SỬ DỤNG HỆ THỐNG THU THẬP SỐ LIỆU ĐO ĐẾM TỪ XA TRONG ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG VẬN HÀNH TRẠM BIẾN ÁP PHỤ TẢI
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(90).2015 63 SỬ DỤNG HỆ THỐNG THU THẬP SỐ LIỆU ĐO ĐẾM TỪ XA TRONG ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG VẬN HÀNH TRẠM BIẾN ÁP PHỤ TẢI USING A REMOTE METERING STATISTICS COLLECTING SYSTEM TO ASSESS THE OPERATION OF LOAD SUBSTATIONS Huỳnh Thảo Nguyên, Ngô Văn Bá Cơng ty Điện lực Đà Nẵng; htnguyen2007@gmail.com, ngovanbadldn@yahoo.com Tóm tắt - Cơng tơ điện tử ba ph khả ghi lại thơng số phụ tải dịng điện, điện áp, công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến, hệ số công suất cos Bài báo nghiên cứu sử dụng thông số phụ tải ghi lại cơng tơ để tính tốn phân loại tình trạng vận hành trạm biến áp phụ tải bất đối xứng, non tải - tải, q bù - thiếu bù, từ hỗ trợ cơng tác quản lý kỹ thuật Với hệ thống thu thập số liệu đo đếm từ xa sẵn có, tác giả xây dựng chương trình tính tốn đưa kết Microsoft Access Kết từ chương trình giúp Điện lực trực thuộc có biện pháp cần thiết công tác quản lý kỹ thuật nhằm góp phần giảm tổn thất điện Cơng ty Điện lực Đà Nẵng Abstract - A three-phase electronic meter is capable of recording load parameters such as current, voltage, active power, reactive power, apparent power, power factor cos This paper studies the use of load parameters recorded in the meter to calculate and classify the status quo of the operation of load substations such as being asymmetric, partial loaded - overloaded, overcompensated lack of compensation, which help to support technical management With a remote metering statistics collecting system available, the author has developed a program that calculates and gives out the results via Microsoft Access The results from the program provide electricity affiliates with measures necessary for technical management in order to help reduce power losses at Da Nang Power Company Từ khóa - quản lý kỹ thuật; thơng số phụ tải; thu thập đo đếm từ xa; công tơ điện tử; bất đối xứng; non tải; tải; bù; thiếu bù Key words - technical management; load parameter; remote metering statistics collecting system; electronic meter; partial loaded; overloaded; overcompensated; lack of compensation Đặt vấn đề Các biện pháp kỹ thuật để giảm tổn thất điện Điện lực thực thường xuyên cân pha trạm biến áp, hoán chuyển trạm biến áp non tải - tải, bù công suất phản kháng Tuy nhiên để đánh giá xác tình trạng vận hành trạm biến áp phụ tải cần phải đo đạc thường xuyên, nhân lực có hạn Bên cạnh đó, thơng số đo đạc số thời điểm định lại chưa phản ảnh trình diễn biến theo thời gian khơng thể đánh giá cách tồn diện Công tơ điện tử ba pha Elster, Landis Gys, Star có khả ghi lại thơng số phụ tải dịng điện, điện áp, cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng, công suất biểu kiến, hệ số công suất cos pha nhiều thời điểm Hệ thống thu thập đo đếm từ xa qua sóng di động GPRS triển khai Công ty Điện lực Đà Nẵng, có khả thu thập từ xa thơng số phụ tải có từ cơng tơ điện tử pha trạm biến áp với tần suất 30 phút lưu vào sở liệu, qua xây dựng chương trình Access kết nối với sở liệu để đưa kết tình trạng vận hành trạm biến áp phụ tải bất đối xứng, non-quá tải, bù- thiếu bù Kết có từ chương trình giúp cho Cơng ty Điện lực Đà Nẵng có biện pháp kỹ thuật cần thiết để giảm tổn thất điện Bảng Thông số phụ tải trạm biến áp từ công tơ điện tử Thông số phụ tải ghi từ công tơ điện tử ba pha Công tơ điện tử ba pha Elster, Landis Gys, Star [3] [4] có khả ghi lại thơng số phụ tải dịng điện, điện áp, công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến, hệ số công suất cos pha, nhiều thời điểm ngày, thể Bảng Hình Pha U (V) I (A) Cos P (kW) Q (kVAr) S (kVA) A UA IA A cosA PA QA SA B UB IB B cosB PB QB SB C UC IC C cosC PC QC SC Hình Sơ đồ vecto dịng, áp phụ tải Trong đó, dấu QA, B, C: - QA, B, C > 0: Tải có tính cảm; - QA, B, C < 0: Tải có tính dung Đánh giá tình trạng vận hành trạm biến áp 3.1 Đánh giá tình trạng bất đối xứng Đánh giá tình trạng bất đối xứng trạm biến áp xét phía 0,4 kV có dịng thứ tự khơng; cịn phía 22 kV trung tính cách đất nên khơng có dịng thứ tự khơng Bài báo giả thiết thông số điện áp lưới đối xứng, xét tình trạng bất đối xứng dịng điện trạm biến áp Tính dịng thứ tự khơng phía 0,4 kV trạm biến áp theo [2]: Huỳnh Thảo Nguyên, Ngô Văn Bá 64 M 0t = I A cos A + I B cos( B − 120 ) + I C cos(C + 120 ) M a = I Asin A + I B sin( B − 120o ) + I C sin(C + 120o ) (1) I0 = M 02t + M 02a Điều kiện bất đối xứng theo quy định [5]: I o 15% ( I A + I B + I C ) / (2) o o Để đánh giá trình tháng, tiến hành lấy mẫu n lần thơng số phụ tải có từ Bảng nhiều thời điểm ngày tháng để tính giá trị trung bình tháng (hệ thống thu thập từ xa thu thập tối đa 48 thời điểm ngày tùy vào đường truyền tín hiệu) Bài báo đưa cơng thức tính hệ số khơng đối xứng: + Tại thời điểm t: Io (3) K kdx = ( I A + I B + IC ) / + Trung bình tháng với n lần lấy mẫu: I otb K kdxtb = ( I Atb + I Btb + I Ctb ) / Với: I otb = I o ; I Atb = I A ; I Btb = I B ; I Ctb = (4) I vào số thời điểm định tháng, cần theo dõi xét thêm hệ số Kpt.tb - Hệ số Kpt.tb theo (7) đánh giá mức độ mang tải trung bình pha tháng so với dung lượng trạm biến áp Tiêu chuẩn theo (8) cho biết mức độ mang tải trung bình trạm biến áp Kpt.tb 10% trạm biến áp xem non tải Tiêu chuẩn theo (10) cho biết mức độ mang tải trung bình trạm biến áp Kpt.tb 100% trạm biến áp xem q tải trung bình, tức trạm biến áp tải kéo dài nhiều tháng, cần thay để đảm bảo vận hành 3.3 Đánh giá tình trạng bù cơng suất phản kháng Tại trạm biến áp phụ tải có đặt thiết bị bù với dung lượng Qb (kVAr) Hình Khi đó, hệ số cơng suất cos biến thiên theo Qb Hình Nếu Qb lớn Qb >> Q, (Q công suất phản kháng phụ tải chưa bù) cos phụ tải thấp, lúc phụ tải có tính dung kháng, hay cịn gọi tình trạng q bù Nếu Qb < Q phụ tải có tính cảm kháng C n n n n giá trị dòng điện trung bình tháng Từ đó, tiêu chuẩn bất đối xứng: K kdxtb 15% (5) 3.2 Đánh giá tình trạng non tải - tải Tương tự, để đánh giá trình tháng, tiến hành lấy mẫu n lần thơng số phụ tải có từ Bảng nhiều thời điểm ngày tháng để tính giá trị trung bình tháng Tính hệ số phụ tải max tháng trạm biến áp: max( I A max , I B max , I C max ) K pt max = (6) I dmMBA Tính hệ số phụ tải trung bình tháng trạm biến áp: max( I Atb , I Btb , I Ctb ) K pt tb = (7) I dmMBA Tiêu chuẩn non tải: max( I Atb , I Btb , I Ctb ) K pt tb = 10% (8) I dmMBA Tiêu chuẩn tải max: max( I A max , I B max , I C max ) K pt max = 100% (9) I dmMBA Tiêu chuẩn tải trung bình: max( I Atb , I Btb , I Ctb ) K pt tb = 100% (10) I dmMBA Ý nghĩa hệ số phụ tải Kpt.max, Kpt.tb: - Hệ số Kpt.max theo (6) đánh giá mức độ mang tải lớn pha tháng so với dung lượng trạm biến áp Tiêu chuẩn theo (9) cho biết mức độ mang tải lớn trạm biến áp Kpt.max 100% trạm biến áp xem tải max, tức trạm biến áp tải Hình Mơ hình bù cơng suất phản kháng Hình Đường đặc tính cos theo dung lượng bù Qb Bây giờ, đánh giá tình trạng bù cơng suất phản kháng theo thơng số phụ tải có từ Bảng Tương tự, để đánh giá trình tháng, tiến hành lấy mẫu n lần thơng số phụ tải có từ Bảng nhiều thời điểm ngày tháng Cơng thức tính costb: cos tb = Với: Ptb = ( P A + PB + PC ) n Stb = Ptb Stb ; Qtb = (11) (Q A ( S A + S B + SC ) + QB + QC ) n n Tiêu chuẩn cos thấp [1]: Ptb 0,9 Stb Khi cos thấp, xét thêm tính chất phụ tải: - Tải có tính cảm (Qtb > 0): tình trạng thiếu bù - Tải có tính dung (Qtb < 0): tình trạng bù cos tb = (12) ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(90).2015 65 Tính tốn tình trạng vận hành trạm biến áp phụ tải Công ty Điện lực Đà Nẵng 4.1 Xây dựng chương trình Access 4.1.1 Sơ đồ thuật tốn Hệ thống thu thập số liệu đo đếm từ xa Thu thập thông số phụ tải trạm biến áp theo Bảng Tính tốn giá trị trung bình theo cơng thức (4) Hình Giao diện kiểm tra cos Phân loại tình trạng vận hành trạm biến áp theo công thức (5) (8) (9) (10) (12) In kết Hình Sơ đồ thuật tốn 4.1.2 Giao diện chương trình Hình Giao diện hồ sơ phụ tải trạm biến áp Hình Giao diện kiểm tra bất đối xứng dịng điện Hình Giao diện báo cáo số liệu phụ tải trạm biến áp 4.2 Kết tính tốn Kết phân loại tình trạng vận hành trạm biến áp tháng 12/2014 Công ty Điện lực Đà Nẵng: Bảng Phân loại tình trạng vận hành trạm biến áp tháng 12/2014 Công ty Điện lực Đà Nẵng Nhóm tình trạng Tình trạng non tải q tải Hình Giao diện kiểm tra non tải - tải Tình trạng bất đối Tình trạng Quá tải max Quá tải trung bình Non tải Bình thường Số lượng trạm 107 626 1521 Bất đối xứng 686 Huỳnh Thảo Ngun, Ngơ Văn Bá 66 Nhóm tình trạng Tình trạng Số lượng trạm xứng Đối xứng 1420 Cao 148 2254 Tổng số trạm Bây giờ, phân tích tình trạng vận hành 06 trạm biến áp phụ tải Công ty Điện lực Đà Nẵng tháng 12/2014: dịng điện Kkdx.tb 10% Kpt.max 15%; tình trạng thiếu bù costb < 0,9 có dấu (+) Tình trạng bất đối xứng tháng 12/2014 trạm thể Hình 10 Dễ dàng nhận thấy hầu hết thời điểm dịng điện phụ tải pha có chênh lệch lớn Hình 10 Tình trạng bất đối xứng trạm biến áp AAF8 tháng 12/2014 - Biểu đồ dịng điện trung bình pha 24h - Trạm biến áp mã AAAM: công suất phụ tải tình trạng bình thường (khơng q tải khơng non tải) Kpt.tb >10% Kpt.max