Luận văn nghiên cứu các phương pháp tính toán tổn thất điện năng, đánh giá chất lượng điện năng tỉnh thái nguyên, đề xuất các phương án cải tạo và nâng cấp lưới điện trung

MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN TỈNH THÁI NGUYÊN, THỰC TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG CỦA TỈNH THÁI NGUYÊN 1.1Giới thiệu lưới điện tỉnh Thái Nguyên 1.1.1 Nguồn điện: 1.1.2 Lưới điện 1.2 Đánh giá hiện trạng sử dụng điện lưới điện tỉnh Thái Nguyên CHƯƠNG II 11 NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LĐPP TỈNH THÁI NGUYÊN 11 2.1 Cơ sở tính tốn TTĐN lưới điện 11 2.2 Một số phương pháp gần tính toán TTĐN cho lưới điện 13 2.2.1 Phương pháp Phương sai dòng điện σ2 .13 2.3.2 Phương pháp hệ số tổn hao điện 20 2.3.3 Xác định tổn thất điện theo cường độ dòng điện thực tế .23 2.3.4 Xác định tổn thất điện theo đồ thị phụ tải 24 2.3.5 Xác định tổn thất điện theo thời gian tổn thất công suất cực đại 26 2.3.6 Xác định tổn thất điện theo dòng điện trung bình bình phương 29 2.4 Nhận xét phương pháp tính tổn thất điện 31 2.5 Lựa chọn phương pháp tính tốn tổn thất điện cho lưới điện phân phối tỉnh Thái Nguyên 32 CHƯƠNG III: 37 ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH THÁI NGUYÊN 37 3.1 Đánh giá hiện trạng tổn thất điện lưới điện phân phối tỉnh Thái Nguyên 37 3.1.1 Hiện trạng 37 3.1.2 Nguyên nhân 37 3.1.3 Nhận định những đường dây có tổn thất kỹ thuật lớn 38 3.2 Ứng dụng tính tốn tổn thất điện lộ đường dây 971-TG Phú Bình 40 3.2.1 Xây dựng đồ thị phụ tải mùa đông 40 3.2.2 Xây dựng đồ thị phụ tải mùa hè 42 3.2.3 Xây dựng đồ thị phụ tải năm 44 3.2.4 Tính tốn hệ số cos  lộ: 46 3.2.5 Tổn thất máy biến áp tiêu thụ lộ 971-TG Phú Bình 47 3.2.5 Tổn thất đường dây lộ 971-TG Phú Bình 52 CHƯƠNG IV 58 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH THÁI NGUYÊN 58 4.1 Lý thuyết chung chất lượng điện điều chỉnh chất lượng điện năng: 58 4.1.1 Chất lượng điện 58 4.1.2 Độ lệch điện áp 59 4.2 Đánh giá chất lượng điện lưới điện có cấp điện áp định mức 10 kV 60 4.3 Đánh giá chất lượng điện lưới điện có điện áp định mức 22 kV 62 4.3.1 Thông số máy biến áp lộ đường dây 471 – E6.6: 62 4.3.2 Cơng suất tính tốn tổn thất điện lộ đường dây 471 – E6.6 63 4.3.3 Tổn thất đường dây lộ 471-E6.6 .65 4.4 Đánh giá chất lượng điện lưới điện có điện áp định mức 35 kV 68 4.4.1 Thông số máy biến áp lộ 376-E6.3: 69 4.4.2 Cơng suất tính tốn trạm lộ 376-E6.3: 71 4.4.3 Tổn thất đường dây lộ 376-E6.3 .74 CHƯƠNG V 79 ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP CẢI TẠO VÀ NÂNG CẤP 79 5.1 Các nguyên nhân gây tổn thất công suất tổn thất điện lưới điện 79 5.1.1.Tổn thất kỹ thuật: .79 5.1.2.Tổn thất phi kỹ thuật: .80 5.2 Đề xuất biện pháp cải tạo nâng cấp lưới điện phân phối tỉnh Thái Nguyên: 81 5.2.1 Nâng cao điện áp định mức: 81 5.2.3 Biện pháp cải tạo dây dẫn: 84 5.2.3 Thay MBA tải: .87 5.3 Đề xuất số biện pháp lâu dài giảm tổn thất cho lưới điện phân phối tỉnh Thái Nguyên 90 5.3.1 San phẳng đồ thị phụ tải 90 5.3.2 Cân tải giữa pha .91 5.3.3 Bù công suất phản kháng phụ tải điện, trạm biến áp đường dây nhằm nâng cao hệ số cos  91 5.4 Nhận xét 93 KẾT LUẬN 95 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Cùng với phát triển kinh tế xã hội địa bàn tỉnh Thái Nguyên kéo theo nhu cầu sử dụng điện địa bàn tỉnh cũng tăng vọt Trong khả tải lưới điện trung áp địa bàn tỉnh nhiều hạn chế gây nên tổn thất điện lớn chất lượng điện giảm sút so với yêu cầu phụ tải Trong hàng năm có nhiều phương pháp tính tốn cải tạo chưa đem lại hiệu cao bộc lộ nhiều nhược điểm Vì vấn đề cấp thiết lưới điện Thái Nguyên hiện phải nghiên cứu tìm phương pháp tính tốn có độ xác cao từ đó đánh giá chất lượng điện lưới điện phân phối đề những biện pháp cải tạo nâng cấp phù hợp cho lưới điện tỉnh Thái Nguyên Vì luận văn em lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu các phương pháp tính toán tổn thất điện năng, đánh giá chất lượng điện tỉnh Thái Nguyên Đề xuất các phương án cải tạo và nâng cấp lưới điện trung áp tỉnh Thái Nguyên” Nhằm mục đích giải những vấn đề Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Tìm hiểu thơng tin dữ liệu tổn thất điện chất lượng điện hiện lưới điện tỉnh Thái Nguyên cũng ảnh hưởng chúng đến phát triển kinh tế địa bàn tỉnh Thái Nguyên Tìm hiểu, đánh giá phương pháp quy trình tính tốn tổn thất điện kỹ thuật hiện có lựa chọn phương pháp phù hợp ứng dụng vào tính tốn lưới điện phân phối tỉnh Thái Nguyên Phân tích nguyên nhân đề những biện pháp cải tạo nâng cấp lộ đường dây trung áp tỉnh Thái Nguyên, đồng thời tính tốn, so sánh trước sau cải tạo cho mỗi phương án Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đánh giá tổn thất điện tối ưu hóa lưới điện sở điện tổn thất dự kiến những yêu cầu cần thiết công tác vận hành, quy hoạch thiết kế quản lý lưới điện tỉnh Thái Nguyên Các phương pháp quy trình tính tốn đánh giá tổn thất điện kỹ thuật lưới điện Thái Nguyên hiện chủ yếu dựa sở lý thuyết tính tốn số liệu thống kê theo kinh nghiệm nước ngoài, đó nhiều hạn chế cũng chưa thể có để định độ xác điều kiện lưới điện Thái Nguyên Vì việc xây dựng phương pháp tính tổn thất điện phù hợp với điều kiện thực tế có ý nghĩa quan trọng cần thiết Luận văn thực hiện tính tốn so sánh nhằm kiểm nghiệm số bước tính tốn cũng kết tính tốn theo quy trình chuẩn tính tổn thất điện Kết sử dụng để so sánh xử lý từ số liệu điện tiêu thụ thực lưới điện tỉnh Thái Nguyên gần Qua đó nhằm đưa đánh giá quy trình phương pháp sử dụng rộng rãi cũng đề xuất phương pháp tính tốn phù hợp để tính tổn thất điện hiện Phương pháp nghiên cứu: Tìm hiểu nghiên cứu phương pháp tính tốn tổn thất điện hiện có Qua đó đánh giá so sánh lựa chọn phương pháp tính tổn thất điện theo thời gian tổn thất công suất cực đại Và áp dụng tính tốn cho số lộ đường dây có tổn thất cao tỉnh Thái Nguyên Sau đó so sánh với kết đo đếm thực tế đưa những biện pháp nâng cấp cải tạo phù hợp Nội dung luận văn : Hiện LĐPP tỉnh Thái Nguyên có nhiều đường dây có tổn thất điện cao chất lượng điện ngày giảm sút so với yêu cầu ngày cao phụ tải địa bàn tỉnh, chủ yếu tồn những đường dây MBA vận hành lâu năm có cấp điện áp trung áp thấp kV 10 kV Vì nội dung đề tài tìm những phương pháp tính toán tổn thất phù hợp với LĐPP tỉnh Thái Nguyên Qua đó đánh giá chung tổn thất điện chất lượng điện địa bàn tỉnh Đồng thời đề xuất số phương án cải tạo nâng cấp những lộ đường dây điển hình tổn thất cao chất lượng điện không đảm bảo nhằm giảm tổn thất điện nâng cao chất lượng điện tỉnh Thái Nguyên  Luận văn được thực hiện thành các phần sau: MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN TỈNH THÁI NGUYÊN, THỰC TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG CỦA TỈNH THÁI NGUYÊN CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LĐPP TỈNH THÁI NGUYÊN CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH THÁI NGUYÊN CHƯƠNG IV: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH THÁI NGUYÊN CHƯƠNG V: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO VÀ NÂNG CẤP LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH THÁI NGUYÊN KẾT LUẬN CHUNG CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN TỈNH THÁI NGUYÊN, THỰC TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG CỦA TỈNH THÁI NGUYÊN 1.1 Giới thiệu lưới điện tỉnh Thái Nguyên 1.1.1 Nguồn điện: 1.1.1.1 Nhà máy điện: Nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn (mới), công suất (2x57,4 MVA) Nhà máy thủy điện Hồ Núi Cốc, công suất lắp máy 1,89 MW gồm tuabin thủy lực, công suất mỗi máy 630kW, mỗi năm sản xuất triệu kWh 1.1.1.2 Các trạm nguồn từ lưới quốc gia: Tỉnh Thái Nguyên hiện cấp từ lưới điện quốc gia & điện Trung Quốc thông qua trạm biến áp Thái Nguyên 220/110/22 kV - (2x250 MVA) & 110/35/22 kV - (2x63 MVA) thành phố Thái Nguyên Trạm 220kV Thái Nguyên nhận điện từ lưới điện quốc gia đường 171 & 172 nối trạm 220 kV Sóc Sơn, 173 nối với Thác bà, 175 & 176 lấy điện từ nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn Nhận điện Trung Quốc thông qua đường dây 220 kV 272 (Thái Nguyên - Hà Giang) vào máy biến áp AT2 Trạm 220 kV Thái Nguyên việc cung cấp điện cho tỉnh Thái Nguyên cung cấp cho số tỉnh lân cận Bắc Kạn, Cao Bằng Từ 110kV có xuất tuyến: + Lộ 171: Thái Nguyên - Sóc Sơn, AC-400 & AC-85, dài 39,25 km + Lộ 172: Thái Nguyên - Gò Đầm, AC-400, dài 28,46 km + Lộ 173: Thái Nguyên - Tuyên Quang, AC-185, dài 90 km đó điện lực Thái Nguyên quản lý 56 km + Lộ 174: Thái Nguyên - Cao Bằng, AC-185, dài 82,2 km + Đường dây 110kV Sóc Sơn - Gò Đầm, dài 22 km, dây dẫn AC-185 + Lộ 177 E6.2 – Quang sơn : Đường trục AC 185 dài 17,1 km + Lộ 178 E6.2 – Quang sơn : Đường trục AC 185 dài 17,1 km 1.1.2 Lưới điện Lưới điện địa bàn tỉnh Thái Nguyên bao gồm cấp điện áp 220, 110, 35, 22, 10, kV 1.1.2.1 Đường dây:  Đường dây 171 E6.2-174 E1.19 : Đường trục AC-400 dài 39,258 km  Đường dây 172 E6.2 – 175 E1.19 : Đường trục AC-400 – 43,179 km  Đường dây 172 E6.19 – DCL 172-7 E6.3 : Đường trục AC 185- 24,7 km  Đường dây 173 E6.2 cột 148 : Đường trục AC 185 dài 48,12 km  Đường dây 174 E6.2 cột 104 : Đường trục AC 185 dài 20,91 km  Đường dây 177 E6.2 – Quang sơn : Đường trục AC 185 dài 17,1 km  Đường dây 178 E6.2 – Quang sơn : Đường trục AC 185 dài 17,1 km  Lưới 35kV bao gồm lộ 35 kV sau trạm 110 kV, hiện lưới 35 kV đã phủ khắp huyện tỉnh  Lưới 22 kV hiện có chủ yếu tập trung Thành phố Thái Nguyên & thị xã Sông Công Tại khu vực Thành phố Thái Nguyên có xuất tuyến 22 kV sau trạm 110 kV Đán, xuất tuyến 22 kV sau trạm 220 kV Thái Nguyên & 3xuất tuyến sau trạm Lưu Xá Tại khu vực thị xã Sông Công có xuất tuyến 22 kV Phú Lương  Lưới 10 kV hiện có hầu hết huyện, sau BA trung gian 35/10 kV Phố Cò (huyện Phổ Yên), trung gian Phú Bình (huyện Pú Bình), TG Phú Lương (huyện Phú Lương), TG Qn Vng (hụn Định Hố), TG Đại Từ (huyện Đại Từ), TG Võ Nhai (huyện Võ Nhai)  Lưới kV có số huyện: hụn Phú Lương (cịn lộ 667), thị xã Sơng Công (một số xuất tuyến kV sau trạm 110 kV Gò Đầm), huyện Phổ Yên (Sau TG Vòng Bi) 1.1.2.2 Các trạm biến áp - Trạm 220 kV Thái Nguyên : có lộ 110 kV, công suất Sđm = 626 MVA Gồm máy AT1, AT2 có Sđm = 2x250 MVA điện áp định mức 220/110/22 kV Và Máy T3,T4 có Sđm = 2x63 MVA điện áp định mức 110/35/6 kV - Trạm 110 kV Lưu Xá (E6.5) : lộ 35 kV, lộ 22 kV, có máy T1 Sđm = 40 MVA điện áp định mức 110/35/22 kV - Trạm 110 kV Đán (E6.4 :) Có lộ 22kV, Sđm = 2x25 MVA, Uđm= 110/22 kV - Trạm 110 kV Gò Đầm (E6.3) gồm lộ 35 kV, lộ 22 kV, lộ kV có Sđm = 136,5 MVA, có MBA T1,T2 có Sđm = 2x63 MVA Uđm= 110/35/22 kV MBA T3 có Sđm = 10,5 MVA Uđm= 35/6 kV - Trạm 110 kV Gia Sàng (E6.1) : Sđm = 70 MVA Uđm= 110/35/6 kV Gồm MBA T1 có Sđm = 50 MVA, MBA T2 Sđm = 20 MVA - Trạm Phú Lương (E6.6): lộ 35 kV có MBA T1 Sđm = 25 MVA, có điện áp Uđm= 110/35/22 kV - Trạm Sông Công (E6.7) : Gồm lộ 35 kV, có MBA T1 với Sđm = 40 MVA, có điện áp Uđm= 110/35/22 kV - Trạm Gang thép (E6.9) : Gồm lộ 35 kV, lộ kV có MBA T1, T2 với công suất mỗi máy Sđm = 63 MVA, có điện áp Uđm= 110/35/6 kV - Trạm Quang Sơn (E6.8) : Gồm lộ 35 kV, lộ kV có MBA T1,T2 với Sđm = 2x25 MVA, có điện áp Uđm= 110/35/6 kV - Trạm Yên Bình (E6.13) : Gồm lộ 35 kV, lộ 22 kV có MBA T1,T2 với Sđm = 2x63 MVA, có điện áp Uđm= 110/35/22 kV - Trạm XM Quán Triều (E6.11) : Gồm có Lộ kV có MBA T1,T2 với Sđm = 2x20 MVA, có điện áp Uđm= 110/6 kV, đó T2 chưa sử dụng - Trạm Núi Pháo (E6.12) : Gồm MBA T1,T2 có Sđm = 2x40 MVA, có điện áp Uđm= 110/35/10 kV 1.2 Đánh giá trạng sử dụng điện lưới điện tỉnh Thái Nguyên - Trong năm qua từ 2011 đến 2013 điện thương phẩm tỉnh có mức tăng trưởng bình quân 16,53%/năm, tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm dự báo 2010 - 2015 đề án quy hoạch 12,0%/năm Năm 2013 điện thương phẩm đạt 1.599,95 tr KWh, tăng 6,86% so với năm 2012, tỷ lệ tổn thất 5,91%, giảm 0,4% so với kế hoạch giao; giá bán bình quân 1.374,01 đ/KWh, tăng 119,68đ/kWh so với năm 2012, tổng doanh thu 2.202,77 tỷ đồng, tăng 16,98% so với năm 2012 Pmax đạt 283 MW Tốc độ tăng điện thương phẩm bình quân từ 2011 - 2013 16,53%/năm tốc độ tăng trưởng bình quân GDP giai đoạn 2011 2013là 5,42%/năm Được đánh giá phù hợp đề án quy hoạch, dự báo điện thương phẩm năm 2014 1710,3 triệu kWh Như vậy, điện thương phẩm thực tế cao so với số dự báo đề án quy hoạch Biểu đồ phụ tải tỉnh Thái Nguyên năm 2013 Hình 1.1: Biểu đồ phụ tải năm của tỉnh Thái Nguyên năm 2013 Biểu đồ phụ tải cực đại tháng năm 2013 cho thấy phụ tải cực đại năm rơi vào tháng 12, tháng 10,11 cũng những tháng có phụ tải cực đại tương đối cao biểu đồ phụ tải tỉnh Thái Nguyên, biểu đồ phụ tải thành phần Cơng nghiệp đóng vai trị chủ yếu & những tháng cuối năm sản lượng sản xuất thường cao những tháng khác Biểu đồ phụ tải ngày điển hình Thái Nguyên cho thấy phụ tải cực đại ngày rơi vào 18-19 h (cao điểm tối) thời điểm nhu cầu sử dụng điện cho chiếu sáng sinh hoạt & thiết bị gia dụng lớn tròn hộ dân cư Phụ tải cực tiểu rơi vào ban đêm (0-1 đêm) Chênh lệch giữa cao / thấp điểm (Pmax/Pmin) biểu đồ ngày điển hình tồn tỉnh 2,0 lần, điều cho thấy điện tiêu thụ thành phần phụ tải công nghiệp chiếm tỷ trọng lớn nhiều so với thành phần phụ tải khác nên biểu đồ phụ tải ngày đêm tỉnh Thái Nguyên nhọn so với tỉnh khác 24 Hình 1.2: ĐTPT ngày điển hình của tinh Thai Nguyờn 10 Luận Văn Thạc Sỹ U % An Thành= Kü Tht §iƯn H-íng HT§ (U ng  U )  U đm U đm 100 = -13,28 %  Nhận xét chung : Như cải tạo dây dẫn trục từ đoạn đến đoạn theo phương án mỗi năm ngành điện tiết kiệm khoảng 771.914.240 đ tiền tổn thất điện lộ đường dây 971-TG Phú Bình Đồng thời giảm khoảng 1.73 % tổn thất điện kỹ thuật đường dây Nhưng chất lượng điện đường dây sau cải tạo chưa đảm bảo Vì để phương án trở nên tối ưu cần kết hợp với nhiều phương án cải tạo khác giúp giảm tổn thất điện đồng thời nâng cao chất lượng điện toàn lộ đường dây 5.2.3 Thay MBA tải: Tổn thất điện cao xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác đó có nguyên nhân số MBA thường xuyên vận hành tải Vì cần tìm những MBA làm việc tải với khả tải vượt khả tải bình thường * Đường dây 971-TG Phú Bình : Trên lộ 971-TG Phú Bình có nhiều MBA tải làm giảm chất lượng điện tăng tổn thất điện đường dây Qua số liệu tính tốn ta có : Bảng 5.4: Các MBA tải lộ 971 –TG Phú Bình STT Tên trạm Udm (KV) Sđm (kVA) Stải (kVA) Kmt Nhận xét Phương Độ Tân Sơn Đình Cả L.Ngò Giếng Mật L.Nguyễn Lương Phú X Quyết Tiến An Thành 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 180 180 180 180 250 180 180 180 180 190,42 204,92 193,16 193,16 266,11 189,63 200,22 199,04 190,80 1,06 1,14 1,07 1,07 1,06 1,05 1,11 1,11 1,06 Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá ti Quỏ ti Quỏ ti Quỏ ti 87 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện H-ớng HTĐ xut thay phân bố lại công suất cho máy biến áp bị tải vượt Đề xuất thay phân bố lại công suất cho máy biến áp bị tải vượt khả tải bình thường MBA Với lộ 971-TG Phú Bình, ta phải thay MBA những MBA có công suất lớn hơn, ta có phương án thay sau: Bảng 5.5 : Đề xuất MBA thay đường dây 971 – TG Phú Bình STT Tên trạm Udm (KV) Sđm (kVA) Stải (kVA) Kmt Phương Độ Tân Sơn Đình Cả L.Ngị Giếng Mật L.Nguyễn Lương Phú X Quyết Tiến An Thành 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 250 250 250 250 320 250 250 250 250 190,42 204,92 193,16 193,16 266,11 189,63 200,22 199,04 190,80 0,76 0,82 0,77 0,77 0,83 0,76 0,80 0,80 0,76 * Đường dây 471-E6.6 : Trên lộ đường dây 471-E6.6 có nhiều TBA vận hành tải với hệ số tải thường xuyên vượt mức cho phép Trong đó có số TBA đã vượt hệ số tải cho phép Vì đề xuất thay những MBA những MBA có dung lượng lớn hơn, phù hợp với khả tải yêu cầu phụ tải Ta có bảng dung lượng MBA tải sau nâng cấp sau : Bảng 5.6: Các MBA tải trạm đường dây 471-E6.6 STT Tên trạm biến áp Làng Lân Trường Học Phấn Mễ Minh Hợp Tức Tranh Phú Thọ Pháng Cấp SđmBA điện áp (kVA) 22/0.4 22/0.4 22/0.4 22/0.4 22/0.4 22/0.4 22/0.4 180 100 160 180 180 50 160 88 Stải (kVA) Kmt Nhận Xét 194,48 107,21 175,14 193,14 197,21 55,44 169,04 1,08 1,07 1,09 1,07 1,10 1,11 1,06 Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện H-ớng HTĐ Phú Nam 22/0.4 160 176,30 1,10 Quá tải Bảng 5.7 : Đề xuất MBA thay đường dây 471 – E6.6 STT Tên trạm biến áp Cấp điện áp SđmBA (kVA) Stải (kVA) Kmt Làng Lân Trường Học Phấn Mễ Minh Hợp Tức Tranh Phú Thọ Pháng Phú Nam 22/0.4 22/0.4 22/0.4 22/0.4 22/0.4 22/0.4 22/0.4 22/0.4 250 180 180 250 250 100 180 180 194,48 107,21 175,14 193,14 197,21 55,44 169,04 176,30 0,78 0,60 0,97 0,77 0,79 0,55 0,94 0,98 * Đường dây 376-E6.3 Bảng 5.8: Các MBA tải trạm đường dây 376-E6.3 STT 10 11 12 Tên trạm biến áp HTX Quyết Thắng Phuc Thuận Xóm Hà Phuc Thuận Xã Phuc Thuận Phuc Thuận TM Thịnh Thảo TT Q.Chu TNHH Sáng Hào Ba Quanh Đèo Nhe Q tải Bắc Sơn Cấp điện áp (kV) SđmBA (kVA) Stải (kVA) Kmt Đánh giá 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 100 180 250 100 320 100 250 100 250 100 100 250 108,05 197,88 288,82 106,44 341,01 111,51 265,81 118,13 281,95 115,14 109,69 265,81 1,08 1,10 1,16 1,06 1,07 1,12 1,06 1,18 1,13 1,15 1,10 1,06 Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Quá tải Như bảng ta thấy lộ đường dây 376-E6.3 có nhiều MBA thường xuyên vận hành tải vượt khả tải cho phép Vì đề xuất thay những MBA những MBA có dung lượng lớn hơn, phù hợp với khả tải TBA theo yêu cầu phụ tải, nhằm giảm tổn thất điện nâng cao chất lượng điện Ta có dung lượng thay th xut nh bng sau: 89 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện H-ớng HTĐ Bng 5.9 : Các MBA đề xuất thay lộ 376- E6.3 STT 10 11 12 Tên trạm biến áp Cấp điện áp (kV) SđmBA (kVA) Stải (kVA) Kmt 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 35/0.4 160 250 320 160 400 160 320 160 320 160 160 320 108,05 197,88 288,82 106,44 341,01 111,51 265,81 118,13 281,95 115,14 109,69 265,81 0,68 0,79 0,90 0,67 0,85 0,70 0,83 0,74 0,88 0,72 0,69 0,83 HTX Quyết Thắng Phuc Thuận Xóm Hà Phuc Thuận Xã Phuc Thuận Phuc Thuận TM Thịnh Thảo TT Q.Chu TNHH Sáng Hào Ba Quanh Đèo Nhe Q tải Bắc Sơn 5.3 Đề xuất số biện pháp lâu dài giảm tổn thất cho lưới điện phân phối tỉnh Thái Nguyên Dưới vài biện pháp có thể áp dụng cho lưới điện trung áp tỉnh Thái Nguyên: - Đầu tư lắp đặt thêm điểm nguồn, trạm biến áp trung gian để đảm bảo cấp điện áp ổn định, khơng phải cắt điện thiếu nguồn, giảm tình trạng cấp điện cho đường dây dài điện áp thấp - Lắp đặt thêm máy biến áp nhỏ để cắt máy biến áp lớn không sử dụng khỏi nguồn để giảm tổn thất không tải máy -Nâng cao hệ số công suất lưới điện, bắt buộc khách hàng công nghiệp đặt tụ bù Phân bố phụ tải theo khu vực, khuyến khích thành phần sử dụng điện vào thấp điểm đêm 5.3.1 San phẳng đồ thị phụ tải Cần có những biện pháp điều chỉnh phù hợp để san phẳng đồ thị phụ tải, làm giảm công suất tải lưới những thời điểm tải Trong đó, phụ tải công nghiệp, dịch vụ những phụ tải có thể điều chỉnh nhờ việc san tải cỏc nh 90 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật §iƯn H-íng HT§ máy cơng nghiệp khu chế suất địa bàn tỉnh Bố trí tăng ca giảm tải những khu công nghiệp, nhà máy công nghiệp có công suất hoạt động lớn 5.3.2 Cân tải các pha Biện pháp có tác dụng làm đối xứng lại hệ thống pha, giảm tổn thất điện dịng điện dây trung tính giảm xuống Biện pháp áp dụng vào lưới 0,4 kV mang lại hiệu cao Để cân tải giữa pha lắp đặt cơng tơ thụ điện để từ đó có thể phân phối tải giữa pha cho có cân bẳng tải giữa pha 5.3.3 Bù công suất phản kháng tại các phụ tải điện, trạm biến áp và đường dây nhằm nâng cao hệ số cos  Ta có: P  P2  Q2 R.10 3 (kW) U2 (5.3) Để giảm tổn thất đường dây ta bù lại lượng công suất phản kháng đã bị tiêu hao trình truyền tải, nâng cao hệ số công suất cos  lưới Với biện pháp làm tăng chi phí khấu hao phải bỏ lượng vốn đầu tư định để mua trang thiết bị Do thực hiện phương pháp phải làm toán so sánh kinh tế giữa phương án cho chi phí nhỏ Ngoài ta có thể nâng cao hệ số cos  phía điện áp thấp trạm biến áp phân phối, phân xưởng, nhà máy xí nghiệp cách đặt tụ điện điện áp thấp Biện pháp hoàn toàn có thể thực hiện Yêu cầu hộ tiêu thụ điện lớn, quan, nhà máy xí nghiệp có hệ số cos  khơng đạt quy định phải đặt thiết bị bù công suất phản kháng Việc đặt cấu bù công suất phản kháng địi hỏi những chi phí định, cần phải tính tốn lựa chọn dung lượng bù cũng vị trí đặt tụ bù cách hợp lý Ví dụ đường dây có tổn thất lớn LĐPP tỉnh Thái Nguyên đường dây 971-TG Phú Bình Đề xuất đặt tụ bù 300 kVAR ti v trớ ct 100 91 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện H-ớng HTĐ iờm cui ca đường trục đoan 13 đường dây Khi đó ta có công suất phản kháng đoạn đường dây sau : Đoan : Qd1 = 3334 – 300 = 3034 kVAR Tương tự ta có cơng suất đoạn cịn lại từ đoạn đến đoạn 13 bảng sau : Bảng 5.10 : Tính tốn đường dây 971-TG Phú Bình sau lắp đặt tụ bù 300 kVAR vị trí cột 100 Đoạn Chiềudài Pd.day Dâydẫn dây (km) (kW) AC70 0,69 5.210 AC70 0,786 4.709 AC70 0,09 4.561 AC70 1,145 4.383 AC70 0,11 2.685 AC70 0,15 2.631 AC70 1,169 2.734 AC70 0,14 2.044 AC70 1,1 1.906 10 AC70 1,32 1.718 11 AC70 1,45 1.871 12 AC70 0,13 1.605 13 AC70 0,31 1.464  A dd  = Qd.day (kVAr) ∆Pd.day (kW) ∆Ad.day (kWh) ∆Ud.day (V) 3.334 115,37 534244,20 245,34 3.014 106,81 494617,35 251,75 2.919 11,45 53034,33 27,89 2.805 134,23 621587,58 340,42 1.718 4,67 21604,22 19,55 1.684 6,10 28236,93 26,08 1.749 51,48 238392,00 211,72 1.308 3,34 15486,44 18,55 1.220 22,65 104902,96 135,07 1.099 21,80 100927,88 144,61 1.198 28,72 133014,76 174,52 1.027 1,86 8595,40 13,21 937 3,64 16837,30 28,42 n A i 1 ddi = 2.676.037 (kWh) So với trước cải tạo có  A dd  = 2.861.084 (kWh) hàng năm ngành điện giảm khoảng 185.047 kWh Tổn thất điện tính theo phần trăm tổn thất toàn lộ 971-TG Phú Bình sau cải tạo là: ∆A% = Add  ABA 2.676.037  1.209.280 100% = 11,81 % 100% = 32.828.360 A971TGPB  Chất lượng điện năng: Tương tự dọc theo đường trục đến điểm nút đoạn số 13 (ct 100) iờn ỏp l: 92 Luận Văn Thạc Sỹ Kü Tht §iƯn H-íng HT§ ∆U1-13 = 1540 V Trạm xa TBA An Thành có tổn thất tổng điện áp lớn toàn tuyến : ∆U13.1-13.8= 281,8 V ∆UAn Thành = ∆U1-13 + ∆U13.1-13.8 = 1918,9 V = 1,9189 kV Độ lệch điện áp tương ứng so với Uđm là: U % An Thành= (U ng  U )  U đm U đm 100 = -14,18 % Như đặt thêm tụ bù vào vị trí cột cuối 100 trục lộ đường dây giảm khoảng 0,6 % tổn thất điện trung áp toàn lộ đường dây Nhưng chất lượng điện chưa đảm bảo, nên có thể tính tốn để đặt thêm số tụ bù đường dây cho đảm bảo toán kinh tế lẫn toán kỹ thuật Hoặc có thể kết hợp với những phương án khác cho đạt hiệu cao nhằm giảm tổn thất điện nâng cao chất lượng điện cho đường dây 971 – TG Phú Bình nói riêng những lộ đường dây khác LĐPP tỉnh Thái Nguyên 5.4 Nhận xét Các biện pháp quản lý vận hành để giảm tổn thất điện lưới điện chỉ làm giảm lượng nhỏ điện tổn thất lại có chi phí thấp, nó góp phần quan trọng vào công việc giảm tổn thất điện ngang lưới điện ngành điện, nó cũng góp phần nâng cao chất lượng điện lưới điện Các biện pháp kỹ thuật để giảm tổn thất điện lưới điện có chi phí tương đối lớn nó làm giảm lượng điện tổn thất tương đối lớn Từ giải pháp giảm tổn thất điện đề xuát phương án nâng cấp điện áp truyền tải kết hợp với phương pháp đặt tụ bù trạm biến áp tiêu thụ cách tốt để giảm tổn thất điện những LĐPP có cấp điện áp vận hành thấp kv 10 kV những lý sau: - Phương pháp nâng cấp điện áp truyền tải từ 10 kV lên 22kV giúp giảm lượng tổn thất điện đáng kể, bên cạnh đó đường dây 10 kV phù hợp với đường 93 LuËn Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện H-ớng HTĐ dõy 22 kV nên không cần thay đường dây nâng điện áp truyền tải Hơn nữa, việc nâng điện áp truyền tải lên 22 kV phù hợp với xu ngành điện thống hệ thống lưới điện Việt Nam 22 kV - Phương pháp đặt tụ bù trạm biến áp tiêu thụ vừa có tính kỹ thuật giảm tổn thất điện lại vừa có tính kinh tế so với phng phỏp khỏc 94 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật §iƯn H-íng HT§ KẾT LUẬN Nhằm đánh giá tổn thất điện LĐPP tỉnh Thái Nguyên, số liệu thu thập phụ tải hạn chế, toán quy hoạch thiết kế lưới điện, thông thường phương pháp kinh nghiệm gần áp dụng tính tốn Hiện Việt Nam, phương pháp tính tốn tổn thất điện kỹ thuật sử dụng cho lưới điện phân phối thường dựa sở công thức kinh nghiệm nước Điều đó có thể dẫn đến kết đánh giá không thực phù hợp với điều kiện phụ tải LĐPP Việt Nam nói chung LĐPP tỉnh Thái Nguyên nói riêng hiện Cần thiết có những so sánh đánh giá mức độ phù hợp phương pháp tính tốn tổn thất điện cho loại phụ tải khác LĐPP tỉnh Thái Nguyên Luận văn đã thực hiện nghiên cứu tìm phương pháp tính tốn phù hợp cho lưới điện tỉnh Thái nguyên phương pháp tính tổn thất theo thời gian tổn thất cơng suất cực đại Áp dụng phương pháp tính tốn vào tính tốn cho số lộ đường dây có tổn thất cao LĐPP tỉnh Thái Nguyên điển hình lộ đường dây 971 – TG Phú Bình Từ kết tính tốn đưa những đánh giá nhận xét chung, qua đó đề xuất những phương án nâng cấp cải tạo những lộ đường dây có tổn thất điện cao Về phần đánh giá chất lượng điện năng, tác giả đã lựa chọn lộ đường dây có tổn thất điện cao tương ứng với LĐPP điển hình tỉnh Thái Nguyên đường dây 971-TG Phú Bình, đường dây 471-E6.6 đường dây 376 – E6.3 Qua đó, áp dụng tính tốn tổn thất điện áp đánh giá chất lượng điện áp điện chung cho lưới điện Từ kết tính tốn đánh giá chất lượng điện cho thấy những đường dây không đáp ứng chất lượng điện với điện áp tổn thất vượt giá trị cho phép chủ yếu ng dõy 10 kV 95 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Tht §iƯn H-íng HT§ Luận văn đã đề xuất những biện pháp nâng cấp cải tạo những đoạn đường dây có tổn thất điện cao Và tính tốn lại đường dây 971 –TG Phú Bình ứng với những phương án đề xuất để đó có sở thực tiễn để đánh giá ưu nhược điểm phương án Từ những phương án nâng cấp cải tạo đó, luận văn cũng chỉ những lợi ích mặt kinh tế kỹ thuật cho phương án Qua đó, có những so sánh toán kinh tế kỹ thuật cho phương án đánh giá chung để những phương án đó trở nên tối ưu nhằm áp dụng cách hợp lý chúng vào thực tế cho LĐPP tỉnh Thái Nguyên Những tính tốn với phương án đề xuất chỉ tạm thời tính tốn sở tính tốn lý thuyết Nên để ứng dụng vào thực tế quản lý vận hành LĐPP tỉnh Thái Nguyên cần có những đánh giá phân tích lớn nhằm lựa chọn phương án hợp lý phù hợp với thực tế vận hành loại lưới điện trờn a bn tinh Thỏi Nguyờn 96 Luận Văn Thạc Sü Kü Tht §iƯn H-íng HT§ 97 PHỤ LỤC (Gồm bảng biểu, hình vẽ… phần bổ xung cho nội dung luận văn) TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Bách (2004) Lưới điện Hệ thống điện, Tập 1,2 NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Bách (2007) Giáo trình lưới điện NXB Giáo Dục, Hà Nội Bộ Công thương (2010) Quy định hệ thống điện phân phối Công văn số 32/2010/TT-BCT, Hà Nội Nguyễn Văn Đạm (1999) Mạng điện NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Hội Điện lực Việt Nam (2011) Đánh giá tiềm các giải pháp giảm tổn thất điện hệ thống điện Việt Nam đến năm 2015 Dự án nghiên cứu khoa học cấp nhà nước Bộ Công thương, Hà Nội Lã Minh Khánh, Trương Ngọc Minh, Trần Kỳ Phúc, Trương Khánh Điệp (2012) Một phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải cho lưới điện phân phối Việt Nam Tạp chí Khoa học Công nghệ, số 90, Hà Nội Nguyễn Ngọc Kính (2005) Tìm hiểu các phương pháp tính TTĐN lưới điện phân phối, Đề suất phương pháp tính TTĐN ứng dụng tính TTĐN cho lưới phân phối Việt Nam Luận văn thạc sỹ, ĐH Nông Nghiệp Hà Nội Phùng Văn Phú (2008) Tìm hiểu các phương pháp đánh giá tổn thất điện kỹ thuật lưới điện phân phối, ứng dụng đánh giá tổn thất điện cho lưới phân phối Việt Nam Luận văn thạc sỹ, ĐH Bách Khoa Hà Nội Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2006-2015 có xét đến năm 2025 Quyết định phê duyệt số 110/2007/QĐ-TTg ngày 18/7/2007 10 Quyết định Thủ tướng chương trình tiết kiệm điện giai đoạn 2006-2010, số 80/2006/QĐ-TTg ngày 14/4/2006 11 Nguyễn Văn Sắc, Nguyễn Ngọc Kính (1999) Mạng điện nông nghiệp NXB Giáo Dục, Hà Nội 12 Bùi Ngọc Thư (2007) Mạng cung cấp & Phân phối điện NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 13 Tập đoàn Điện lực Việt Nam EVN (2008) Quy định tính toán tổn thất điện các đơn vị điện lực tồn quốc Cơng văn số 288/QĐ-EVN-KTLĐKD&ĐNT, Hà Nội 14 Central Intelligence Agency (2012) The World Factbook - Country Comparison Internet Publication 15 De Oliveira M.E, Boson D.F.A, Padilha-Feltrin A (2008), A Statistical Analysis of Loss Factor to Determine the Energy Losses, Transmission and Distribution Conference and Exposition: Latin America, IEEE/PES 16 Grainger J.J., Kendrew T.J (1989), Evaluation of Technical Losses on Electric Distribution Systems, IEEE/PES 10th International Conference on Electricity Distribution, CIRED 17 Gustafson M.W., Baylor J.S (1989), Approximating the System Losses Equation, IEEE Power Engineering Review, Volume 9, Issue 18 Gustafson M.W., Baylor J.S (1988), The equivalent hours loss factor revisited power systems IEEE Transactions on Power Systems, Vol.3, No.4 19 La Minh Khanh, Truong Ngoc Minh, Phung Van Phu (2012) Evaluation of the relationship between load and loss factors in Vietnam power distribution networks Journal of Science and technology, No 89, Vol 20 Santos D Cicero M.P (2006), Determination of Electric Power Losses in Distribution Systems, IEEE/PES Transmission & Distribution Conference and Exposition: Latin America 21 Turan Goenen (1986) Electric Power Distribution System Engineering McGraw Hill Series in Electrical Engineering