Nghiên cứu và đánh giá tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế điện lực thanh chương công ty điện lực nghệ an

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 vì vậy luận văn lựa chọn đề tài là: “ Nghiên cứu và đánh g

-

Lê Thanh Mai

NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ ĐIỆN LỰC THANH CHƯƠNG

CÔNG TY ĐIỆN LỰC NGHỆ AN

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS BẠCH QUỐC KHÁNH

Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của bản thân Các nghiên 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

Lê Thanh Mai

Lêi c¶m ¬n

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 truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong những năm học Cao học vừa qua

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

Hệ thống Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho êm trong suốt quá trình thực hiện đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập

M ỤC LỤC

Lời cảm ơn

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Nội dung luận văn 1

Mở đầu 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn 2

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Nội dung chính của luận văn 3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ ĐIỆN LỰC THANH CHƯƠNG 4

1.1 Tổng Quan về Điện Lực Huyện Thanh Chương 4

1.1.1.Vị trí địa lý 4

1.1.2.Về tổ chức nhân sự: 4

1.1.3.Về mô hình quản lý: 4

1.1.4.Về kết cấu lưới điện 6

1.1.5 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 2011-2013 6

1.2 Hiện trạng lưới điện hạ thế Điện Lực Thanh Chương 7

1.2.1.Đánh giá hiện trạng lưới điện: 7

1.2.2 Tổn thất điện năng trên lưới điện của Điện Lực Thanh Chương 8

1.3 Kết luận 12

CHƯƠNG II : CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 13

2.1 Khái niệm chung về tổn thất điện năng 13

2.1.1 Các định nghĩa 13

2.1.2 Phân loại tổn thất 14

2.1.3 Vấn đề xác định tổn thất điện năng 14

2.2 Các phương pháp xác định tổn thất điện năng 15

2.2.1 Xác định tổn thất điện năng theo các chỉ số công tơ 15

2.2.2 Xác định tổn thất điện năng bằng đông hồ đo đếm tổn thất 16

2.2.3 Xác định tổn thất điện năng theo phương pháp điện trở đẳng trị 17

2.2.4 Xác định tổn thất điện năng theo các đặc tính xác suất của phụ tải 18

2.2.5 Phương pháp xác định tổn thất điện năng theo đường cong tổn thất 21

2.2.6 Xác định tổn thất điện năng theo cường độ dòng điện thực tế 22

2.2.7 Xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải 23

2.2.8 Xác định tổn thất điện năng theo thời gian thất công suất lớn nhất 24

2.2.9 Xác định tổn thất điện năng theo dòng điện trung bình bình phương 27

2.2.10 Xác định tổn thất điện năng theo hệ số tổn thất 28

2.3 Nhận xét đánh giá chung về các phương pháp xác định TTĐN 30

2.4 Kết luận 31

CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ ĐIỆN LỰC THANH CHƯƠNG 33

3.1 Quy trình tính toán TTĐN trên lưới hạ thế theo phương pháp đồ thị phụ 33

tải điển hình của nguồn 33

3.2 Tính trào lưu công suất trên lưới hạ áp dựa trên số liệu thực tế theo phương pháp lặp 35

3.2.1.Sơ đồ khối để tính toán tổn thất công suất theo phương pháp lặp 36

3.2.2 Áp dụng để tính toán tổn thất cho TBA số 1 Thị trấn Thanh Chương 38

3.3 Quy trình đánh giá TTĐN cho lưới điện hạ thế Điện Lực Thanh Chương 47

3.3.1 Yêu cầu số liệu ban đầu 47

3.3.2 Phân loại lưới điện: 48

3.3.3 Lựa chọn lưới mẫu 52

3.3.4 Xây dựng đồ thị phụ tải của lưới mẫu và tính TTĐN 53

3.3.5 Tổng hợp kết quả tính toán và đánh giá TTĐN 54

3.3.6.Nhận xét, đánh giá kết quả tính toán 56

3.4 Sử dụng chương trình PSS/ADEPT để tính toán tổn thất điện năng 57

3.4.1 Giới thiệu chương trình PSS/ADEPT 57

3.4.2 Sơ đồ áp dụng và triển khai 58

3.5 Kết luận 64

4.1 Các biện pháp về mặt kỹ thuật 66

4.1.1.Giải pháp về đầu tư cải tạo lưới điện 66

4.1.2 Giải pháp về bù công suất phản kháng 66

4.1.3 Giải pháp về vận hành lưới điện 67

4.2 Các biện pháp quản lý kinh doanh 69

4.3 Kết luận 71

Kết luận 72

Kiến Nghị 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

PHỤ LỤC

Danh môc h×nh vÏ

Hình 1.1 mô hình tổ chức của Điện Lực Thanh Chương 5

Hình 3.1 Mô hình lưới điện hạ thế 33

Hình 3.2: Đồ thị phụ tải nguồn điển hình 34

Hình 3.3 Sơ đồ khối tính toán tổn thất công suất 36

Hình 3.4 Biểu đồ phụ tải ngày đêm điển hình mùa hè TBA số 1 Thị Trấn 41

Hình 3.5 Biểu đồ phụ tải ngày đêm điển hình mùa đông TBA số 1 Thị Trấn 42

Hình: 3.6 Hộp thoại Program Setttings 59

Hình 3.7: Hộp thoại Network properties 60

Hình3.8: Thiết lập thông số nguồn 60

Hình 3.9: Thiết lập thông số tải 61

Hình 3.10 nhập thông số tải từ bảng tính exel 61

Hình 3.11: Thiết lập thông số dây dẫn 62

Hình 3.12: Thiết lập thông số nút 62

Hình 3.13: Chạy bài toán phân tích Loadflow 63

Hình 3.14 : Hiện thị các kết quả report sau khi phân tích 64

Hình3.15 : Cửa sổ report preview 64

Hình 4.1: Đồ thị phụ tải TBA số 1 Thị trấn sau khi san phẳng 68

DANH MôC b¶ng biÓu

Bảng 1.1 Thông số đường dây trung áp Điện Lực Thanh Chương 6

Bảng 1.2 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 2011-2013 7

Bảng 1.3 Kết quả thực hiện tổn thất điện năng từ năm 2011-3013 8

Bảng 1.4 Kết quả thực hiện tổn thất điện năng từ các TBA công cộng năm2013 9

Bảng 3.1: Bảng tổng hợp thông số đường dây TBA số 1 Thị Trấn 39

Bảng 3.2: Bảng điện năng tiêu thụ tại một nút trong một tháng mùa hè 40

Bảng 3.3: Bảng điện năng tiêu thụ tại một nút mùa đông 40

Bảng 3.4 Bảng phân bổ công suất tác dụng theo từng nút tải cho giờ thứ nhất 43

Bảng3.5 Bảng phân bổ công suất phản kháng theo từng nút tải cho giờ thứ nhất 43

Bảng 3.6 Bảng phân bố công suất tác dụng sau hiệu chỉnh cho các nút phụ tải 45

Bảng 3.7 Bảng phân bố công suất phản kháng sau hiệu chỉnh cho các nút phụ tải 45 Bảng 3.8 Bảng tổng hợp kết quả tính tổn thất công suất 46

Bảng 3.9 Bảng phân loại lưới điện 49

Bảng 3.10 Bảng lựa chọn lưới mẫu 53

Bảng 3.11 Bảng tổng hợp kết quả tính toán TTĐN cho lưới mẫu 54

Bảng 3.12 Bảng kết quả tính toán TTĐN cho từng nhóm 55

DANH M ỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Néi dung luËn v¨n

më ®Çu

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 nhảy vọt cả về quy mô công suất và phạm vi lưới cung cấp 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 cao 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 trong những năm qua Điện Lực Thanh Chương

đã tổ chức tiếp nhận được 30 Xã của Huyện Thanh Chương với hơn 40 ngàn hộ dân

và 120 TBA Thực trạng lưới điện sau khi tiếp nhận đã xuống cấp nghiêm trọng các

hệ thống dây dẫn, xà, sứ cơ bản không đảm bảo tiêu chuẩn vận hành, chiều dài đường dây lớn bán kính cấp điện xa, hệ thống đo đếm không đảm bảo tiêu chuẩn dẫn đến tổn thất trên lưới hạ thế là rất lớn ảnh hưởng không nhỏ đến kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh của đơn vị

Thực tế chỉ ra rằng tổn thất điện năng trên lưới hạ thế Điện Lực Thanh Chương chiếm tỷ lệ rất lớn trong thành phần tổn thất chung của toàn Điện Lực 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 ngành điện nói chung và Điện Lực Thanh Chương 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 lí 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 của Điện lực Thanh Chương nói riêng của Công ty Điện Lực Nghệ An nói chung

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 Tổn thất điện năng kỹ thuật phụ thuộc rất nhiều vào số liệu thống kê có được cũng như phương thức 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 vì vậy luận văn lựa chọn đề tài là:

“ Nghiên cứu và đánh giá tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế Điện lực Thanh Chương – Công ty Điện Lực Nghệ An”

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn

Mục đích của luận văn là tìm hiểu thông tin tổn thất điện năng trên lưới hạ thế Điện Lực Thanh Chương

Tìm hiểu, phân tích đánh giá các phương pháp và quy trình tính toán tổn thất điện năng kỹ thuật hiện có

Phân tích các phương pháp tính toán tổn thất điện năng kỹ thuật trong lưới điện, so sánh và đánh giá ưu nhược điểm của các phương pháp,lựa chọn phương pháp phù hợp với lưới điện hạ áp Điện Lực Thanh Chương Tính toán tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế của Điện Lực Thanh Chương từ đó đưa ra các nhận xét đánh giá và phương pháp giảm tổn thất

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn

Tìm hiểu phương pháp xác định tổn thất điện năng đã có Đưa ra quy trình tính toán và đánh giá TTĐN trên lưới điện hạ thế và áp dụng để tính toán cho lưới điện

hạ thế Điện Lực Thanh Chương Kết quả tính toán của phương pháp được so sánh

với thực tế để đánh giá sai số

Đối tượng nghiên cứu và tính toán cụ thể là lưới điện hạ thế của Điện Lực Thanh Chương- Công ty Điện Lực Nghệ An

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Luận văn thực hiện quy trình tính toán và đánh giá TTĐN nhằm đưa ra kết quả tính toán TTĐN Kết quả được sử dụng để so sánh với TTĐN thực tế thực hiện của Điện Lực Thanh Chương, qua đó nhằm đưa ra một số giải pháp làm giảm tổn thất điện năng Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng rộng rãi trong Công ty Điện Lực Nghệ An

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 Điện Lực Thanh Chương 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 làm 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 Điện Lực Thanh Chương Luận văn được thực hiện thành các phần như sau:

Phần mở đầu

Chương 1: Tổng quan về lưới điện hạ thế Điện lực Thanh Chương

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

Chương 3: Tính toán tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế Điện Lực Thanh

Chương

Chương 4: Các biện pháp giảm tổn thất điện năng

Ch-¬ngi tæng quan vÒ l-íi ®iÖn h¹ thÕ ®iÖn lùc thanh ch-¬ng

1.1 Tổng Quan về Điện Lực Huyện Thanh Chương

Điện lực Thanh Chương là một đơn vị trực thuộc Công ty Điện lực Nghệ An Được thành lập theo QĐ số: 86 QĐ/EVN-ĐL1-P3 Ngày 11 tháng 1 năm 2002 với tên gọi là Chi nhánh điện Thanh Chương Từ tháng 6 năm 2010 được đổi tên thành Điện Lực Thanh Chương trực thuộc Công ty Điện Lực Nghệ An

Điện lực Thanh Chương là một trong 20 Điện Lực Huyện của Công Ty Điện Lực Nghệ An, quản lý mạng lưới điện phân phối đến 35kV và kinh doanh điện năng trên địa bàn Huyện Thanh Chương Nghệ An

1.1.1.Vị trí địa lý

Phía Đông giáp Huyện Nam Đàn Nghệ An

Phía Tây Giáp Lào và Huyện Hương Sơn Hà Tĩnh

Phía Nam Giáp Huyện Nam Đàn Nghệ An và Huyện Hương Sơn Hà Tĩnh Phía Bắc Huyện Đô Lương Nghệ An

Diện tích tự nhiên là 873 ngàn km2 ;

1.1.2.Về tổ chức nhân sự:

Tổng số CBCNV Điện lực Thanh Chương tính đến 31/12/2013 là 48 người, Bao gồm: 28 công nhân trực tiếp, 17 nhân viên gián tiếp, 3 cán bộ quản lý Về trình độ có 5 kỹ sư điện, 5 đại học các ngành, 38 trung cấp

1.1.3.Về mô hình quản lý:

Thực hiện theo QĐ 1088 QĐ/EVN-NPC ngày 31 tháng 5 năm 2013 của Tổng Công ty Điện Lực Miền Bắc Điện Lực Thanh Chương quản lý theo mô hình sau:

Hình 1.1 mô hình tổ chức của Điện Lực Thanh Chương

1.1.4.Về kết cấu lưới điện

a Lưới điện Trung thế

Hiện nay, Điện lực Thanh Chương đang vận hành 4 Đường dây trung thế có điện áp từ 10 đến 35 Kv được cấp nguồn từ trạm biến áp 110 KV Thanh Chương ký hiệu E15.11 Thông số đường dây được cho trong bảng sau:

Bảng 1.1 Thông số đường dây trung áp Điện Lực Thanh Chương

tt Tên đường dây Công suất đặt

(MW)

P max

(MW)

Chiều dài (Km)

Xã trong đó Điện Lực Thanh Chương đã Tiếp nhận được 30/40 Xã để đầu tư cải tạo bán điện đến tận hộ

Tổng số chiều dài đường dây hạ áp: 894 km

Trong đó:

- Đường trục 3 pha 4 dây: 355 km

- Đường trục 2 pha 3 dây: 77 km

- Đường nhánh 1 pha 2 dây: 462 km

1.1.5 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 2011-2013

Khó khăn lớn nhất của Điện Lực Thanh Chương là địa bàn quản lý tương đối rộng, với tổng diện tích toàn Huyện là 873 ngàn km2, Lưới điện cơ bản đã được đầu

tư từ rất lâu trong đó lưới điện hạ thế mới tiếp nhận về đã xuống cấp nghiêm trọng

Về điện thương phẩm, tỉ lệ khách sinh hoạt tư gia chiếm trên 70% nên công tác quản lý kinh doanh gặp nhiều khó khăn tổn thất điện năng tăng cao

Về thuận lợi là trong nhiều năm qua Điện lực Thanh Chương đã được Công ty Điện Lực Ngệ An tập trung các nguồn vốn vay thương mại, khấu hao cơ bản, để cải tạo, nâng cấp phát triển lưới điện nên việc cung cấp điện ngày càng an toàn và ổn định hơn

Nhận thức được khó khăn thuận lợi và với quyết tâm hoàn thành các mục tiêu

đã đề ra trong những năm qua, Điện Lực Thanh Chương đã hoàn thành các chỉ tiêu

kế hoạch như sau :

Bảng 1.2 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 2011-2013

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

1.2 Hiện trạng lưới điện hạ thế Điện Lực Thanh Chương

Lưới hạ thế của Điện Lực chủ yếu là lưới điện nhận bàn giao lại từ các địa

phương theo chương trình “ Tiếp nhận lưới điện hạ áp nông thôn” Hiện trạng lưới

điện sau khi bàn giao đã xuống cấp nghiêm trọng một số tuyến đường dây không đảm bảo vận hành Nguyên nhân chính là do lưới điện đã được xây dựng từ rất lâu, trong suốt quá trình vận hành không được nâng cấp cải tạo Hệ thống đo đếm điện năng đã lâu ngày không được kiểm định và thay thế Công tơ chủ yếu được treo trên cột không có hộp bao che

1.2.1.Đánh giá hiện trạng lưới điện:

a Về dây dẫn:

Dây dẫn chủ yếu là dây dẫn trần và dây dẫn nhiều chủng loại Trong đó trục chính thường được sử dụng dây A50 các nhánh rẽ thường là nhánh rẽ một pha hoặc

hai pha ba dây sử dụng dây dẫn A16-35 Nhiều nhánh rẽ sử dụng dây lưỡng kim hoặc dây lõi thép

b Về cách điện:

Cách điện chủ yếu sử dụng sứ A20, nhiều tuyến nhánh rẽ còn sử dụng sứ đường dây thông tin Qua quá trình vận hành rất nhiều sưd bị rạn nứt, vỡ nhưng chưa được thay thế

sử dụng cột tre, cột gỗ

e.Hệ thống đo đếm:

Hệ thống đo đếm chủ yếu sử dụng công tơ 1 pha 5*(20) do Việt Nam sản xuất

đã lâu ngày không được kiểm định và thay thế Công tơ chủ yếu được treo trên cột không có hộp bao che

1.2.2 Tổn thất điện năng trên lưới điện của Điện Lực Thanh Chương

a Kết quả thực hiện tổn thất điện năng từ năm 2011-2013

Bảng 1.3 Kết quả thực hiện tổn thất điện năng từ năm 2011-3013

TT Thời gian 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

1 Năm 2011 15.80% 5,8% 14.46% 10.00%

2 Năm2012 14.60% 6.42% 13.21% 8,18%

3 Năm 2013 14.10% 6,6% 12.11% 7.50%

Bảng 1.4 Kết quả thực hiện tổn thất điện năng từ các TBA công cộng năm2013

Công Suất (kVA)

Điện nhận đầu trạm (kWh)

Điện thương phẩm (kWh)

Điện năng Tổn thất (%)

11 TBA 1 Thanh Liên 1 250 433357 376646 13.09

12 TBA 1 Thanh Liên 2 180 378733 333399 11.97

13 TBA 2 Thanh Liên 1 250 225067 199402 11.40

14 TBA 2 Thanh Liên 2 180 294820 250102 15.17

15 TBA 3 Thanh Liên 1 250 197880 166880 15.67

16 TBA 3 Thanh Liên 2 180 200600 178819 10.86

45 TBA Lâm thành thanh 180 338663 297828 12.06

78 TBA 1 Thanh Khê 250 492086 436404 11.32

88 Trạm biến áp Yên Sơn 180 410840 360731 12.20

Sự không đồng bộ trong quy hoạch thiết kế và xây dựng dẫn đến nguyên nhân tổn thất sau tiếp nhận tăng cao ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả sản xuất kinh doanh của Điện lực Thanh Chương

Nguyên nhân tổn thất

Nguyên nhân tổn thất kỹ thuật:

- Tiết diện dây dẫn nhỏ, dây dẫn không đảm bảo tiêu chuẩn vận hành

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

- Hành lang lưới điện không đảm bảo,

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

- Điện áp vận hành không đảm bảo định mức

Nguyên nhân tổn thương mại:

- Hệ thống đo đếm không đảm bảo tiêu chuẩn

- Quản lý yếu kém dẫn đến tình trạng lấy cắp điện, sử dụng điện không qua hệ thống đo đếm

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 về tổn thất kỹ thuật qua đó để phân định rạch ròi tổn thất với tổn thất thương mại Đây chính là mục đích mà luận văn hướng tới

Ch-ơng ii các ph-ơng pháp xác định tổn thất điện năng

2.1 Khỏi niệm chung về tổn thất điện năng

2.1.1 Cỏc định nghĩa

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

Trong thị trường điện, TTĐN trờn một lưới điện là sự chờnh lệch giữa điện năng đi vào một lưới điện ( bao gồm từ nguồn điện và cỏc lưới điện lõn cận) và lượng điện năng đi ra khỏi lưới điện ( bao gồm cấp cho cỏc phụ tải của lưới điện đú hoặc đi sang cỏc khu vực của lưới điện lõn cận) trong một khoảng thời gian nhất định Khoảng thời gian xỏc định TTĐN thường là một ngày, một thỏng hoặc một năm tựy thuộc mục đớch hoặc cụng cụ xỏc định tổn thất điện năng

Nếu phụ tải của đường dõy khụng thay đổi và xỏc định được tổn thất cụng suất tỏc dụng trờn đường dõy là ∆P thỡ khi đú tổn thất điện năng trong thời gian t sẽ là: ∆A = ∆P.t (2.1)

Nhưng trong thực tế phụ tải của đường dõy luụn luụn biến thiờn theo thời gian nờn tớnh toỏn như trờn khụng chớnh xỏc Khi đú ta phải biểu diễn gần đỳng đường cong i(t), và s(t) dưới dạng bậc thang hoỏ để tớnh toỏn tổn thất năng lượng với điện

ỏp định mức

Từ biểu thức dΔA = 3i2

.R.dt, ta cú:

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

2 i 2 H



Tuy nhiờn, trong tớnh toỏn thường khụng biết đồ thị P(t), Q(t) Để tớnh TTĐN

ta phải dựng phương phỏp gần đỳng dựa theo một số khỏi niệm quy ước như thời gian sử dụng cụng suất lớn nhất (Tmax), thời gian tổn thất cụng 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:

- Tổn thất điện năng 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

- Tổn thất 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 lương 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 chủ yếu 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

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 tải còn thiếu thiết bị đo hoặc thiết bị đo không phù không phù hợp với phụ tải

- 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 đông hồ đo đếm tổn thất

Trong cung cấp mạng điện 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 110/220 kV 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 dầu 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:

∆A = 3.ki2.R.N.10-3 (KWh) (2.4)

Trong đó: ki :tỷ số máy biến dòng

R: là điện trở tương đương của mạng điện

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

Nội dung phương pháp:

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

t R I k

 (2.5) Trong đó: kf – là hệ số hình dạng, xác định theo chỉ số của công tơ ghi m lần trong số thời gian khảo sát t

r

ri f

A

A m k

2

 (2.6)

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

Itb – dòng điện trung bình



cos

3U t

A

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

kR

.kr1

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

i mti

P

P

Pi - phụ tải của nhánh dây thứ i

Pmax – phụ tải nhánh dây nặng nhất

n – là số nhánh dây

* Ưu nhược điểm

Xác 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

2

AI

 (2.12)

Ar, Ax - Điện năng tác dụng và phản kháng, xác định theo chỉ số của công tơ đầu nguồn

Utb - Điện áp trung bình của mạng điện

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

IMI

IM

.kIMI

D

σ   ; (2.13) Thay các giá trị của (2) và (3) vào (1) ta được giá trị tổn thất điện năng tác dụng trên đường dây là

 

dt 2 v 2

r 3M I 1 k R T.10

ΔA    , kWh (2.14) Điện trở đẳng trị của đường dây được xác định theo biểu thức

2 M

3 M dt

3I

10ΔP

R  (2.15)

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

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

∆Ax= ∆Artgυ

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

tb2

2 x2 2

r2 ba

T3U

AAI

 (2.16)

Ar2, Ax2 - điện năng tác dụng và phản kháng ở cuối mạng đẳng trị

Ar2 = Ar - ∆Ar

Ax2= Ax - ∆Ax

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 ápđịnh 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

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

ΔA (KWh) (2.19)

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

∆A∑ = ∆Ar + ∆Acu + ∆AFe (2.20)

* 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

- Phương phỏp trờn chỉ đạt độ chớnh xỏc cao khi sự phõn bố xỏc suất của phụ tải điện tuõn theo quy luật hàm phõn phối chuẩn, vỡ vậy muốn sử dụng phương phỏp này ta phải tiến hành đỏnh giỏ xem phụ tải điện trong mạng tớnh toỏn cú tuõn theo quy luật hàm phõn phối chuẩn hay khụng

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

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

* Ưu điểm: Khi đó xõy dựng được đường cong tổn thất thỡ việc xỏc định tổn

thất điện năng dễ dàng và nhanh chúng

Từ đường cong tổn thất và biểu đồ phụ tải cho ta xác định được ΔPmax, ΔPmin

và τ

Là công cụ rất hiệu quả để giải quyết các bài toán khác nhau liên quan đến tính kinh tế, kỹ thuật, vận hành cung cấp điện do xây dựng được họ đường cong với các giá trị khác nhau

*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

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.10I

3R



 (2.21)

∆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, 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

2 t

0

2 t t

0

2

tU

tQdttU

tPRdtSRdtI3R

n

i

i t H

t Q P U

R t S U

1

2 2 2

1

2

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 thất công suất lớn nhất

a Phương pháp xác định theo τ

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.10-3τ = ΔPmax.τ (2.24) Trong đó: Imax – Dòng điện lớn nhất chạy trong mạng,

τ – Là thời 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 v.v … 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

max

T

0 2

Δt.II

1I

dt.IP

dt.tP

τ       (h) (2.25)

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

max max

P

P12PT

1

TTT

Phương pháp này ta coi đồ thị phụ tải của công suất tác dụng và công suất phản kháng đồng thời lớn nhất, giả thiết này dẫn đến sai số lớn trong tính toán Ngoài ra phương pháp này không được sử dụng để tính toán khi điện trở của đường dây thay đổi ví dụ như dây thép

* 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

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:

ΔA = ΔPp.τp + ΔPq.τq (2.29)

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 2 τ

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 Anđ có thể viết theo công thức:

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

Suy ra:

min max

min nd

max

PP

24PA

1

2 min

2 min

1

2 max

2 max

t

i i

t

i i

t P P

t P P

P

t P

1

2

max min

2

1 maxmax

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

Trên đồ thị biểu diễn bình phương dòng điện phụ tải với thời gian, ta dựng một hình chữ nhật có đáy là 8760h 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:

.87603RI

dti3R

tbbp 8760

8760

τI8760

dti

2 max 8760

0 2

8760

0 2

tbbp



 (2.33) Với đồ thị phụ tải cho bằng công suất thì tổn thất điện năng xác định theo biểu thức:

RTU

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

tt

.tI

.tI.tII

* Ưu điểm

Phương pháp cho kết quả chính xác nếu biết đồ thị phụ tải tại tất cả các điểm tải

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

Một cách khác để đánh giá TTĐN là dựa vào hệ số tổn hao[3].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 TTDN 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:

Đối với đường dây có một phụ tải:

LSF = = (2.40)

Trong đó:

Dòng điện trung bình bình phương

- Quan hệ giữa LF và LSF được xây dựng dưới dạng các hàm thực nghiệm dựa trên tính toán thực nghiệm cho các lưới điện và phụ tải khác nhau

Nhìn chung ta có: LF2< LSF < LF

Một số hàm thực ngiệm thường được sử dụng:

LSF = c.LF + (1-c).LF2 (2.41)

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 rất 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 nhau,…

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 nhât (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

2.4 Kết luận

Theo phân tích về ưu nhược điểm của các phương pháp ở trên Ta thấy rằng các phương pháp trên đều cho ra kết quả gần đúng Nhưng với điều kiện thực tế là: thời gian lấy số liệu hạn chế, thiết bị do đếm đơn giản , việc thu thập thông tin của lưới, tải chỉ dừng lại ở mức độ đơn giản về lưới là các thông tin về chiều dài, tiết