Các giải pháp kỹ thuật giảm tổn thất công suất và điện năng

Khoá luận tốt nghiệp Phần 1: Mở đầu Lý chọn đề tài Ngày đất nước ta bước vào trình công nghiệp hoá - đại hoá đất nước đặc biệt bước vào trình hội nhập Quốc tế WTO thời để đưa đất nước ta ngày phát triển Để đưa đất nước ta phát triển phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: người, nguồn tài nguyên thiên nhiên, vị trí địa lý, khí hậu đặc biệt nhờ có nguồn tài nguyên điện đưa đất nước ta ngày văn minh tiến phát triển Ngày điện sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp, giao thông vận tải, nông lâm nghiệp,thông tin liên lạc dịch vụ có ưu điểm ngành lượng khác: sản xuất điện tập trung với nguồn công suất lớn, phân phối đến tận nơi tiêu thụ với tổn hao nhỏ Điện quan trọng cho khí hoá, điện khí hoá tự động hoá nguồn lượng cao cấp tác động lên nguồn tài nguyên khoáng sản không kim loại ( loại đá, cát, muối), kim loại ( bôxit, thiếc, đồng, sắt) để tạo cải vật chất cho xã hội cho phát triển nên kinh tế quốc dân Như điện sử dụng rộng rãi làm cho nguồn điện ngày bị cạn kiệt không đáp ứng đủ nhu cầu toàn xã hội Vậy phải làm để tiết kiệm nhiên liệu tăng nguồn điện cho phụ tải vấn đề cấp thiết Đảng Nhà nước ta đặt lên hàng đầu Qua nhiều năm nghiên cứu nhà khoa học đưa giải pháp để tiết kiệm nhiên liệu tăng nguồn điện cho phụ tải Chính lý mạnh dạn nghiên cứu đề tài Các giải pháp kỹ thuật giảm tổn thất công suất điện với hi vọng giúp cho nguồn điện sử dụng không bị cạn kiệt Phạm Thị Bình An Khoá luận tốt nghiệp Đối tượng phạm vi nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu Một số giải pháp kỹ thuật giảm tổn thất công suất điện 2.2 Phạm vi nghiên cứu Khảo sát phương diện lý thuyết số giải pháp kỹ thuật giảm tổn thất công suất điện Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Mục đích nghiên cứu Giảm tổn thất công suất điện mạng điện biện pháp quan trọng để tiết kiệm nhiên liệu tăng nguồn nhiên liệu cho phụ tải 3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu Muốn đạt mục đích đề tài cần thực nhiệm vụ sau - Nghiên cứu sở lý thuyết giải pháp kỹ thuật để giảm tổn thất công suất điện - Trên sở lý thuyết ứng dụng phương pháp vào thực tế để thấy ưu điểm phương pháp phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Phạm Thị Bình An Khoá luận tốt nghiệp PHầN 2: NộI DUNG ChƯƠNG 1: CƠ Sở Lý LUậN Khái niệm chung 1.1.Tầm quan trọng giảm tổn thất công suất điện Giảm tổn thất công suất điện mạng điện biện pháp quan trọng để tiết kiệm nhiên liệu tăng nguồn điện cho phụ tải 1.2 Phân loại tổn thất điện Tổn thất điện mạng điện chia thành hai phần: tổn thất kỹ thuật tổn thất thương mại 1.2.1 Tổn thất kỹ thuật mạng điện quan trọng, dẫn đến tăng vốn đầu tư để sản xuất truyền tải điện năng, chi phí nhiên liệu Tổn thất kỹ thuật xác định theo thông số chế độ thông số phần tử mạng điện Tổn thất kỹ thuật gồm có tổn thất điện đốt nóng dây dẫn mạng điện, tổn thất máy biến áp tổn thất khác (tiếp xúc, dò điện ) 1.2.2 Tổn thất thương mại không hoàn thiện hệ thống đo đếm điện sai số thiết bị dùng để tính điện năng, thất thu tiền điện, gian lận v v Vì để nâng cao tiêu kinh tế hệ thống điện cần sử dụng giải pháp giảm tổn thất công suất điện mạng điện Các phương pháp giảm tổn thất công suất điện Các biện pháp giảm tổn thất công suất điện áp dụng thiết kế, vận hành hệ thống Dưới số giải pháp: đặt thiết bị bù công suất phản kháng (máy bù đồng bộ, tụ tĩnh thiết bị bù điều khiển tĩnh); vận hành kinh tế trạm biến áp; tối ưu hoá phân công công suất mạng kín không đồng nhất; nâng cao Phạm Thị Bình An Khoá luận tốt nghiệp điện áp danh định mạng điện: chọn cấu trúc hợp lí sơ đồ mạng điện; cải tạo, xây dựng mạng điện thay đặt thiết bị bổ xung; hoàn thiện hệ thống đo đếm điện năng; nâng cao chất lượng phục vụ (kiểm tra sửa chữa mạng điện); điều chỉnh đồ thị phụ tải ngày giảm đỉnh phụ tải cao điểm,vv Phạm Thị Bình An Khoá luận tốt nghiệp CHƯƠNG 2: giảI pháp kỹ thuật giảm tổn thất công suất điện Giảm tổn thất công suất điện sử dụng thiết bị bù 1.1 Tối ưu hóa công suất thiết bị bù Tối ưu hoá công suất thiết bị bù xác định công suất tối ưu vị trí đặt thiết bị bù Mục tiêu toán tìm công suất thiết bị bù để đạt hiệu kinh tế cực đại thoả mãn tất điều kiện kỹ thuật chế độ làm việc bình thường mạng điện thiết bị sử dụng điện Chỉ tiêu hiệu kinh tế chi phí quy đổi Các yêu cầu kỹ thuật hạn chế chế độ điện áp khả tải phần tử mạng điện công suất thiết bị bù 1.1.1 Các giả thiết xét tối ưu hoá công suất thiết bị bù Điện áp nút mạng điện lấy điện áp danh định mạng điện Đồng thời phương trình chế độ xác lập tuyến tính dòng điện nút có giá trị không đổi, nghĩa không phụ thuộc vào điện áp nút Không xét ảnh hưởng thiết bị bù đến chế độ điện áp Không xét thay đổi giá tổn thất công suất C0 tăng công suất thiết bị bù, nghĩa C0 lấy cố định Giá thiết bị bù lấy tỷ lệ thuận với công suất chúng 1.1.2 Bài toán tối ưu hoá công suất thiết bị bù sơ đồ đơn giản Xét mạng điện đơn giản có sơ đồ hình 1.1a Các thông số cho trước: Đường dây có điện áp danh định Udđ tổng trở Z = R +jX Công suất phụ tải S2 =P2 + j Q2 Phạm Thị Bình An Khoá luận tốt nghiệp a) b) Hình 1.1 - Sơ đồ mạng điện đơn giản a- đường dây; b - sơ đồ tính bù công suất phản kháng đường dây Tìm công suất tối ưu Qbt thiết bị bù đặt góp sơ đồ Chúng ta ký hiệu công suất thiết bị bù đặt góp (hình 1.1b) Qb Như chi phí thiết bị bù xác định theo công thức: Z1 = k0Qb (1.1) Trong k0 - suất đầu tư cho thiết bị bù, đ/kVAr Qb- công suất thiết bị bù kVAr Chí phí tổn thất công suất tác dụng thiết bị bù tính theo biểu thức: Z2 = P0.Qb.C0 (1.2) Trong P0 - suất tổn thất công suất tác dụng thiết bị bù kW/kVAr C0 - suất chi phí tổn thất công suất tác dụng Tổn thất công suất tác dụng mạng điện sau bù công suất phản kháng: P = Phạm Thị Bình An P2 (Q Q b ) 2 U dd R (1.3) Khoá luận tốt nghiệp Bởi thành phần P2 2 U dd R dường không thay đổi theo công suất Qb, không cần xét đến biểu thức P Vì chi phí tổn thất công suất tác dụng lên đường dây sau bù có giá trị: Z3 = (Q Q b ) 2 U dd R.C0 (1.4) Hàm mục tiêu gồm có chi phí thiết bị bù chi phí tổn thất công suất tác dụng mạng điện sau đặt bù công suất phản kháng, nghĩa bằng: Z = k0 Q0 + P0QbC + (Q Q b ) 2 U dd R.C0 (1.5) Giải toán tối ưu hoá công suất thiết bị bù mạng điện hình 1.1 xác định giá trị công suất Qbt thiết bị tương ứng với cực tiểu hàm mục tiêu (1.5) Giá trị tối ưu Qbt xác định từ điều kiện RC Z =k0 + P0C0 - 2(Q2 - Qbt) + = Q b U dd (1.6) Sau giải phương trình (1.6) ta được: Qbt = Q2- (k0 P0C0 ).U dd2 RC0 (1.7) Phương trình (1.7) cho phép xác định giá trị tối ưu Qbt thiết bị bù đặt góp mạng điện cho Nếu Qbt có giá trị âm (Qbt< 0), trường hợp đặt thiết bị bù không hợp lý kinh tế Khi Qbt > Q2, nên bù đến hệ số công suất cos = 0.95 - 0.97 Bởi sau công suất phản kháng ảnh hưởng không đáng kể đến tổn thất công suất tác dụng lên đường dây Phạm Thị Bình An Khoá luận tốt nghiệp Bài toán tối ưu hoá công suất thiết bị bù mạng điện phức tạp giải tương tự 1.1.3 Đối với mạng điện phức tạp sơ đồ hình 1.1a Các thiết bị bù kiểu khác đặt hàng loạt nút Các tụ đặt nút khác có suất đầu tư khác Bài toán tối ưu hoá trở nên không tuyến tính phức tạp phải tính đến điện áp quan hệ phi tuyến giá thành thiết bị bù trường hợp tổng quát toán tối ưu hoá rời rạc công suất thiết bị bù (các tụ) thay đổi rời rạc Ví dụ 1.1 Xác định công suất bù tối ưu tụ đặt góp 10 kV mạng điện (hình 1.2.a) Công suất phụ tải (MVA), chiều dài đường dây (km) tiết diện dây dẫn cho hình 1.2 Máy biến áp hạ áp có kí hiệu TDH 25000/110 Suất tổn hao công suất tác dụng tụ P0 = 0,005 kw/kVAr Suất đầu tư cho tụ K0 = 150 103 đ/kVAr Suất chi phí cho tổn thất công suất tác dụng C0 = 15.106 đ/kw a) b) Hình 1.2 Sơ đồ mạng điện a- Sơ đồ nối điện ; b- Sơ đồ thay tính bù Giải: Tính điện trở tác dụng đường dây máy biến áp Theo bảng B.2 phụ lục Dây dẫn AC-150 có điện trở đơn vị r0= 0,21om/km Vì điện trở tác dụng đường dây Rđ=r0.l = 0,21.60 = 12,6 om Phạm Thị Bình An Khoá luận tốt nghiệp Theo bảng B.16 phụ lục máy biến áp TDH - 25000/110 có điện trở tác dụng Rb = 2,54 om Sơ đồ thay tính bù mạng điện cho có dạng hình 1.2,b Chúng ta ký hiệu công suất tụ đặt góp 10 kVcủa mạng điện Qb , MVAr Như chi phí thiết bị bù có giá trị Z1 = k0 Qb = 150.106 Qb Chi phí tổn thất công suất tác dụng tụ bằng: Z2 = P0QbC0 = 0.005.15.109 Qb = 75.106 Qb Tổn thất công suất tác dụng mạng điện sau đặt thiết bị bù P = = (Q Q b ) 2 U dd (15 Q b ) 110 (Rđ + Rb )= (15 Q b ) 110 (12,6 + 2,54) (15,14) MW Chi phí tổn thất công suất tác dụng mạng điện sau đặt bù có giá trị: Z3= PC0= (15 Q b ) 110 15,14.15.109 = 18,76.106(15 - Qb)2 Hàm mục tiêu Z có giá trị Z = Z1 + Z2 + Z3 = 150.106 Qb + 75.106 Qb + 18,76.106 (15-Qb)2 = 225.106.Qb + 18,76 (15 - Qb)2 Công suất bù tối ưu Qbt tụ xác định từ điều kiện: Z =225.106 - 18,76.10 (15 Q bt ) = Q b Phạm Thị Bình An Khoá luận tốt nghiệp Sau giải phương trình nhận Qbt = MVAr Như công suất bù tối ưu đặt góp 10 kV mạng điện MVAr 1.2 Bù công suất phản kháng mạng điện phân phối Một giải pháp thường áp dụng để giảm tổn thất công suất điện hệ thống điện bù công suất phản kháng mạng điện phân phối Do xuất toán phân phối tối ưu công suất thiết bị bù nút mạng điện 1.2.1 Xét sơ đồ mạng điện phân phối có cấp điện áp danh định sơ đồ (hình 1.3) Biết tổng công suất thiết bị bù Qb , cần phân phối Qb nút mạng điện cho tổn thất công suất tác dụng mạng đạt cực tiểu Hình.1.3 Sơ đồ mạng điện phân phối hình tia Hàm mục tiêu toán tối ưu hoá phân bố thiết bị phù có dạng P P(Q b1 , Q b2 , Q bn ) (1.8) Trong P - tổn thất công suất tác dụng mạng điện sau đặt thiết bị bù; Qb1, Qb2, , Qbn - công suất phản kháng thiết bị bù nút phụ tải; n - số nút mạng điện Vì diễn đạt toán tối ưu hoá sau P = P(Qb1, Qb2, , Qbn,) Với hạn chế: Phạm Thị Bình An 10 (1.9) Khoá luận tốt nghiệp chiều công suất SA1 ; Z* j - tổng trở liên hợp nhánh từ nút j đến nút A chiều vòng trùng với chiều công suất SAn ; Z*k - tổng trở liên hợp tất nhánh vòng; n: số lượng nút vòng trừ nút cân công suất A Phân phối công suất mạng kín tương ứng với cực tiểu tổn thất công suất tác dụng gọi phân phối kinh tế công suất Chúng ta xét xem phân phối tự nhiên công suất mạng điện không đồng có phải phân phối kinh tế hay không, nghĩa có phù hợp với cực tiểu tổn thất công suất tác dụng hay không 2.2.1.1 Tối ưu hoá chế độ mạng điện không đồng đơn giản có sơ đồnhư hình 1.7 Hình 1.7 Sơ đồ mạng điện kín Khi phân phối tự nhiên dòng công suất chạy đoạn đường dây 12 xác định theo công thức sau S12 = P12 * * S2 (Z*23 Z13 ) S3 Z13 + j Q12 = * * Z12 Z*23 Z13 Phạm Thị Bình An 22 (1.39) Khoá luận tốt nghiệp Giả thiết S12 > S2 , công suất chạy đoạn 23 S23 = P23 + jQ23 = S12 - S2 =(P12 - P2) + j(Q12 - Q2) (1.40) Dòng công suất chạy đoạn 13 xác định theo công thức S13 = P13 + j Q13 = ( S2 + S3 ) - S12 = ( P2 + P3 - P12) + j(Q2+Q3 - Q12) (1.41) Tổng công suất mạng điện 2 P232 Q 223 P132 Q13 P122 Q12 P = R12 + R23 + R13 2 U dd U 223 U13 (1.42) Trong Udđ - điện áp danh định mạng điện Nếu biểu diễn công suất chạy đoạn đường dây 23 13 theo công suất chạy đoạn 12 công suất phụ tải S2 S3, biểu thức (1.42) có dạng sau (P12 P2 ) (Q12 Q ) P122 Q12 R12 + R23 P = 2 U dd U dd (P2 P3 P12 ) (Q Q Q12 ) + R13 U dd (1.43) Để xác định dòng công suất phù hợp với tổn thất cực tiểu, cần phải lấy đạo hàm riêng P theo P12 Q12 cho không P = 2P12 R 12 2(P12 P2 )R 23 2( P2 P3 P12 )R 13 = P12 U dd (1.44) P = 2Q12 R 12 2(Q12 Q )R 23 2(Q Q Q12 )R 13 = (1.45) Q12 U dd Phạm Thị Bình An 23 Khoá luận tốt nghiệp Sau giải phương trình (1.44) (1.45) tìm giá trị công suất kinh tế P12kt Q12kt P12kt = Q12kt = P2 (R 23 R 13 ) P3 R 13 R 12 R 23 R 13 (1.46) Q (R 23 R 13 ) Q R 13 R 12 R 23 R 13 (1.47) Do công suất toàn phần S 12kt = P12kt + j Q12kt S (R R 13 ) S3 R 13 = 23 R12 R 23 R 13 (1.48) So sánh dòng công suất tính theo biểu thức (1.39) (1.48) kết luận rằng, mạng điện không đồng phân phối tự nhiên công suất phân phối kinh tế Khi phân phối kinh tế dòng công suất đoạn đường dây xác định theo điện trở xác định 2.2.1.2 Tối ưu hoá chế độ mạng điện không đồng tổng quát Xét mạng điện có sơ đồ hình 1.8 Các dòng công suất kinh tế đoạn đầu mạng điện không đồng xác định theo công thức: n SA1kt = PA1kt + jQA1kt = i S R j PAnkt + jQAnkt = (1.49) Rk n SAnkt = Si R i j i Rk (1.50) Trong Si , SJ - phụ tải nút i j tương ứng; Ri - điện trở tác dụng nhánh từ nút i đến nút A chiều vòng với chiều công suất SA1kt Phạm Thị Bình An 24 Khoá luận tốt nghiệp RJ - điện trở nhánh từ nút j đến nút A chiều vòng trùng với chiều công suất Hình 1.8 Sơ đồ mạng điện kín SAnkt ; Rk - tổng điện trở tất nhánh mạch vòng; n - số lượng nút mạch vòng trừ nút cân A Trong mạng điện không đồng phân phối tự nhiên không trùng với phân phối dòng kinh tế, để giảm tổn thất kinh tế tác dụng mạch cần tiến hành tối ưu hoá chế độ Tối ưu hoá chế độ mạng không đồng thực bằng: máy biến áp có điều chỉnh nối tiếp nối tiếp- song song; thiết bị bù nối tiếp; cắt hở mạch vòng mạch điện 2.2.2 Chọn thông số máy biến áp có điều chỉnh nối tiếp - song song Chế độ kinh tế mạng điện kín nhận thực phân phối cưỡng công suất cách đặt sức điện động vào mạch vòng Sức điện động nối tiếp tạo đầu điều chỉnh điện áp máy biến áp mạch vòng, để nhận sức điện động song song hay sức điện động nối tiếp - song song người ta thường dùng máy biến áp điều chỉnh bổ sung Phạm Thị Bình An 25 Khoá luận tốt nghiệp 2.2.2.1.Chọn thông số máy biến áp mạng điện không đồng Giả thiết rằng, phân phối tự nhiên công suất chạy đoạn mạng không đồng Stn (hình 1.9), phân phối kinh tế Skt Tổn thất công suất mạng điện xác định môđun công suất toàn phần đoạn đường dây Vì để chuyển từ phân phối tự nhiên công suất đến phân phối kinh tế cần thay đổi môđun công suất toàn phần đoạn đường dây Nếu Skt >Stn, cần phải đặt công suất cân cưỡng Scb xác định theo biểu thức Scb = Skt - Stn = Pcb2 Q cb (1.51) Từ công thức (1.51) nhận thấy rằng, công suất cân cưỡng Scb tạo phương pháp khác nhau: công suất phản kháng Qcb công suất tác dụng Pcb (khi Qcb=0); đồng thời công suất Pcb Qcb Trong phương phát dễ đặt công suất Qcb vào mạch vòng Chúng ta xét phương pháp Hình 1.9 Sơ đồ mạng điện không đồng Phạm Thị Bình An 26 Khoá luận tốt nghiệp Trong trường hợp tổng quát công suất cân Scb xác định theo công thức Scb = Udđ Icb U dd E cb Z (1.52) * k Trong Udđ - điện áp danh định mạch điện ; E cb - sức điện động đặt vào mạch vòng; Z *k - tổng trở mạch vòng Từ công thức (1.52) tính sức điện động cân Ecb Scb Z*k E cb E 'cb jE"cb U dd (1.53) Nếu công suất công tạo công suất phản kháng, Scb = jQcb (1.54) jQ cb ( R k jX k ) Q cb X k Q cb R k = -j U dd U dd U dd (1.55) Khi E cb =Ecb+ jEcb = Đối với đường dây không máy biến áp điện áp từ 110kV trở lên X >> R, tính gần sức điện động cân Ecb sau Ecb Ecb= Q cb X k U dd (1.56) Từ biểu thức (1.56) nhận thấy rằng, tạo giá trị cần thiết công suất cân Scb dòng công suất phản kháng Qcb, để nhận Phạm Thị Bình An 27 Khoá luận tốt nghiệp Qcb cần đặt sức điện động nối tiếp Ecb vào mạch vòng Sức điện động tạo máy biến áp mạch vòng Sức điện động Ecb xác định theo công thức n Ecb = Udđ(1- ki ) (1.57) i Trong ki - tỷ số biến áp nhánh thứ i mạch vòng ; n- số nhánh mạch vòng Sử dụng sức điện động nối tiếp - song song cho phép thay đổi dòng công suất tác dụng, mà thay đổi dòng công suất phản kháng phân phối lại chúng, cho dòng công suất dòng công suất kinh tế Công suất cân máy biến áp điều chỉnh bổ sung tạo để chuyển từ phân phối tự nhiên đến phân phối kinh tế xác định theo công thức Scb Skt Stn (Pkt Ptn ) j(Q kt Q tn ) Pcb jQ cb (1.58) Trong Skt , Stn- công suất phân phối công suất tự nhiên Các thông số cần thiết máy biến áp điều chỉnh bổ xung Scb Z*k (Pcb jQ cb )(R k jX k ) = E cb = E 'cb +j E ''cb = U dd U dd (1.59) Sau khai triển nhận E 'cb = P X Qcb R k (Pcb R k Q cb X k ) ; E ''cb = cb k U dd U dd Đối với mạng điện đó, X >> R, tính gần E 'cb E ''cb theo công thức Phạm Thị Bình An 28 Khoá luận tốt nghiệp E 'cb = Q cb X k U dd ; E ''cb = Pcb X k U dd (1.60) Dấu sức điện động nối tiếp song song phụ thuộc vào chiều yêu cầucủa công suất cân cưỡng Pcb Qcb Ví dụ dặt sức điện động dương E 'cb , E ''cb vào pha sơ đồ (hình 1.9) cho hình 1.10 Hình 1.10 Đồ thị véc tơ điện áp 2.2.2.2 Chọn vị trí đặt máy biến áp để giảm cấp điện áp danh định công suất danh định Để giảm cấp điện áp danh định công suất danh định máy biến áp điều chỉnh bổ xung, máy biến áp thường đặt nhánh có khả tải nhỏ mạng điện hạ áp Vị trí đặt hợp lí máy biến áp điều chỉnh bổ xung nhánh máy biến áp liên kết hai cấp điện áp danh định khác mạng điện Công suất danh định máy biến áp điều chỉnh bổ sung trọn theo chế độ bình thường, chế độ sau cố Trong nhiều trường hợp vị trí đặt hợp lí máy biến áp điều chỉnh bổ sung có điều chỉnh nối tiếp - song song trung tính máy biến áp liên kết máy biến áp tự ngẫu Phạm Thị Bình An 29 Khoá luận tốt nghiệp Một sơ đồ nối máy biến áp điều chỉnh bổ xung cho hình 1.11 Máy biến áp điều chỉnh bổ xung I cung cấp từ máy biến áp điều chỉnh II Máy biến áp điều chỉnh II nối với cuộn dây hạ áp máy biến áp Hình 1.11 Sơ đồ nguyên lí nối máy biến áp điều chỉnh bổ xung vào trung tính máy biến áp điện lực 2.2.3 Chọn thông số thiết bị bù nối tiếp Bù nối tiếp giải pháp tối ưu hoá dòng phân phối tự nhiên mạng điện không đồng bù nối tiếp có tác dụng giảm không đồng mạng điện, phân phối dòng tự nhiên gần với phân phối dòng kinh tế Kết tổn thất công suất giảm Để giảm không đồng mạng tiến hành bù nối tiếp điện dung vào nhánh có điện kháng lớn bù điện cảm nhánh có điện kháng nhỏ Trong thực tế bù nối tiếp điện dung áp dụng rộng rãi 2.2.3.1 Trường hợp mạng điện kín có hai nhánh (hình 1.12) Các thông số cần thiết tụ bù nối tiếp tính sau cân dòng công suất phân phối tự nhiên kinh tế công suất Phạm Thị Bình An 30 Khoá luận tốt nghiệp R2 Z*2 = S1tn = S =S * Z1 Z*2 jX c R1 R S 1kt (1.61) Trong S - công suất phụ tải Z , Z - tổng trở đường dây 1và tương ứng; Xc - dung kháng tụ Từ (1.61) tìm dung kháng cần thiết tụ bù nối tiếp sau R1 X2 R2 Xc = X1 - (1.62) 2.2.3.2 Trường hợp số nhánh mạch vòng lớn hai Bù nối tiếp số trường hợp không đảm bảo xác đồng thời phân phối kinh tế công suất tác dụng phản kháng Trong trường hợp cần phải chọn dung kháng tụ để đạt phân phối tối ưu, công suất tác dụng, phân phối lại công suất phản kháng thực sức điện động nối tiếp, tạo thay đổi đầu điều chỉnh máy biến áp liên kết mạng điện Hình 1.12 Mạng điện kín có thiết bị bù nối tiếp Dung kháng cần thiết tụ bù nối tiếp nhánh j xác định gần theo công thức: Xcj = Ptkj n P kti Xi (1.63) i Trong Pktj , Pkti - công suất tác dụng phân phối kinh tế nhánh j i tương ứng; n - số nhánh mạch vòng ; Xi - điện kháng nhánh i Phạm Thị Bình An 31 Khoá luận tốt nghiệp 2.2.4 Hở mạch vòng mạng điện kín Hở mạch vòng mạng điện giải pháp phổ biến áp dụng để giảm tổn thất công suất mạng cung cấp phân phối kín Để giảm tổn thất công suất điện thay đổi cưỡng phân phối dòng phương pháp hở mạng điện kín không đồng 2.2.4.1 Trường hợp lí tưởng hoá Giả thiết phân phối kinh tế mạch vòng mạng điện có đường dây không mang tải Như sau cắt đường dây phân phối dòng mạng hở nhận trùng hoàn toàn với phân phối dòng kinh tế mạng điện, vị trí cắt hở mạch xuất hiệu điện thế, có giá trị sức điện động cân 2.2.4.2 Trường hợp mạng điện thực tất đường dây thường có tải Trường hợp cần phải chọn điểm hở mạch vòng để đạt cực tiểu tổn thất công suất mạng Hở mạng điện tiến hành điểm phân công suất xác định dòng công suất kinh tế sơ đồ 2.2.4.3 Thuật toán để phương pháp đạt hiệu lớn 1.Xác định phân phối dòng kinh tế mạng điện; 2.Tính giá trị sức điện động cân tất mạch vòng độc lập sơ đồ; 3.Chọn đường dây cần cắt hở mạch vòng có sức điện động cân lớn Đường dây hở mạch vòng đường dây nối với điểm phân công suất có tải nhỏ Phạm Thị Bình An 32 Khoá luận tốt nghiệp Sau trình tính lặp lại theo thứ tự mạch vòng lại mạng điện, trừ mạch vòng có sức điện động cân nhỏ Để giảm khối lượng tính giai đoạn tiến hành hở nhiều mạch vòng, sức điện động cân gần giống lớn sức điện động mạch vòng lại Nhược điểm phương pháp Nhược điểm phương pháp hở mạng điện giảm độ tin cậy sơ đồ Để đảm bảo cung cấp điện tin cậy liên tục cần phải đặt thiết bị tự động đóng lại đường dây hở mạch cố Phạm Thị Bình An 33 Khoá luận tốt nghiệp Chương 3: kết luận Nguyên nhân gây tổn thất điện Nguyên nhân gây tổn thất điện gồm hai nguyên nhân chính: Tổn thất kĩ thuật tổn thất thương mại Tổn thất kĩ thuật mạng điện đặc biệt quan trọng dẫn đến tăng vốn đầu tư để sản xuất truyền tải điện chi phí nhiên liệu Tổn thất kĩ thuật xác định theo thông số chế độ thông số phần tử mạng điện Tổn thất kĩ thuật gồm có tổn thất điện đốt nóng dây dẫn mạng điện tổn thất máy biến áp tổn thất khác (Tiếp xúc, dò điện) Tổn thất thương mại không hoàn thiện hệ thống đo đếm điện sai số thiết bị dùng để tính điện thất thu tiền điện, gian lận Vì để nâng cao tiêu kinh tế hệ thống điện cần phải sử dụng giải pháp giảm tổn thất công suất hay điện mạng điện Để giảm tổn thất công suất điên mạng điện sử dụng giải pháp Giảm tổn thất công suất điện cách sử dụng thiết bị bù công suất phản kháng (máy bù đồng bộ, tụ tĩnh, thiết bị bù điều kiển tĩnh); hành kinh tế trạm biến áp; tối ưu hoá phân phối công suất mạng điện kín không đồng nhất; nâng cao điện áp danh định mạng điện; chọn cấu trúc hợp lý sơ đồ mạng điện; cải tạo, xây dựng mạng điện thay đặt thiết bị bổ xung; hoàn thiện hệ thống đo đếm điện năng; nâng cao chất lượng phục vụ (kiểm tra sửa chữa Phạm Thị Bình An 34 Khoá luận tốt nghiệp mạng điện); điều chỉnh đồ thị phụ tải ngày giảm đỉnh phụ tải cao điểm ưu điểm giải pháp kĩ thuật giảm tổn thất công suất điện Bù công suất phản kháng hệ thống điện sử dụng để đảm bảo điều kiện cân công suất phản kháng mà phương pháp quan trọng để giảm tổn thất công suất điện năng, để điều chỉnh điện áp Tối ưu hoá công suất thiết bị bù toán quy hoạch toán học bình phương tìm cực tiểu hàm mục tiêu phụ thuộc vào bình phương công suất thiết bị bù nút Qbi, sau giải toán tìm đựoc giá trị công suất tối ưu Qbti tất nút đặt thiết bị bù Chế độ làm việc hợp lí kinh tế máy biến áp trạm giải pháp hiệu để giảm tổn thất công suất điện hệ thống điện Bù nối tiếp giải pháp tối ưu hoá dòng phân phối tự nhiên mạng điện không đồng Bù nối tiếp có tác dụng giảm không đồng mạng địên, phân phối tự nhiên gần với phân phối dòng kinh tế kết tổn thất công suất giảm Do thời gian cững điều kiện nghiên cứu người viết có hạn nên đề tài tránh khỏi hạn chế, thiếu sót Bởi việc nghiên cứu giải pháp kĩ thuật giảm tổn thất công suất điện vấn đề quan trọng để bạn sinh viên, người quan tâm đến vấn đề tiết kiệm nhiên liệu tăng nguồn điện cho phụ tải tiếp tục đào sâu nghiên cứu Tôi mong góp ý thầy, cô bạn để tiếp tục hoàn thiện đề tài trình học tập công tác sau Phạm Thị Bình An 35 Khoá luận tốt nghiệp Phạm Thị Bình An 36 [...]... điện năng trong các mạng điện 2 Để giảm tổn thất công suất và điên năng trong các mạng điện có thể sử dụng các giải pháp Giảm tổn thất công suất và điện năng bằng cách sử dụng các thiết bị bù công suất phản kháng (máy bù đồng bộ, các bộ tụ tĩnh, các thiết bị bù điều kiển tĩnh); vẫn hành kinh tế các trạm biến áp; tối ưu hoá sự phân phối công suất trong các mạng điện kín không đồng nhất; nâng cao điện. .. có tổn thất điện năng do đốt nóng các dây dẫn trong mạng điện tổn thất trong các máy biến áp và các tổn thất khác (Tiếp xúc, dò điện) Tổn thất thương mại có thể do sự không hoàn thiện của hệ thống đo đếm điện năng sai số của thiết bị dùng để tính điện năng thất thu tiền điện, gian lận Vì vậy để nâng cao chỉ tiêu kinh tế của hệ thống điện cần phải sử dụng các giải pháp giảm tổn thất công suất hay điện. .. gây ra tổn thất điện năng Nguyên nhân gây ra tổn thất điện năng gồm hai nguyên nhân chính: Tổn thất kĩ thuật và tổn thất thương mại Tổn thất kĩ thuật trong các mạng điện là đặc biệt quan trọng dẫn đến tăng vốn đầu tư để sản xuất và truyền tải điện năng cũng như chi phí về nhiên liệu Tổn thất kĩ thuật được xác định theo các thông số chế độ và thông số của các phần tử trong mạng điện Tổn thất kĩ thuật. .. vào phụ tải, còn tổn thất trong các cuộn dây phụ thuộc vào phụ tải của máy biến áp Trong các chế độ phụ tải lớn tổn thất công suất trong các cuộn dây lớn hơn nhiều tổn thất trong lõi thép máy biến áp, còn trong các chế độ phụ tải nhỏ tổn thất trong lõi thép lớn đáng kể so với tổn thất trong các cuộn dây máy biến áp Vì vậy để giảm tổn thất công suất và điện năng cần phải cắt một phần các máy biến áp... - các công suất tác dụng khi phân phối kinh tế trong các nhánh j và i tương ứng; n - số nhánh trong mạch vòng ; Xi - điện kháng của nhánh i Phạm Thị Bình An 31 Khoá luận tốt nghiệp 2.2.4 Hở các mạch vòng của mạng điện kín Hở các mạch vòng của mạng điện là giải pháp phổ biến nhất được áp dụng để giảm tổn thất công suất trong các mạng cung cấp và phân phối kín Để giảm tổn thất công suất và điện năng có... để giảm tổn thất công suất và điện năng trong các hệ thống điện Trong mạng điện không đồng nhất các tỉ số giữa các điện trở tác dụng và điện kháng của các đoạn đường dây có giá trị khác nhau Phân phối tự nhiên của công suất trong các mạng kín được xác định theo các công thức n Si Z*iB SA1 i 1 Z*AB n Si Z*iA SBn i 1 Z*AB Trong đó: Si - công suất của phụ tải ở nút thứ i Z*iB , Z*iA - các tổng... của công suất các thiết bị bù ở các nút Qbi, sau khi giải bài toán này chúng ta sẽ tìm đựoc giá trị công suất tối ưu Qbti ở tất cả các nút có thể đặt thiết bị bù Chế độ làm việc hợp lí về kinh tế của các máy biến áp trong các trạm là một giải pháp hiệu quả để giảm tổn thất công suất và điện năng trong hệ thống điện Bù nối tiếp là một trong các giải pháp tối ưu hoá dòng phân phối tự nhiên trong mạng điện. .. công suất và điện năng Bù công suất phản kháng trong hệ thống điện được sử dụng không những chỉ để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất phản kháng mà còn là một trong các phương pháp quan trọng nhất để giảm tổn thất công suất và điện năng, cũng như để điều chỉnh điện áp Tối ưu hoá công suất của các thiết bị bù là bài toán quy hoạch toán học bình phương tìm cực tiểu của hàm mục tiêu phụ thuộc vào bình... Dấu của các sức điện động nối tiếp và song song phụ thuộc vào chiều yêu cầucủa các công suất cân bằng cưỡng bức Pcb và Qcb Ví dụ dặt các sức điện động dương E 'cb , E ''cb vào một trong các pha của sơ đồ (hình 1.9) cho trên hình 1.10 Hình 1.10 Đồ thị véc tơ điện áp 2.2.2.2 Chọn vị trí đặt máy biến áp để giảm cấp điện áp danh định và công suất danh định Để giảm cấp điện áp danh định và công suất danh... 10%, các điện áp của các đầu điều chỉnh khác nhau không lớn hơn 0,5% và các tổ nối của các cuộn dây giống nhau Trong trường hợp này phụ tải của các máy biến áp sẽ khác phụ tải kinh tế một ít do xuất hiện các dòng điện cân bằng Tổn thất công suất tác dụng trong máy biến áp gồm có tổn thất trong lõi thép và trong các cuộn dây của máy biến áp Tổn thất công suất trong một lõi thép không phụ thuộc vào phụ ... sử dụng giải pháp giảm tổn thất công suất hay điện mạng điện Để giảm tổn thất công suất điên mạng điện sử dụng giải pháp Giảm tổn thất công suất điện cách sử dụng thiết bị bù công suất phản kháng... tính điện năng, thất thu tiền điện, gian lận v v Vì để nâng cao tiêu kinh tế hệ thống điện cần sử dụng giải pháp giảm tổn thất công suất điện mạng điện Các phương pháp giảm tổn thất công suất điện. .. trọng giảm tổn thất công suất điện Giảm tổn thất công suất điện mạng điện biện pháp quan trọng để tiết kiệm nhiên liệu tăng nguồn điện cho phụ tải 1.2 Phân loại tổn thất điện Tổn thất điện mạng điện