trạm tiêu thụ có tính chất giống nhau thì khối lượng đo đếm không lớn

- Cho biết tình trạng làm việc của toàn lưới, xác định được phần tử nào làm việc không kinh tế

* Nhược điểm:

Việc xác định chính xác giá trị τ rất khó nếu không có đồ thị phụ tải

Khi không có đồ thị phụ tải ta phải xác định τ theo Tmax thông qua các công thức thực nghiệm dẫn đến kết quả tính toán có sai số lớn

Trên lưới điện có nhiều phụ tải để xác định được giá trị của τ ứng với nhiều phụ tải sẽ tốn rất nhiều công sức và thời gian

b Phương pháp xác định theo τ p và τ q

[2] Để giảm bớt sai số khi tính toán tổn thất công suất cần phải xét đến hình dáng của đồ thị phụ tải, hệ số công suất và trong một ngày đêm giá trị cực đại công

suất tác dụng và phản kháng có xảy ra đồng thời không

Để xét đến điều kiện trên người ta dùng phương pháp xác định tổn thất điện năng theo τp và τq

Trong công thức ∆A = ΔPmax.τ tổn thất công suất lớn nhất được phân tích thành hai thành phần ΔPp (tổn thất do công suất tác dụng P gây ra) và ΔPq ( tổn thất do công suất phản kháng Q gây ra) Thời gian tổn thất công suất lớn nhất τ cũng được phân tích thành τp, τq Khi đó tổn thất điện năng được xác định theo công thức:

Đối với phương pháp này gặp khó khăn là đồ thị công suất phản kháng kém chính xác và hầu như không biết nên phương pháp này ít được sử dụng

c Tính bằng phương pháp 2τ

[2] Để tính theo phương pháp này người ta xét đến trạng thái phụ tải cực đại

và cực tiểu Trong đồ thị phụ tải ngày đêm người ta chia làm hai phần theo khoảng thời gian tmax và tmin, tmax là khoảng thời gian phần đồ thị chứa công suất cực đại, tmin

là phần thời gian còn lại trên đồ thị phụ tải tương ứng với phần có công suất cực tiểu

Điện năng tiêu thụ trong một ngày đêm A

Anđ = Pmax.tmax + Pmin.tmin (2.30) Trong đó: tmax + tmin = 24 giờ

Suy ra:

min max

min nd

max

P P

24P A

1

2 min

2 min

1

2 max

2 max

t

i i

t

i i

t P P

t P P

i

t i

t P

P

t P

1

2

min min

2

1 maxmax

Atbnđ - điện năng ngày đêm trung bình để tính toán

Anđ - điện năng ngày đêm của ngày chọn để tính toán

2.2.9 Xác định tổn thất điện năng theo dòng điện trung bình bình phương

[1] Trên đồ thị biểu diễn bình phương dòng điện phụ tải với thời gian, ta dựng một hình chữ nhật có đáy là 8760(h) và có diện tích bằng diện tích giới hạn bởi đường cong i2(t) và các trục toạ độ thì chiều cao của hình chữ nhật gọi là dòng điện trung bình bình phương kí hiệu là Itbbp

Theo đồ thị ta có:

dti3R

tbbp 8760

8760

τ I 8760

dt i

2 max 8760

0 2

Nếu thời gian truyền tải hàng năm là T khi đó:

T

dtiI

8760

0 2

SRtU

S

tU

St

2

H

n 2

2

H

2 1

Trong đó: S1, S2, S3 - Là công suất truyền tải ứng với thời gian τ1, τ2, τ3

Stbbp - Là công suất trung bình bình phương

Nếu đồ thị phụ tải có dạng bậc thang thì dòng điện trung bình bình phương được xác định như sau:

n 2

1

n 2 n 1

2 2 1 2 1 tbbp

t

t t

.t I

.t I t I I

2.2.10 Xác định tổn thất điện năng theo hệ số tổn thất

[2] Một cách khác để đánh giá TTĐN là dựa vào hệ số tổn hao Các tham số liên quan bao gồm:

- Hệ số tải (Load factor): là tỷ số giữa công suất trung bình trên công suất cực đại của ĐTPT

Trong đó: AT: là điện năng cung cấp trong thời gian T

- Hệ số tổn thất (Loss Factor): Là tỷ số giữa tổn thất công suất trung bình trên tổn thất công suất lớn nhất ứng với công suất phụ tải cự đại

LSF =

=

(2.37)

Trong đó: là TTĐN trong thời gian T ví dụ là 1 năm

- Quan hệ giữa Tmax, τ, với LF và LSF: Từ định nghĩa LF và LSF ta có thể suy

ra những mối lien hệ sau:

Nhìn chung ta có: LF2< LSF < LF

Một số hàm thực ngiệm thường được sử dụng:

Trong đó: c= 0,3 với lưới truyền tải

c= 0,15 với lưới phân phối

2.3 Nhận xét đánh giá chung về các phương pháp xác định TTĐN

Từ nội dung của các phương pháp đã nêu ta có một số nhận xét về mỗi phương pháp như sau:

- Đối với phương pháp sử dụng các thiết bị đo đếm:

Nếu dựa vào các chỉ số công tơ đo điện năng tiêu thụ tại các hộ tiêu thụ đem

so sánh với chỉ số công tơ ở đầu TBA thì cho ra kết quả có sai số lớn do không thể lấy đồng thời các chỉ số công tơ đặt tại các điểm này Ngoài ra còn một số nguyên nhân khác như nhiều điểm tải còn thiếu các thiết bị đo hoặc thiết bị đo không phù hợp với phụ tải, số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác

Không chỉ ra được các thời điểm cực đại và cực tiểu của phụ tải từ đó không đưa ra biện pháp giảm tổn thất

- Đối với phương pháp điện trở đẳng trị:

Phương pháp tuy có đơn giản, dễ tính toán nhưng nếu sử dụng phương pháp này để tính cho lưới phức tạp thì lại gặp khó khăn trong xác định điện trở đẳng trị

do phụ thuộc vào dòng điện thực tế chạy trong các nhánh dây

- Đối với phương pháp xác định hao tổn điện năng theo đặc tính xác suất của

phụ tải:

Ta đã biết phụ tải điện là đại lượng ngẫu nhiên, chịu tác động của nhiều yếu tố

do đó hao tổn điện năng cũng là đại lượng ngẫu nhiên vì vậy khi tính toán ta có thể

sử dụng phương pháp xác suất thống kê để tính Nhưng trong thực tế để áp dụng phương pháp này ta phải đánh giá xem phụ tải điện có tuân theo quy luật hàm phân phối chuẩn hay không, nếu phụ tải điện không tuân theo quy luật hàm phân phối chuẩn thì sai số của phương pháp sẽ lớn

- Đối với phương pháp xác định hao tổn điện năng theo đường cong tổn thất:

Phương pháp có ưu điểm là đơn giản, độ chính xác cao nếu có đầy đủ các thông tin và các thông số, nó cũng là công cụ rất hiệu quả để giải quyết các bài toán liên quan đến tính kinh tế, kĩ thuật, vận hành hệ thống cung cấp điện do xây dựng được họ đường cong với các giá trị khác nhau Nhưng để lập được đường cong tổn thất phải thu thập nhiều thông tin và thực hiện hàng loạt các tính toán phức tạp, ngoài ra phương pháp này không áp dụng cho mọi lưới điện

- Đối với phương pháp xác định tổn thất điện năng theo dòng điện thực tế:

Phương pháp gặp nhiều khó khăn do dòng điện luôn luôn biến đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố do đó việc xác định tổn thất điện năng theo phương pháp này là rất phức tạp

- Đối với phương pháp xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải:

Phương pháp này tuy có đơn giản nhưng để xác định được tổn thất điện năng theo phương pháp này ta phải giả thiết trong khoảng thời gian Δt ta coi giá trị dòng điện hay công suất là không đổi và coi điện áp bằng điện áp định mức, do đó kết

quả tính toán có sai số lớn Tuy nhiên nếu có đường cong biểu diễn cường độ dòng điện ta cũng có thể lấy tích phân hàm biểu diễn và kết quả tính được chính xác

- Đối với phương pháp xác định TTĐN điện năng theo phương pháp thời gian

hao tổn công suất lớn nhất (τ):

Phương pháp này có ưu điểm là có thể xác định các thông số tính toán một cách dễ dàng và khối lượng đo đếm không lớn, đặc biệt tính theo phương pháp này còn xác định được tình trạng làm việc của các phần tử Tuy nhiên, khi không có đồ thị phụ tải thì thời gian tổn thất công suất lớn nhất phải xác định thông qua Tmaxbằng các công thức thực nghiệm.Vì vậy, kết quả tính được có sai số lớn

- Đối với phương pháp xác định tổn thất điện năng theo hệ số tổn thất:

Đây là phương pháp xác định tổn thất thường được sử dụng ở các nước Tây âu trong điều kiện lưới điện tương đối đồng đều Ưu điểm của phương pháp là dễ tính toán tuy nhiên việc xác định hệ số tổn thất thường theo các công thức thực nghiệm của nước ngoài khi áp dụng thực tế tại lưới điện Việt Nam có thể gây sai số lớn

ta thấy rằng “Tính tổn thất điện năng theo phương pháp đồ thị phụ tải điển hình

của nguồn” là phương pháp phù hợp nhất Phương pháp này sẽ được trình bày

trong chương sau của luận văn

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ

TỈNH NAM ĐỊNH

Trong Chương II luận văn đã trình bày tóm tắt các phương pháp xác định

tổn thất điện năng cũng như các đánh giá nhận xét về ưu điểm, nhược điểm của từng phương pháp tính toán Để tính toán tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế của Tỉnh Nam Định trong phần này luận văn trình bày “Quy trình tính toán tổn thất điện năng trên lưới hạ thế theo phương pháp đồ thị phụ tải ngày điển hình của nguồn”

3.1 Quy trình tính toán TTĐN trên lưới hạ thế theo phương pháp đồ thị phụ tải ngày điển hình của nguồn

Hình 3.1 Mô hình lưới điện hạ thế

Bước 1 Thu thập các số liệu ban đầu của nguồn và tải

US(t), ISA(t), ISB(t), ISC(t): Các trị số điện áp và dòng điện của nguồn tại các thời điểm (t) theo mỗi giờ trong ngày

AS, ALi: Sản lượng điện nhận đầu nguồn và điện năng tiêu thụ tại các nút phụ tải Cosυtb: Giá trị Cosυ trung bình của nguồn

Công suất tác dụng của nguồn tại thời điểm (t) tính theo công thức

Hình 3.2 Đồ thị phụ tải ngày điển hình của nguồn

Bước 2 Tính công suất lớn nhất của các nút tải

Do ta coi đồ thị phụ tải của nguồn và tải là giống nhau nên

S max S max L max

AS: Điện nhận của nguồn trong một tháng (kWh)

PS max: Công suất lớn nhất trên đồ thị phụ tải điển hình của nguồn (kW)

ALi: là điện năng tiêu thụ tại nút tải (i) trong một tháng (kWh)

Bước 3 Phân bổ công suất tại các nút tải

Ứng với mỗi khoảng thời gian ∆tk công suất tác dụng của nút tải thứ i được tính:

Bước 4 Tính toán trào lưu công suất trên lưới

Sử dụng chương trình PSS/ADEPT tính trào lưu công suất trên lưới điện để tìm tổn thất công suất ∆Pk Đây là quá trình tính lặp cho đến khi sai số công suất nguồn PS thỏa mãn sai số cho phép

Bước 5 Tính tổn thất điện năng TBA

Lặp lại việc tính toán tổn thất công suất cho các khoảng thời gian ∆tk còn lại để tính tổn thất công suất tương ứng

TTĐN trong khoảng thời gian ∆tk là: ∆Ak = ∆Pk*∆tk (kWh) (với ∆tk=1h)

Tổn thất điện năng ngày điển hình:

24

k=1

Thực hiện việc thu thập số liệu và tính toán như trên đối với 02 ngày điển hình

trong năm (01 ngày mùa hè và 01 ngày mùa đông)

Trong một năm, ta lấy thời gian mùa hè là 185 ngày và mùa đông là 180 ngày Ta có:

∆Anăm = 185*∆Angày hè + 180*∆Angày đông (kWh) (3.8)

Tỷ lệ tổn thất điện năng theo %

năm năm

3.2 Tính trào lưu công suất trên lưới hạ áp theo phương pháp lặp

3.2.1 Sơ đồ khối để tính toán tổn thất công suất theo phương pháp lặp

Hình 3.3 Sơ đồ khối tính toán tổn thất công suất

Bắt đầu: PS k, PS max, Cosυtb

ε < 0,1%