ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC LÂM HÀ, TỈNH LÂM ĐỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu, sách báo, giáo trình,…về vấn đề tính toán xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng, các giải pháp giảm tổn thất điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN VINH TỊNH

Đà Nẵng - Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả tính toán trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào

Tác giả luận văn

Nguyễn Hà Lâm

TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH

ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN LÂM HÀ - TỈNH LÂM ĐỒNG

Học viên: Nguyễn Hà Lâm Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: Khoá: 33 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt - Để đáp ứng đủ nguồn điện cung cấp cho sự phát triển kinh tế - xã hội

nhanh chóng đòi hỏi ngành điện phải có những giải pháp thực hiện đầu tư phát triển nguồn, lưới điện đủ để cung cấp cho phụ tải, cũng như đưa ra giải pháp vận hành tối ưu hệ thống điện, ngoài ra phải đảm bảo về chất lượng và độ tin cậy Tổn thất điện năng đang là mối quan tâm hàng đầu của ngành điện nói chung, Công ty Điện lực Lâm Đồng và Điện lực Lâm Hà nói riêng

Điện lực Lâm Hà được hình thành trên cơ sở là Đơn vị quản lý lưới điện được tách từ Điện lực quản lý khu vực 3 huyện Đức Trọng, Lâm Hà, Đơn Dương Với lưới điện được tiếp nhận từ lưới điện địa phương, được sử dụng qua nhiều năm mà chưa có sự cải tạo, nâng cấp đồng bộ

Tổn thất điện năng tại khu vực huyện Lâm Hà hiện đang là một trong những đơn vị

có tổn thất cao trong Công ty Điện lực Lâm Đồng

PROPOSED SOLUTIONS TO REDUCE LIGHT OF DISTRIBUTION

ELECTRICITY OF LAM HA DISTRICT - LAM DONG PROVINCE

Summary - In order to meet sufficient power supply for rapid socio-economic

development, it is required that the power sector has solutions to invest in development of power sources and grids to supply for the load As such, it offers the optimum solution for the operation of the power system, in addition to its quality and reliability Power losses are a major concern of the power sector in general, Lam Dong Power Company and Lam

Ha Power in particular

Lam Ha Electricity was formed on the basis of the grid management unit which was separated from the Electricity of the three districts Duc Trong, Lam Ha and Don Duong With grid received from the local grid, used over many years without renovation, upgraded synchronously

Power loss in Lam Ha district is currently one of the high loss units in Lam Dong Power Company

MỤC LỤC

TRANG BIA

LỜI CAM ĐOAN

TRANG TOM TẮT TIẾNG ANH

MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VA KÝ HIỆU

DANH MỤC CAC HINH

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu: 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Bố cục của luận văn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ TỔN THẤT

ĐIỆN NĂNG 3

1.1 Đặc điểm của lưới điện phân phối 3

1.2 Vai trò và ý nghĩa của bài toán xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng 4

1.2.1 Tính toán TTCS và TTĐN trong bài toán thiết kế cung cấp điện 4

1.2.2 Tính toán TTCS và TTĐN trong quản lý vận hành HTĐ 5

1.2.3 Những lưu ý khi tính toán TTCS và TTĐN 5

1.2.4 Các phương pháp tính toán tổn thất điện năng trong lưới phân phối 7

1.2.5 Các biện pháp giảm tổn thất điện năng 17

1.3 Kết luận chương 1 18

CHƯƠNG 2 HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC LÂM HÀ 20

2.1 Tổng quan về điện lực Lâm Hà 20

2.2 Hiện trạng về lưới điện phân phối và tổn thất điện năng trên lưới phân phối của điện lực Lâm Hà 21

2.2.1 Giới thiệu chung về lưới điện phân phối Điện lực Lâm Hà 21

2.2.2 Phương án cấp điện cho các phụ tải của huyện Lâm Hà 22

2.2.3 Các thông số kỹ thuật lưới điện phân phối huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng 23

2.2.4 Tình trạng bù hiện tại 24

2.2.5 Đặc điểm của lưới điện hạ áp huyện Lâm Hà 25

2.2.6 Chất lượng điện áp 25

2.2.7 Tính chất phụ tải 25

2.2.8 Tình hình thực hiện giảm tổn thất và số liệu tổn thất qua các năm 25

2.2.9 Đánh giá kết quả thực hiện giảm tổn thất điện năng của huyện Lâm Hà, tỉnh

Lâm Đồng trong thời gian vừa qua 26

2.2.10 Các yếu tố tác động đến tỷ lệ giảm tổn thất điện năng của lưới điện huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng 30

2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 31

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH TỔN THẤT 32

BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 32

3.1 Giới thiệu chung về phần mềm PSS/ADEPT 32

3.1.1 Giới thiệu phần mềm tính toán PSS/ADEPT 32

3.1.2 Các thông số ứng dụng của PSS/ADEPT 33

3.1.3 Các công cụ cơ bản của phần mềm PSS/ADEPT 37

3.2 Tính toán tổn thất lưới điện huyện lâm hà, tỉnh Lâm Đồng 39

3.2.1 Tính toán tổn thất chế độ vận hành hiện tại 39

3.2.2 Phụ tải của các xuất tuyến 40

3.3 Kết luận chương 3 42

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN LÂM HÀ - TỈNH LÂM ĐỒNG 43

4.1 Các giải pháp kỹ thuật 43

4.1.1 Giải pháp tính toán và lựa chọn vị trí lắp đặt tụ bù tối ưu 43

4.1.2 Giải pháp tăng cường tiết diện dây dẫn đường trục chính tuyến 471

Lâm Hà 46

4.1.3 Giải pháp kiện toàn công tác tổ chức điều hành 48

4.2 Kết luận chương 4 49

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

PHỤ LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC

PHẢN BIỆN

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

- HTCCĐ: Hệ thống cung cấp điện

- HTĐ: Hệ thống điện

- LPP: Lưới điện phân phối

- MBA: Máy biến áp

- TBA: Trạm biến áp

- TU: Máy biến điện áp đo lường

- TI: Máy biến dòng điện đo lường

-AC : Dây nhôm lõi thép

- ACKP : Dây nhôm lõi thép có bọc mỡ

- CV : Dây đồng bọc

- C: Dây đồng trần

- CT: Công tơ

- EVN: Tập đoàn Điện lực Việt Nam

- EVN SPC: Tổng công ty Điện lực miền Nam

- PCLĐ: Công ty Điện lực Lâm Đồng

- CAPO: Xác định vị trí lắp đặt tụ bù tối ưu

- TOPO: Xác định điểm dừng tối ưu (Tie Open Point Optimization)

- PSS/ADEPT: Power System Simulator/Adavanced Distribution Engineering Productivity Tool

1.3 Biểu đồ TTCS và xác định TTĐN sử dụng

trong đường cong tổn thất 11

1.4 Họ đường cong tổn thất 14 1.5 Đường cong quan hệ giữa P và ΔP 14

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Để đáp ứng đủ nguồn điện cung cấp cho sự phát triển kinh tế - xã hội nhanh chóng đòi hỏi ngành điện phải có những giải pháp thực hiện đầu tư phát triển nguồn, lưới điện đủ để cung cấp cho phụ tải, cũng như đưa ra giải pháp vận hành tối

ưu hệ thống điện, ngoài ra phải đảm bảo về chất lượng và độ tin cậy Tổn thất điện năng đang là mối quan tâm hàng đầu của ngành điện nói chung, Công ty Điện lực Lâm Đồng và Điện lực Lâm Hà nói riêng

Điện lực Lâm Hà được hình thành trên cơ sở là Đơn vị quản lý lưới điện được tách từ Điện lực quản lý khu vực 3 huyện Đức Trọng, Lâm Hà, Đơn Dương Với lưới điện được tiếp nhận từ lưới điện địa phương, được sử dụng qua nhiều năm mà chưa có sự cải tạo, nâng cấp đồng bộ

Tổn thất điện năng tại khu vực huyện Lâm Hà hiện đang là một trong những đơn vị có tổn thất cao trong Công ty Điện lực Lâm Đồng

2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu là tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối Điện lực Lâm Hà

- Phạm vi nghiên cứu: Lưới điện phân phối do Điện lực Lâm Hà - Công ty Điện lực Lâm Đồng quản lý vận hành

4 Phương pháp nghiên cứu

- Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu, sách báo, giáo trình,…về vấn đề tính toán xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng, các giải pháp giảm tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối

- Phương pháp thực nghiệm: Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng xác định được khu vực có máy biến áp non tải hoặc quá tải nhằm hoán chuyển hay gắn mới máy biến áp có công suất phù hợp với phụ tải theo mùa vụ

- Đánh giá lại hiệu quả sau khi thực hiện các giải pháp giảm tổn thất điện năng

5 Bố cục của luận văn

Phần I Mở đầu

Phần II Nội dung chính

Chương 1: Tổng quan về lưới điện phân phối

Chương 2: Hiện trạng lưới điện phân phối Điện lực Lâm Hà

Chương 3: Tính toán xác định tổn thất bằng phần mềm PSS/ADPET Chương 4: Đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối huyện Lâm Hà

Phần III: Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ TỔN THẤT

ĐIỆN NĂNG 1.1 Đặc điểm của lưới điện phân phối

Cấu trúc và phương thức vận hành lưới điện phân phối có ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của HTCCĐ, cụ thể là:

- Chất lượng cung cấp điện ảnh hưởng trực tiếp đến các hộ tiêu thụ

- Tổn thất điện năng thường lớn gấp 3 đến 4 lần so với tổn thất điện năng ở lưới truyền tải

Khi thiết kế lắp đặt lưới điện phân phối đảm bảo các chỉ tiêu:

- An toàn cho lưới điện và con người; chi phí xây dựng lưới điện là kinh tế nhất

- Đảm bảo ít gây ra mất điện nhất, bằng các biện pháp cụ thể như có thể có nhiều nguồn cung cấp, có đường dây dự phòng

- Đảm bảo chất lượng điện năng cao nhất về ổn định tần số và ổn định điện áp

Độ biến thiên điện áp cho phép là ± 5%Uđm Đảm bảo chi phí duy tu, bảo dưỡng là nhỏ nhất

Cấu trúc lưới phân phối thường đa dạng, phức tạp Số lượng nút, nhánh rất lớn

do đó việc tính toán lưới phân phối gặp nhiều khó khăn Chế độ vận hành bình thường của lưới phân phối là vận hành hở, hình tia hoặc xương cá Để tăng cường

độ tin cậy cung cấp điện có thể sử dụng cấu trúc mạch vòng kín nhưng vận hành hở Các nghiên cứu và thống kê từ thực tế vận hành cho thấy rằng nên vận hành LPP theo dạng hở bởi các lý do:

- Vận hành đơn giản

- Trình tự phục hồi lai kết cấu lưới sau sự cố dễ dàng hơn

Bên cạnh đó, phụ tải của LPP đa dạng và phức tạp, do các phụ tải sinh hoạt, dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp cùng trong 1 hộ tiêu thụ Điều đó dẫn đến khó khăn cho việc tính toán và xây dựng các đồ thị phụ tải đặc trưng

1.2 Vai trò và ý nghĩa của bài toán xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng

1.2.1 Tính toán TTCS và TTĐN trong bài toán thiết kế cung cấp điện

Trong quá trình thiết kế quy hoạch hệ thống điện chúng ta thường sử dụng hàm chi phí tính toán như một tiêu chí chính để lựa chọn phương án hợp lý Hàm chi phí tính toán được viết dưới dạng đơn giản:

Z = (avh +atc).Kđ + A.g = Z1 +Z2 (1 1) Trong đó:

Z1: Thành phần phụ thuộc vào vốn đầu tư xây dựng mạng điện

Z1 = (avh +atc).Kđ (1 2) + Kđ: Vốn đầu tư xây dựng mạng điện

+ avh ,atc: Hệ số vận hành, hệ số hiệu quả vốn đầu tư

Z2: thành phần phụ thuộc vào tổn thất điện năng của mạng

kế đạt được hiệu quả kinh tế - kỹ thuật Muốn vậy phải giữ giá trị tổn thất công suất

trong một giới hạn cho phép Khi so sánh lựa chọn phương án tối ưu chúng ta thường sử dụng các số liệu tính toán ứng với chế độ phụ tải cực đại để lựa chọn tiết diện dây, kiểm tra các điều kiện về mặt kỹ thuật Các hệ số sử dụng trong tính toán

có thể được lấy từ các sổ tay thiết kế hoặc kinh nghiệm nên dẫn đến sai số, tuy vậy điều đó không làm ảnh hưởng đáng kể đến kết quả lựa chọn phương án tối ưu

1.2.2 Tính toán TTCS và TTĐN trong quản lý vận hành HTĐ

Các phần tử của lưới được thiết kế, xây dựng trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kinh tế - kỹ thuật Tuy nhiên trong quá trình vận hành do sự biến động của phụ tải theo thời gian làm cho các thông số lưới thiết kế không còn phù hợp, dẫn đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của lưới có thể không đạt được mong muốn như thiết kế

Từ thực tế đó xuất hiện bài toán vận hành nhằm mục đích hiệu chỉnh lại bài toán thiết kế Sự khác biệt giữa bài toán vận hành và bài toán thiết kế là trên cơ sở cấu trúc lưới điện có sẵn, biết được các giá trị thông số vận hành, tiến hành tính toán kiểm tra lại các thông số chế độ của lưới điện để xác định xem lưới đó có đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và vận hành kinh tế nữa hay không Trên cơ sở tính toán cho phép phân tích tình trạng kỹ thuật của lưới điện, đề xuất các giải pháp kỹ thuật để nâng cao hiệu quả kinh tế Một trong những giải pháp cơ bản là giảm TTCS, TTĐN

Dễ nhận thấy rằng khi TTĐN giảm một tỷ lệ dù rất nhỏ cũng mang lại hiệu quả kinh

tế Muốn đạt được những điều đó cần phải có phương pháp tính toán chính xác TTCS, TTĐN Các thông tin nhận được sẽ là cơ sở phân tích các nguyên nhân gây nên tổn thất từ đó cho phép đề xuất các phương pháp hợp lý, hiệu quả để giảm tổn thất

1.2.3 Những lưu ý khi tính toán TTCS và TTĐN

a Đặc điểm tính toán TTCS và TTĐN

+ Đặc điểm tính toán TTCS, TTĐN trong quá trình thiết kế:

- Không đòi hỏi độ chính xác cao

- Thiếu thông tin khi thực hiện tính toán (chưa có biểu đồ phụ tải, không có phương thức vận hành cụ thể,…)

- Phương pháp tính thường được sử dụng sao cho dễ dàng, nhanh chóng Do

đó có thể áp dụng các phương pháp đơn giản, độ chính xác vừa phải

+ Đặc điểm tính toán TTCS, TTĐN trong quản lý vận hành:

- Yêu cầu độ chính xác cao

- Có đủ thông tin để tính toán như biểu đồ phụ tải, trạng thái các trang thiết bị

bù, đầu phân áp làm việc của máy biến áp…

- Có thời gian nghiên cứu tính toán so sánh với các số liệu thống kê đo lường

Do đó cần áp dụng các phương pháp chính xác, xét được đầy đủ các yếu tố

b Lựa chọn và xây dựng phương pháp tính toán TTCS và TTĐN

Do đặc trưng của phụ tải điện, lưới điện của từng Quốc gia khác nhau nên việc

sử dụng sử phương pháp tính toán TTĐN của từng nước sẽ khác nhau, không thể áp dụng một cách áp đặt phương pháp tính toán của nước này cho nước khác Đối với lưới điện Việt Nam trong quá trình tư vấn thiết kế do thiếu hoặc không đầy đủ số liệu đầu vào như biểu đồ phụ tải, thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax, thời gian TTCS cực đại τ, mật độ dòng điện kinh tế, các quy định về chất lượng điện áp, giá trị giới hạn cho phép về tổn thất… nên thường lấy theo số liệu của nước ngoài dẫn đến sai số ngay từ khâu thiết kế, mặt khác do chưa chủ động được vấn đề tài chính nên khó giải quyết đồng bộ các yêu cầu kỹ thuật Điều đó có thể làm xấu chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khi đưa lưới điện vào vận hành

Trong quá trình quản lý vận hành lưới điện để xác định chính xác các thông số vận hành, các chỉ tiêu kỹ thuật chưa có đầy đủ thông số Các phương tiện đo đếm thiếu hoặc không đồng bộ, các công cụ và phương pháp tính toán để đánh giá TTCS

và TTĐN chưa hợp lý Các đơn vị điện lực quản lý vận hành lưới điện thường sử dụng các chương trình tính toán của nước ngoài mà đa số các chương trình tính đó không phù hợp cho bài toán vận hành Do đó không xác định được chính xác giá trị tổn thất, thường giá trị tổn thất quy định cho từng đơn vị chỉ mang ý nghĩa chỉ tiêu

kế hoạch cho nên không phân tích được chính xác các nguyên nhân dẫn đến tổn thất trong lưới, đây là vấn đề quan tâm hàng đầu trong công tác quản lý vận hành lưới điện

1.2.4 Các phương pháp tính toán tổn thất điện năng trong lưới phân phối

a Tính toán TTĐN trong các bài toán thiết kế

Khi tính toán thiết kế, với yêu cầu độ chính xác không cao, có thể áp dụng nhiều tính gần đúng Trên cơ sở giải thiết đã xác định được TTCS ứng với chế độ phụ tải cực đại ∆Pmax Tổn thất điện năng được tính theo công thức đơn giản sau: Với cách tính này chỉ cần xác định 2 đại lượng ∆Pmax và Trị số ∆Pmax có thể xác định theo các chương trình tính toán đã nêu hoặc theo các cách tính gần đúng Khó khăn chính là xác định Thường trong tính toán của chúng ta hiện nay giá trị của được xác định theo biểu thức sau:

- Công thưc kinh điển:

4 max

Các công thức trên chỉ là gần đúng, lấy theo thực nghiệm và tiệm cận hóa, nhất

là được xác định trên những lưới điển hình, có cấu trúc tiêu chuẩn của nước ngoài Điều này có thể không phù hợp với điều kiện của LPP Việt Nam

b Tính toán TTĐN trong hệ thống cung cấp điện

Về lý thuyết TTĐN trên mỗi nhánh của mạng phân phối được xác định theo công thức sau:

2 0

3 ( )

t

Trong đó:

It là dòng hiệu dụng chạy trong nhánh có điện trở R, biến thiên theo thời gian tương ứng với sự thay đổi của biểu đồ phụ tải Tại mỗi thời điểm dòng It phụ thuộc các thông tin trạng thái các phần tử hệ thống, vào chế độ phụ tải các nút xác định theo hệ phương trình chế độ xác lập Vấn đề được quan tâm là xác định TTĐN tổng theo các thông tin trạng thái thực hệ thống

c Các phương pháp kinh điển

- Phương pháp phân tích đồ thị

Giả sử cho được quy luật biến thiên của dòng điện như hình 1-1 với hệ tọa độ I(t)

Hình 1.1: Đồ thị phụ tải chữ nhật hóa Hình 1.2:Đồ thị phụ tải hình thang hóa

Chia trục hoành (t) thành n đoạn bằng nhau với độ dài ∆t Như vậy việc xác định TTĐN được thay bằng việc tính diện tích các hình chữ nhật (Hình 1.1) hay hình thang (Hình 1 2)

Biểu thức dưới dấu tích phân trong trường hợp thứ nhất sẽ bằng:

Trong đó thứ nguyên của I [A], S[KVA], U[KV]

Về lý thuyết phương pháp tích phân đồ thị đảm bảo độ chính xác cao, tuy nhiên rất khó thực hiện Vấn đề là không thể có đủ thông tin đo cũng như tính toán

ở mỗi thời điểm của dòng điện trên tất cả các nhánh của hệ thống điện

- Phương pháp dòng điện trung bình bình phương

Giả sử rằng dọc theo đường dây hệ thống truyền tải dòng điện Itb không đổi ở trong khoảng thời gian t, s gây nên tổn thất đúng bằng trị số dòng điện biến thiên trong khoảng thời gian đó ứng với đồ thị phụ tải nghĩa là:

Như vậy dòng điện trung bình bình phương sẽ là:

2

0

T t tbbp

I dt I

T

(1.15)

Tích phân ở biểu thức (1.14, 1.15) được tính theo biểu thức (1.11 , 1.12) Nếu

đã biết giá trị dòng điện Itbbp thì TTĐN trên đường dây [KWh] tính theo biểu thức:

3 tbbp .10

Trong đó: - R: Điện trở tác dụng của đường dây [Ω]

- T: Thời gian tính toán [h]

Lưới phân phối thường sử dụng phương pháp này và cho kết quả gần đúng Giá trị Itb có thể tính gần đúng theo công thức kinh nghiệm Dalesxky:

4

tbbp

Hoặc theo dòng điện cực đại và thời gian TTCS cực đại τ:

- Phương pháp thời gian tổn thất

Theo phương pháp này, TTĐN được xác định theo biểu thức:

max 0

T t

Để xác định TTĐN theo công thức (1 19) cần phải xác định τ, τ được xác định nhờ mối quan hệ giữa Tmax và cosφ Quan hệ τ =f (Tmax, cosφ) có nhiều phương pháp xây dựng khác nhau Mỗi đường cong biểu diễn quan hệ đó được xây dựng theo một số điều kiện khác nhau như không tính đến dáng điệu đồ thị phụ tải, hay không xét đến sự biến đổi hệ số công suất Hoặc chúng ta có thể xác định τ bằng các công thức kinh nghiệm (1.5, 1.6, 1.7, 1.8) Tuy nhiên sử dụng trong điều kiện vận hành là không hợp lý, bởi vì giá trị trung bình của sai số khi đánh giá tổn thất theo cách tính này tương đối lớn, sai số nằm trong khoảng (10-25) % Khi đánh giá TTĐN trong điều kiện vận hành chỉ cho phép sai số trung bình không vượt quá 5% Khi tính toán τ cần phải chú ý đến dạng của đồ thị phụ tải tác dụng và phản kháng theo thời gian trong ngày và năm

Ngoài ra còn nhận thấy rằng cơ sở để xác định τ lại là Tmax và cos φ cũng rất bất định Cosφ trong lưới rất không đồng nhất nên chỉ có thể chấp nhận trị số trung bình Còn Tmax = A/Pmax lại càng bị phụ thuộc nhiều vào cách lấy mẫu thống kê Sai số của Pmax khi thiết lập đồ thị phụ tải trong phạm vi khá lớn là điều có thể xảy

ra

d Phương pháp đường cong tổn thất

- Đường cong tổn thất công suất trong lưới cung cấp điện

Hoạt động của hệ thống cung cấp điện ít nhiều mang tính ngẫu nhiên và bất định Tuy nhiên tính quy luật và có điều khiển vẫn là chủ đạo Chẳng hạn đồ thị phụ tải mang tính ngẫu nhiên nhưng hình dáng khá ổn định Vì vậy, một phương thức vận hành tương ứng với một cấu trúc, một phương án điều khiển đã lựa chọn thì các đặc trưng tổn thất cũng có thể coi là xác định, có thể xét đường cong quan hệ:

( )

Trong đó: ∆P∑: Tổng TTCS trong lưới

P∑: Tổng công suất thanh cái của mạng lưới cung cấp điện

Đường cong hình 1.3 có thể xây dựng bằng đo đạc hoặc tính toán Tuy nhiên phép đo thực tế rất phức tạp, bởi đòi hỏi phải xác định đồng thời trị số công suất của tất cả các nút phụ tải và nguồn cung cấp Bằng tính toán, đường cong có thể xây dựng như sau:

Giả thiết biết dạng biểu đồ phụ tải và cosφ của tất cả các nút (hoặc nhóm nút) phụ tải

Hình 1.3: Biểu đồ TTCS và xác định TTĐN sử dụng trong đường cong tổn thất

Coi thanh cái cung cấp là nút cân bằng, tính toán phân bố dòng và xác định TTCS tổng PΣ ứng với mỗi thời điểm của biểu đồ phụ tải (ví dụ theo giờ trong ngày) Kết quả nhận được cho phép xây dựng đoạn đường cong TTCS từ PΣmin đến PΣmax của biểu đồ phụ tải thanh cái Rõ ràng đường cong xây dựng được có tính xác định cao nếu thực tế cosφ và tỷ lệ công suất giữa các nút ít thay đổi Đây là

giả thiết duy nhất và có thể chấp nhận được với phương pháp xây dựng đường cong tổn thất Khi cấu trúc lưới và phương thức vận hành thay đổi, một họ đường cong tương ứng cần được xây dựng

Với một cấu trúc lưới và một phương thức vận hành hoàn toàn xác định (khi

đó s tồn tại một đường cong tổn thất duy nhất) dễ dàng có thể xác định được TTĐN tổng trong ngày thông qua biểu đồ tổng công suất thanh cái

Trên hình 1.3 trình bày quá trình xây dựng biểu đồ TTCS và xác định TTĐN nhờ sử dụng đường cong tổn thất Diện tích của biểu đồ TTCS chính là TTĐN và có thể tính theo phương pháp tích phân đồ thị:

1

n

i i i

Hoặc có thể xác định TTĐN bằng phương pháp tính toán Do TTCS gồm có 2 thành phần là tổn thất tải và tổn thất không tải, tại mỗi thời điểm vận hành ta có biểu thức xác định TTCS:

24 0 0

ti i

điểm quan sát Khi có đường cong vẫn có thể xây dựng được bằng cách thay đổi tỷ

lệ công suất các nút và giữ nguyên cosφ phép tính khá đơn giản, nhưng độ chính xác chỉ đủ cao khi dạng của biểu đồ phụ tải các nút và cosφ ít thay đổi Sự quan sát thống kê lâu năm tại một lưới cung cấp điện có thể cho phép chính xác hóa dần đường cong tổn thất xây dựng cho lưới Cần lưu ý rằng điểm khởi đầu của đường cong tổn thất không đi qua gốc tọa độ, bởi vì ngay cả khi không tải trong lưới điện

đã tồn tại một lượng tổn hao không tải nhất định

- Phương pháp tính toán để xây dựng đường cong tổn thất

Từ những phân tích trên, ta thấy rằng để xây dựng được các đường cong tổn thất phải tiến hành tính toán phân bố công suất cho lưới cung cấp điện với nhiều giá trị khác nhau về công suất của phụ tải Bằng cách cho giá trị công suất của các phụ tải tay đổi từ Pmin cho đến Pmax, giá trị Pmax ở đây là trị số công suất của các phụ tải sau khi đã tính toán với hệ số đồng thời Ứng với mỗi giá trị công suất ta phải tính toán phân bố, xác định trị số tổn thất

Sau khi kết thúc quá trình tính toán, ta s có được các cặp giá trị của Ptc và

∆P∑, với các cặp giá trị này, ta xây dựng đường cong tổn thất cho lưới cung cấp điện Có thể giải tích hóa đường cong bằng các phép xấp xỉ, tiệm cận, trên cơ sở đó xây dựng các công cụ thuận tiện dạng chương trình máy tính để phân tích TTĐN trong quản lý cận hành HTCCĐ

- Ứng dụng của đường cong tổn thất trong thiết kế, vận hành hệ thống cung cấp điện

Phương pháp đường cong tổn thất khắc phục được một phần các nhược điểm của các phương pháp tính TTĐN đã nêu trên, đồng thời cũng chú ý tới tính thuận tiện khi sử dụng Ngoài việc xác định trực tiếp TTĐN, từ đường cong TTCS và biểu

đồ phụ tải điển hình, còn có thể xác định được các đại lượng đặc trưng sau đây:

P

P2

P1

a

- Tỷ lệ TTCS nhỏ nhất tính theo phần trăm: ∆P%min

Hình 1.4: Họ đường cong tổn thất Hình 1.5: Đường cong quan hệ giữa P và ΔP

Có một trị số công suất tổng thanh cái tương ứng với tỷ lệ TTCS của HTCCĐ nhỏ nhất (Pa) như Hình 1.5 Vận hành công suất xung quanh giá trị này tổn thất điện năng sẽ có trị số nhỏ Khi công suất lớn hơn Pa tỉ lệ tổn thất tăng do lưới làm việc quá tải, sụt áp lớn Khi công suất nhỏ hơn Pa tỉ lệ tổn thất cũng tăng do tổn thất không tải lớn Khi thay đổi phương thức vận hành có thể xây dựng một họ đường công tổn thất như Hình 1.4

Xây dựng được các đường cong tổn thất thì có thể có được một công cụ rất hiệu quả để giải các bài toán khác nhau, có liên quan đến tính kinh tế kỹ thuật khi thiết kế, vận hành mạng lưới cung cấp điện Nói chung, đường cong xây dựng được

có dạng như trên Hình 1.4 Tồn tại một tiếp tuyến từ góc tọa độ tới đường cong (tại điểm a Hình 1.5) Hệ số góc của tiếp tuyến thể hiện tỉ lệ tổn thất ít nhất có được đối với lưới cung cấp điện trong phương thức đang vận hành Hiệu quả tối ưu này ứng với một miền hẹp của biểu đồ phụ tải (xung quanh công suất Pa)

Khi phụ tải thấp, tỉ lệ tổn thất tăng do tổn hao không tải, còn khi phụ tải cao, tỉ

lệ tổn thất cũng tăng do tải qua các trạm biến áp tăng và sụt áp quá lớn trên các đường dây Như vậy phân tích biểu đồ phụ tải có thể dễ dàng đánh giá được tổn thất đang ở trạng thái nào Khi đó ứng với mỗi trường hợp cách xử lý giảm tổn thất s khác nhau Trường hợp đầu, tổn thất có thể giảm được bằng cách tối ưu hóa số lượng các máy biến áp làm việc để giảm tổn thất không tải Trường hợp sau, cần

nghĩ đến các khả năng cải thiện cosφ, đặt thêm thiết bị bù, nâng cao khả năng tải của các phần tử mạng điện, tối ưu hóa sơ đồ vận hành mạng điện…

Để đánh giá hiệu quả các biện pháp kỹ thuật, có thể xem xét sự biến dạng của đường cong Hiệu quả của biện pháp kỹ thuật phải được thể hiện là TTĐN ứng với toàn biểu đồ phụ tải thấp nhất (xác định theo phương pháp đã nêu) Khi thay đổi phương thức vận hành (phân loại lưới, chuyển đổi đầu phân áp các trạm, đóng cắt dung lượng bù…) có thể xây dựng được một họ các đường cong tổn thất (Hình 1-4)

Sử dụng họ đường cong có thể xác định được thời điểm và phương án chuyển đổi phương thức vận hành hợp lý nhất (về phương diện giảm tổn thất) Chẳng hạn, chuyển đổi phương thức vận hành theo các điểm phân bố công suất P1, P2, trên Hình 1-4 có thể đảm bảo được TTCS luôn đi theo đường bao phía dưới của họ đường cong Khi đó TTĐN tổng sẽ là nhỏ nhất

Đường cong còn đặc biệt tiện lợi khi đánh giá hiệu quả các phương tiện bù Bởi vì các đường cong TTCS khi có và không có bù cho phép xác định độ giảm TTĐN tổng hàng năm, một chỉ tiêu chủ yếu so sánh hiệu quả kinh tế

Phần mềm PSS/ADEPT được phát triển dành cho các kỹ sư ngành điện Nó được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối PSS/ADEPT cũng cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn

Các chức năng của phần mềm PSS/ADEPT bao gồm:

- Tính phân bố công suất (Load Flow - module có sẵn) phân tích và tính toán điện áp, dòng điện, công suất trên từng nhánh và từng phụ tải cụ thể

- Tính ngắn mạch (All Fault- module có sẵn): tính toán ngắn mạch tại tất cả các nút trên lưới, bao gồm các loại ngắn mạch như ngắn mạch 1 pha, 2 pha và 3 pha

- Tính toán TOPO (Tie Open Point Optimization), phân tích điểm dừng tối ưu: tìm ra những điểm có tổn hao công suất nhỏ nhất trên lưới và đó chính là điểm dừng lưới trong mạng vòng 3 pha

- Tính toán CAPO (Optimal Capacitor Placement), đặt tụ bù tối ưu: tìm ra những điểm tối ưu để đặt các tụ bù cố định và tụ bù ứng động sao cho tổn thất công suất trên lưới là nhỏ nhất

- Tính toán các thông số của đường dây (Line Properties Culculator): tính toán các thông số của đường dây truyền tải

- Tính toán phối hợp và bảo vệ ( Protection and Coordination)

- Tính toán phân tích sóng hài (Hamornics): phân tích các thông số và ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới

- Tính toán phân tích độ tin cậy trên lưới điện (DRA- Distribution Reliability Analysis): tính toán các thông số độ tin cậy trên lưới điện như SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI…

Trong phạm vi luận văn này, tác giả chỉ sử dụng 2 modul trong phần mềm PSS/ADEPT để tính toán là: Tính phân bố công suất (Load Flow), tính toán việc lắp đặt tụ bù (CAPO)

1.2.5 Các biện pháp giảm tổn thất điện năng

Ta có thể chia các nhóm giải pháp giảm tổn thất điện năng thành 2 nhóm chính: Nhóm biện pháp kỹ thuật và nhóm biện pháp tổ chức Trong đó, nhóm các biện pháp kỹ thuật đòi hỏi vốn đầu tư còn nhóm các biện pháp tổ chức không đòi hỏi vốn đầu tư

a Nhóm biện pháp kỹ thuật

Nhóm giải pháp này đòi hỏi phải có vốn đầu tư và gồm có:

+ Nâng cao điện áp định mức của lưới điện nếu thấy phụ tải tăng trưởng mạnh

về giá trị cũng như khoảng cách, với cấp điện áp cũ không đáp ứng được

+ Bù kinh tế trong mạng điện phân phối bằng tụ điện

+ Hoàn thiện cấu trúc lưới điện có thể vận hành với tổn thất nhỏ nhất

+ Cải tiến kết cấu và dùng vật liệu chất lượng cao để sản xuất các thiết bị điện

có tổn thất nhỏ

b Nhóm biện pháp tổ chức

Nhóm giải pháp pháp này không đòi hỏi vốn đầu tư nhiều và gồm có:

+ Điều chỉnh điện áp vận hành ở mức cao nhất có thể

+ Phân bố tối ưu công suất phản kháng trong hệ thống điện làm cho dòng công suất phản kháng vận chuyển hợp lý trên các đường dây cho tổn thất nhỏ nhất

+ Nâng cao hệ số công suất cosφ của các thiết bị dùng điện trong xí nghiệp + Vận hành kinh tế các trạm biến áp

+ Giảm độ không đối xứng giữa các pha của mạng hạ áp vì khi không cân bằng thì ngoài tổn thất trong các pha còn có tổn thất trong dây trung tính

+ Vận hành kinh tế mạng điện trung, hạ áp nếu cấu trúc lưới cho phép

+ Chọn đúng công suất máy biến áp phù hợp với yêu cầu của phụ tải, tránh hiện tượng máy biến áp quá non tải

+ Kiểm tra bảo dưỡng thường xuyên mạng điện

- Phân tích ảnh hưởng của công suất phản kháng (Q) đến tổn thất điện năng

Phụ tải

thấp

suất tải trên đường dây càng lớn tạo ra tổn thất công suất tác dụng và phản kháng đáng kể

Xét mạng điện với phụ tải P + jQ như sau:

- Sau khi bù công suất phản kháng:

Đặt thiết bị bù công suất phản kháng để phát ra một lượng công suất phản kháng là Qbù thì công suất phản kháng trên đường dây giảm xuống Q - Qbù

Tổn thất công suất tác dụng sau khi bù:

Việc nghiên cứu, áp dụng các giải pháp để giảm tỷ lệ tổn thất điện năng xuống mức hợp lý đã và đang là mục tiêu của ngành điện Giảm tổn thất điện năng có ý nghĩa rất lớn trong vận hành lưới điện, nó bao gồm các biện pháp cần đầu tư và

không cần đầu tư Việc đầu tư phát triển mới nguồn điện, lưới điện, cải tạo nâng cấp lưới điện, đổi mới phương thức quản lý sản xuất kinh doanh nhằm thực hiện tốt công tác giảm tổn thất điện năng trên toàn hệ thống, đảm bảo hàng năm đều giảm tỷ

lệ tổn thất xuống thấp hơn kế hoạch, đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp, tất cả đều nhằm mục tiêu nâng cao hiệu quả kinh tế hệ thống

Muốn đưa ra được các giải pháp giảm tổn thất điện năng có hiệu quả, chúng ta phải đánh giá được tình trạng hiện hữu của lưới điện, từ đó tính toán tổn thất điện năng của lưới điện để đưa ra các giải pháp hợp lý

Có nhiều phương pháp tính toán tổn thất điện năng như đã nêu ở trên hoặc chương trình phần mềm để tính toán tổn thất điện năng, sau đó mới đề xuất các giải pháp thực hiện, mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm khác nhau Hiện nay với sự phát triển của khoa học người ta đã xây dựng nhiều phần mềm để tính toán tổn thất điện năng, trong đó phần mềm PSS/ADEPT được sử dụng phổ biến tính toán cho lưới phân phối

Ở chương này tác giả đã nêu ra các phương pháp lý thuyết tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng, Ở chương sau tác giả sẽ lựa chọn dùng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối của tỉnh Lâm Đồng nhằm đưa ra các giải pháp hợp lý để thực hiện giảm tổn thất điện năng

Chương 2 HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

ĐIỆN LỰC LÂM HÀ

2.1 Tổng quan về điện lực Lâm Hà

Điện lực Lâm hà có trụ sở đặt tại huyện Lâm Hà trực thuộc tỉnh Lâm Đồng có tổng diện tích khoảng 979,52km2 với tổng dân số khoảng 133679 người, mật độ dân

số 137 người/km2, huyện có 14 xã và 2 thị trấn, có ranh giới phía Bắc tiếp giáp với huyện Đam Rông, phía Đông giáp với thành phố Đà Lạt, phía Đông Nam giáp với huyện Đức Trọng, phía Tây giáp với huyện Di Linh Huyện Lâm Hà nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, khí hậu có hai mùa rõ rệt, mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4, mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, nhiệt độ trung bình giữa ngày và đêm chênh lệch khoảng 100C Với địa hình tương đối phức tạp, bị chia cắt bởi nhiều sông suối Lâm Hà có 3 dạng địa hình chính: dốc núi cao, đồi thấp và thung lũng, đây là huyện chủ yếu là sản xuất nông nghiệp như: chè, cà phê, dâu tằm Cây công nghiệp dài ngày phát triển nhanh, đã hình thành các vùng chuyên canh với sản lượng hàng hóa ngày càng lớn

Điện lực Lâm Hà là đơn vị Điện lực trực thuộc Công ty Điện lực Lâm Đồng, Điện lực Lâm Hà được thành lập theo Quyết định số 334/QĐ-EVN SPC ngày 19/5/2009 của Chủ tịch Tổng công ty Điện lực miền Nam về việc đổi tên các Chi nhánh điện trực thuộc Công ty Điện lực Lâm Đồng thành các Điện lực trực thuộc Công ty Điện lực Lâm Đồng

Điện lực Lâm Hà có chức năng nhiệm vụ chính:

- Thực hiện nhiệm vụ sản xuất, kinh doanh điện năng, chăm sóc, phát triển khách hàng và kinh doanh khác trên địa bàn quản lý

- Tham mưu cho Công ty, Chính quyền địa phương trong công tác quy hoạch, phát triển lưới điện, an toàn hành lang lưới điện và phát triển khách hàng trên địa bàn quản lý

- Quản lý vận hành, sửa chữa hệ thống Công nghệ thông tin và mạng cáp quang nội bộ trên địa bàn đơn vị quản lý

- Quản lý tài sản của đơn vị

Cơ cấu tổ chức gồm 4 phòng và 1 đội trực thuộc: Phòng Tổng hợp, Phòng Kế hoạch Kỹ thuật - Vật tư, Phòng Kinh doanh, Phòng Tài chính kế toán và Đội quản

lý vận hành và sửa chữa điện

Tính đến ngày 31/12/2017, Điện lực Lâm Hà quản lý số lượng tài sản cụ thể như sau:

+ Tài sản Điện lực: Đường dây trung thế: 353,130km; Đường dây hạ thế: 449,406km; Trạm biến áp: 338 trạm với công suất là 27.252kVA

+ Tài sản khách hàng: Đường dây trung thế: 48,874km; Đường dây hạ thế: 54.690km; Trạm biến áp: 195 trạm với công suất là 21.070kVA

Trong các năm qua, để thực hiện cấp điện liên tục, an toàn, đảm bảo chất lượng điện năng để cung cấp cho các khách hàng sử dụng điện, Điện lực Lâm Hà đã thực hiện các công trình Đầu tư xây dựng, sửa chữa lớn lưới điện trung hạ thế và trạm biến áp với một số công trình trọng điểm như: Trạm biến áp 110/22kV Lâm

Hà (năm 2015), Lộ ra trạm 110/22kV Lâm Hà, Phát triển lưới điện phân phối Lâm

Hà, Sửa chữa lớn lưới điện trung thế tuyến 471 nhánh Tân Văn - Lâm Hà, Sửa chữa lớn đường dây trung hạ thế và trạm biến áp lưới điện Điện lực Lâm Hà, chống quá tải các khu vực tưới tiêu khu vực huyện Lâm Hà 2016 và nhiều công trình khác với tổng mức đầu tư: Sửa chữa lớn 17 tỷ đồng, đầu tư xây dựng 11,7 tỷ đồng

2.2 Hiện trạng về lưới điện phân phối và tổn thất điện năng trên lưới phân phối của điện lực Lâm Hà

2.2.1 Giới thiệu chung về lưới điện phân phối Điện lực Lâm Hà

Để nâng cao chất lượng điện cung cấp cho khách hàng, trong các năm qua, được sự quan tâm và chỉ đạo của Công ty Điện lực Lâm Đồng, hệ thống lưới của Điện lực Lâm Hà đã được nâng cấp, cải tạo và chuyển đổi phương thức vận hành để phù hợp với thực tế đảm bảo lưới điện được vận hành tối ưu

Hiện tại Điện lực Lâm Hà đang nhận nguồn từ 3 phát tuyến chính bao gồm: Tuyến 471, 473 trạm 110kV Lâm Hà và tuyến 478 trạm 110kV Đà Lạt 1 Khi có công tác hoặc sự cố đơn vị sẽ chuyển đổi phương thức vận hành và nhận nguồn từ

các phát tuyến dự phòng bao gồm tuyến 471, 475 trạm 110kV Đức Trọng, tuyến

477 trạm 110kV Di Linh Luôn đảm bảo việc vận hành cấp điện ổn định và liên tục cho khách hàng

Lưới điện 22kV Điện lực Lâm Hà cấp điện cho phụ tải huyện Lâm Hà với tổng chiều dài 401,448 km (trong đó: đường dây 3 pha: 189,243 km và đường dây 1 pha: 221,275km); 544 trạm biến áp (trong đó: 165 trạm 3 pha và 379 trạm 1 pha với tổng công suất đặt 48.521,5 kVA bao gồm cả trạm biến áp công cộng và khách hàng)

Hệ thống đường dây hạ áp sau trạm biến áp công cộng cấp điện cho phụ tải gồm 86 TBA 3 pha - dung lượng: 15.877,5 kVA, 252 TBA 1 pha - dung lượng: 11.374 kVA, đường dây hạ thế 3 pha 145,248km, đường dây hạ thế 1 pha 2 dây 313,938 km, đường dây hạ thế 1 pha 3 dây 44,91km

Lưới điện hiện đang vận hành với tiêu chuẩn nối đất trực tiếp

Phụ tải điện huyện Lâm Hà trung bình so với các huyện và thành phố trực thuộc tỉnh Lâm Đồng, công suất Pmax cao điểm khoảng 17,2 MW và đạt đến 18

MW đến cuối năm 2017, sản lượng nhận lưới trung bình khoảng 313.000kWh/ngày (max 332.000kWh/ngày)

Phụ tải chủ yếu là thành phần: nông lâm nghiệp thủy sản chiếm 5,78%; công nghiệp xây dựng chiếm 21,71%; thương nghiệp, khách sạn nhà hàng chiếm 1,1%; quản lý, tiêu dùng dân cư chiếm 66,52%; các hoạt động khác chiếm 4,9%

2.2.2 Phương án cấp điện cho các phụ tải của huyện Lâm Hà

Phụ tải huyện Lâm Hà được cấp điện từ trạm biến áp 110kV Lâm Hà và trạm 110kV Đà Lạt 1

Tuyến 473 trạm 110kv Lâm Hà: cấp điện cho thị trấn Đinh Văn, một phần thị trấn Nam Ban và các xã Gia Lâm, Nam Hà, Phi Tô Ngoài ra còn chuyển tải hộ cho một phần huyện Đức Trọng

Tuyến 471 trạm 110kV Lâm Hà: cấp điện cho các xã Đạ Đờn, Phú Sơn, Tân Văn, Tân Hà, Phúc Thọ, Hoài Đức, Tân Thanh, Đan Phượng và xã Liên Hà Ngoài

ra còn chuyển tải hộ cho huyện Đam Rông

Tuyến 478 trạm 110kV Đà Lạt 1: cấp điện cho các xã Mê Linh và một phần thị trấn Nam Ban

2.2.3 Các thông số kỹ thuật lưới điện phân phối huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng

a Các thông số kỹ thuật lưới điện trung áp 22kV

Huyện Lâm Hà được cấp điện từ trạm 110/22kV Lâm Hà, trạm 110/22kV Đà Lạt 1 với các thông số kỹ thuật chính như sau:

Trạm 110/22kV Lâm Hà: Gồm 01 ngăn lộ 110kV đầu vào, 01MBA công suất 40MVA, 05 ngăn lộ 22kV phụ tải

Trạm 110/22kV Đà Lạt 1: Gồm 01 ngăn lộ 110kV đầu vào, 01MBA công suất 40MVA, 05 ngăn lộ 22kV phụ tải

Bảng thông số kỹ thuật của các xuất tuyến lưới điện trung áp:

STT Xuất tuyến Icp (A) Imax

(A) Loại dây Công suất

P (MW) Ghi chú

1 471 Lâm Hà 630 247 AC185 9,2

2 473 Lâm Hà 630 159 ACX185 5,8

3 478 Đà lạt 1 630 385 AC150 12,8

b Các thông số kỹ thuật của MBA

Trên lưới điện phân phối của huyện Lâm Hà sử dụng các loại máy biến áp phân phối 22/0,4kV với các loại công suất cụ thể:

- Máy biến áp 3 pha 22/0,4kV công suất: 100kVA, 160kVA, 250kVA, 320 kVA, 400 kVA, 560 kVA, 630 kVA, 1000 kVA

- Máy biến áp 1 pha 12,7/0,23kV công suất: 15 kVA, 25 kVA, 37,5 kVA, 50 kVA, 75 kVA, 100 kVA

Các thông số kỹ thuật của MBA như Phụ lục 1

c Các thông số kỹ thuật của lưới điện hạ áp

Lưới điện hạ áp sau các TBA phân phối (22/0,4kV) gồm các đường dây 3 pha,

1 pha, sử dụng nhiều loại dây khác nhau cụ thể như sau:

- Dây nhôm lõi thép: AC50, AC70, AC95

- Dây nhôm trần: A50, A70, A95

xuất tuyến trung thế hiện hữu như Phụ lục 3

2.2.5 Đặc điểm của lưới điện hạ áp huyện Lâm Hà

Toàn huyện có 601 trạm biến áp bán điện hạ áp (trong đó: 183 trạm 3 pha và

418 trạm 1 pha với tổng công suất đặt 52,892MVA) Trong đó có 386 trạm biến áp công cộng có đường dây hạ thế, còn lại là các trạm biến áp bán điện qua hệ thống

đo ghi tại TBA (không có lưới điện hạ thế)

Hệ thống các đường dây hạ áp sau trạm biến áp công cộng cấp điện cho phụ tải gồm các đường dây 3 pha 4 dây, 1 pha 2 dây cho 3 trạm 3 pha và 1 pha 3 dây cho trạm 1 pha Có bán kính cấp điện trung bình từ 800 đến 1000m

2.2.6 Chất lượng điện áp

Đường dây trung thế có bán kính cấp điện dài, chưa được đầu tư cải tạo giảm bán kính cấp điện, mặt khác phụ tải phát triển tương đối nhanh nên điện áp cuối nguồn chưa được đảm bảo, còn thấp vì vậy làm cho tổn thất điện năng tăng Ví dụ như tuyến 473 điện áp đầu đường dây là 12,7 kV, điện áp cuối đường dây chỉ còn 12,2 kV (Nhánh rẽ Hai Bà)

Lưới điện hạ áp cũng tương tự, hiện nay còn nhiều trạm biến áp lưới điện hạ

áp có bán kính cấp điện lớn, điện áp cuối nguồn thấp dẫn đến làm tăng tổn thất Ví dụ: Trạm biến áp Suối 1-2 (50kVA), bán kính cấp điện 1050m, điện áp cuối nguồn 210V, tổn thất điện năng 8,69%

Vì vậy, ta cần phải có giải pháp để cải thiện chất lượng điện áp nhằm giảm tổn thất điện năng cũng như bảo đảm chất lượng điện năng để cung cấp cho khách hàng

2.2.7 Tính chất phụ tải

Phụ tải của lưới điện huyện được chia ra làm 02 nhóm tải chính như sau:

- Nhóm 1: Tiêu dùng dân cư thành thị (thị trấn)

- Nhóm 2: Tiêu dùng dân cư nông thôn

2.2.8 Tình hình thực hiện giảm tổn thất và số liệu tổn thất qua các năm

- Tỷ lệ tổn thất điện năng đơn vị thực hiện từ năm 2015 đến năm 2017 như trong bảng:

Năm 2013 2014 2015 2016 2017

Điện nhận KWh 46,830,243 51,461,805 58,479,324 64,977,027 83,303,881 Thương phẩm KWh 43,589,590 47,972,695 54,707,408 60,941,954 78,347,300

- Điện tổn thất theo cấp điện áp (triệu kWh) như bảng :

Điện tổn thất lưới hạ áp (kWh) 1,123,926 1,193,914 1,315,785 1,429,495 1,749,381 Điện tổn thất lưới trung áp

(kWh) 2,116,727 2,295,197 2,456,132 2,605,579 3,207,199

- Tỷ lệ tổn thất trên lưới hạ thế, sau các trạm biến áp công cộng (22/0,4kV) Hiện tại trên lưới điện phân phối huyện Lâm Hà có 338 trạm biến áp có lưới điện hạ áp được khai thác hiệu suất trạm công cộng trên chương trình CMIS, trong

đó có 05 TBA có tổn thất điện năng >30%, 13 TBA có tổn thất điện năng từ 20% đến 30%, 79 TBA có tổn thất điện năng từ 10% đến 20%, 83 TBA có tổn thất điện năng từ 7% đến 10% và 158TBA có tổn thất nhỏ hơn 7%

- Tổn thất điện năng trên toàn lưới:

+ Tổn thất điện năng trên lưới trung áp: 1,46%

+ Tổn thất điện năng trên lưới hạ áp: 4,1%

2.2.9 Đánh giá kết quả thực hiện giảm tổn thất điện năng của huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng trong thời gian vừa qua

a Công tác điều hành quản lý

- Điện lực đã kiện toàn Ban chỉ đạo công tác giảm TTĐN tại Điện lực, phân công trách nhiệm cụ thể cho từng thành viên Định kỳ hàng tháng, họp kiểm điểm tình hình thực hiện và phân tích các nguyên nhân dẫn đến TTĐN cao để từ đó có biện pháp giảm TTĐN Công tác phân tích và báo cáo kết quả thực hiện định kỳ hàng tháng thực hiện đúng thời hạn và đầy đủ theo quy định

- Điện lực được Công ty Điện lực Lâm Đồng giao chỉ tiêu TTĐN ngay từ đầu năm dựa trên kết quả thực hiện của các năm trước và các yếu tố khách quan ảnh hưởng đến tỷ lệ TTĐN của Điện lực, bảo đảm thực hiện hoàn thành kế hoạch của Công ty giao

- Phòng Kinh Doanh của Điện lực cũng đã kiểm tra toàn diện công tác giảm TTĐN và có tỷ lệ tổn thất cao bất thường trong tháng, từ đó tìm ra nguyên nhân và báo cáo Công ty để có biện pháp khắc phục kịp thời

- Sau khi thực hiện đồng bộ các giải pháp, trong đó có giải pháp trong công tác quản lý điều hành cho thấy kết quả thực hiện giảm tổn thất điện năng trong năm

2017 đã thu được một số kết quả như sau:

- Tỷ lệ tổn thất điện năng trong năm 2017 thực hiện là 5,95% thấp hơn so với năm 2016 là 2,45% (năm 2016 thực hiện là 8,4%) và thấp hơn kế hoạch Công ty Điện lực Lâm Đồng giao là 0,02%

- Tỷ lệ TTĐN theo cấp điện áp của năm 2017 so với năm 2016 cũng giảm tương đối lớn, cụ thể là:

+ Tỷ lệ tổn thất trung áp năm 2017: 1,46% (năm 2016: 1,88%)

+ Tỷ lệ tổn thất hạ áp năm 2017: 4,1% (năm 2016: 4,33%)

b Công tác thực hiện các giải pháp quản lý vận hành

- Đặc thù phụ tải phát triển của huyện Lâm Hà năm 2017 có nhiều đột biến, tốc độ tăng trưởng sản lượng điện thương phẩm là 22% cao hơn 12% so với tốc độ tăng trưởng của năm 2016 Các dự án, nhà máy sản xuất đăng ký nhu cầu sử dụng điện của khách hàng phục vụ các hoạt động sản xuất, kinh doanh lớn gây khó khăn trong công tác dự báo phụ tải, kế hoạch đầu tư, nâng cấp lưới điện của Điện lực Lâm Hà

- Trong năm 2017, Điện lực huyện Lâm Hà đã thực hiện nhiều phương thức kết lưới trung áp để đảm bảo cung cấp điện an toàn, ổn định và không để mất điện

do tình trạng thiếu nguồn

- Công tác kiểm tra lưới điện: Các đơn vị đã tiến hành kiểm tra lưới điện trước mỗi dịp lễ, tết để kịp thời phát hiện các khiếm khuyết, tồn tại để có biện pháp khắc phục kịp thời nhằm đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục

- Công tác xử lý phụ tải: Điện lực đã thực hiện đạt kế hoạch công tác cân pha sang tải, xử lý điện áp thấp tại TBA và điện áp cuối đường dây, xử lý những vị trí

có mối nối kém chất lượng, điều hòa những vị trí máy biến áp non tải hoặc quá tải trên lưới điện

- Công tác lắp đặt tụ bù trung hạ áp của Điện lực phân bổ trong năm 2017 đúng theo kế hoạch yêu cầu của Công ty Điện lực Lâm Đồng đề ra (số lượng bù 02

bộ tụ bù ứng động trung thế, dung lượng bù 900 kVAr)

- Vệ sinh, bảo trì lưới điện, siết lại kẹp, đầu cose tại các vị trí đấu nối để tăng tiếp xúc

- Tăng cường công tác phát quang hành lang lưới điện trung hạ áp, đặc biệt là những khu vực lưới điện có dây dẫn trần

- Bổ sung các vị trí tiếp địa bị hư hỏng hoặc còn thiếu trên lưới điện

Kết quả cụ thể sau khi đơn vị thực hiện như sau:

- Tăng cường công suất: 44 trạm

- Di dời TBA đến trung tâm phụ tải: 08 trạm

- Xây dựng mới: 35 Trạm (bao gồm phát triển mới trạm và cấy trạm giảm bán kính cấp điện)

- Cân pha lưới điện hạ áp: thực hiện được 5 trạm

- Nâng cao điện áp cuối đường dây hạ áp: 55 trạm

- Vệ sinh bảo trì trạm biến áp: 258 trạm

- Vệ sinh sứ cách điện trung áp: 152 vị trí

- Vệ sinh bảo trì mối nối trung áp: 86 vị trí

- Vệ sinh bảo trì mối nối hạ áp: 258 vị trí

- Lắp đặt tụ bù hạ áp: 137 bộ, tổng dung lượng 772,5 kVAr

- Lắp đặt tụ bù trung áp: 02 bộ, tổng dung lượng 900 kVAr

c Công tác sửa chữa lớn, đầu tư xây dựng

- Công tác đầu tư xây dựng: khối lượng đường dây trung hạ áp và TBA đầu tư hoàn thành đưa vào vận hành từ năm 2014-2017 như bảng:

Năm

Tổng vốn

đầu tư (triệu đồng)

Khối lượng đầu tư

Đ Dây trung áp (km)

Đ Dây hạ áp (km)

Trạm biến áp (trạm)

- Công tác sửa chữa lớn: Tổng mức đầu tư cho công tác sửa chữa lớn năm

2017 ước tính khoảng 9,54 tỷ đồng

+ Thay dây hạ thế 06 trạm biến áp xã Phú Sơn 12,4km với mức đầu tư khoảng 1,4 tỷ đồng

+ Thay dây trung thế đầu phát tuyến tuyến 473 và nhánh rẽ ủy ban huyện Lâm

Hà 680m với tổng mức đầu tư khoảng 370 triệu đồng

+ Thay dây hạ thế cho 35 trạm biến áp với tổng chiều dài khoảng 67km với mức đầu tư khoảng 3,8 tỷ đồng

+ Sửa chữa đường dây trung thế nhánh rẽ Hòa Lạc có tổng chiều dài 1,8km trị giá 8,74 tỷ đồng

- Công tác đầu tư, xây dựng cơ bản: Tổng mức đầu tư cho công tác xây dựng

cơ bản năm 2017 của huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng là 9,3 tỷ đồng

+ Phát triển lưới điện phân phối huyện Lâm Hà: xây dựng mới 4,25km đường dây trung thế; 5,1km đường dây hạ thế; lắp mới 14 trạm biến áp với tổng mức đầu

tư 3,6 tỷ đồng

+ Công tác chống quá tải mùa khô 2016-2017: Xây dựng mới 15 trạm biến áp,

di dời 8 trạm, tăng cường công suất cho 44 trạm biến áp với tổng mức đầu tư là 2,84

tỷ đồng

+ Xây dựng cơ bản tưới tiêu: Xây dựng mới 5,5km đường dây trung thế; 5,7km đường dây hạ thế; 06 trạm biến áp với tổng mức đầu tư là 2,86 tỷ đồng

d Công tác giảm tổn thất điện năng trong công tác kinh doanh

- Công tác thay công tơ định kỳ: Lũy kế 12 tháng năm 2017 là 4.230/4.230 cái đạt 100% kế hoạch năm

- Công tác kiểm tra hệ thống đo đếm: lũy kế 12 tháng năm 2017 là 9.200/9.200 cái đạt 100% kế hoạch năm

- Lũy kế 12 tháng năm 2017 Điện lực công tác kiểm tra sử dụng điện 15.763 khách hàng, đã phát hiện và lập 12 biên bản vi phạm trộm cắp điện, đã truy thu được 12 trường hợp, tổng sản lượng điện bồi thường 79.257 kWh với tổng số tiền 394.126.643 đồng

- Công tác kiểm tra và xử lý vi phạm trộm cắp điện đã thực hiện tốt như: Xử lý kịp thời, truy thu dứt điểm, không có trường hợp khiếu nại chưa giải quyết

2.2.10 Các yếu tố tác động đến tỷ lệ giảm tổn thất điện năng của lưới điện huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng

- Biến động phụ tải: Phụ tải huyện Lâm Hà chủ yếu là thành phần quản lý tiêu dùng với sản lượng 46.437.730 kWh (chiếm khoảng 66,52% sản lượng) Tốc độ phụ tải tăng hàng năm phụ thuộc vào nhiều thành phần quản lý, tiêu dùng dân cư Tuy nhiên, khi vào mùa khô các thành phần phụ tải này tăng mạnh, cùng với việc nhóm phụ tải nông lâm nghiệp thủy sản tăng cao bất thường (phục vụ tưới tiêu) đã ảnh hưởng rất lớn đến tỷ lệ tổn thất điện năng của huyện

- Tiếp nhận lưới điện hạ áp nông thôn: Lưới điện trung hạ áp nông thôn đã

được Điện lực Lâm Hà tiếp nhận xong từ năm 2008 Sau khi tiếp nhận, do nguồn

vốn phân bổ hàng năm phục vụ công tác cải tạo, nâng cấp lưới điện còn hạn hẹp,

cộng thêm việc phải đầu tư xây dựng phát triển mới lưới điện để phục vụ nhu cầu

sản xuất, sinh hoạt của nhân dân tại các khu vực dân cư mới phát triển, phục vụ phát

triển Kinh tế - Xã hội tại địa phương dẫn đến lưới điện còn hư hỏng, xuống cấp,

chưa đáp ứng được nhu cầu phát triển phụ tải, không đảm bảo độ tin cậy cung cấp

điện, chất lượng điện năng

- Dung lượng và vị trí bù trung hạ thế hiện vẫn chưa được lắp đặt, bố trí hợp

lý, nhất là trong trước tình hình phụ tải biến động bất thường tại Điện lực Lâm Hà

2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Hiện tại, đơn vị đang áp dụng các giải pháp để giảm tổn thất điện năng như:

Cải tạo các khu vực lưới điện vận hành lâu năm đã xuống cấp, quá tải, chắp vá

nhiều chủng loại dây, bù công suất phản kháng trên lưới, cân bằng pha, Tuy

nhiên, việc thực hiện bù chưa được tính toán hợp lý dẫn đến có một số xuất tuyến

quá bù, một số xuất tuyến lại thiếu, vì vậy có một số vị trí bù phải cô lập ra khỏi vận

hành, vị trí bù chưa hợp lý; đặc biệt là ở lưới điện hạ áp chủ yếu bù tại thanh cái

TBA phân phối, chưa tính toán cụ thể để chọn vị trí bù hợp lý

Toàn hệ thống lưới phân phối huyện Lâm Hà có 415 vị trí bù hạ thế, vị trí

gắn tụ bù phía hạ áp chủ yếu gắn tại thanh cái các trạm biến áp Tuy nhiên chưa tính

toán hợp lý để lắp đặt tụ bù trên lưới hạ thế

Đường dây trung thế có bán kính cấp điện dài, chưa được đầu tư cải tạo giảm

bán kính cấp điện, mặt khác phụ tải phát triển tương đối nhanh nên điện áp cuối

nguồn chưa được đảm bảo, còn thấp vì vậy làm cho tổn thất điện năng tăng Ví dụ

như tuyến 473 điện áp đầu đường dây là 12,7 kV, điện áp cuối đường dây chỉ còn

12,2 kV (Nhánh rẽ Hai Bà)

Vì vậy, ta cần phải có giải pháp để cải thiện chất lượng điện áp nhằm giảm

tổn thất điện năng cũng như bảo đảm chất lượng điện năng để cung cấp cho khách hàng

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH TỔN THẤT

BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 3.1 Giới thiệu chung về phần mềm PSS/ADEPT

3.1.1 Giới thiệu phần mềm tính toán PSS/ADEPT

Phần mềm PSS/ADEPT (The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) là phần mềm trong họ PSS của hãng Shaw Power Technologies, Inc được sử dụng rất phổ biến Mỗi phiên bản tùy theo yêu cầu của người dùng kèm theo khóa cứng dùng chạy trên máy đơn hay máy mạng Phần mềm PSS/ADEPT là một phần mềm phân tích và tính toán lưới điện, phạm vi áp dụng cho lưới điện từ cao thế đến hạ thế với quy mô số lượng nút không bị giới hạn và hoàn toàn

có thể áp dụng rộng rãi trong Công ty Điện lực Phần mềm PSS/ADEPT được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối

- Bài toán tính phân bố công suất (LOAD FLOW): Phân tích và tính toán điện

áp, dòng điện, công suất trên từng phụ tải và từng nhánh cụ thể

- Bài toán tính ngắn mạch (ALL FAULT): Tính toán ngắn mạch tại tất cả các nút trên lưới điện, bao gồm các loại ngắn mạch như ngắn mạch 1 pha, 2 pha và cả 3 pha

- Bài toán TOPO (TIE OPEN POINT OPTIMIZATION): Phân tích điểm dừng tối ưu, tìm ra điểm có tổn hao công suất nhỏ nhất trên lưới và đó là điểm dừng lưới trong mạng vòng 3 pha

- Bài toán CAPO (OPTIMAL CAPACITOR PLACEMENT): Lựa chọn vị trí đặt tụ bù tối ưu, tìm ra những điểm tối ưu để đặt các tụ bù cố định (hoặc tụ bù ứng động) sao cho tổn thất trên lưới là nhỏ nhất

- Bài toán tính toán các thông số trên đường dây (LINE PROPERTIES CALCULATOR): Tính toán các thông số đường dây truyền tải

- Bài toán phối hợp và bảo vệ (PROTECTION AND COORDINATION)

- Bài toán phân tích sóng hài (HARMORNICS): Phân tích các thông số và ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới điện

- Bài toán phân tích độ tin cậy trên lươi điện (DRA - Distribution Reliability Analysis): Tính toán các thông số độ tin cậy trên lưới điện như:

+ SAIFI: Chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của hệ thống

+ SAIDI: Chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình của hệ thống

+ CAFI: Chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình của khách hàng

+CAIDI: Chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của khách hàng

+ ASAI: Chỉ tiêu khả năng sẵn sàng cung cấp

+ ASUI: Chỉ tiêu khả năng không sẵn sàng cung cấp

+ ENS: Chỉ tiêu thiếu hụt điện năng

+ AENS: Chỉ tiêu thiếu hụt điện năng trung bình

3.1.2 Các thông số ứng dụng của PSS/ADEPT

a Thông số đường dây

Trong phần mềm PSS/ADEPT có sẵn trong thư việc các thông số và mã dây nhưng chưa phù hợp với lưới điện nước ta hiện này Vì vậy cần phải xây dựng, nhập

dữ liệu thư việc dây dẫn theo các số liệu dây dẫn thực tế đối với khu vực huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng

Căn cứ các số liệu thu thập như: mã dây, chiều dài dây dẫn Xác định được điện trở và điện kháng trên 1 đơn vị chiều dài Sau đó thiết lập thư viện mã dây có sẵn vào phần mềm