Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đề xuầt một số giải pháp sử dụng điện tiết kiệm và hiệu quả trong công ty cổ phần giấy vạn điểm

Vì vậy biện pháp sử dụng ñiện tiết kiệm và hiệu quả là vô cùng quan trọng ñối với các doanh nghiệp công nghiệp nói chung, công ty giấy Vạn ðiểm nói riêng Xuất phát từ tình hình thực tế s

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-o0o -

NguyÔn ngäc l©n

“ NGHIÊN CỨU ðỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP

SỬ DỤNG ðIỆN TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ TRONG CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY VẠN ðIỂM ”

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: ðiện khí hoá sản xuất nông nghiệp và nông thôn

Mã số : 60.52.54

Người hướng dẫn khoa học: NGƯT-PGS-TS Nguyễn Minh Duệ

HÀ NỘI - 2010

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi các số liệu, kết quả nêu trong bản luận văn này là trung thực và chưa ñược công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào trước ñó

Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn trong bản luận văn của tôi

ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin trân trọng cảm ơn Trường ñại học Nông Nghiệp Hà Nội, xin trân

thành cảm ơn khoa sau ñại học, khoa cơ ñiện trường ñại học Nông Nghiệp Hà Nội

Tôi xin ñược bày tỏ lòng biết ơn ñến NGƯT PGS TS Nguyễn Minh Duệ -

là người trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành bản luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn tới BGð, các phòng ban chức năng công ty cổ

phần giấy Vạn ðiểm – ñã tạo mọi ñiều kiện giúp ñỡ tôi tìm hiểu dây truyền sản

xuất, khảo sát và thu thập các số liệu phục vụ cho luận văn

Xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo khoa Cơ ñiện trường ñại học

Nông Nghiệp Hà Nội, các thầy cô giáo của khoa ñiện trường ñại học Bách Khoa

Hà Nội, trường ñại học ðiện Lực và Viện cơ ñiện & công nghệ sau thu hoạch

Tôi xin chân thành cảm ơn BGH, khoa ñiện trường TCN cơ ñiện & CBTP Hà

Nội- nơi tôi ñang công tác ñã tạo mọi ñiều kiện ñể tôi hoàn thành khoá học này

Tôi xin ñược bày tỏ lòng biết ơn ñến gia ñình, người thân và bạn bè tôi - họ

là nguồn ñộng lực và nguồn ñộng viên lớn giúp tôi hoàn thành khoá học và luận

văn này

Trong quá trình thực hiện ñề tài không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong

nhận ñược ý kiến ñóng góp của các thầy cô giáo và các bạn ñồng nghiệp

Tôi xin trân trọng cảm ơn !

Tác giả

Nguyễn Ngọc Lân

MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i

1 Tính cấp thiết của ñề tài 1

2 Mục tiêu của ñề tài: 1

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ VIỆC SỬ DỤNG ðIỆN TIẾT KIỆM VÀ 4 HIỆU QUẢ TRONG DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

CÔNG NGHIỆP

VI DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

1.3 LỢI ÍCH CỦA SỬ DỤNG ðIỆN TIẾT KIỆM TRONG DOANH 14

NGHIỆP CÔNG NGHIỆP 1.3.1 Tiết kiệm ñiện giúp tăng năng suất 14

1.3.2 Tiết kiệm ñiện nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm 14

1.3.3 Tiết kiệm ñiện nhằm cải thiện môi trường và ñiều kiện lao ñộng 15

1.3.4 Tiết kiệm ñiện giúp giảm chi phí sản xuất 15

1.4 TỔN THẤT ðIỆN NĂNG TRONG DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP 16 1.4.1 Tổn thất ñiện năng trong doanh nghiệp công nghiệp 16

1.4.2 Nguyên nhân gây nên tổn thất ñiện năng trong DNCN 16

1.5 PHƯƠNG PHÁP CHUNG ðÁNH GIÁ TỔN THẤT ðIỆN NĂNG 17

TRONG MẠNG ðIỆN DNCN 1.5.1 Theo các chỉ số công tơ 17

1.5.2 Phương pháp xác ñịnh tổn thẩt ñiện năng bằng ñồng hồ ño ñếm 18

tổn thất 1.5.3 Xác ñịnh hao tổn ñiện năng ∆A theo các ñại lượng của phụ tải 18

1.5.4 Tổn thất ñiện năng trên ñường dây 20

1.5.5 Tổn thất ñiện năng trong máy biến áp 21

1.5.6 Tổn thất ñiện năng trong mạng ñiện hạ áp 22

1.5.7 Xác ñịnh tổn thất ñiện năng theo phương pháp thực nghiệm 23

1.5.8 Tổn thất ñiện năng trong ñộng cơ 24

1.6 GIẢI PHÁP CHỦ YẾU TIẾT KIỆM ðIỆN TRONG DNCN 25

1.6.1 Trong các ñộng cơ ñiện 26

1.6.2 Hệ thống chiếu sáng 31

1.6.3 Hệ thống lạnh 32

1.6.4 Hệ thống cung cấp ñiện 33

Tóm tắt phần 1 35

PHẦN 2: PHÂN TÍCH VÀ ðÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VỀ CUNG CẤP 36

VÀ SỬ DỤNG ðIỆN TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY VẠN ðIỂM 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY GIẤY VẠN ðIỂM 36

2.1.1 Khái quát về công ty cổ phần giấy Vạn ðiểm 36

2.2 Hiện trạng hệ thống cung cấp ñiện của công ty 39

2.3 Hiện trạng về sử dụng ñiện trong công ty 42

2.4 Phân tích và ñánh giá tổn thất ñiện năng của công ty 42

2.4.1 Phân tích và ñánh giá thực trạng hệ thống chiếu sáng công ty 49

2.4.2 Phân tích và ñánh giá thực trạng hệ thống thiết bị ñộng lực của công ty.51 2.4.3 Phân tích và ñánh giá tổn thất trong nhiệt lạnh 61

2.5 Các nguyên nhân gây nên tổn thất ñiện năng của công ty 62

Tóm tắt phần 2 64

PHẦN3: ðỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP SỬ DỤNG ðIỆN 65

TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ TRONG CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY VẠN ðIỂM 3.1 GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 65

3.2 Giải pháp cho các phân xưởng, khu sản xuất: 70

3.2.1 Nhóm ñộng cơ dây truyền xeo 1 70

3.2.2 Khu chuẩn bị bột xeo 1 71

3.2.3 Khu lò hơi 72

3.2.4 Khu chuẩn bị bột xeo 2 74

3.2.5 Giải pháp cải tạo hệ truyền ñộng xeo 2 75

3.3 Giải pháp trong nhiệt lạnh 81

Tóm tắt phần 3 87

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88

1 KẾT LUẬN 88

2 KIẾN NGHỊ 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO: 90

PHỤ LỤC 91

Phụ lục 1 91

Phụ lục 2 94

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

- TBð: thiết bị ñiện

- TBA: trạm biến áp

- TKð: Tiết kiệm ñiện

- CBCNV: Cán bộ công nhân viên

- HTCCð: Hệ thống cung cấp ñiện

- CCð: Cung cấp ñiện

- HTð: Hệ thống ñiện

- KðB: Không ñồng bộ

- DNCN: Doanh nghiệp công nghiệp

- SXKD: Sản xuất kinh doanh

- ðHNð: ðiều hòa nhiệt ñộ

- TCKT: Tổ chức kỹ thuật

- HT: Hệ thống

- KCBB: Khu chuẩn bị bột

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, BẢNG TÍNH

TT Tên bảng Trang

1 Bảng 2.1 Tổng sản lượng năm 2008 và 2009 chi phí cho sản xuất 42

2 Bảng2.2 Số liệu ño và tính tải TBA 1800 kVA của công ty cổ phần 46

giấyVạn ðiểm

3 Bảng 2.3 Số liệu ño và tính tải TBA 560kVA của công ty cô phần 47

giấy Vạn ðiểm

4 Bảng 2.4 Số liệu thực trạng bố trí chiếu sáng tại các khu vực 49

5 Bảng 2.5 Công suất chịu tải max, chịu tải trung bình và 53

thời gian chịu tải thực tế của các nhóm thiết bị

8 Bảng2.7 Giá trị tính toán hao tổn công suất, ñiện năng của các 56

ñộng cơ ñại diện cho các nhóm trong 1 năm

10 Bảng 2.9 Biểu giá ñiện áp dụng cho công ty cổ phần giấy Vạn ðiểm 60

11 Bảng 2.10 Tổng hợp tổn thất ñiện năng của mạng ñiện toàn công ty 63

trong 1 năm

(Thay bóng tuýp ñôi ballats sắt từ bằng bóng ñèn tuýp ñôi ballas ñiện tử)

(Thay bóng ñèn cao áp bằng bóng ñèn compac)

(Thay bóng ñèn sợi ñốt bằng bóng ñèn compac)

15 Bảng 3.4 Kết quả tính toán phương án (thay thế ñộng cơ) 70

dây truyền xeo 1

17 Bảng 3.6 Kết quả tính toán phương án (thay thế ñộng cơ) 71

Khu chuẩn bị bột xeo 1

19 Bảng 3.8 Kết quả tính toán phương án (thay thế ñộng cơ) Khu lò hơi 73

21 Bảng 3.10 Kết quả tính toán phương án (thay thế ñộng cơ) 74

Khu chuẩn bị bột xeo 2

23 Bảng 3.12Tổng hợp hiệu quả kinh tế của các giải pháp TKð cho công ty 85

mỗi năm

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

TT Tên hình Trang

9 Hình 2.3 ðồ thị phụ tải ngày ñêm của trạm biến áp 1800 kVA 48

10 Hình 2.4 ðồ thị phụ tải ngày ñêm của trạm biến áp 560 kVA 48

11 Hình 3.1 ðồ thị phụ tải ngày ñêm của trạm biến áp 1800 kVA 86

( Sau khi áp dụng các phương án TKð)

12 Hình 3.2 ðồ thị phụ tải ngày ñêm của trạm biến áp 560 kVA 86

( Sau khi áp dụng các phương án TKð)

MỞ ðẦU

1.Tính cấp thiết của ñề tài

Ngày nay năng lượng là một vấn ñề ñang rất ñược thế giới quan tâm nguồn năng lượng sơ cấp, ñặc biệt là năng lượng hoá thạch( than, dầu, khí ñốt…) ngày càng cạn kiệt, nhu cầu sử dụng ñiện ñang ngày càng tăng nhưng khả năng ñáp ứng không ñầy ñủ

Việc sử dụng tiết kiệm và hiệu quả năng lượng nói chung, năng lượng ñiện nói riêng ñang là yêu cầu cấp thiết ñối với mọi quốc gia ðây không chỉ là vấn ñề

an ninh năng lượng mà còn là cơ sở ñể phát triển ñất nước ñặc biệt trong xu thế hội nhập kinh tế quốc tế và toàn cầu hoá hiện nay, ñồng thời góp phần giảm bớt tốc ñộ huỷ hoại của môi trường

Ở nước ta hiện nay nguồn năng lượng nói chung và năng lượng ñiện nói riêng chưa ñáp ứng ñủ nhu cầu phát triển của nền kinh tế, việc sử dụng ñiện còn lãng phí, hiệu quả chưa cao Vì vậy biện pháp sử dụng ñiện tiết kiệm và hiệu quả là

vô cùng quan trọng ñối với các doanh nghiệp công nghiệp nói chung, công ty giấy Vạn ðiểm nói riêng

Xuất phát từ tình hình thực tế sản xuất, sử dụng và tiệu thụ ñiện ở công ty cổ phần giấy Vạn ðiểm ñược sự hướng dẫn của giảng viên NGƯT.PGS.TS Nguyễn Minh Duệ, thầy cô trong khoa cơ ñiện trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội tôi chọn ñề tài:

“ Nghiên cứu ñề xuầt một số giải pháp sử dụng ñiện tiết kiệm và hiệu quả trong công ty cổ phần giấy Vạn ðiểm ”

2 Mục tiêu của ñề tài:

Phân tích hiện trạng và nhận diện các tiềm năng tiết kiệm ñiện có thể triển khai tại công ty từ ñó ñể xuất một số giải pháp, sử dụng năng lượng ñiện tiết kiệm

và hiệu quả, nhằm giảm chi phí năng lượng nâng cao hiệu suất doanh thu

3 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu ñề tài

- Trên cơ sở phân tích sử dụng ñiện tại một doanh nghiệp, ñề xuất giải pháp

sử dụng ñiện tiết kiệm và hiệu quả

- Cung cấp và sử dụng ựiện tại công ty cổ phần giấy Vạn điểm

4 Phương pháp nghiên cứu ựề tài

- Thu thập tài liệu trong nước trên cơ sở phân tắch ựánh giá, tổng hợp việc sử dụng ựiện tiết kiệm và hiệu quả liên quan ựến ựề tài nghiên cứu

- Bám sát chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng ựiện tiết kiệm và hiệu quả làm cơ sở nghiên cứu ựề tài

5 đóng góp của ựề tài

- Hệ thống hoá cơ sở lý thuyết về sử dụng ựiện tiết kiệm và hiệu quả

- Phân tắch thực trạng, rút ra những kết luận về tiềm năng tiết kiệm ựiện của công ty

- đề xuất giải pháp sử dụng ựiện tiết kiệm và hiệu quả ựối với công ty

6.Kết cấu của luận văn

Luận văn gồm 3 nội dung chắnh thể hiện ở 3 phần

Phần 1: Tổng quan về việc sử dụng ựiện tiết kiệm và hiệu quả trong doanh nghiệp công nghiệp

Giới thiệu ựặc ựiểm của quá trình sản xuất công nghiệp, hệ thống cung cấp

và sử dụng ựiện trong phạm vi DNCN, lợi ắch của việc sử dụng ựiện tiết kiệm và hiệu quả trong DNCN Giới thiệu phương pháp chung về tắnh toán tổn thất ựiện năng, tắnh toán các loại tổn thất như tổn thất trên ựường dây, tổn thất trong máy biến

áp và tổn thất trong ựộng cơ ựiện Tìm hiểu những tiềm năng tiết kiệm ựiện và các giải pháp chủ yếu tiết kiệm ựiện

Phần 2: Phân tắch và ựánh giá hiện trạng về cung cấp và sử dụng ựiện tại công

ty cổ phần giấy vạn ựiểm

Giới thiệu khái quát về sự hình thành và phát triển của công ty cổ phần giấy Vạn điểm, hiện trạng hệ thống cung cấp và sử dụng ựiện của công ty đưa ra những ựánh giá tổn thất trong mạng ựiện của công ty, phân tắch các nguyên nhân sử dụng ựiện không hiệu quả và tiết kiệm của công ty

Phần 3: đề xuất một số giải pháp sử dụng ựiện tiết kiệm và hiệu quả ựối với công ty

Phân tắch và ựề xuất các giải pháp sử dụng ựiện tiết kiệm trong chiếu sáng, trong ựộng lực, trong nhiệt lạnh Cải tạo mạng ựiện, chế ựộ làm việc và xây dựng hệ thống quản lý sử dụng ựiện tiết kiệm và hiệu quả đánh giá hiệu quả kinh tế của các giải pháp tiết kiệm ựiện năng trong công ty cổ phần giấy Vạn điểm

Phần kết luận và khuyến nghị: Tổng hợp những kết quả ựạt ựược của ựề tài, ựưa ra những kết luận mang tắnh khoa học và ựưa những kiến nghị ựối với công ty

cổ phần giấy Vạn điểm nói riêng, từ ựó rút ra kết luận chung ựối với các doanh nghiệp công nghiệp

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ VIỆC SỬ DỤNG ðIỆN TIẾT KIỆM

VÀ HIỆU QUẢ TRONG DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

1.1 ðẶC ðIỂM QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP 1.1.1 Các quan ñiểm về doanh nghiệp

Trong quá trình hình thành và phát triển kinh tế ở bất kì một quốc gia nào, doanh nghiệp cũng là một ñơn vị cơ sở, một tế bào của nền kinh tế là nơi trực tiếp tạo ra của cải vật chất cho xã hội, nơi trực tiếp phân phối các yếu tố sản xuất một cách hợp lí ñể tạo ra sản phẩm hoặc dịch vụ một cách có hiệu quả nhất

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật và thông tin, các hình thức tổ chức doanh nghiệp ngày càng ña dạng, các loại sở hữu doanh nghiệp ngày càng phong phú

Do ñó nếu ñứng trên các quan ñiểm khác nhau thì có những ñịnh nghĩa khác nhau về doanh nghiệp

Theo quan ñiểm của nhà tổ chức: Doanh nghiệp là tổng thể các phương tiện , máy móc, thiết bị và con người ñược tổ chức lại nhằm ñạt ñược mục ñích

Theo quan ñiểm mục tiêu cơ bản cho mọi hoạt ñộng của mọi doanh nghiệp là lợi nhuận: Doanh nghiệp là một tổ chức sản xuất, thông qua ñó trong khuôn khổ một số tài sản nhất ñịnh người ta kết hợp nhiều yếu tố sản xuất khác nhau nhằm tạo

ra sản phẩm và dịch vụ ñể bán trên thị trường nhằm thu về một khoản chênh lệch giữa giá thành và giá bán sản phẩm

Theo quan ñiểm chức năng: Doanh nghiệp là một ñơn vị kinh doanh nhằm thực hiện một hoặc tất cả các công ñoạn trong quá trình ñầu tư sản xuất ñến tiêu thụ sản phẩm, hoặc thực hiện các nhiệm vụ nhằm mục ñích sinh lãi,

Theo quan ñiểm lý thuyết hệ thống doanh nghiệp là một bộ phận hợp thành trong hệ thống kinh tế, mỗi ñơn vị trong hệ thống ñó phải chịu sức tác ñộng tương

hỗ lẫn nhau, phải tuân thủ những ñiều kiện hoạt ñộng mà nhà nước ñặt ra cho hệ thống kinh tế ñó nhằm phục vụ cho mục ñích tiêu dùng của xã hội

Vậy: Doanh nghiệp là một ñơn vị sản xuất kinh doanh ñược tổ chức nhằm tạo ra sản phẩm hoặc dịch vụ ñáp ứng yêu cầu trên thị trường, thông qua ñó ñể tối

ña hoá lợi nhuận, trên cơ sở tôn trọng pháp luật nhà nước và quyền lợi chính ñáng của người tiêu dùng

1.1.2 ðặc ñiểm hoạt ñộng của doanh nghiệp

- Chức năng sản xuất- kinh doanh của doanh nghiệp là hai chức năng không thể tách rời nhau, ngược lại chúng có quan hệ chặt chẽ với nhau và tạo thành một chu trình khép kín trong hoạt ñộng của doanh nghiệp, chu trình này ñược biểu diễn bởi sơ ñồ sau:

Trong toàn bộ chu trình hoạt ñộng trên chức năng sản xuất là một giai ñoạn trung gian trong suốt chu trình, các giai ñoạn ñầu và cuối của chu trình thuộc về chức năng lưu thông hay thuộc về lĩnh vực kinh doanh của doanh nghiệp

Các doanh nghiệp trong quá trình hoạt ñộng phải chấp nhận sự cạnh tranh ñể tồn tại và phát triển ðiều này ñòi hỏi mỗi doanh nghiệp phải có chiến lược kinh doanh thích ứng cũng như phải có công cụ, có giải pháp phù hợp ñể thực hiện chiến lược ñó

1.1.3 Doanh nghiệp công nghiệp và ñặc ñiểm hoạt ñộng sản xuất

Doanh nghiệp công nghiệp có ñầy ñủ các thành phần cấu thành từ ñịnh nghĩa doanh nghiệp, nó khác với các nhà máy hay các doanh nghiệp kinh doanh Các nhà máy dùng các loại năng lượng ñể sản xuất nên thành phẩm là hàng hoá, các doanh nghiệp kinh doanh thì dùng tiền ñể mua hàng hoá với giá rẻ hơn rồi bán ra với giá cao hơn Song phải chi phí nhân lực và phương tiện

- Doanh nghiệp công nghiệp chủ yếu dùng các loại ñộng cơ ñiện trong các quá trình công nghệ dây truyền sản xuất, ñể sản xuẩt ra hàng hoá thành phẩm

Nghiªn

cøu thÞ

tr−êng

Chän s¶n phÈm hµng ho¸

ThiÕt kÕ s¶n phÈm

ChuÈn bÞ c¸c yÕu tè s¶n xuÊt

Tæ chøc s¶n xuÊt

§iÒu tra sau tiªu thô

Tæ chøc tiªu thô s¶n phÈm

S¶n phÈm hµng lo¹t

S¶n xuÊt b¸n thö nghiÖm

- Giá thành sản phẩm là một ñại lượng biểu hiện bằng tiền của các chi phí phát sinh trong quá trình sản xuất của doanh nghiệp, bao gồm các chi phí như: chi phí nguyên vật liệu trực tiếp, chi phí nhân công trực tiếp, và chi phí sản xuất chung bao gồm giá thành ñiện năng trên một ñơn vị sản phẩm, chi phí lưu kho, chi phí quản lí

- Trong doanh nghiệp công nghiệp, giá thành sẩn phẩm ñược xem là một chỉ tiêu chất lượng có tính tổng hợp, nó phản ánh toàn bộ tình hình sử dụng nguyên vật liệu, trình ñộ tổ chức sản xuất, tổ chức lao ñộng và trình ñộ kỹ thuật của doanh nghiệp Giá thành sản phẩm càng hạ thấp biểu hiện hiệu quả sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp càng ñược nâng cao

- Hạ giá thành sản phẩm là giảm các khoản chi phí trong quá trình sản xuất ra sản phẩm Hạ giá thành sản phẩm ñược xem là một ñộng lực ñể doanh nghiệp tăng ñược khả năng cạnh tranh, tăng sản lượng tiêu thụ trên thị trường

ðể hạ gía thành sản phẩm ñối với các doanh nghiệp công nghiệp chúng ta có thể sắp xếp chúng thành 3 nhóm biện pháp sau:

+ Tiết kiệm chi phí nguyên vật lịệu trực tiếp

Cần tập trung giải quyết hai vẩn ñề sau:

- Giảm ñịnh mức tiêu hao nguyên vật liệu cho một ñơn vị sản phẩm

- Giảm ñơn giá nguyên vật liệu

+ Tăng năng suất lao ñộng, giảm chi phí tiền lương nhân công trực tiếp cho một ñơn vị sản phẩm

+ Tăng sản lượng, giảm chi phí sản xuất chung cho một ñơn vị sản phẩm Vấn ñề này ñã ñược nhiều chuyên gia kinh tế nghiên cứu làm sao cho hiệu suất của máy móc thiết bị làm tăng sản lượng và giảm chi phí chung trên một ñơn vị sản phẩm Việc giảm chi phí sản xuất chung trên một ñơn vị sản phẩm thì giá thành ñiện năng trên một ñơn vị sản phẩm là một vấn ñề quan trọng nhất, chiếm tỷ trọng cao nhất cấu thành nên giá thành sản phẩm công nghiệp

1.2 HỆ THỐNG CUNG CẤP VÀ SỬ DỤNG ðIỆN TRONG PHẠM VI DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

1.2.1 Tổng quan về hệ thống cung cấp ñiện

- Khi ta nói dến hệ thống năng lượng, thông thường người ta thường hình dung nó là hệ thống ñiện, hệ thống ñiện là tập hợp tất cả các thiết bị ñiện dùng ñể sản xuất, biến ñổi truyền tải ñiện năng Hệ thống ñiện là bao gồm tất cả các nhà máy, trạm biến áp, ñường dây và các hộ tiêu thụ ñiện

- Chúng ta ñều biết rằng khoảng 70% ñiện năng sản xuất ra ñược sử dụng trong các doanh nghiệp Vì vậy vấn ñề cung cấp và sử dụng ñiện cho các doanh nghiệp có ý nghĩa rất to lớn ñối với nền kinh tế quốc dân Một cách tổng quát ñảm bảo cung cấp ñiện cho công nghiệp là ñảm bảo cho một ngành kinh tế quan trọng hoạt ñộng liên tục, phát huy ñược tiềm năng của nó Dưới góc ñộ tiêu thụ ñiện năng, công nghiệp là một trong những ngành tiêu thụ ñiện nhiều nhất, vì vậy việc tiết kiệm ñiện trong công nghiệp sẽ mang lại hiệu quả cao nhất

1.2.2 Các yêu cầu trong hệ thống cung cấp ñiện DNCN

* ðộ tin cậy cung cấp ñiện

ðộ tin cậy cung cấp ñiện tuỳ thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào Trong ñiều kiện cho phép thường cố gắng chọn phương án cấp ñiện có ñộ tin cậy càng cao càng tốt

* Chất lượng ñiện

Chất lượng ñiện ñược ñánh giá bằng hai chỉ tiêu là tần số và ñiện áp:

- Chỉ tiêu tần số do cơ quan ñiều khiển hệ thống ñiện ñiều chỉnh Chỉ có những hộ tiêu thụ ñiện lớn mới phải quan tâm ñến chế ñộ vận hành của mình sao cho hợp lí ñể góp phần ổn ñịnh tần số của hệ thống ñiện

Vì vậy khi tính toán thiết kế hệ thống cấp ñiện người ta phải quan tâm ñảm bảo chất lượng ñiện áp cho khách hàng

- ðộ lệch ñiện áp cho phép so với ñiện áp ñịnh mức ñược quy ñịnh (ở chế ñộ làm việc bình thường) như sau:

+ Mạng ñộng lực: [∆U%] = ±5% U®m

+ Mạng chiếu sáng: [∆U%] = - 2,5 ÷ + 5% U®m

Trường hợp khởi ñộng ñộng cơ hoặc mạng ñiện ñang trong tình trạng sự cố thì ñộ lệch ñiện áp cho phép có thể tới (- 10 ÷ 20%)Uñm

* An toàn cung cấp ñiện

Hệ thống cung cấp ñiện phải ñược vận hành an toàn ñối với người và thiết bị Muốn ñạt ñược yêu cầu ñó, khi tính toán cấp ñiện phải lựa chọn sơ ñồ cấp ñiện hợp

lý, rõ ràng mạch lạc ñể tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị ñiện phải chọn ñúng chủng loại, ñúng công suất

Việc vận hành quản lý hệ thống ñiện có vai trò quan trọng, người sử dụng phải tuyệt ñối chấp hành những quy ñịnh về an toàn sử dụng ñiện

1.2.3 Sơ ñồ cung cấp ñiện của doanh nghiệp công nghiệp

1.2.3.1 Sơ ñồ cung cấp ñiện của doanh nghiệp công nghiệp

ðược chia làm hai loại ñó là: Sơ ñồ cung cấp ngoài xí nghiệp và bên trong xí nghiệp

- Sơ ñồ cung cấp bên ngoài: Là một phần của HTCCð từ trạm khu vực ñến trạm biến áp chính hoặc trạm phân phối trung tâm của xí nghiệp CN

- Sơ ñồ cung cấp ñiện bên trong: Là từ trạm biến áp chính ñến các biến áp phân xưởng, ñến các thiết bị ñiện

* Sơ ñồ CCð bên ngoài XN ñối với XN không có nhà máy ñiện tự dùng:

a) Sơ ñồ lấy ñiện trực tiếp từ hệ thống ñiện sử dụng khi mạng ñiện cung cấp bên ngoài trùng với cấp ñiện áp bên trong của xí nghiệp

b) Sơ ñồ này không có trạm phân phối trung tâm, các trạm biến áp phân xưởng nhận ñiện trực tiếp từ ñường dây cung cấp ngoài ra còn có một số sơ ñồ cung cấp khác

* Sơ ñồ CCð bên trong XN:

Sơ ñồ gồm có ñường dây từ trạm phân phối ñến các trạm phân xưởng ñặc ñiểm là có tổng ñộ dài ñường dây thường lớn, số lượng các thiết bị nhiều nên cần phải ñồng thời giải quyết các vấn ñề về ñộ tin cậy và giá thành Thường dùng các loại sơ ñồ là Sơ ñồ hình tia, sơ ñồ ñường dây chính và sơ ñồ hỗn hợp

+ Sơ ñồ hình tia: Là sơ ñồ mà ñiện năng ñược cung cấp trực tiếp ñến thẳng các TBA phân xưởng

+ Sơ ñồ ñường dây chính ðược dùng khi số hộ tiêu thụ ñiện qúa nhiều, phân

bố rải rác, mỗi ñường trục chính có thể nối vào một số TBA

+ Sơ ñồ hỗn hợp Là dùng phối hợp cả hai loại sơ ñồ trên

* Sơ ñồ mạng ñiện phân xưởng Thường có ñiện áp ñịnh mức ≤ 1000V

Có ñặc ñiểm là số lượng thiết bị lớn, ñặt gần nhau Cần chú ý:

- ðảm bảo ñộ tin cậy theo từng hộ phụ tải

- Thuận tiện vận hành

- Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối ưu

- Cho phép sử dụng phương pháp lắp ñặt nhanh

+ Sơ ñồ hình tia Thường ñược dùng ñể cung cấp cho các nhóm ñộng cơ có công suất nhỏ ở vị trí khác nhau của phân xưởng, ñồng thời cũng ñể cung cấp ñiện cho các thiết bị công suất lớn

+ Sơ ñồ ñường dây chính Khác với sơ ñồ hình tia là mỗi mạch của sơ ñồ cung cấp cho một số thiết bị nằm trên ñường ñi của nó ñể tiết kiệm dây dẫn

Hình 1.2 Sơ ñồ ñường dây chính và thanh dẫn của HTCCð

* Mạng chiếu sáng trong phân xưởng Thông thường có hai loại:

+ Chiếu sáng làm việc ðảm bảo ñộ sáng cần thiết ở nơi làm việc và trên phạm vi toàn phân xưởng Bản thân ñộ sáng cần thiết ở nơi làm việc lại có ba loại

ñó là: Chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng hỗn hợp Nguồn của mạng chiếu sáng làm việc thường ñược lấy chung từ trạm biến áp ñộng lực hoặc có thể ñược cung cấp từ máy biến áp chuyên dùng chiếu sáng riêng

+ Chiếu sáng sự cố ðảm bảo ñủ ñộ sáng tối thiểu khi nguồn chính bị mất thì

nó phải ñảm bảo ñược cho nhân viên vận hành an toàn, thao tác khi sự cố và rút khỏi nơi nguy hiểm khi nguồn chính bị mất ñiện Nguồn của mạng ñiện chiếu sáng

Sơ ñồ hình tia cung

cấp ñiện cho phụ tải

phân tán

Sơ ñồ cung cấp ñiện bằng thanh cái dọc nhà xưởng hoặc nơi có mật ñộ cao

TPP

ñ

Sơ ñồ hình tia cung cấp ñiện cho phụ tải tập trung

sự cố thường ñược cung cấp ñộc lập trường hợp thật ñặc biệt phải ñược cung cấp từ các nguồn ñộc lập

1.2.3.2 Phụ tải ñiện của doanh nghiệp công nghiệp:

* Vai trò của phụ tải ñiện

Trong DNCN có rất nhiều loại máy khác nhau, với nhiều công nghệ khác nhau, trình ñộ sử dụng cũng rất khác nhau cùng với nhiều yếu tố khác dẫn ñến sự tiêu thụ công suất của các thiết bị ñiện không bao giờ bằng công suất ñịnh mức của chúng Nhưng mặt khác chúng ta cần xác ñịnh phụ tải ñiện Phụ tải ñiện là một hàm của nhiều yếu tố theo thời gian P(t), vì vậy chúng ta không tuân thủ một quy tắc bất dịch nào Cho nên việc xác ñịnh ñược chúng rất khó khăn nhưng phụ tải ñiện lại là một thông số quan trọng ñể lựa chọn các thiết bị của HTð cũng như tiêu thụ ñiện, công suất mà chúng ta xác ñịnh bằng cách tính toán ñược gọi là công suất tính toán

Ptt

Nếu Ptt < P thực tế thì thiết bị mau hỏng, có thể dẫn ñến cháy nổ

Nếu Ptt > P thực tế thì sẽ gây lãng phí năng lượng

Do ñó ñã có rất nhiều công trình nghiên cứu nhằm xác ñịnh Ptt sát nhất với P thực tế Chủ yếu tồn tại hai nhóm phương pháp cơ bản sau:

+ Nhóm phương pháp dựa trên kinh nghiệm vận hành, thiết kế và ñược tổng kết lại bằng các hệ số tính toán

+ Và nhóm thứ hai là nhóm phương pháp dựa trên cơ sở phân tích lý thuyết xác suất và thống kê

* Các ñặc trưng chung của phụ tải ñiện:

Mỗi phụ tải có các ñặc trưng riêng và các chỉ tiêu xác ñịnh ñiều kiện làm việc của mình Khi cung cấp ñiện cần phải ñược thoả mãn hoặc chú ý tới

+ Công suất ñịnh mức Là thông số ñặc trưng chính của phụ tải ñiện, thường ñược ghi trên nhãn của thiết bị, trong lý lịch máy ðơn vị của công suất ñịnh mức là

W hoặc kW, với ñộng cơ ñiện công suất ñịnh mức chính là công suất trên trục cơ của nó: Pd = dm

dm p

η

ηdm chính là hiệu suất của ñộng cơ có giá trị trong khoảng 0.8 ÷ 0.9 Tuy vậy với các ñộng cơ công suất nhỏ và nếu không cần chính xác lắm thì ta có thể xem

Pd ≈ Pdm

+ ðiện áp ñịnh mức Udm của phụ tải phù hợp với ñiện áp của mạng ñiện Trong DNCN có nhiều thiết bị khác nhau nên cũng có nhiều cấp ñiện áp ñịnh mức của lưới ñiện

+ Tần số Do quy trình công nghệ và sự ña dạng của thiết bị trong DNCN nên chúng sử dụng dòng ñiện với tần số khác nhau từ f = 0Hz (dòng ñiện một chiều) ñến các thiết vị có tần số hàng triệu Hz Tuy nhiên chúng vẫn chỉ ñược cung cấp ñiện từ lưới ñiện có tần số ñịnh mức là 50Hz hoặc 60Hz thông qua các máy biến áp

* ðồ thị phụ tải

ðặc trưng cho sự tiêu dùng năng lượng ñiện của các thiết bị riêng lẻ, của nhóm thiết bị, của nhóm phân xưởng hoặc của toàn bộ doanh nghiệp Nó chính là tài liệu quan trọng trong thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp ñiện cho doanh nghiệp công nghiệp

+ ðồ thị phụ tải ngày ñêm Có thể lập cho nhóm thiết bị, phân xưởng hoặc của toàn doanh nghiệp Thường ñược xét với chu kì thời gian là một ngày ñêm và

có thể xác ñịnh theo 3 cách:

- Bằng dụng cụ ño tự ñộng ghi lại (a)

- Do nhân viên trực tiếp ghi lại sau những giờ nhất ñịnh (b)

- Biểu diễn theo bậc thang, ghi lại giá trị trung bình trong những khoảng nhất ñịnh (c)

ðồ thị phụ tải hàng ngày cho ta biết tình trạng làm việc của thiết bị ñể từ ñó sắp xếp lại quy trình vận hành hợp lý nhất, nó cũng làm căn cứ ñể tính chọn thiết bị, tính ñiện năng tiêu thụ

+ ðồ thị phụ tải hàng tháng ðược xây dựng theo phụ tải trung bình của từng tháng của toàn doanh nghiệp hoặc của từng phân xưởng trong một năm làm việc

ðồ thị phụ tải hàng tháng cho ta biết nhịp ñộ sản xuất của doanh nghiệp Từ

ñó có thể ñề ra lịch vận hành sửa chữa các thiết bị ñiện một cách hợp lí nhất, nhằm ñảm bảo yêu cầu của sản xuất

+ ðồ thị phụ tải bậc thang: Xây dựng trên cơ sở của ñồ thị phụ tải ngày ñêm ñiển hình ( thường ta chọn một ngày ñêm ñiển hình mùa hè và một ngày ñêm ñiển hình mùa ñông)

Hình 1.5 ðồ thị phụ tải năm

Gọi: n1 ; là số ngày mùa ñông trong năm

n2 : là số ngày mùa hè trong năm

Thì : Ti = ( t1’ + t1’’ ) n1 + t2’ n2

1.3 LỢI ÍCH CỦA SỬ DỤNG ðIỆN TIẾT KIỆM TRONG DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

1.3.1 Tiết kiệm ñiện giúp tăng năng suất

Với hiện trạng sử dụng năng lượng nói chung và ñiện năng tại các doanh nghiệp Việt Nam nói riêng, việc tiết kiệm ñiện sẽ giúp các doanh nghiệp giảm chi phí sản xuất Hơn thế nữa việc tiết kiệm ñiện còn giúp doanh nghiệp tăng năng suất lao ñộng

1.3.2 Tiết kiệm ñiện nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm

Một lợi ích nữa trong công tác tiết kiệm ñiện mang laị cho các doanh nghiệp

là việc tăng chất lượng sản phẩm Ví dụ như nhà máy Day Indira Gandhi ñã ñạt ñược vào tháng 6 năm 2002, nhà máy ñã thực hiện biện pháp lắp biến tần cho máy kéo sợi 16E nhằm tiết kiệm năng lượng

Việc lắp biến tần cho các máy kéo sợi ñem lại hiệu quả về năng lượng rất cao, suất tiêu hao năng lượng giảm so với các nhà máy không lắp biến tần là 22% Mặt khác, sự phản hồi của các công nhân thì hầu hết các công nhân trong xưởng rất

8760(giờ) biểu ñồ phụ tải năm

biểu ñồ mùa ñông biểu ñồ mùa hè

24t(giờ)

P

24t(giờ)

thích ñược sử dụng biến tần vì như vậy có thể giúp họ tăng năng suất dẫn tới tăng thu nhập, giảm ñược việc ñứt sợi dẫn ñến tăng chất lượng sản phẩm

1.3.3 Tiết kiệm ñiện nhằm cải thiện môi trường và ñiều kiện lao ñộng

Ngoài việc tăng năng suất và chất lượng sản phẩm, việc TKð còn giúp các doanh nghiệp cải thiện ñược môi trường làm việc của người công nhân dẫn ñến năng suất lao ñộng cũng tăng lên Ta xét trường hợp của công ty cổ phần may thêu giày dép WEC Sài Gòn Dựa trên kết quả kiểm toán và các kiến nghị do nhóm kiểm toán ñưa ra Xí nghiệp ñã chủ ñộng cải tạo hệ thống chiếu sáng của phân xưởng Cụ thế xí nghiệp ñã:

- Hạ ñộ cao của máng ñèn từ 2.2m trước ñây xuống còn 1.8m

- Bố trí bóng ñèn vuông góc với bàn máy của người công nhân thay vì song song như trước ñây Với cách bố trì này, ánh sáng ñược tập trung ngay tại vị trí chân vịt của máy may, tránh không bị khuất bóng như cách bố trí cũ

- Lắp chụp ñèn phản quang cho tất cả các bóng ðiều náy giúp ánh sáng ñược tập trung vị trí làm việc, không bị phân tán như trước ñây

- Lắp mỗi bóng ñèn một công tắc ðiều này giúp người công nhân trước khi

ra khỏi máy may có thể tắt ñèn ngay sau khi không dùng, giúp tiết kiệm hơn nữa ñiện năng tiêu tốn cho chiếu sáng

- Với biện pháp này, xí nghiệp ñã giảm ñược 1/3 số bóng ñèn dùng cho phân xưởng may, từ 307 bóng xuống còn 198 bóng Vì vậy ñiện năng tiêu thụ dùng cho chiếu sáng phân xưởng cũng giảm ñược 33%

1.3.4 Tiết kiệm ñiện giúp giảm chi phí sản xuất

Các chi phí trong quá trình sản xuất bao gồm:

- Chi phí nguyên vật liệu

- Chi phí nhân công

- Chi phí năng lượng

- Chi phí khấu hao nhà xưởng, thiết bị máy móc

- Chi phí quản lý

- Chi phí quảng cáo

- Chi phí vận chuyển

Trong các chi phí trên chỉ có chi phí năng lượng là có thể giảm và giảm ñáng

kể ñối với hầu hết các doanh nghiệp Việt Nam hiện nay

1.4 TỔN THẤT ðIỆN NĂNG TRONG DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP 1.4.1 Tổn thất ñiện năng trong doanh nghiệp công nghiệp

Tổn thất ñiện năng trong doanh nghiệp công nghiệp gồm có các thành phần

cơ bản sau:

- Tổn thất trên ñường dây và máy biến áp

- Tổn thất trong bản thân các thiết bị tiêu thụ ñiện (ñộng cơ, thiết bị phát nhiệt, thiết bị lạnh, chiếu sáng….)

- Tổn thất trong các thiết bị kỹ thuật

- Tổn thất do quản lý kỹ thuật

- Tổn thất kinh doanh

1.4.2 Nguyên nhân gây nên tổn thất ñiện năng trong DNCN

Tổn thất ñiện năng trong doanh nghiệp công nghiệp có mặt trong tất cả các phần tử cấu thành của hệ thống ñiện Một cách tổng quát có thể nêu ra ba loại nguyên nhân cơ bản sau:

* Nguyên nhân về tổ chức quản lý:

Nguyên nhân này là việc tổ chức hệ thống ñiện của doanh nghiệp chưa ñược khoa học, bố trí về thời gian làm việc của các thiết bị hoạt ñộng sản xuất theo ca kíp, thời gian chạy không tải của máy móc thiết bị

* Nguyên nhân về kỹ thuật công nghệ

Nguyên nhân về kỹ thuật công nghệ là một nguyên nhân cơ bản có thể thấy ngay như lưới ñiện của doanh nghiệp khi thiết kế chưa ñược tối ưu và ñặc biệt là các loaị tiêu thụ ñiện với công suất lớn như ñộng cơ không ñồng bộ ba pha với công suất không phù hợp, các mạch ñiều khiển không phù hợp

* Nguyên nhân về chất lượng ñiện

Chất lượng ñiện kém làm cho hiệu suất làm việc của máy móc thiết bị nhỏ hơn so với hiệu suất của thiết bị

1.5 PHƯƠNG PHÁP CHUNG ðÁNH GIÁ TỔN THẤT ðIỆN NĂNG TRONG MẠNG ðIỆN DNCN

Việc ñánh giá hao tổn ñiện năng và công suất thực tế gặp rất nhiều khó khăn

vì ñại lượng này phụ thuộc vào dòng ñiện và ñiện áp, chúng là các ñại lượng luôn luôn biến ñổi theo thời gian, với hệ thống ñiện phức tạp thì cần có nhiều thiết bị ño ñếm mắc vào hệ thống

Việc xác ñịnh hao tổn ñiện năng, hiện tại ta có thể xác ñịnh với sự trợ giúp của các thiết bị ño theo các phương pháp sau:

1.5.1 Theo các chỉ số công tơ

- Phương pháp xác ñịnh tổn thất ñiện năng thông dụng nhất là so sánh sản lượng ở ñầu vào và ñầu ra Một số nguyên nhân dẫn ñến sai số của phép ño là:

+ Không thể lấy ñồng thời chỉ số của các công tơ tại ñầu nguồn và các ñiểm tiêu thụ ñiện

+ Nhiều ñiểm tải còn thiếu thiết bị ño hoặc thiết bị ño không phù hợp với phụ tải

+ Số chủng loại ñồng hồ ño rất ña dạng với nhiều mức sai số khác nhau, ñó

là chưa nói ñến việc chỉnh ñịnh ñồng hồ ño thiếu chính xác hoặc không thể chính xác do chất lượng ñiện không ñảm bảo

Tuy nhiên có thể sử dụng các phương pháp ño hiện ñại như dùng ñồng hồ ño tổn thất ñể nâng cao chính xác của phép ño Nhưng như vậy sẽ rất tốn kém và phức tạp

1.5.2 Phương pháp xác ñịnh tổn thẩt ñiện năng bằng ñồng hồ ño ñếm tổn thất

Trong hệ thống cung cấp ñiện lớn, người ta có thể xác ñịnh tổn thất ñiện năng trực tiếp bằng ñồng hồ ño ñếm tổn thất mắc ngay trên ñiểm nút cung cấp cần kiểm tra

- Cách xác ñịnh tổn thất ñiện năng theo ñồng hồ ñếm tổn thất như sau: Tổn thất ñiện năng ñược tính theo công thức:

∆A = 3.ki2.R.N.10-3 (kWh) (1.1) Trong ñó: ki - tỉ số máy biến dòng

R - ðiện trở tương ñương của mạng ñiện

N - Chỉ số của ñồng hồ ñếm tổn thất ñiện năng ñược ghi trong thời gian T: N = I2 T

Cách xác ñịnh tổn thất này tuy ñơn giản nhưng ñòi hỏi nhiều thiết bị ño ñếm, gây tốn kém, vì vậy chỉ nên áo dụng trong trường hợp ñặc biệt

1.5.3 Xác ñịnh hao tổn ñiện năng ∆A theo các ñại lượng của phụ tải

1.5.3.1 Theo cường ñộ dòng ñiện thực tế

Tổn thất ñiện năng trong mạng ñiện phân phối tỷ lệ với bình phương dòng ñiện chạy trong mạng ñược xác ñịnh theo biểu thức sau:

∆ = ∫

T R A

0

Trong ñó: ∆A - tổn thất ñiện năng trong mạng ñiện 3 pha;

It - dòng ñiện chạy trong mạng;

R - ñiện trở mạng ñiện;

T - thời gian khảo sát

Trong thực tế, cường ñộ dòng ñiện luôn luôn thay ñổi, phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố vì vậy xác ñịnh tổn thất ñiện năng theo công thức trên là rất phức tạp

và không khả thi

1.5.3.2 Xác ñịnh tổn thất ñiện năng theo ñồ thị phụ tải

ðể khắc phục ñược sự phức tạp của việc xác ñịnh dòng ñiện thực tế ta có thể xác ñịnh tổn thất ñiện năng ∆A theo ñồ thị phụ tải bằng cách biểu diễn sự biến thiên của bình phương dòng ñiện hoặc công suất theo thời gian t: I2 = f(t) hoặc S2 = f(t) Khi ñó tổn thất ñiện năng ñược xác ñịnh theo công thức:

=

∆

T R A

0

3 It2.dt = R.(∫0t dt+∫t

t U

t P

0 2

2 ) (

) (

dt t U

t Q

) (

) ( 2

2) (kWh) (1.3)

ðể xác ñịnh ñược tổn thất ñiện năng thực tế, với giả thiết trong khoảng thời gian ∆t, ta coi giá trị dòng ñiện hay công suất là không ñổi và coi ñiện áp bằng ñiện

áp ñịnh mức, ñồng thời bằng cách bậc thang hoá ñường cong ta xác ñịnh ñược lượng ñiện năng tổn thất:

i i n

n i

t n

t Q P U

R t S U

R A

1

2 2 2 1

2

Với n là số bậc thang của ñồ thị phụ tải:

Phương pháp xác ñịnh tổn thất này tuy ñơn giản nhưng phải có ñồ thị phụ tải

mà không phải bao giờ cũng có thể xây dựng ñược ở tất cả các ñiểm nút cần thiết của các hệ thống ñiện

Ngày nay với các thiết bị máy móc và công nghệ ño ñếm hiện ñại, một số phần mềm mô phỏng cho phép xây dựng ñồ thị phụ tải của hệ thống ñiện một cách chính xác và tin cậy

1.5.3.3 Xác ñịnh ∆A theo dòng ñiện cực ñại

ðể khắc phục sự phức tạp của các phương pháp trên ta xác ñịnh tổn thất tương ñương gây ra bởi dòng ñiện cực ñại chạy trong mạch với thời gian hao tổn cực ñại tính theo công thức:

∆A = 3.Im2.R.10-3.τ (1.5)

Trong ñó: Im - dòng ñiện cực ñại chạy trong mạch (A);

τ - thời gian hao tổn công suất cực ñại (h);

Ở ñây cũng gặp một trở ngại khác là thời gian hao tổn cực ñại phụ thuộc vào tính chất phụ tải, hệ số công suất, thời gian sử dụng công suất cực ñại Vì vậy việc tính toán theo công thức trên cũng thường mắc sai số lớn, giá trị thời gian hao tổn công suất cực ñại xác ñịnh theo ñồ thị phụ tải ñược tính theo công thức:

i t M M t T M t T

I I

dt I P

dt P

1

2 2 2 2

0 2

2 )

1

Trong ñó: IM - dòng ñiện truyền tải lớn nhất trong thời gian tính tổn thất;

Ii - dòng ñiện tương ứng với khoảng thời gian ∆ti;

T - khoảng thời gian khảo sát

Tuy nhiên ở ñây giá trị τ không phải bao giờ cũng xác ñịnh ñược một cách dễ dàng vì không thể có ñồ thị phụ tải chuẩn, trong thực tế người ta áp dụng một số công thức thực nghiệm ñể tính τ một cách gần ñúng sau:

1 Công thức Kenzevít:

T

T 87 , 0 T 13 , 0

2 M

max

min M

P

P _ 1 ( P

P 2 _ T

T 1

T _ T T

+

3 Hoặc công thức thực nghiệm:

τ = (0,124 + TM 10-4)2 8760 (h) (1.9)

1.5.4.Tổn thất ñiện năng trên ñường dây

Như ta ñã biết, phụ tải ñiện là một ñại lượng ngẫu nhiên, chịu tác ñộng của rất nhiều yếu tố Vì vậy tổn thất ñiện năng cũng là một ñại lượng ngẫu nhiên Do ñó

ñể có thể xác ñịnh ñược một cách chính xác và tin cậy chỉ có thể xác ñịnh bằng phương pháp xác suất thống kê, ñiều tra số liệu

Lượng tổn thất ñiện năng trên ñường dây có thể xác ñịnh bằng lượng tổn thất tương ñương gây ra bởi dòng ñiện trung bình không ñổi trong suốt thời gian khảo sát chạy trong mạng ñiện ñẳng trị theo biểu thức:

∆A = 3M(I2)Rñtr.T.10-3, (kWh) (1.10)

Trong ñó: M(I2) - kì vọng toán bình phương dòng ñiện;

Rñtr - ñiện trở ñẳng trị của mạng ñiện (Ω)

Theo lý thuyết xác suất ta có:

M(I2) = [M(I)]2 + D(I); (1.11) M(I), D(I) - kỳ vọng toán và phương sai của dòng ñiện

Gía trị kì vọng toán và phương sai dòng ñiện chạy trong mạch có thể ñược tính theo các chỉ số công tơ tại lộ ra của trạm biến áp trung gian

tb

2 x

2 r T U 3

Utb - ñiện áp trung bình của mạng ñiện kV;

T - thời gian khảo sát (h)

Theo quy tắc ba sích ma thì dòng ñiện cực ñại IM:

Từ ñó ta có:

3

) I M _

) I M _ I ) I M

10 P 2 M

3 M

∆

(1.18)

∆PM - hao tổn công suất cực ñại trong mạng ñiện

Tổn thất ñiện năng phản kháng xác ñịnh theo công thức:

∆Ax = ∆Ar tgφ (1.19)

1.5.5 Tổn thất ñiện năng trong máy biến áp

ðể ñơn giản cho việc tính toán ta thay tất cả các máy biến áp bằng một máy biến áp ñẳng trị có công suất bằng tổng công suất ñịnh mức của các máy Tổn thất trong máy biến áp tiêu thụ gồm hai thành phần là tổn thất thay ñổi ∆Acu và tổn thất ñiện năng không thay ñổi trong máy biến áp ∆AFe

Kỳ vọng toán chạy trong máy biến áp là:

M(I)ba = ;

T U 3

A A

2 2 2 tb

2 2 x

2 2

1

3 2

) (

10

m i ki n

S

P U

Trong ñó: Un - ðiện áp ñịnh mức của các máy biến áp (kV);

Sni - Công suất ñịnh mức của máy biến áp thứ I (kVA);

∆Pki - Hao tổn ngắn mạch của máy biến áp thứ I;

m - số lượng máy biến áp tiêu thụ

Vậy tổn thất ñiện năng tác dụng trong ñồng của máy biến áp là:

∆Acu = 3[M(I)ba]2(1+k2v)Rñtr.T.10-3 (kWh) (1.22) Thành phần tổn thất cố ñịnh hay tổn thất trong lõi thép của máy biến áp ñược xác ñịnh theo biểu thức sau:

∆AFe = ∑

=

∆

m i

i n

tb T P U

U

1 0 2

2

∆P0i - hao tổn không tải của máy biến áp thứ i

1.5.6 Tổn thất ñiện năng trong mạng ñiện hạ áp

ðặc ñiểm của mạng ñiện hạ áp là số lượng dây dẫn ở các ñoạn dây khác nhau, phụ tải rải rác dọc các tuyến dây, gía trị ñiện áp thấp, mức ñộ phi ñối xứng cao Nên việc xác ñịnh tổn thất trên lưới ñiện này khá phức tạp Ngoài ra do ñiện áp thấp nên tỏn thất không chỉ xuất hiện trên các phần tử của mạng ñiện mà còn có cả trên các mối nối, ñiểm tiếp xúc Hiện nay có nhiều phương pháp xác ñịnh tổn thất ñiện năng trong lưới hạ áp song ñộ chính xác của các phương pháp lại rất khác nhau Ta xét phương pháp thông dụng sau:

1.5.7 Xác ñịnh tổn thất ñiện năng theo phương pháp thực nghiệm

2 C

2 B

2

A I I ) R k 10 I

3

1

τ +

Trong ñó: a1, a2 - các hệ số hồi quy xác ñịnh theo các số liệu thống kê;

UA, UB, UC - ðiện áp tại các ñầu lộ của các pha;

UA’, UB’, UC’ - ðiện áp ở cuối lộ của các pha;

kfdx = bo +b1

C B A

max I I I

I

+

Imax - dòng ñiện lớn nhất trong các pha: Max (IA, IB, IC);

bo, b1 - các hệ số hồi qui, phụ thuộc vào tính chất của phụ tải, có giá trị trong bảng sau:

b Biểu thức 2:

Tổn thất ñiện năng trên lưới ñiện hạ áp cũng có thể xác ñinh theo công thức sau:

2 2 f fdx

2 n dtr 2

k k ) tg 1 ( T U

R A

Trong ñó: δ - hệ số xác ñịnh theo mức tăng thực tế giá trị trung bình của dòng ñiện phụ tải (δ = 1÷ 1,1) và thường lấy δ = 1,06;

A - ñiện năng truyền tải trên lưới 0,4kV (kWh);

T - Thời gian vận hành của lưới ñiện (h);

Un - ñiện áp ñịnh mức của lưới;

k2f - hệ số phụ thuộc vào mức chênh lệch các giá trị dòng ñiện phụ tải tại các thời ñiểm khác nhau so với giá trị trung bình;

min max

2 min max f

) I _ I 3 1 k

+ +

kfdx - hệ số phi ñối xứng, biểu thị lượng năng lượng tổn thất do mất ñối xứng giữa các pha, có thể ñược tính bằng công thức thứ nhất

1.5.8 Tổn thất ñiện năng trong ñộng cơ

Thực tế phần lớn các sản phẩm ñều ñòi hỏi việc sử dụng các ñộng cơ ở một vài công ñoạn nào ñó trong quá trình sản xuất, chúng ta không ngạc nhiên khi nói rằng ñộng cơ ñiện là thiết bị tiêu thụ nhiều ñiện năng nhất

Hao tổn ñiện năng của ñộng cơ không ñồng bộ gồm hai thành phần: ñó là tổn hao ñồng Pcu và tổn hao sắt PFe Trong ñộng cơ không ñồng bộ thì tổn hao ñồng chiếm ñến 70% còn tổn hao sắt chiếm 30% Các công thức tính hao tổn trong ñộng

cơ như sau:

- Tổn hao công suất trong lõi thép:

)2.k2 (kW) (1.29)

Trong ựó : Stt = Sdo/cosφdo; Sựm = Pdm/cosφdm

k1, k2 Ờ hệ số tỉ lệ hao tổn thép và ựồng phụ thuộc vào từng loại ựộng cơ

η Ờ hiệu suất làm việc của ựông cơ thường ựược xác ựịnh bằng những công thức thực nghiệm

- Hao tổn công suất trong ựộng cơ ựược tắnh:

∆P = ∆PFe + ∆PCu

- Hao tổn ựiện năng trong tháng ựược tắnh như sau:

∆A = ∆P t (kWh);

Trong ựó t là thời gian làm việc của ựộng cơ trong năm (h)

1.6 GIẢI PHÁP CHỦ YẾU TIẾT KIỆM đIỆN TRONG DNCN

Trong phạm vi luận văn, sau khi nghiên cứu các giải pháp , thiết bị có khả năng áp dụng tương ứng với tiềm năng về tiết kiệm ựiện của DNCN Chúng tôi ựưa

ra một số giải pháp áp dụng cho DNCN như sau:

* Giải pháp về tổ chức quản lý kỹ thuật:

- Khuyến nghị các DNCN tổ chức làm việc theo ca kắp, nhằm thực hiện tiêu thụ ựiện vào thời gian thấp nhất ở ựồ thị phụ tải của hệ thống, sẽ giảm ựược hao tổn ựiện năng trong máy biến áp, cũng với việc ựó thì doanh nghiệp sẽ ựược hưởng giá ựiện ở mức thấp nhất

- Các xắ nghiệp tổ chức làm việc ca kắp sẽ giảm thời gian chạy không tải của máy móc thiết bị ựồng nghĩa với việc giảm chi phắ ựiện năng trên một ựơn vị sản phẩm

- đóng ựiện các ựộng cơ thông qua các bộ ựiều khiển bằng thiết bị khả trình

ựể giảm thiểu dòng ựiện mở máy và giàm tối ựa sự ựồng thời mở máy ựộng cơ của các xắ nghiệp

* Giải pháp công nghệ áp dung cho các ựối tựơng của mạng ựiện là:

- Trong các ựộng cơ ựiện;

- Trong hệ thống chiếu sáng, thông gắo;

- Trong hệ thống nhiệt;

- Trong hệ thống cung cấp ựiện

1.6.1 Trong các ựộng cơ ựiện

1.6.1.1 Giải pháp nâng cao hệ số công suất cosφ

Hệ số công suất cosφ càng lớn thì càng có lợi cho việc cung cấp ựiện lẫn khách hàng tiêu thụ ựiện:

ta phải biết lựa chọn cho thắch hợp Sau ựây là một số giải pháp:

a) Nâng cao hệ số cosφ tự nhiên

đó là tìm ra các phương pháp ựể ựộng cơ giảm bớt ựược lượng công suất phản kháng tiêu thụ, ta có thể áp dụng các công nghệ tiên tiến, sử dụng các thiết bị một cách hợp lý biện pháp này ựem lại hiệu quả kinh tế mà không phải ựặt thêm thiết bị bù,

Các cán bộ phải chỉ ựạo, thay ựổi cải tiến quy trình, công nghệ ựể các thiết bị ựiện làm việc ở chế ựộ hợp lắ nhất Căn cứ vào ựiều kiện cụ thể của doanh nghiệp ựể sắp xếp quy trình công nghệ một cách hợp lắ nhất Việc giảm bớt những tác ựộng, những nguyên công thừa ựều ựưa ựến hiệu quả tiết kiệm ựiện, giảm bớt ựiện năng tiêu thụ trên một sản phẩm

- Hạn chế chạy ựộng cơ không tải

- Nâng cao chất lượng sửa chữa ựộng cơ

- Dùng ựộng cơ ựồng bộ thay thế cho ựộng cơ không ựồng bộ

- Nếu ñộng cơ nào không cần ñiều chỉnh tốc ñộ thì ta nên dùng ñộng cơ không ñồng bộ vì:

+ ðộng cơ ñồng bộ có hệ số công suất cos φ cao, có thể làm việc ở chế ñộ quá kích từ ñể trở thành một máy bù cung cấp thêm công suất phản kháng cho mạng

+ Mô men quay tỷ lệ bậc nhất với ñiện áp của mang nên ít nhất phụ thuộc vào phụ tải do ñó năng suất làm việc của máy cao

- Thay thế những ñộng cơ làm viẹc non tải bằng những ñộng cơ dung lượng công suất nhỏ hơn

ðối với nhà máy, xí nghiệp lâu năm thường ñộng cơ ñã cũ tiêu thụ nhiều ñiện, gây hao tổn công suất lơn, làm việc bị non tải ảnh hưởng ñến chất lượng sản phẩm và nền kinh tế của doanh nghiệp Khi ñộng cơ làm việc non tải ñược thay bằng ñộng cơ có công suất ta sẽ tăng ñược số phụ tải kpt dẫn ñến cos φ tăng Nhưng việc thay thế phải:

+ Giảm ñược tổn thất công suất tác dụng trong mạng và ñộng cơ vì như vậy thì việc thay thế mới có lợi Qua kinh nghiệm cho thấy:

+ Nếu kpt < 0.45 thì việc thay thế bao giờ cũng có lợi

+ Nếu 0.45<kpt <0.78 thì phải so sánh kinh tế kỹ thuật mới xác ñịnh ñược việc thay thế có lợi hay không

+ ðiều kiện kỹ thuật : việc thay thế ñộng cơ phải ñảm bảo nhiệt ñộ của ñộng

cơ nhỏ hơn nhiệt ñộ cho phép ( tdc< tcp) ñảm bảo ñiều kiện mở máy làm việc ổn ñịnh của ñộng cơ

b) Dùng phương pháp bù ñể nâng cao hệ số công suất cosφ

Bù công suất phản kháng sẽ nâng cao ñược hệ số công suất cosφ giảm tổn thất ∆P ñể tiết kiệm ñiện và quan trọng hơn là ñiều chỉnh và ổn ñịnh ñược ñiện áp của mạng

Dung lượng bù ñược xác ñịnh theo công thức:

Qb = Q.α.(tgϕ1 - tgϕ2)

Trong ñó: φ1- góc ứng với hệ số công suất trước khi bù

φ2- góc ứng với hệ số công suất mong muốn sau khi bù;

α = 0.9÷1 Hệ số xét tới khả năng nâng cao cosφ bằng các biện pháp khác

Q- Công suất phản kháng ñộng cơ tiêu thụ

- Chọn loại thiết bị bù:

Thiết bị bù ñược lựa chọn dựa trên cơ sở tính toán các so sánh về kinh tế và

kỹ thuật

1.6.1.2 Dựa vào ñồ thị phụ tải hàng ngày ñể giảm bớt nhu cầu ñiện ở giờ cao

ñiểm cho sản xuất

a) ðiều chỉnh ñồ thị phụ tải hàng ngày

Giả sử một doanh nghiệp sản xuất làm việc với phụ tải:

- Cực ñại là: 2.85 MW - cực tiểu là: 1 MW- trung bình là 1.9 MW

Giờ cao ñiểm từ 18 giờ ñến 22 giờ, giờ thấp ñiểm từ 22h ñến 4giờ sáng ngày

hôm sau, còn lại giờ trung bình là từ 4giờ sáng ñến 18 giờ

Hình 1.6 ðồ thị phụ tải ngày ñặc trưng