Luận văn thạc sĩ Quản lý năng lượng: Đánh giá các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế - điện lực Châu Thành (Công ty điện lực Bến Tre)

Trong thời gian qua các huyện, thành phố đã lựa chọn giải pháp thực hiện không giống nhau, do chưa nghiên cứu, làm rỏ vấn đề nêu trên.Luận văn này, tác giả đã tìm hiểu lý thuyết về các g

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-NGUYỄN VĂN ẤT

ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ - ĐIỆN LỰC CHÂU THÀNH

(CÔNG TY ĐIỆN LỰC BẾN TRE)

Chuyên ngành : Quản Lý Năng Lượng

Mã số: 60340406

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG –HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Nguyễn Phúc Khải

Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS Huỳnh Quốc Việt

Cán bộ chấm nhận xét 2 : PGS TS Vũ Phan Tú

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 09 tháng 05 năm 2020

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

2 TS Nguyễn Nhật Nam Thư ký

3 TS Huỳnh Quốc Việt Phản biện 1

4 PGS TS Vũ Phan Tú Phản biện 2

5 TS Dương Thanh Long Ủy viên

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Văn Ất MSHV:1770250

Ngày, tháng, năm sinh: 27/01/1975 Nơi sinh: Bến Tre

Chuyên ngành: Quản Lý Năng Lượng Mã số : 60340406

TÊN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ - ĐIỆN LỰC CHÂU THÀNH (CÔNG

TY ĐIỆN LỰC BẾN TRE)

I NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Phân tích tình hình tổn thất trên lưới điện hạ thế thuộc Điện lực Châu Thành

- Xây dựng các phương áp giảm tổn thất, nâng chất lượng điện áp như lắp đặt tụ bù, thay dây, giảm bán kính cung cấp điện

- Phân tích kinh tế các phương án đề xuất và chọn phương án tối ưu

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 19/08/2019

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS Nguyễn Phúc Khải

Tp HCM, ngày tháng năm 20

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Họ tên và chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

(Họ tên và chữ ký)

Tôi xin trân trọng gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến:

-TS Nguyễn Phúc Khải, người đã hướng dẫn tôi trong suốt quá trình làm luận văn, sự chỉ bảo và định hướng của thầy giúp tôi tự tin nghiên cứu và giải quyết vấn đề một cách cách khoa học

- Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học,– Đại học Bách Khoa TP HCM và Ban giám đốc phân hiệu Đại học quốc gia chi nhánh tại Bến Tre, đã tạo các điều kiện thuận lợi nhất cho chúng tôi được học tập và làm khóa luận này

- Các thầy giáo, cô giáo đã dạy dỗ và mở ra cho tôi thấy chân trời tri thức mới, hướng dẫn tôi cách khám phá và làm chủ những kiến thức mới

- Tập thể lớp Quản lý năng lượng khóa 1 tại Bến Tre, các bạn học viên tại Phân hiệu Bến Tre đã cùng tôi đi qua những tháng ngày miệt mài học tập, cùng chia sẻ những niềm vui nỗi buồn, động viên tôi đi qua những khó khăn,

để tôi vững bước vượt qua những vất vả, quyết tâm hoàn thành luận văn này

Bến Tre, ngày 19 tháng 04 năm 2020

Học viên

Nguyễn Văn Ất

nhiều tồn tại về kỹ thuật, nên tổn thất điện năng vẫn còn cao, yêu cầu cấp thiết hiện nay là phải thực hiện giảm tổn thất điện năng Trong điều kiện nguồn vốn còn hạn chế nên khi chọn giải pháp thực hiện phải đảm bảo sử dụng nguồn vốn tiết kiệm, hiệu quả Một hạng mục lưới điện có thể thực hiện giảm tổn thất điện năng bằng một giải pháp hoặc nhiều giải pháp kết hợp, vậy căn cứ vào cơ sở nào để lựa chọn được giải pháp đạt yêu cầu? Trong thời gian qua các huyện, thành phố đã lựa chọn giải pháp thực hiện không giống nhau, do chưa nghiên cứu, làm rỏ vấn đề nêu trên.

Luận văn này, tác giả đã tìm hiểu lý thuyết về các giải pháp giảm tổn thất điện năng kỹ thuật trên lưới điện hạ thế như: lắp đặt tụ bù, nâng tiết diện dây dẫn, giảm bán kính cấp điện; thu thập số liệu thực tế, điển hình vài hạng mục lưới điện hạ thế, sau đó dùng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán kết quả giảm tổn thất điện năng của từng giải pháp trước và sau khi thực hiện, tính hiệu quả kinh tế, đánh giá, kết luận

Qua kết quả nghiên cứu, tác giả đã có kết quả đánh giá các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế trong trường hợp cấp điện theo một hướng, đã giải quyết được một tình huống cụ thể trong giảm tổn thất điện năng

Low voltage grid in districts and cities of Ben Tre province has many technical problems, so the power loss is still high, the urgent requirement is to reduce electricity loss In terms of limited capital, the choice of implementation solution must ensure the efficient and thrifty use of capital A grid item can reduce power loss with a solution or many combination solutions, so based on which basis to choose a satisfactory solution? In recent years, the districts and cities have chosen the implementation solution is not the same, because it has not studied, clarified the above problem

In this dissertation, the author has studied the theory of solutions to reduce technical power loss on low voltage grids such as installing capacitor, increasing conductor cross-section, reducing power supply radius; collect actual data, typically some low voltage grid items, then use PSS / ADEPT software to calculate the results of power loss reduction of each solution before and after implementation, economic efficiency Internationally, reviews, conclusions

Through the results of the research, the author has evaluated the results of measures to reduce power loss on low voltage grids in the case of power supply

in one direction, has solved a specific situation in reducing power losses

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

và kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho thực hiện luận văn đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc

Bến Tre, ngày 19 tháng 04 năm 2020

Học viên

Nguyễn Văn Ất

MỤC LỤC

Trang

Mục lục 8

Từ ngữ viết tắt 10

MỞ ĐẦU 11

1 Giới thiệu lý do chọn đề tài 11

2 Vấn đề sẽ được nghiên cứu 12

3 Tính cấp thiết của đề tài 13

4 Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu 13

5 Phương pháp nghiên cứu 13

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 14

7 Bố cục luận văn 15

CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH HIỆN TRẠNG KHU VỰC HUYỆN CHÂU THÀNH VÀ PHƯƠNG HƯỚNG TỚI 16

1.1 Giới thiệu chung huyện Châu Thành 16

1.2 Tình hình kinh tế xã hội năm 2019 và phương hướng năm 2020 17

1.3 Giới thiệu lưới điện khu vực 20

1.4 Tình hình tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế 22

1.5 Phương hướng giảm tổn thất điện năng hạ thế của Điện lực 22

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG KỸ THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN PSS ADEPT 25

2.1 Tổng quan tổn thất điện năng kỹ thuật 25

2.2 Tham khảo kết quả những công trình có tính chất tương tự 25

2.4 Giải pháp giảm bán kính cấp điện 40

2.5 Giải pháp tăng tiết diện dây dẫn điện 46

2.6 Giới thiệu chương trình tính toán PSS ADEPT 55

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ DỰ ÁN 77

3.1 Cơ sở lý thuyết 77

3.2 Số liệu lựa chọn đưa vào tính toán hiệu quả kinh tế 80

3.3 Kết quả tính toán 84

CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP VÀ KIẾN NGHỊ 110

4.1 Tóm tắt kết quả tính toán 110

4.2 Đánh giá các giải pháp 110

4.3 Kiến nghị 112

TÀI LIỆU THAM KHẢO 113

PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 114

QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 114

QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC 114

MỞ ĐẦU

1 Giới thiệu lý do chọn đề tài

Hệ thống điện Việt Nam nói chung, tại từng địa phương cấp huyện nói riêng còn nhiều tồn tại về mặt kỹ thuật, nên tổn thất điện năng (TTĐN) của EVN còn cao Nguyên nhân chính là do lịch sử để lại, bởi sau khi thống nhất đất nước (1975) tình hình kinh tế suy yếu, lạc hậu nên việc đầu tư lưới điện từ trước đến nay tại các địa phương đa phần áp dụng theo những tiêu chuẩn kỹ thuật còn thấp, quản lý vận hành chưa có chiều sâu,…, trong khi nền kinh tế ngày càng phát triển, nhu cầu sử dụng điện tăng mạnh, làm cho tổn thất điện năng sẽ tăng theo, cần kịp thời thực hiện giải pháp giảm tổn thất điện năng cho lưới điện

Chính Phủ giao cho Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) quản lý, vận hành hệ thống điện Việt Nam với các nhiệm vụ trọng tâm gồm: “Đảm bảo đủ điện cho nhu cầu phát triển kinh tế đất nước”, “Đạt chỉ tiêu % số hộ dân sử dụng điện”, “Giảm tổn thất điện năng”, …

Yêu cầu giảm tổn thất điện năng trên cơ sở phải đảm bảo sử dụng nguồn vốn tiết kiệm, hiệu quả Chỉ đạo của Chính phủ về giảm tổn thất điện năng được EVN triển khai, giao chỉ tiêu thực hiện (bằng mức phần trăm cụ thể) đến các đơn vị cấp dưới (Các Tổng Công ty Điện lực, Tổng Công ty truyền tải điện, … trực thuộc EVN) Các đơn vị cấp dưới EVN tiếp tục phân giao chỉ tiêu TTĐN cho đơn vị cấp dưới của mình và đối với khối các Tổng Công ty Điện lực miền Bắc, Trung, Nam thì cấp đơn vị thấp nhất được giao chỉ tiêu TTĐN là Đội QLVH lưới điện cao thế (110kV) và các Điện lực Thành phố/huyện trực thuộc các Công ty Điện lực Tỉnh, chỉ tiêu giao TTĐN theo từng cấp điện áp (110kV; 35-22kV; 0,4kV)

Đi kèm với việc giao chỉ tiêu tổn thất điện năng, EVN ban hành tài liệu hướng dẫn các biện pháp về quản lý kỹ thuật vận hành để giảm TTĐN như: nâng tiết diện dây dẫn, giảm bán kính cấp điện, nâng điện áp vận hành, bù công suất phản kháng, …., Việc chọn giải pháp giảm tổn thất điện năng nào

cho một hạng mục cụ thể do đơn vị trực tiếp quản lý khu vực chọn trên cơ sở hiện trạng lưới điện thực tế.

Qua tìm hiểu tình hình áp dụng các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế (0,4kV) thuộc địa bàn của Công ty Điện lực Bến Tre, cụ thể như sau: (1) Đường dây hạ thế có cosphi thấp, áp dụng giải pháp lắp tụ bù

để bù cosphi (giảm tổn thất điện năng); (2) Đường dây hạ thế có bán kính lớn,

áp dụng giải pháp giảm bán kính cấp điện; (3) Đường dây hạ thế mang tải cao, đầy tải, quá tải, áp dụng giải pháp nâng tiết diện dây; (4) Có trường hợp Đường dây hạ thế cần giảm TTĐN bằng một trong nhiều giải pháp thì việc lựa chọn giải pháp giảm tổn thất điện năng tại các Điện lực Thành phố/huyện không giống nhau Ví dụ như: Có một hạng mục đường dây hạ thế cấp điện theo 1 hướng có TTĐN cao; Có Điện lực chọn giải pháp nâng tiết diện dây dẫn hiện hữu lên; Có Điện lực chọn giải pháp phát triển lưới trung thế, di dời trạm biến áp hiện hữu vào giữa để chia lưới hạ thế đó ra làm 2 hướng, làm giảm tải trên đường dây và giảm bán kính cấp điện,…

Hiện tại, Công ty Điện lực Bến Tre chưa tổ chức nghiên cứu, làm rỏ các nội dung (1) Tại sao sử dụng giải pháp đó để giảm tổn thất điện năng (cơ

sở lý thuyết của giải pháp đó)?; (2) Hiệu quả giải pháp đó là gì (bằng tính toán thực nghiệm)?; (3) Trường hợp phải lựa chọn áp dụng 1 trong nhiều giải pháp giảm tổn thất đều được thì nên chọn giải pháp nào? Để tham gia thực hiện

làm rỏ các câu hỏi đặt ra ở trên, Tôi chọn đề tài: “Đánh giá các giải giảm TTĐN trên lưới điện hạ thế Điện lực Châu Thành (Công ty Điện lực Bến Tre)” làm đề tài luận văn của mình.

2 Vấn đề sẽ được nghiên cứu:

- Lý thuyết về các giải pháp giảm tổn thất điện năng kỹ thuật trên lưới điện hạ thế đang cấp điện theo từng phát tuyến, trong luận văn này tôi tập trung vào 3 giải pháp chính: (1) Nâng tiết diện dây dẫn; (2) Lắp đặt tụ bù để

bù công suất phản kháng; (3) Giảm bán kính cấp điện

- Dùng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán kết quả giảm tổn thất điện năng của từng giải pháp.

- Đánh giá mức độ hiệu quả từng giải pháp, so sánh giữa các giải pháp

3 Tính cấp thiết của đề tài

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn nơi tác giả đang công tác với tình hình tổn thất điện năng lưới điện hạ thế còn cao, nhiệm vụ giảm TTĐN phải thực hiện thường xuyên, liên tục và cuối mỗi năm phải đạt thấp hơn chỉ tiêu

%TTĐN được cấp trên giao Do đó, mỗi trường hợp lưới hạ thế của 1 trạm biến áp công cộng hay trên 1 tuyến đường dây hạ thế cụ thể phải lựa chọn được những giải pháp giảm tổn thất điện năng phù hợp để thực hiện, nhằm đạt hiệu quả mong đợi

4 Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: đánh giá 3 giải pháp giảm tổn thất điện năng

kỹ thuật trên lưới hạ thế

- Phạm vi nghiên cứu: lưới hạ thế thực tế của một số trạm công cộng điển hình trên địa bàn Điện lực Châu Thành (huyện Châu Thành) – tỉnh Bến Tre

- Giới hạn nghiên cứu: Tập trung nghiên cứu, đánh giá 3 giải pháp giảm TTĐN cụ thể trên đường dây hạ thế đang cấp điện theo 1 hướng:

+ Nâng tiết diện dây dẫn hiện hữu

+ Lắp tụ bù hạ thế

+ Giảm bán kính cấp điện (bằng cách: phát triển mới lưới trung thế, di dời trạm biến áp hiện hữu vào giữa để chia lưới hạ thế đó ra làm 2 hướng, làm giảm tải trên đường dây và giảm bán kính cấp điện)

5 Phương pháp nghiên cứu:

Yêu cầu phải nắm vững lý thuyết về tổn thất điện năng kỹ thuật và sử dụng thành thạo module tính trào lưu công xuất của phần mềm PSS/ADEPT

để tính toán thực nghiệm, biết ước các chi phí có liên quan và tính toán hiệu quả kinh tế khi đầu tư Trình tự tiến hành như sau:

- Thu thập số liệu thực tế có liên quan trên địa bàn huyện Châu Thành

và Điện lực Châu Thành (tình hình kinh tế xã hội, tình hình TTĐN hiện tại, các yếu tố đang gây ra TTĐN hạ thế trên địa bàn, giải pháp thực hiện giảm TTĐN hạ thế thời gian tới của Điện lực Châu Thành, số liệu quản lý đường dây, trạm phân phối, thông số vận hành, sản lượng điện tiêu thụ…)

- Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán (gồm các công việc sau):

+ Xây dựng các bản vẽ lưới điện hạ thế trên phần mềm tính toán.+ Tính toán TTĐN trước khi thực hiện

+ Tính toán TTĐN sau khi thực hiện

- Ước giá trị vốn đầu tư và tính hiệu quả kinh tế của dự án đầu tư

- Đánh giá mức độ hiệu quả từng giải pháp, so sánh giữa các giải pháp

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Đề tài: “Đánh giá các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế Điện lực Châu Thành (Công ty Điện lực Bến Tre)” có những

điểm mới như sau: (1) Chưa được thực hiện trên địa bàn tỉnh Bến Tre; (2) Tác giả tự nghiên cứu và thực hiện

- Đối với cá nhân tác giả sau khi hoàn thành đề tài này sẽ tích lũy được một kinh nghiệm lớn, làm tiền đề tốt cho việc hoàn thành nhiệm vụ công tác sau này, cũng như sẽ tiếp tục mở rộng thực hiện đề tài này hay thực hiện một

đề tài mới khác trong tương lai

- Đối với Công ty Điện lực Bến Tre:

+ Triển khai áp dụng vào thực tiễn tại đơn vị

+ Thêm một kết quả nghiên cứu thực tế bổ sung vào tư liệu Công

ty và làm cơ sở cho các cán bộ, nhân viên tham khảo, mở rộng về sau

- Đối với hiệu quả nghiên cứu nói chung là một sản phẩm nghiên cứu, giải quyết một tình huống cụ thể của một yêu cầu thực tiễn đang rất cần thiết cho ngành điện Việt Nam (giảm tổn thất điện năng)

- Chương 3: Tính toán hiệu quả kinh tế dự án.

- Chương 4: Đánh giá các giải pháp và kiến nghị

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH HIỆN TRẠNG KHU VỰC HUYỆN CHÂU THÀNH

VÀ PHƯƠNG HƯỚNG TỚI 1.1 Giới thiệu chung huyện Châu Thành [9]

1.1.1 Vị trí địa lý

Huyện Châu Thành nằm ở phía bắc tỉnh Bến Tre: phía đông giáp với huyện Bình Đại; Phía đông nam giáp với thành phố Bến Tre; Phía tây và nam giáp với sông Hàm Luông ngăn cách với huyện Chợ Lách và huyện Mỏ Cày Nam; Phía bắc giáp với con sông Tiền ngăn cách với thành phố Mỹ Tho (tỉnh Tiền Giang)

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa chất

Địa hình đồng bằng ven biển tương đối thấp và bằng phẳng Độ cao trung bình phổ biến từ 0,4 – 1,2 m (chiếm khoảng 87% diện tích toàn huyện) Huyện nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa ven biển, có 2 mùa mưa, nắng rõ rệt trong năm Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Nhiệt độ tương đối cao và ổn định, trung bình từ 25 - 280

C; nhiệt độ cao nhất 360C vào tháng 4, 5; nhiệt độ thấp nhất là 180

C vào tháng 1,

2 Tổng lượng mưa/năm đạt khoảng 1.400-1.500 mm tập trung chủ yếu vào mùa mưa (tháng 7,8,9 đạt 300 mm/tháng) Điều kiện khí hậu rất thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp Tuy nhiên, do lượng mưa tập trung theo mùa nên thường xảy ra ngập úng cục bộ đối với một số vùng có địa hình thấp, trũng

Có nhiều sông ngòi, kênh rạch lớn, chằng chịt, cung cấp tốt cho việc sản xuất nông nghiệp cũng như sinh hoạt của nhân dân Bên cạnh đó, nước ngầm tần sâu khá phong phú cũng góp phần phục vụ nguồn nước sinh hoạt cho dân cư

1.1.3 Tài nguyên thiên nhiên

Theo số liệu thống kê huyện Châu Thành có diện tích tự nhiên là 33.485,97 ha, trong đó, đất nông nghiệp là 26.110,56 ha, chiếm 79,1% diện tích tự nhiên (gồm: đất cây hàng năm 17.899,56 ha, chiếm 75,9% đất nông

nghiệp, trong đó đất trồng lúa 17.132,91; đất trồng cây lâu năm 5.676,75 ha; đất nuôi trồng thủy sản 836 ha); đất phi nông nghiệp 7.373,61 ha.

1.2 Tình hình kinh tế xã hội năm 2019 và phương hướng năm 2020[6]

1.2.1 Kết quả thực hiện các chỉ tiêu chủ yếu năm 2019

Bảng 1.1 Thống kê kết quả các chỉ tiêu chủ yếu năm 2019 huyện Châu Thành

2 Tổng thu cân đối ngân sách

+ Trong đó, thu ngân sách trên địa bàn

Tỷ đồng

Tỷ đồng

568,098 122,501

2 Về văn hóa – xã hội

8 Số lao động có việc làm mới trong năm Người 4.150

13 Tỷ lệ trẻ em dưới 5 tuổi suy dinh dưỡng % 9,2

1.2.2 Phương hướng phát triển kinh tế xã hội năm 2020

1.2.2.1 Mục tiêu tổng quát

Năm 2020, là năm cuối của giai đoạn phát triển 05 năm Tiếp tục đưa kinh tế tăng trưởng bền vững; đẩy mạnh phát triển công nghiệp, thương mại và dịch vụ Xây dựng nền công nghiệp kỹ thuật cao gắn với chuỗn giá trị và thương hiệu sản phẩm Huy động, vận động thực hiện tốt các nguồn vốn đầu tư phát triển Tiếp tục kêu gọi đầu tư của các doanh nghiệp song song với việc vận động, phát huy tốt nội lực nhất là tiềm năng về vốn và sức lao động trong nhân dân để xây dựng kết cấu hạ tầng KTXH, nhất là hệ thống giao thông.Tăng cường nguồn lực thúc đẩy tiến độ thực hiện chương trình xây dựng nông thôn mới Ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu, phòng chóng thiên tai và bảo vệ môi trường Tiếp tục thực hiện CCHC, sắp xếp, sáp nhập tổ chức bộ máy của hệ thống chính trị tinh gọn, hoạt động hiệu lực, hiệu quả Đảm bảo an sinh xã hội, giảm nghèo hiệu quả, nâng cao đời sống nhân dân Thực hành hiệu quả tiết kiệm, chống lãng phí; giữ vững an ninh, trật tự

an toàn xã hội

1.2.2.2 Các chỉ tiêu chủ yếu của năm 2020:

Bảng 1.2 Thống kê các chỉ tiêu kế hoạch năm 2020 huyện Châu Thành

1 Về kinh tế

2 Tổng thu cân đối ngân sách

+ Trong đó, thu ngân sách trên địa bàn

Tỷ đồng

Tỷ đồng

506,656 119,200

2 Về văn hóa – xã hội

8 Số lao động có việc làm mới trong năm Người 3.000

1.3 Giới thiệu lưới điện khu vực[8]

1.3.1 Nguồn cung cấp điện:

Lưới điện thuộc Điện lực Châu Thành quản lý bao gồm cấp 22kV và 0,4kV, nhận điện từ các trạm biến áp 110kV - 2x63MVA Bến Tre và 110kV - 40MVA Giao Long, chi tiết cụ thể như sau:

Bảng 1.3 Thông số vận hành các phát tuyến T12/2019

TRẠM BIẾN ÁP 110KV – 2 x 63MVA BẾN TRE

(nguồn: Điện lực Châu Thành, tháng 01/2020)

1.3.2 Đường dây trung hạ thế, trạm biến áp phân phối, công tơ bán điện

1.3.2.1 Đường dây trung hạ thế:

Bảng 1.4 Thống kê đường dây Điện lực Châu Thành 2019

Tổng đường dây (km) 924,876 15,128 940,004

(nguồn: Điện lực Châu Thành, tháng 01/2020)

1.3.2.2 Trạm biến áp phân phối:

Bảng 1.5 Thống kê trạm biến áp Điện lực Châu Thành 2019

Thống kê TBA

Trạm biến

áp 3 pha, P≤400 KVA

Trạm biến

áp 3 pha, P>400 KVA

Trạm biến áp 1 pha, 1MBA

Trạm biến áp 1 pha, 2MBA

(nguồn: Điện lực Châu Thành, tháng 01/2020)

1.3.2.3 Công tơ bán điện (điện năng kế):

- Tổng số khách hàng: 61.621 khách hàng (61.176 khách hàng 1 pha và 445 khách hàng 3 pha)

- 100% trạm biến áp công cộng (551 trạm) đã lắp điện năng kế điện tử tổng trạm

- 100% trạm biến áp chuyên dùng (290 trạm) đã lắp điện năng kế điện tử tại trạm

- Phân loại điện năng kế: điện kế điện tử 27.631 cái (còn lại là điện năng kế cơ)

1.4 Tình hình tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế

1.4.1 Tình hình thực hiện TTĐN HT 5 năm gần đây so với kế hoạch

Bảng 1.6 Thống kê Tổn thất điện năng Điện lực Châu Thành 2015-2019

(nguồn: Điện lực Châu Thành, tháng 01/2020)

1.4.2 Đánh giá kết quả thực hiện:

Giai đoạn 2015 đến 2019: Năm 2015 Công ty Điện lực không áp dụng việc giao chỉ tiêu TTĐN trên lưới hạ áp; Chỉ riêng năm 2017, Điện lực Châu

Thành thực hiện TTĐN lưới hạ áp Không Đạt kế hoạch được cấp trên giao

Tuy nhiên %TTĐN hạ áp đã giảm theo từng năm

1.5 Phương hướng giảm tổn thất điện năng hạ thế của Điện lực

1.5.1 Nguyên nhân TTĐN hạ thế hiện nay và biện pháp khắc phục:

Điện lực Châu thành cơ bản đã thống kê được các nguyên nhân gây ra TTĐN còn cao hiện nay và đề xuất các giải pháp để khắc phục, cụ thể như sau:

Bảng 1.7 Thống kê nguyên nhân tổn thất của Điện lực Châu Thành hiện nay

Tăng đầu phân áp máy biến thế để điện

áp phía thứ cấp đạt 105%Uđm vào giờ thấp điểm (tức là tương đương 231V/399V)

2 Lệch pha (>15%) Tổ chức cân pha

3 Thiếu bù hoặc vận hành chưa Di dời tụ bù hiện có về vị trí thích hợp,

hiệu quả tụ bù hiện có (vị trí

không phù hợp, vận hành

không tin cậy, …)

theo dõi sát tình hình vận hành, lắp bổ sung tụ bù

4 Rò điện, phát nhiệt mối

Phát quang cây xanh

6 Quá bán kính cấp điện, điện

áp cuối nguồn thấp

Cấy thêm trạm biến áp (phát triển mới đường dây trung thế - nếu là trạm cuối lưới trung thế), cắt lưới hạ thế để giảm bán kính (tiêu chí bán kính lưới hạ thế

3 pha 4 dây < 450m; Lưới hạ thế 1 pha

3 dây < 250m và lưới hạ thế 1 pha 2 dây < 100m)

7 Tiết diện dây dẫn không phù

hợp

Thay dây tiết diện lớn hơn cho phù hợp hoặc chọn cách kéo tăng cường thêm dây

8 Dây dẫn lâu năm, lão hóa,

điện trở dây dẫn tăng

Thay dây dẫn mới

9 Nhánh rẽ từ lưới hạ thế vào

điện kế có chất lượng kém

Thay dây dẫn mới

Khâu kinh doanh

10 Điện kế, TU, TI không phù

hợp phụ tải (do định mức quá

lớn, sai số ngoài giới hạn, …)

Thay thế bằng điện kế, TU, TI phù hợp phụ tải

11 Hệ thống đo đếm đấu sai Kiểm tra, phát hiện và khắc phục

12 Khách hàng sai mã trạm (số

khách hàng trong trạm chưa

khớp giữa chương trình quản

Kiểm tra, phát hiện và cập nhật lại vào chương trình

14 Công tơ cảm ứng có nguy cơ

quá tải giải quyết chưa kịp

thời

Theo dõi thường xuyên, thay thế kịp thời ngay khi phát hiện

15 Thùng công tơ bị nghiêng Khắc phục ngay khi phát hiện

16 Thay định kỳ công tơ khách

hàng mua điện sau trạm biến

áp công cộng chậm hơn kế

hoạch

Chấn chỉnh lại khâu tổ chức thực hiện

17 Các điểm hở dễ câu móc lấy

cắp điện như kẹp quai, cầu

chì cá

Khắc phục ngay khi phát hiện

18 Thùng công tơ, hộp công tơ,

dây dẫn hư hỏng có nguy cơ

mất an toàn cung cấp điện,

nguy cơ xâm nhập để lấy cắp

điện

Thay mới

1.5.2 Lộ trình giảm TTĐN đến năm 2020 của Điện lực Châu Thành:

- Tổ chức khắc phục các tồn tại khâu kỹ thuật, khâu KD đã phát hiện

- Tiếp tục áp dụng các giải pháp giảm TTĐN theo hướng dẫn, có chọn lọc giải pháp phù hợp thực tế địa bàn nhằm giảm tổn thất điện năng đạt kế hoạch cấp trên giao theo chỉ tiêu lộ trình là 3,95% trong năm 2020 (tức là giảm thêm 0,45% so với kế hoạch năm 2019)

CHƯƠNG 2

LÝ THUYẾT GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG KỸ THUẬT

VÀ CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN PSS ADEPT

2.1 Tổng quan về tổn thất điện năng kỹ thuật

Phân phối điện năng đến các hộ tiêu thụ, cần phải dùng dây dẫn và máy biến áp Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và máy biến áp, do chúng có điện trở và điện kháng nên bao giờ cũng có tổn thất nhất định về công suất tác dụng ΔP và công suất phản kháng ΔQ Điện năng mất mát ΔA đó biến thành nhiệt làm nóng dây dẫn và máy biến áp

Tổn thất công suất phản kháng ΔQ tuy không ảnh hưởng trực tiếp đến mức phí tổn về nhiên liệu nhưng gây ra tình trạng không đủ công suất phản kháng để cung cấp cho các hộ tiêu thụ điện

Giảm tổn thất công suất và đảm bảo điện áp trong mạng điện có thể thực hiện bằng giải pháp thay đổi dòng công suất phản kháng Để thực hiện điều đó, người ta đặt nguồn công suất phản kháng gần hộ tiêu thụ điện và nối song song với phụ tải Các nguồn công suất phản kháng có thể là các máy bù đồng bộ, các tụ điện

2.2 Tham khảo kết quả những công trình có tính chất tương tự:

2.2.1 Kết quả nghiên cứu khoa học của tác giả Phạm Văn Hiệp, đăng trên website của Trường đại học Quốc tế Bắc Hà, với tiêu đề “Xây dựng bài toán bù tối ưu và phương pháp thiết kế bù công suất phản kháng, nâng cao hệ số Cos”, như sau:

“Kết quả tính toán phân tích kinh tế – tài chính dự án bù công suất phản kháng, cho thấy mô hình đề xuất lắp tụ bù trong lưới điện hạ áp sẽ mang lại hiệu quả kinh tế sau 6 tháng, đây là một giải pháp có tính kinh tế cao trong xã hội”

2.2.2 Bài viết của tác giả Tùng Thanh, đăng trên báo Nhân Dân điện tử, ngày 20/8/2016 với tiêu đề:” Nhiều giải pháp đồng bộ giảm tổn thất điện năng”, có nội dung như sau:

“Qua theo dõi đánh giá việc lắp đặt tụ bù hạ thế làm giảm khoảng 0,7%

đến 1% so trước khi lắp”

2.2.3 Đồ án tốt nghiệp của bạn Nguyễn Văn Hưng – Điện 45B,

Trường Đại học nông nghiệp I Hà Nội, đăng trên website thư viện tỉnh

Cà Mau, với đề tài: “Quy hoạch cải tạo mạng điện hạ áp xã Khánh Dương

- Yên Mô - Ninh Bình đến năm 2010” Kết quả tính toán cải tạo lưới điện

hạ áp xã Khánh Dương, như sau:

“- Độ sụt áp trên các đường dây hạ áp: trước khi cải tạo các đường dây

hạ áp có độ sụt áp từ 30,35% đến 39,52%; sau khi cải bằng giải pháp nâng tiết

diện dây, độ sụt áp giảm xuống còn từ 5,11% đến 8,71%

- Tổn thất điện năng trên các đường dây hạ áp: trước khi cải tạo các

đường dây hạ áp có TTĐN từ 13,53% đến 18,67%; sau khi cải tạo độ sụt áp

giảm xuống còn từ 2,65% đến 3,27%

- Hiệu quả đầu tư: thời gian thu hồi vốn đầu tư là 8 năm, trong đó có

bao gồm nguồn thu từ thanh lý toàn bộ công trình chiếm 30% tổng vốn đầu tư

cải tạo ban đầu”

2.2.4 Bài viết của tác giả Bảo Tùng, đăng trên báo Nhân dân điện

tử, ngày 6/10/2013 với tiêu đề:” Cấp bách đầu tư xây dựng mới, cải tạo

lưới điện Hà Nội”, có nội dung như sau:

“Ðối với các xã nông thôn vùng xa, nghèo, việc đầu tư xây dựng các

công trình điện phục vụ mục đích dân sinh không có hiệu quả, không đủ điều

kiện để vay vốn”

2.3 Giải pháp lắp đặt tụ bù để bù công suất phản kháng [3]

2.3.1 Hệ số công suất và ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất

Các đại lượng biểu diễn công suất có liên quan mật thiết với nhau qua

tam giác công suất

S - công suất toàn phần

Trị số của góc φ có ý nghĩa rất quan trọng

Nếu φ ↓ thì P ↑, Q ↓; khi φ = 0 thì P  S, Q = 0

Nếu φ ↑ thì P ↓, Q ↑; khi φ = 90o

thì Q  S, P = 0Trong nghiên cứu và tính toán thực tế, người ta thường dùng khái niệm

hệ số công suất (cosφ) thay cho góc giữa S và P (φ)

Khi cosφ càng nhỏ (tức φ càng lớn) thì lượng công suất phản kháng tiêu thụ (hoặc truyền tải) càng lớn và công suất tác dụng càng nhỏ, ngược lại cosφ càng lớn (tức φ càng nhỏ) thì lượng Q tiêu thụ (hoặc truyền tải) càng nhỏ

Lượng Q truyền tải trên lưới điện các cấp từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ càng lớn càng gây tổn thất lớn trên lưới điện

Các xí nghiệp công nghiệp sử dụng nhiều động cơ không đồng bộ ba pha, thường xuyên non tải hoặc không tải, tiêu thụ lượng Q rất lớn, cosφ thấp,

ví dụ các xí nghiệp cơ khí thường có cosφ = 0.5 ÷ 0.6 Lượng Q mà các xí nghiệp công nghiệp tiêu thụ chiếm khoảng 65% ÷ 70% tổng công suất Q phát

1 Làm giảm tổn thất điện áp trên lưới điện:

Giả thiết công suất tác dụng trên lưới điện không đổi, cosφ của xí nghiệp tăng từ cosφ1 lên cosφ2, nghĩa là lượng công suất phản kháng truyền tải giảm từ Q1 xuống Q2 Khi đó, do Q1 > Q2

nhận thấy ∆S và ∆A giảm tỉ lệ với bình phương lượng giảm Q.

4 Làm tăng khả năng tải của đường dây và biến áp

Từ hình 2.2.2 nhận thấy S2 < S1, nghĩa là đường dây và biến áp chỉ cần tải công suất S2 sau khi giảm lượng Q truyền tải Nếu đường dây và máy biến

áp đã chọn để tải S1 thì với Q2 có thể tải lượng P lớn hơn (xem hình 2.2.2) Điều này cho thấy, khi làm giảm Q có thể làm tăng khả năng tải công suất P của đường dây và máy biến áp (từ P1 lên P2)

Các giải pháp làm tăng cosφ của xí nghiệp công nghiệp được gọi bằng một thuật ngữ là BÙ COSφ

2.3.2 Phương thức bù đạt hiệu quả[4]

1 Tính toán trị số phần trăm tổn thất của đường dây Ta biết rằng phụ tải hữu công không đổi, dòng điện trước khi bù là I1 với hệ số công suất cosφ1 Sau khi bù, dòng điện xuống thành I2 với hệ số công suất cosφ2

Ta có: I1cosφ1 = I2 cosφ2

S 1

Q 2

S 2

P1

Q 1

P 2

1

Q 2

2

(Q 1 – Q 2 ) =

QB

nên I2 = I1 (

Tổn hao công suất trên đường dây tỷ lệ thuận với bình phương của dòng điện Nếu ta coi như tổn hao công suất trước khi bù là 100% thì trị số phần trăm của tổn hao công suất sau khi bù là:

2 Tính toán số phần trăm tổn thất giảm do đồng trong máy biến áp gây nên Nay ta coi như dòng điện định mức là 100%, nếu dòng điện đi qua trước khi bù là I1, thì tính theo so với dòng điện định mức ta sẽ có số phần trăm tổn hao đồng sau khi bù của máy biến áp sẽ là:

Sau khi bù, trị số phần trăm tổn thất đồng của máy biến áp là:

3 Tính toán trị số % của dung lượng bị giảm đi của máy biến áp Vì lý

do công suất hữu công của phụ tải không đổi nên sau khi bù ta có:

S = Dung lượng giảm đi: ∆S = - = )

Trong đó: ∆S = trị số dung lượng của máy biến áp giảm đi sau khi bù S1, S2 = trị số dung lượng mà phụ tải sử dụng của máy biến áp trước

và sau khi bù

Thí dụ: ta có một máy biến áp lắp ngoài trời 315kVA cung cấp cho

vùng dân cư Khi dòng điện mãn tải và cosφ1 = 0,7, số giờ tổn hao lớn nhất trong một năm của phụ tải đã biết ký hiệu T = 2500 giờ, tổn hao điện năng chuyển đi qua đường dây hạ áp trong một năm là 3% Nếu như ta nâng cao hệ

số công suất lên đến 0.93 thì:

1 Tiềm năng của máy biến áp khai thác thêm được bao nhiêu?

2 Tổn hao điện năng trong máy biến áp mỗi năm giảm được bao nhiêu?

3 Tổn hao điện năng trên đường dây mỗi năm giảm được bao nhiêu?Giải:

1 Tiềm năng của máy biến áp khai thác được thêm như sau (có nghĩa

là có thể thay máy biến áp 315kVA bằng máy nhỏ hơn hoặc là có thể tăng thêm phụ tải cho máy biến áp)

2- Từ các tư liệu kỹ thuật của máy biến áp tra ra, ta có tổn hao ngắn mạch (tức là tổn hao đồng) của máy biến áp là 4,8kW, như vậy mỗi năm, nhờ bù cosφ nên tổn hao điện năng do dây đồng trong máy biến áp gây nên, giảm đi được là:

= 1 x 4,8 x [3- Tổn hao điện năng trên đường dây hạ áp mỗi năm giảm đi được là:

= 315 x 0,7 x 0,3 x (

2.3.3 Bù kinh tế công suất phản kháng trong lưới phân phối [1]

2.3.3.1 Phương thức bù CSPK trong lưới phân phối

Bù CSPK mang lại 2 lợi ích: cải thiện điện áp và giảm tổn thất điện năng, tùy mục đích cụ thể mà chia ra 3 loại bù CSPK:

- Bù kỹ thuật để nâng cao điện áp Do thiếu công suất phản kháng điện áp sẽ thấp Nếu CSPK nguồn thiếu thì bù CSPK là cưỡng bức là cách duy nhất Nếu nguồn không thiếu CSPK thì bù CSPK là một giải pháp

nâng cao điện áp, cạnh tranh với các biện pháp khác như là tăng tiết diện dây, điều áp dưới tải

- Bù kinh tế để giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng

- Trong lưới xí nghiệp phải bù cưỡng bức để đảm bảo cos theo yêu cầu, bù này không phải do điện áp thấp hay tổn thất điện năng cao mà do yêu cầu từ hệ thống điện Tuy nhiện lợi ích kéo theo là nâng cao điện áp và giảm tổn thất điện năng

Có 2 cách đặt bù kinh tế:

1 Bù tập trung ở một số điểm trên trục chính trung áp

2 Bù phân tán ở các trạm phân phối hạ áp

Bù theo cách 1., trên 1 trục chính chỉ đặt 1 đến 3 trạm bù (Hình 2.3)

Công suất bù có thể lớn, dễ thực hiện điều khiển các loại Giá thành đơn vị

bù rẻ vì dùng tụ trung áp và vì công suất đơn vị lớn Việc quản lý và vận hành

dễ dàng

Hình 2.3 Phương án bố trí bù kinh tế

Bù theo cách 2 giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng nhiều hơn vì bù sâu hơn Nhưng do bù quá gần phụ tải nên nguy cơ cộng hưởng và tự kích thích ở phụ tải cao Để giảm nguy cơ này phải hạn chế công suất bù sao cho ở chế độ min công suất bù không lớn hơn yêu cầu của phụ tải Giá thành đơn vị bù cao hơn bù tập trung

Trong thực tế có thể dùng kết hợp cả 2 cách

Bù tập trung Đường trục trung áp

Máy biến áp phụ tải

Bù kinh tế thường áp dụng bù cố định hoặc là đóng cắt 1 phần hay toàn

bộ Nếu đã dùng thiết bị đóng cắt thì chi phí vốn sẽ cao và vận hành phức tạp, làm giảm hiệu quả bù kinh tế Chỉ bù cưỡng bức ở xí nghiệp mới áp dụng tụ

bù có điều khiển theo thời gian hoặc cos

Hàm mục tiêu của bài toán bù là tổng đại số của các yếu tố lợi ích và chi phí đã được lượng hóa về một thứ nguyên chung là tiền Các yếu tố không thể lượng hóa được và các tiêu chuẩn kỹ thuật thì được thể hiện bằng các ràng buộc và hạn chế

Các lợi ích là:

- Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng

- Cải thiện điện áp

- Các chi phí: vốn đầu tư ban đầu, chi phí vận hành không đáng kể.Hạn chế: nguy cơ tự kích thích ở các động cơ của phụ tải, quá điện áp, cộng hưởng với các sóng hài bậc cao của dòng điện

Bài toán bù CSPK trong LPP là bài toán phức tạp, vì:

- Lưới phân phối có cấu trúc phức tạp, 1 trạm trung gian thường có nhiều trục chính, mỗi trục cấp điện cho nhiều trạm phân phối Cấu trúc của lưới phân phối phát triển liên tục theo thời gian và không gian

- Chế độ làm việc của phụ tải không đồng nhất, phụ tải tăng trưởng không ngừng

- Thiếu thông tin chính xác về đô thị phụ tải phản kháng

- Công suất tụ là biến rời rạc Giá tiền đơn vị bù có quan hệ không tuyến tính với công suất bộ tụ

Trước các khó khăn đó, để có thể giải được bài toán bù phải phân chia bài toán bù thành các bài toán nhỏ hơn và áp dụng các giả thiết giản ước khác nhau Các giả thiết giản ước phải đảm bảo không được làm sai lạc quá đáng đến kết quả tính toán, nó phải đảm bảo lời giải gần với lời giải tối ưu lý thuyết

Các giản ước có thể được áp dụng là:

- Bài toán được giải riêng cho từng trục chính.

- Có thể cho trước số điểm đặt bù chỉ cần tìm các biến còn lại

- Giả thiết đồ thị phụ tải của các trạm phân phối như nhau và giống như

đồ thị phụ tải đo được ở đầu trục chính Đồ thị phụ tải phản kháng có thể được đặc trưng bởi CSPK trung bình Qtb hay hệ số sử dụng CSPK Ksd = Qtb /Qmax và thời gian sử dụng CSPK T max

Cũng cần nhấn mạnh rằng bù kinh tế không thể tách rời hoàn toàn bù

kỹ thuật Vì bù kinh tế làm giảm nhẹ bù kỹ thuật và 2 loại bù này có thể phối hợp với nhau tạo thành mọt thể thống nhất làm lợi cho toàn hệ thống điện

2.3.3.2 Phân tích ảnh hưởng của tụ bù đến tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng của lưới phân phối trong các trường hợp đơn giản nhất

1 Lưới phân phối có một phụ tải:

Xét lưới phân phối trên hình 2.4a: CSPK yêu cầu max là Qmax, công suất bù là Qb, đồ thị kéo dài của CSPK yêu cầu là q(t), đồ thị kéo dài của CSPK sau khi bù là:

Q b (t) = q(t) - Q b

Trên hình 2.4b: qb1(t) ứng với Trên hình 2.4c: qb2(t) ứng với Trên hình 2.4d: qb3(t) ứng với (CSPK trung bình)Tổn thất công suất tác dụng do CSPK q(t) gây ra là:

DP(t)= = Lợi ích về tổn thất công suất tác dụng sau khi bù chính là độ giảm tổn thất công suất tác dụng do bù:

a)

Hình 2.4 Phân tích ảnh hưởng tụ bù trong các trường hợp đơn giản

t +

t +

(+) Công suất phản kháng đi đến tải

(-) Công suất phản kháng đi về nguồn

Lợi ích do giảm tổn thất công suất tác dụng chỉ có ý nghĩa ở chế độ max của hệ thống khi mà nguồn công suất tác dụng bị căng thẳng, giả thiết tổn thất công suất max của lưới điện trùng với max của hệ thống, lúc đó q(t) = Qmax và:

Không được lạm dụng công suất bù vì như vậy lợi ích do bù sẽ giảm

b) Lưới phân phối có phụ tải phân bố đều trên trục chính

Xét lưới phân phối trên hình 2.5a

Trong trường hợp này có vấn đề là địa điểm đặt bù nên ở đâu để hiệu quả bù là lớn nhất Còn vấn đề giá trị công suất bù đã được giải quyết ở phần trên và vẫn đúng cho trường hợp này.

Hình 2.5 Lưới phân phối có phụ tải phân bố đều trên trục chính

Giả thiết rằng chỉ đặt bù tại 1 điểm và phải tìm điểm đặt bù tối ưu sao cho với công suất bù nhỏ nhất đạt hiệu quả lớn nhất

Ta xét chế độ max:

Tổn thất công suất tác dụng trước khi bù là:

/(3: )

Ta đặt bù sao cho CSPK từ nguồn cấp cho đoạn (đoạn OB) còn

tụ bù cung cấp CSPK Qb cho đọan còn lại là L – (đoạn BA hình 2.5b)

Dễ dàng nhận thấy rằng muốn cho tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng sau khi bù là nhỏ nhất thì trạm bù phải đặt ở chính giữa đoạn L – lx CSPK của tụ sẽ chia đều về 2 phía mỗi phía có độ dài (L - l x)/2 và CSPK Qb/2 (hình 2.5b) Vị trí đặt bù sẽ là:

Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn lx là

(3 ) = lx3.q02.r0/(3U2) Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn L – lx là:

2

2 0 0

x

l U

2

2 0 0

x

l U

2

2 0 0

x

l U

q

lxop = L/3

Từ đây có vị trí bù tối ưu lxop = 2.L/3

Như vậy muốn độ giảm tổn thất công suất tác dụng do bù lớn nhất thì nguồn điện phải cung cấp CSPK cho 1/3 độ dài lưới điện, tụ bù cung cấp CSPK cho 2/3 còn lại và đặt ở vị trí cách đầu lưới điện 2/3L

Dễ dàng chứng minh được rằng để có độ giảm tổn thất điện năng lớn nhất vẫn phải đặt bù tại 2/3L nhưng công suất bù tối ưu là 2/3 CSPK trung bình Trong lưới điện phức tạp, vị trí bù tối ưu có thể xê dịch một chút so với lưới điện đơn giản xét ở đây

Hai trường hợp đơn giản trên đây cho thấy rõ về các khái niệm như: Độ giảm tổn thất công suất tác dụng, độ giảm tổn thất điện năng do bù, công suất

bù tối ưu theo các điều kiện giảm tổn thất công suất tác dụng, giảm tổn thất điện năng, vị trí đặt bù cũng như điều kiện cần thiết để giải bài toán bù

2.3.4 Phương thức chọn vị trí lắp đặt tụ bù trong phần mềm PSS/AEPT[2]

Để tính toán dung lượng bù cho từng phát tuyến, ta phải dựa vào phát tuyến đó để xét xem có bao nhiêu nhánh lớn cần bù Nếu phát tuyến không có nhánh rẽ lớn thì việc tính toán bù chỉ xét trên phát tuyến đó mà thôi Còn nếu phát tuyến đó có nhiều nhánh lớn thì ta phải tiến hành tính toán bù trên các nhánh đó coi như các nhánh rẽ đó là một phát tuyến mới.

Sau đây là cách tính toán dung lượng bù cho từng phát tuyến:

Xác định dung lượng bù tổng cho từng phát tuyến:

Dung lượng bù tổng của phát tuyến:

Qbù-max = Pmax(tg 1 – tg 2) (KVAr)

Dung lượng bù ở tải cực tiểu (bù nền):

Qbù-min = Qbù nền = Pmin(tg 1 – tg 2) (KVAr)

Dung lượng bù ở tải cực đại (ứng động):

Qbù-ưđ = Qbùmax - Qbùmin (KVAr)

Trong đó: Công suất tác dụng của phát tuyến là:

Pmax = U.Imax (KW)Pmin = U.Imin (KW)Imax và Imin xác định từ đồ thị phụ tải của phát tuyến:

Hệ số công suất yêu cầu trên phát tuyến:

= = 0,328

Xác định hệ số phụ tải của phát tuyến:

Trong đó:

: Công suất đặt của các máy biến áp trên phát tuyếnXác định vị trí đặt tụ bù tối ưu:

+Trường hợp đặt một vị trí:

Phương trình độ giảm tổn thất khi đặt một tụ bù trên phát tuyến:

Đạo hàm theo và cho bằng 0:

Đối với phụ tại phân bố đều, dòng phản kháng ở cuối đường dây bằng 0: = 0

Vậy vị trí đặt tụ bù tối ưu là chiều dài phát tuyến

+ Trường hợp đặt hai vị trí:

Phương trình độ giảm tổn thất khi đặt một tụ bù trên phát tuyến:

Đạo hàm theo và cho bằng 0:

Suy ra:

Khi đặt một tụ bù trên phát tuyến, thì tỷ số bù tối ưu sẽ là: c = 2/5

Đối với phụ tải phân bố đều, dòng phản kháng ở cuối đường dây bằng 0 I2 = 0, ,

Vậy, vị trí đặt tụ bù tối ưu là: x1 = 2/5, x2 = 4/5 chiều dài phát tuyến.

2.4 Giải pháp giảm bán kính cấp điện

2.4.1 Tổn thất điện năng trên đường dây[3]

1 Đường dây 1 phụ tải (H 2.6)

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế

tính toán tổn thất điện năng đường dây một phụ tải

Để tính , cần lưu ý rằng phụ tải xác định theo các phương pháp ở chương 2 chính là phụ tải cực đại, có nghĩa là phụ tải tính toán chính là phụ tải cực đại, tổn thất công suất tính theo phụ tải tính toán là tổn thất công suất cực đại Vì thế trên sơ đồ và trong quá trình tính toán không nhất thiết phải ghi chỉ số max vào các đại lượng S, P, Q và

Với mục đích xác định tổn thất điện năng, đường dây chỉ cần thay thế bằng điện trở R

Từ trị số của phụ tải tính được trị số

Tổn thất công suất tác dụng lớn nhất trên đường dây A1

Tổn thất điện năng trên đường dây A1:

A

RA1

S1Tmax1

S1Tmax1