Nghiên cứu chất lượng điện áp và các giải pháp nâng cao chất lượng điện áp khu vực

Nghiên cứu chất lượng điện áp và các giải pháp nâng cao chất lượng điện áp khu vực 22kv 1. Phần thuyết minh Chương 1 Giới thiệu tổng quan về đề tài Trình bày tổng quan về chất lượng điện, các phương pháp đánh giá chất lượng điện, các phương pháp nâng cao chất lượng điện. Chương 2: Đánh giá hiện trạng lưới điện (áp dụng cho một lộ trung áp cụ thể) Tính toán hoa tổn điện áp, hao tổn công suất, hao tổn điện năng. Chương 3 Áp dụng nâng cao chất lượng điện cho mạng điện trung áp cụ thể Lựa chọn và tính toán các phương pháp án nâng cao chất lượng điện cho một lộ trung áp cụ thể. Chương 4 Kết luận Trình bày tóm tắt các kết quả đã đạt được, hướng phát triển đề tài Thiết kế tối thiểu 3 bản vẽ A0

Chapter 1 LỜI MỞ ĐẦU

Đất nước ta ngày nay đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nền kinh tế quốc dân ngày càng phát triển mạnh mẽ, đời sống người dân ngày càng được cải thiện, trình độ dân trí được nâng cao Theo thống kê và dự báo của Tập đoàn Điện lực Việt Nam thì trong những năm tới nhu cầu sử dụng điện của cả quốc gia tăng từ 14% đến 16% Để đáp ứng nhu cầu đó, hệ thống điện đã được đầu tư và nâng cấp, từ việc xây dựng mới và cải tạo lại các nguồn điện và mạng lưới đã có cho tới việc quy hoạch lại lưới điện ở các cấp điện áp khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của phụ tải điện

Cùng với sự phát triển ồ ạt của hệ thống lưới điện và nguồn điện là các tuyến đường dây không đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật, vì đã cũ nát, bên cạnh đó là các thiết bị đã lạc hậu, thiếu tính đồng bộ không đủ tiêu chuẩn vận hành Việc xây dựng không dựa trên một quy hoạch tổng thể mang tính tùy tiện, tự phát, cùng với

sự tăng nhanh của phụ tải dẫn đến tình trạng quá tải trên đường dây Vì vậy quá trình truyền tải và phân phối điện đã gây ra tổn thất điện năng và hao tổn điện áp lớn làm ảnh hưởng đến chất lượng điện cung cấp cho các hộ tiêu thụ điện và chất lượng làm việc của các thiết bị điện, từ đó ảnh hưởng gián tiếp tới các hộ tiêu thụ điện và chính ngành điện

Trước thực trạng đó, ngành điện đã có nhiều chương trình, đề tài nghiên cứu

và thực hiện rất nhiều biện pháp nhằm mục đích giảm tổn thất điện năng, nâng cao chất lượng điện Nhờ vậy tổn thất điện năng trung bình hàng năm trên toàn hệ thống lưới điện quốc gia đang giảm một cách đáng kể, chất lượng điện được nâng cao rõ rệt

Trong phạm vi của đồ án em đi sau nghiên cứu về ảnh hưởng của chất lượng điện năng tới các hộ sử dụng điện, trên cơ sở đó đưa ra các giải pháp nhằm đảm bảo và nâng cao chất lượng điện năng cho các hộ tiêu thụ điện

Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã nhận được sự chỉ bảo rất tận tình của

cô NGUYỄN THỊ KHÁNH và các thầy cô khác trong khoa.

Em xin chân thành cảm ơn!

Lạng Sơn, ngày… tháng 03 năm 2016

Sinh Viên

CHƯƠNG 1:

CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP 1.1 Các chỉ tiêu về chất lượng điện.

Chất lượng điện năng có quan hệ tới nhiều yếu tố Vì thế để giải quyết hợp

lí vấn đề đảm bảo và nâng cao chất lương điện năng có lẽ là một trong những vấn

đề khó khăn nhất khi thiết kế cung cấp điện

Chất lượng điện năng được đánh giá dựa trên hai chỉ tiêu là chất lượng điện

áp và chất lượng tần số Chất lượng điện năng là mức độ trùng hợp của điện áp và tần số so với giá trị chuẩn đã quy định

Chất lượng điện năng ảnh hưởng tới các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của các hộ dùng điện Các thiết bị dùng điện chỉ có thể làm việc với hiệu quả tốt trong trường hợp điện năng có chất lượng cao

1.1.1. Tiêu chuẩn điện áp

Với lưới điện ba pha xoay chiều người ta quy định chất lượng điện áp theo 5 đại lượng sau đây:

1 Độ lệch điện áp( khi tốc độ biến đổi của điện áp nhỏ hơn 1% trong 1 giây)

so với giá trị định mức :

qU =

% 100

dm U

U U

δ

(1-2)

3 Độ không hình sin của dạng đường cong điện áp :

% 100 1

% 100

0 0 2 0 2

2

dm

C B

A

U

U a U a U U

U K

phadinhmuc

+ +

j

e

;

0240

) (

% 100

0 0 0 0

0

dm

C B A

U

I U U U I U

U K

phadinhmuc

+ +

Chất lượng tần số được đánh giá theo 2 dại lượng sau đây

a Độ lệch tần số ( lấy trong khoảng thời gian là 10 phút)

Độ lệch tần số so với tần số định mức:

100

dm

dm

f

f f

Ví dụ, theo ΓOCT13109- 87[6] của Nga thì độ lệch tần số cho phép là ±0,2 Hz với xác suất 95% (22,8 h/ngày), độ lệch tối đa cho phép là ±0.4 Hz trong mọi

thời gian và chế độ sự cố cho phép độ lệch ±0,5 ÷ 1 Hz với tổng độ kéo dài không quá 90 h/năm Độ dao động tần số không vượt quá 0,2 Hz

Theo tiêu chuẩn Singapo [2], độ lệch tần số cho phép là 1%, tức là ±0,5 Hz

Ngoài ra, chất lượng điện năng còn được đánh giá bằng chỉ tiêu là độ tin cậy của hệ thống, tức là tính lien tục cung cấp điện Giữ cho độ lệch và dao động của tần số nằm trong phạm vi cho phép là nhiệm vụ của các nhà máy phát điện, các hộ dùng điện ít ảnh hưởng tới tần số, vì vậy về sau này chúng ta sẽ không đề cập đến các biện pháp đảm bảo chất lượng tần số

Nâng cao chất lượng điện năng sẽ trực tiếp ảnh hưởng tới số lượng và chất lượng các sản phẩm làm ra Vì vậy khi thiết kế, người thiết kế phải tìm hiểu kĩ quá trình công nghệ, xác định ảnh hưởng của chất lượng điện năng đối với chất lượng sản phẩm và sự làm việc bình thường của xí nghiệp Trên cơ sở đó người thiết kế lựa chọn một cách hợp lí các biện pháp nâng cao chất lượng điện năng Khi vận hành cần tuân thủ chặt chẽ các quy tình quy phạm để đảm bảo cho hệ thống cung cấp điện đạt được những chỉ tiêu đã xác định lúc thiết kế

1.2 Ảnh hưởng của chất lượng điện đối với các hộ tiêu thụ.

Diễn biến điện áp trong lưới điện.

Hình 1: Diễn biến điện áp trong lưới điện.

- Ở chế độ max, nhờ điều áp dưới tải ở trạm trung gian, điện áp đầu nguồn

đạt độ lệch E1 Tổn thất điện áp ∆U TA1 làm điện áp trên thanh cái trung áp của trạm phân phối giảm xuống ( đường 1), nhưng nhờ có đầu phân áp cố định ở MBA phân phối nên điện áp tăng lên EP, ở đầu ra của MBA điện áp tụt xuống do tổn thất điện

áp trong MBA phân phối B1

U

∆

, ở điểm A cuối lưới phân phối hạ áp điện áp thấp

nữa do tổn thất điện áp trong lưới hạ áp ∆U H1

- Ở chế độ min tương tự như vậy (đường 2) Độ tăng điện áp EP do đặt đầu phân áp cố định giữ nguyên giá trị cho chế độ min

- Nếu điện áp trong lưới hạ áp nằm gọn trong miền chất lượng điện áp (phần gạch chéo) thì chất lượng điện áp của lưới điện là tốt, ngược lại là không tốt cần phải thực hiện các biện pháp hiệu chỉnh

Từ sơ đồ ta có:

1 1

1.2.1. Nguyên nhân gây biến động điện áp.

Độ lệch điện áp được xác định như sau:

dm

U U

1.2.2 Nguyên nhân phát sinh ở bản thân các hộ tiêu thụ điện

- Phụ tải của các hộ dùng điện luôn luôn thay đổi gây nên độ lệch điện áp

Vì phụ tải thay đổi khiến công suất chuyên trở trong mạng điện thay đổi, mức tổn thất điện áp trong mạng cũng thay đổi gây ra các độ lệch khác nhau về điện áp Đây là các biến đổi tự nhiên và chậm

VD: Đèn điện thắp sáng vào ban ngày chỉ bằng 10-15% vào buổi tối Các khu công nghiệp lớn, phụ tải đêm chỉ bằng 40-50% của phụ tải lớn nhất

- Khởi động các động cơ

- Sự thay đổi đột ngột của động cơ công suất lớn

1.2.3 Nguyên nhân phát sinh do sự cố biến đổi về tình trạng vận hành của hệ thống điện

- Phương thức vận hành của các nhà máy điện

VD: các nhà máy thuỷ điện nếu không có hồ chứa nước thì mùa nước sẽ vận hành mãn tải, còn tới mùa cạc nước thì phải cho dừng một số máy phát, giảm bớt phần cung cấp cho hệ thống

- Sự thay đổi trong cấu trúc lưới điện

VD: Thời kỳ đại tu phải cho một số máy dừng hoạt động.

Những sự thay đổi này làm cho sự phân bố công suất trong toàn bộ hệ thống

bị thay đổi, làm thay đổi mức tổn thất điện áp dẫn đến làm thay đổi độ lệch điện áp

ở nơi tiêu thụ điện

1.2.4. Ảnh hưởng của chất lượng điện áp tới hộ dùng điện

1.2.4.1 Chất lượng điện năng của các hộ dùng điện không đạt yêu cầu

- Đối với động cơ không đồng bộ:

Khi điện áp trên cực động cơ bị giảm thấp thì mômen quay và tốc độ quay sẽ giảm, dòng điện trong stato tăng lên làm tăng phát nóng trong động cơ, động cơ khó khởi động, thời gian khởi động kéo dài

- Đối với máy công cụ:

Do động cơ truyền động thì ảnh hưởng của điện áp còn liên quan đến phụ tải

cơ, đến hiệu suất công tác của thiết bị

Cụ thể điện áp giảm ngắn mạch đến 15% thì khởi động từ có thể không giữ đuợc, gây cắt điện Dòng khởi động ngắn hạn của động cơ KĐB ( có thành phần trở kháng là chủ yếu) có thể gây ra trên lưới điện có điện kháng cao ( thanh dẫn, đường dây trên không ) và kháng điện độ giảm áp lớn làm ảnh hưởng đến làm việc bình thường của động cơ đang làm việc hoặc đang khởi động

Nếu điện áp giảm thấp quá thì bản thân động cơ có thể khởi động không thành công Hiện tượng này thường gặp ở các máy bơm nước phục vụ tưới tiêu

- Đối với thiết bị chiếu sáng:

Khi điện áp giảm, quang thông của đèn nung nóng sẽ giảm Điện áp giảm 5% thì quang thông giảm 10% dẫn đến giảm năng suất và chất lượng lao động, không đảm bảo an toàn lao động

Khi điện áp tăng cao, tuổi thọ của đèn sẽ giảm

Điện áp luôn tăng 1% so với điện áp định mức của đèn, tuổi thọ của đèn giảm 15%, khi điện áp luôn tăng 5%, tuổi thọ giảm một nửa, khi điện áp luôn tăng 10-15%, bóng đèn sẽ bị cháy.

VD: Đối với đèn huỳnh quang, điện áp tăng 10% tuổi thọ của đèn giảm 30% Nếu điẹn áp của đèn giảm đèn khó khởi động Khi điện áp giảm trên 30% đèn không khởi động được

20-Đối với đèn sợi tim ( hay đèn nung sáng)

Ta có đặc tính của đèn như hình vẽ sau:

VD: Khi điện áp ở các lò luyện kim giảm 10-15% thì thành phẩm có thể giảm từ 15-20% do hư hỏng và do thời gian bị kéo dài.

- Đối với các dụng cụ đốt nóng, các bếp điện trở:

R

U R R

U R

I

* 3 (

* 3

1.2.4.2 Ảnh hưởng xấu đến công tác của hệ thống điện

- Điện áp tăng quá cao gây nguy hiểm cho thiết bị hệ thống điện

VD: Điện áp trên đường dây dài trong chế độ không tải, điện áp tăng rất cao gây nguy hiểm cho thiết bị và quá tải máy phát điện

- Điện áp thấp: làm giảm ổn định tĩnh, giảm khả năng ổn định động và ổn định tổng quát Nếu thấp quá có thể gây mất ổn định phụ tải

VD: Đối với máy biến áp, khi điện áp tăng làm tăng tổn thất không tải, tăng

tự cảm ứng trong lõi thép và có thể dẫn đến nguy hiểm do máy bị phát nóng cục

bộ, khi điện áp tăng quá cao sẽ làm hỏng cách điện Điện áp giảm sẽ làm giảm lượng công suất phản kháng do máy phát điện và các thiết bị bù sinh ra

1.2.4.3 Thiệt hại của hộ tiêu thụ khi điện áp không đủ chất lượng

2 0

2 0 2

2 2

2

2

) (

* ) (

* 2

1 ) (

*

* 2

1

u u k u

u u

H

u u

Như vậy để giảm thiệt hại cần phải giảm độ lệch điện áp so với giá trị trung bình ( giảm phương sai ) và giảm độ lệch của giá trị trung bình U so với mức tối ưu.

1.2.4.4 Chỉ tiêu độ lệch điện áp

- Động cơ xí nghiệp công nghiệp -5% ≤δU ≤10%

- Thiết bị chiếu sáng -2.5%≤δU ≤5%

- Các thiết bị dùng điện khác ở thành phố và xí nghiệp −5%≤δU ≤5%

- Thiết bị dùng điện đấu vào mạng điện nông nghiệp −10%≤δU ≤7.5%

Trong trạng thái sự cố cho phép tăng giới hạn trên thêm 2.5% và giảm giới hạn dưới thêm 5%

1.2.4.5 Quan hệ công suất phản kháng với điện áp

Nhu cầu công suất phản kháng thay đổi gây ra sự biến đổi điện áp.Trong lưới hệ thống siêu cao áp, điện trở R của đường dây nhỏ hơn nhiều so với điện

kháng X nên thành phần dọc trục ∆U hoàn toàn phụ thuộc vào công suất Q trên tải lưới

Khi điện pá tại một điểm nào đó nằm trong phạm vi cho phép thì công suất phản kháng của nguồn đủ đáp ứng yêu cầu của phụ tải tại điểm đó Nếu điện áp cao thì là thừa công suất, còn điện áp thấp thì là thiếu công suất phản kháng

Công suất phản kháng thường thiếu trong chế độ phụ tải max cần phải có thêm nguồn, còn trong chế đọ min lại có nguy cơ thừa do điện dung của đường dây

và cáp gây ra, cần phải có thiết bị tiêu thụ

Cân bằng công suất phản kháng vừa có tính chất hệ thống vừa có tính chất địa phương Do đó điều chỉnh cân bằng công suất phản kháng phải thực hiện cả ở

cấp hệ thống và cấp địa phương Ở cấp hệ thống điều chỉnh ở mức điện áp trung bình của hệ thống, còn ở cấp địa phương điều chỉnh nhằm đạt được yêu cầu điện

áp cụ thể của địa phương

Vấn đề đảm bảo chất lượng điện áp phải được quán triệt từ quá trình thiết kế đến vận hành mạng điện Khi phụ tải thay đổi theo thời gian, cần phải kịp thời đề

ra và thực hiện các biện pháp sao cho chất lượng điện áp luôn luôn đạt tiêu chuẩn quy định

1.2.4.6 Ảnh hưởng của chất lượng điện năng đến sự làm việc của hộ tiêu thụ

Tuỳ theo loại hộ tiêu thụ mà mà ảnh hưởng của chất lượng điện áp và tần số cũng có mức độ khác nhau

a Các dụng cụ đốt nóng, các bếp điện trở:

Tổn thất công suất đối với các dụng cụ một pha sẽ là:

R

U R I

U R

I

2 3 3 2

b Đèn sợi tim còn gọi là đèn nung sang:

Quang thông Φ và thời hạn phục vụ của đèn T phụ thuộc vào điện áp đặt vào, có thể xây dựng được bằng thực nghiệm cho ở bảng sau:

Điện áp đặt vào % 90 95 100 105 110

Với các đèn huỳnh quang, khi điện áp tăng lên 10% định mức thì tuổi thọ của đèn giảm 20 – 25% Với các đèn có khí, khi điện áp giảm xuống quá 20% định mức thì

nó sẽ tắt Với các ống đèn hình, khi điện áp giảm nhỏ hơn 95% điện áp định mức thì chất lượng hình ảnh sẽ bị méo mó Các đài phát hoặc thu vô tuyến, các thiết bị liên lạc bưu điện, các thiết bị tự động hoá rất nhạy cảm với sự thay đổi của điện áp Các Tivi nhạy cảm với cả điện áp và tần số

1.3 Các phương pháp đánh giá chất lượng điện áp

1.3.1 Đánh giá chất lượng điện theo độ lệch giới hạn của điện áp

Ta biết rằng hao tổn điện áp trong mạng điện được xác định theo công thức:

P, Q - Công suất tác dụng và phản kháng.

R, X - Điện trở tác dụng và phản kháng

Un - Điện áp định mức của mạng điện

Điện áp tại đầu vào của thiết bị dùng điện được xác định theo biểu thức:

U = Un - ∆U;

Độ lệch điện áp tại đầu của hộ dùng điện được xác định:

n n

1.3.2. Đánh giá chất lượng điện theo tiêu chuẩn tích phân điện áp.

Vì số lượng phụ tải trong lưới điện rất lớn, chúng ta không thể hạn chế độ lệch điện áp và tiêu chuẩn hoá đối với từng thụ điện riêng mà phải đặt ra chỉ tiêu trung bình đối với toàn bộ nhóm tiêu thụ Nghĩa là chỉ nói đến giá trị trung bình chứ không nói đến giá trị tức thời thực tế Chính vì vậy để đánh giá chất lượng điện

ta cần sử dụng không những giá trị tuyệt đối mà cả khoảng thời gian của độ lệch điện áp, nghĩa là chúng ta phải xét hàm ν = f(t) Với hàm này chúng ta có thể xác định điện áp trung bình sau một chu kì xét T nào đó

Độ lệch trung bình của điện áp so với định mức xác định bởi tích phân hàm

độ lệch điện áp ν(t) trong khoảng thời gian T:

Tuy nhiên, giá trị trung bình của độ lệch điện áp đôi khi cho chúng ta những kết luận nhầm lẫn, vì ở một thời điểm nhất định trị số độ lệch điện áp ν có thể âm hoặc dương, dẫn đến sự triệt tiêu lẫn nhau khi thực hiện phép tính phân Đặc trưng đầy đủ hơn của chất lượng điện áp là độ lệch trung bình bình phương của nó hay còn gọi là độ bất định của điện áp (H) trong khoảng thời gian T.

[ ]

T 4

n

i i i=1

tb n

i i=1

i i=1

1.3.3. Đánh giá chất lượng điện theo mô hình xác suất thống kê.

Độ lệch điện áp là một đại lượng ngẫu nhiên tuân theo luật phân phối chuẩn, nên hàm mật độ có dạng:

( - V)

- 2σ ν

1 f(ν) = e

n 0

U - U 1

V = dt = 100

(%); (1-22)

Trong đó:

Utb - Điện áp trung bình trong khoảng thời gian T;

T - Thời gian khảo sát, h;

σν- Độ lệch trung bình bình phương của độ lệch điện áp, xác định theo phương sai:

2 T

2 ν 0

Lấy Umax – Umin = 6σu ta có:

max min u

Điện năng chất lượng

ACL = pCL.A;

A - Tổng điện năng tiêu thụ trong thời gian T;

Độ bất định của điện áp được xác định:

- kỹ thuật có liên quan đến chất lượng điện

1.3.4. Đánh giá chất lượng điện theo phương pháp giải tích.

Các thành phần đối xứng của dòng điện được xác định theo biểu thức:

I1 =

; 3

2 1

2 2

2 0

- 2

3

( IB - IC) cosϕ

;

- Trong trường hợp mạng điện không có dây trung tính, tổng 3 vectơ dòng hoặc điện áp bằng 0.

Giả sử ta có tổng các vectơ IA + IB + IC = 0, các thành phần đối xứng được xác định theo biểu thức:

I1 =

) (

; 6

3 4 2 2 2

A C

I B I A

I2 =

) (

; 6

3 4 2 2 2

A C

I B I A

I0 = 0;

Trong đó:

; ) )(

)(

(b I A b I B b I C

= α

b = 2

C I B I A

Hệ số phi đối xứng: kkđx =

% 100 1

2

I I

1.4 Các phương pháp nâng cao chất lượng điện.

1.4.1 Các phương pháp điều chỉnh điện áp.

Để điều chỉnh điện áp ta có thể sử dụng các biện pháp sau đây:

Điều chỉnh điện áp máy phát điện bằng cách điều chỉnh dòng điện kích thích

Điều chỉnh điện áp đầu ra của máy biến áp tăng áp và của máy biến áp giảm áp bằng cách đặt đầu phân áp cố định hoặc điều áp dưới tải

Điều chỉnh điện áp trên đường dây tải điện bằng máy biến áp điều chỉnh và máy biến áp bổ trợ

Đặt các thiết bị bù ngang có điều chỉnh để thay đổi tổn thất điện áp trên đương dây, có thể dùng bộ tụ điện, máy bù đồng bộ hoặc động cơ điện đồng bộ có điều chỉnh kích từ.

Đặt thiết bị bù dọc trên đường dây để thay đổi điện kháng đường dây nhằm thay đổi tổn thất điện áp

Về địa điểm thực hiện điều chỉnh điện áp, có thể ở nhà máy điện, trên mạng điện khu vực và ở mạng điện địa phương hoặc đặt ngay tại thiết bị dùng điện

Theo bản chất vật lý, chỉ có hai phương pháp điều chỉnh điện áp, hoặc tăng thêm nguồn công suất phản kháng ( các phương pháp 1 và 4) hoặc phân bố lại công suất phản kháng trong mạng điện ( các phương pháp còn lại ), phương pháp sau chỉ

có hiệu quả khi hệ thống điện có đủ công suất phản kháng Khi hệ thống điện thiếu công suất phản kháng, phương pháp duy nhất để điều chỉnh điện áp là tăng thêm các nguồn công suất phản kháng

Để có thể điều chỉnh tốt điện áp, quá trình điều chỉnh được chia theo thời gian thành ba giai đoạn, mà hệ thống điều chỉnh điện áp của điện lực Pháp thực hiện có hiệu quả là: điều chỉnh sơ cấp, điều chỉnh thứ cấp và điều chỉnh cấp ba

- Điều chỉnh sơ cấp

Điều chỉnh sơ cấp là quá trình đáp ứng nhanh và tức thời các biến đổi nhanh

và ngẫu nhiên điện áp của thiết bị điều chỉnh điện áp máy phát và các máy bù tĩnh Điều chỉnh sơ cấp thực hiện tự động trong thời gian vài chục phần trăm giây Điều chỉnh sơ cấp nhằm mục đích giữ điện áp lưới điện ở mức an toàn, tránh nguy cơ suy áp trong chế độ vận hành bình thường và nhất là khi có sự cố

- Điều chỉnh thứ cấp

Điều chỉnh thứ cấp để đối phó với các biến đổi chậm của điện áp Điều

chỉnh thứ cấp hiệu chỉnh lại các giá trị điện áp chỉnh định của các thiết bị điều

chỉnh sơ cấp trong miền nó phụ trách và điều chỉnh các tụ bù, các kháng điện và các máy biến áp điều áp dưới tải trong từng miền Quá trình này kết thúc trong vòng 3 phút.

Hệ thống điện được chia thành từng miền tương đối độc lập về phương diện biến động điện áp, các miền có khả năng tự thoả mãn yêu cầu công suất phản kháng Mức điện áp trong mỗi miền được điều chỉnh bằng một hệ thống điều chỉnh thứ cấp riêng Hệ thống này tác động nhanh và có phối hợp với các nguồn công suất phản kháng trong miền Hoạt động của hệ thống dựa trên sự theo dõi và điều chỉnh điện áp tại một điểm dặc biệt của miền gọi là điểm quan sát (hay gọi là điểm hoa tiêu) Thiết bị điều chỉnh đặt ở điều độ miền nhận giá trị điện áp đo tại điểm quan sát ( cứ 10 giây đo một lần) và so sánh với giá trị chỉnh định của điểm này đã được tính trứơc (là giá trị điện áp cần được giữ vững tại điểm quan sát), nếu có sai khác thì đưa ra lệnh điều khiển đến các nguồn công suất phản kháng và máy biến

áp điều áp dưới tải ở trong miền Lệnh này có thể là tăng thêm công suất phản kháng phát ra, cũng có thể là tiêu thụ công suất phản kháng thừa

Sự phân chia thành miền làm cho quá trình điều chỉnh nhanh và đáp ứng được các yêu cầu cục bộ Tuy nhiên, chia hệ thống điện thành các miền độc lập không phải dễ, các miền vẫn có ảnh hưởng và phụ thuộc lẫn nhau, cho nên hệ thống điều khiển phối hợp với mức độ tự động hoá cao, ngay nay đã được phát triển và áp dụng để giải quyết vấn đề này

Gần đây các máy tính được sử dụng trong điều chỉnh các bộ tụ bù theo sát yêu cầu của phụ tải

Điều chỉnh điện áp miền có thể là điều chỉnh tập trung tại các trung tâm cung cấp điện ( các trạm biến áp khu vực), và cũng có thể là điều chỉnh cục bộ trực tiếp tại các hộ tiêu thụ.

Tuỳ theo đặc điểm thay đổi của phụ tải, các phương thức điều chỉnh điện áp lại có thể chia ra theo các dạng sau Ví dụ, phương thức điều chỉnh điện áp tập trung lại chia ra ba dạng điều chỉnh: ổn định điện áp, điều chỉnh hai bậc điện áp, điều chỉnh đối ứng điện áp

Điều chỉnh ổn định điện áp được thực hiện với hộ tiêu thụ thực tế phụ tải là không đổi, ví dụ như các xí nhiệp làm việc ba ca cần phải giữ mức điện áp không đổi Đồ thị phụ tải ngày điêm của loại này cho ở hình a Điều chỉnh hai bậc điện áp thườg được thực hiện với loại hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải hai bậc trên hình b, ví dụ như các xí nhiệp làm việc một ca Khi đó chỉ cần giữ hai mức điện áp trong suốt ngày đêm tương ứng với đồ thị phụ tải Còn trường hợp phụ tải thay đổi trong suốt ngày đêm như hình c thì ta phải thực hiện điều chỉnh đối ứng Với một giá trị phụ tải sẽ có một trị số điện áp và tổn thất điện áp, tất nhiên bản thân điện áp sẽ biến đổi theo sự thay đổi của phụ tải

Để độ lệch điện áp không ra khỏi miền giá trị cho phép, cần phải điều chỉnh điện áp, ví dụ điều chỉnh điện áp theo sự thay đổi dòng điện phụ tải

Phụ tải biến đổi chỉ trong ngày đêm mà còn thay đổi trong suốt năm Tuỳ theo vĩ

độ của mỗi nước, như ở các nước cách xa đường xích đạo, phụ tải lớn nhất trong

năm là vào thu đông và nhỏ nhất là vào mùa hè Vậy điều chỉnh đối ứng bao gồm việc thay đổi điện áp theo phụ tải không chỉ trong ngày đêm mà còn theo mùa

trong năm Như vậy cần phải giữ điện áp tại thanh cái nhà máy điện và trạm biến áp cao hơn trong thời gian có phụ tải cao nhất và hạ thấp đến điện áp định mức trong thời gian phụ tải thấp nhất

1.4.2 Các thiết bị điều chỉnh điện áp

Các thiết bị sử dụng để điều chỉnh điện áp gồm có:

- Đầu phân áp của các máy biến áp

- Máy biến áp điều áp dưới tải

- Máy biến áp bổ trợ và máy biến áp điều chỉnh đường dây

- Máy bù đồng bộ

- Bộ tụ điện có điều chỉnh

- Độnh cơ đồng bộ có điều chỉnh kích từ

1.4.3 Tổn thất điện áp và biện pháp nâng cao điện áp vận hành của mạng điện

VD: Dùng sơ đồ “dẫn sâu”, phân nhỏ công suất trạm biến áp và đưa chúng vào gần trung tâm phụ tải

Biện pháp này chủ yếu được dung trong giai đoạn thiết kế và có ảnh hưởng sâu sắc đến toàn bộ hệ thống cung cấp điện

b Thay đổi tiết diện dây dẫn.

Biện pháp này được dùng với điện áp thấp, nơi cung cấp trực tiếp cho các phụ tải

Tuy nhiên biện pháp này làm tăng nhanh vốn đầu tưvà tác dụng điều chỉnh điện áp của nó rất hẹp, vì vậy thường chỉ áp dụng đối với các phụ tải quan trọng

c Điều chỉnh đồ thị phụ tải

Biện pháp này rất có hiệu quả và không đòi hỏi tăng vốn đầu tư Nếu sắp xếp phụ tải một cách hợp lý sao cho đồ thị phụ tải tương đối bằng phẳng sẽ tránh được hiện tượng điện áp bị sụt quá mức khi phụ tải tăng vọt, tuy nhiên biện pháp này chỉ phù hợp với các phụ tải sản xuất làm việc theo ca Đối với phụ tải thuần sinh hoạt như

ở nông thôn rất khó thực hiện

d Điều chỉnh điện áp máy phát điện.

Biện pháp này chỉ dùng đối với các nhà máy phát điện

e Dùng tụ điện tĩnh để điều chỉnh điện áp.

Có hai cách mắc tụ điện tĩnh vào mạng điện:

- Mắc song song hay còn gọi là biện pháp bù ngang, tổn thất điện áp trên đường dây được tính như sau:

2 10

) (

%

U

X Q Q PR

∆

(1-30)

Rõ ràng bằng cách tăng hay giảm lượng Qbù sẽ thay đổi được tổn thất điện

áp ∆U% Trong thực tế người ta thường dùng những sơ đồ điều khiển tự động đóng cắt tụ điện theo mức tăng hoặc giảm điện áp của mạng

Máy bù đồng bộ có thể bù thêm công suất phản kháng cho mạng điện để nâng cao điện áp, hoặc tiêu thụ bớt công suất phản kháng để hạ điện áp.

Máy bù đồng bộ là một loại thiết bị tốt để điều chỉnh điện áp Tuy nhiên vân hành

nó rất phức tạp, giá thành cao, nó thường được sản suất với cỡ công suất lớn, vì thế

nó được dùng để điều chỉnh điện áp tại các nút quan trọng của hệ thống điện

g Dùng máy biến áp có tự động điều chỉnh điện áp

U

2 =

Trong đó U2 : Điện áp đầu ra của MBA

U1 : Điện áp đầu vào của MBA

K : Hệ số MAB

Như vậy khi điện áp nguồng không đổi, thay đổi nhệ số k, ta có thể thay đổi điện

áp đầu ra của MBA

CHƯƠNG II:

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN CỦA HUYỆN

YÊN DŨNG – BẮC GIANG2.1. Sơ đồ đường dây:

2.1.1 Điều kiện tự nhiên - kinh tế và xã hội

Vị trí địa lý: Huyện Yên Dũng có đường Quốc lộ 1A chay qua, trung tâm huyện cách thành phố Bắc Giang 10km về phía Bắc; phía đông gáp huyện Lục Nam; phía tay giáp Việt Yên; phía Nam giáp huyện Quế Võ ( Bắc Ninh) và huyện Chí Linh ( Hải Dương) Vị trí địa lý của huyện Yên Dũng đã tạo nhiều thuận lợi về giao lưu kinh tế - văn hóa, xã hội với các huyện trong tỉnh và các tỉnh Nhưng địa hình của huyện có địa hình nhiều đồi núi gây khó khăn cho việc thiết kế lưới điện

Đặc điểm địa hình: Huyện Yên Dũng có địa hình nhiều đồi núi cao, cốt đất cao thấp không đều,

độ dốc thoải dần từ tây bắc xuống đông nam, độ cao trung bình từ 10 - 50 mét Với địa hình như vậy, huyện có nhiều khó khăn để phát triển sản xuất nông nghiệp, mặt khác Huyện bám theo quốc lộ 1A nên

có tiềm năng lớn cho đầu tư phát triển công nghiệp.

Khí hậu: Huyện có khí hậu nhiệt đới gió mùa, có bốn mùa rõ rệt Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1176mm, độ ẩm trung bình 80% Điều kiện khí hậu thủy văn của huyện thuận lợi cho phát triển nông nghiệp, có điều kiện thâm canh gối vụ, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, vật nuôi

Huyện Yên Dũng có tổng diện tích tự nhiên là 74,42km 2 , trong đó: đất nông nghiệp 4.674,68 ha(chiếm 40,81%), đất chuyên dùng 1.740,83 ha (chiếm 23,39%), đất ở 709,02 ha (chiếm 9,53%), đất đồi núi chưa sử dụng 317,66 ha (chiếm 26,27%), về lao động trong độ tuổi 43.787 người, trong đó lao động

nữ 22.751 người; lao động nông nghiệp 38.214 người Đến năm 2013, dân số toàn huyện Yên Dũng có 84.691 người, trong đó nông dân nông thôn có 75.287 người, dân số thành thị có 8.589 người

Lực lượng lao động có trình độ khoa học kỹ thuật hoặc đã qua đào tạo chiếm tỷ lệ thấp Đến tháng 8/2014 tổng số lao động trong các doanh nghiệp là 10.615 người, số lao động tuyển vào các doanh nghiệp trong huyện là 9.543 người, số lao động huyện Yên Dũng là 6.002 người; số lao động được đi học

và đào tạo nghề là 2.512 người

Huyện Yên Dũng có 19 đơn vị hành chính (19 xã và 1 thị trấn) gồm: Thị trấn Neo, xã Lãng Sơn,

xã Đồng Phúc, xã Xuân Phú, xã Tân An, xã Hương Gián, xã Yên Lư, xã Trí Yên, xã Lão Hộ, xã Tân Liễu,

xã Tiến Dũng, xã Cảnh Thụy, xã Quỳnh Sơn, xã Thắng Cương, xã Tiền Phong, xã Tư Mại.

2.1.2 Nguồn cung cấp và khái quát đường dây

2.1.2.1. Nguồn điện cấp cho lộ 985-3 Yên Dũng – Bắc Giang

Hiện tại huyện Yên Dũng có 2 trạm trung gian 110/35/22 kV là E984 và E.985 và 1 trạm từ 35/10 kV.

Lưới điện của huyện có 2 trạm trung gian 110/35 kV nên việc cấp thường xuyên tương đối ổn định, ít phải cắt điện toàn huyện hoặc phải cắt một phần lưới của huyện để sửa chữa và khi có sự cố Lưới điện được xây dựng mới nhưng vẫn còn 1 phấn được xây dựng từ những năm 1964-1990 nên thiết bị hầu hết là lạc hậu,

đã vận hành qua nhiều năm nên đã quá cũ và lạc hậu Đầu nguồn bố chí đóng cắt bằng cầu dao nên mỗi khi thao tác phía 35 kV thường phải cắt máy cắt từ đầu nguồn làm gián đoạn thời gian cung cấp điện.

Đường dây 35 kV có 48 km trong đó có 14 km từ Nội Hoàng - Thị Trấn Neo là dây AC70 còn lại (nhánh Lãng Sơn -Thị Trấn Tân Dân – Hệ… là dây AC50)

Đường dây 10 kV có 184 km gồm 61,7 km đường trục là dây AC50 và 122,3 km đường nhánh là dây AC35.

Đường dây 0,4 kV có 380 km.

Với cơ sở vật chất kỹ thuật trên đang đủ để phục vụ năng lượng điện cho các thành phần kinh tế của huyện Toàn huyện có 19 xã, thị trấn đến nay 100% số xã đã có điện phục vụ sinh hoạt sản xuất Năm 2013 Yên Dũng tiếp nhận sản lượng điện là 31051000 kWh, trong đó điện phục vụ cho sinh hoạt là 18344000 kWh chiếm 54,3%.

9 tháng đầu năm 2014 tiếp nhận sản lượng điện là 32416000 kWh trong đó điện phục vụ sinh hoạt là

18379000 kWh chiếm 56,7% Toàn huyện có 63% số xã có lưới điện được thiết kế theo quy hoạch 37% số xã

có lưới điện được phát triển từ lưới điện cũ.

2.1.2.2. Khái quát về lưới điện lộ E 985-3 Yên Dũng

Các trạm tiêu thụ do lộ E 985 -3 Yên Dũng cấp điện tới chủ yếu là các trạm cấp điện cho nông thôn do

đó không có phụ tải công nghiệp Ở đây chỉ có một vài xưởng cơ khí nhỏ nên nó không ảnh hưởng nhiều đến hình dạng của đồ thị phụ tải trong trạm tiêu thụ.

Do các trạm tiêu thụ chủ yếu là các trạm dân sinh nên điện năng chủ yếu phục vụ cho sinh hoạt của các gia đình, các điểm dịch vụ nhỏ, uỷ ban, trạm xá và trường học trong các xã, chiếu sáng đường giao thông,

Hệ thống kênh mương ở vùng này rất thuận lợi cho việc tưới tiêu nên các trạm bơm phục vụ cho thuỷ lợi rất ít khi phải sử dụng đến và mỗi lần sử dụng thì

thời gian sử dụng cũng rất ít nên khi tính toán hao tổn ta có thể bỏ qua không xét đến ảnh hưởng của nó.

Về chăn nuôi ở đây không phát triển, chăn nuôi ở đây chỉ mang tính nhỏ lẻ chăn nuôi gia đình do đó các thiết bị, động cơ dùng để chế biến thức ăn gia súc, gia cầm và rửa chuồng trại là rất ít Các máy nghiền thức ăn gia súc chủ yếu tập trung trong các trạm xay xát, nhưng do ở đây có những trạm xát di động nên số lượng các trạm xay xát cũng không nhiều

2.1.3 Thực trạng lưới điện của lộ E

985-3 Yên Dũng – Bắc Giang

2.1.3.1 Sơ đồ lưới điện một sợi của lộ E 985-3 Yên Dũng – Bắc Giang

Hình 3: Sơ đồ lưới điện một sợi của lộ E 985 – 3 Yên Dũng

Hình 4: Sơ đồ lưới điện một sợi của lộ đơn.

2.1.4 Thông số mạng điện.

2.1.4.1 Thông số các máy biến áp của lộ.

Thông số máy biến áp của lộ E 985 – 3 Yên Dũng được cho trong bảng 1

Bảng 1: Thông số máy biến áp lộ E 985 – 3 Yên Dũng

áp

Công suất (kVA)

2.1.4.2 Thông số các đoạn đường dây của lộ:

Bảng 2: Thông số đường dây của lộ E985 - 3 Yên Dũng

5-27 11 27 AC35 0.3 0.85 0.4

2.1.4.3. Các phương pháp tính toán tổn thất công suất - điện năng - điện áp

trong mạng E985 – 3 Yên Dũng và xây dựng đồ thị phụ tải.

a Nhận xét về các phương pháp tính tổn thất điện năng

Từ nội dung của các phương pháp ta có một số nhận xét về mỗi phương pháp như sau:

+ Đối với biện pháp sử dụng các thiết bị đo đếm:

Nếu dựa vào các chỉ số công tơ đo điện năng tiêu thụ tại các trạm tiêu thụ đem so sánh với chỉ số công tơ

ở đầu đường dây thì cho ra kết quả có sai số rất lớn do không thể lấy đồng thời các chỉ số công tơ đặt tại các điểm này Ngoài ra còn một số nguyên nhân khác như nhiều điểm tải còn thiếu các thiết bị đo hoặc thiết bị đo không phù hợp với phụ tải, số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác nhau,…

Không chỉ ra được các thời điểm cực đại và cực tiểu của phụ tải từ đó không đưa ra biện pháp giảm tổn thất.

+ Xác định tổn thất điện năng theo dòng điện thực tế lại gặp nhiều khó khăn do dòng điện luôn luôn biến đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố do đó việc xác định tổn thất điện năng theo phương pháp này là rất phức tạp.

+ Phương pháp điện trở đẳng trị tuy có đơn giản, dễ tính toán nhưng nếu sử dụng phương pháp này để tính cho lưới phức tạp thì lại gặp khó khăn trong xác định điện trở đẳng trị do phụ thuộc vào dòng điện thực tế chạy trong các nhánh dây.

+ Phương pháp xác định hao tổn điện năng theo đường cong tổn thất có ưu điểm là đơn giản, độ chính xác cao nếu có đầy đủ các thông tin và các thông số, nó cũng là công cụ rất hiệu quả để giải quyết các bài toán liên quan đến tính kinh tế, kĩ thuật, vận hành hệ thống cung cấp điện do xây dựng được họ đường cong với các giá trị khác nhau Nhưng để lập được đường cong tổn thất phải thu thập nhiều thông tin và thực hiện hàng loạt các tính toán phức tạp, ngoài ra phương pháp này không áp dụng cho mọi lưới điện.

+ Xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải, phương pháp này tuy có đơn giản nhưng để xác định được tổn thất điện năng theo phương pháp này ta phải giả thiết trong khoảng thời gian Δt ta coi giá trị dòng điện hay công suất là không đổi và coi điện áp bằng điện áp định mức, do đó kết quả tính toán có sai số lớn Tuy nhiên nếu có

đường cong biểu diễn cường độ dòng điện ta cũng có thể lấy tích phân hàm biểu diễn và kết quả tính được chính xác.

+ Xác định hao tổn điện năng theo đặc tính xác suất của phụ tải

Ta đã biết phụ tải điện là đại lượng ngẫu nhiên, chịu tác động của nhiều yếu tố do đó hao tổn điện năng cũng là đại lượng ngẫu nhiên vì vậy khi tính toán ta có thể sử dụng phương pháp xác suất thống kê để tính Nhưng trong thực tế để áp dụng phương pháp này ta phải đánh giá xem phụ tải điện có tuân theo quy luật hàm phân phối chuẩn hay không, nếu phụ tải điện không tuân theo quy luật hàm phân phối chuẩn thì sai số của phương pháp sẽ lớn.

+ Tính hao tổn điện năng theo phương pháp thời gian hao tổn công suất cực đại τ Phương pháp này có ưu điểm là có thể xác định các thông số tính toán một cách dễ dàng và khối lượng đo đếm không lớn, đặc biệt tính theo phương pháp này còn xác định được tình trạng làm việc của các phần tử Tuy nhiên, khi không có đồ thị phụ tải thì thời gian hao tổn công suất cực đại phải xác định thông qua T max bằng các công thức thực nghiệm Vì vậy, kết quả tính được có sai số lớn.

b Lựa chọn phương pháp tính hao tổn điện năng

Theo phân tích về ưu nhược điểm của các phương pháp ở trên Ta thấy rằng các phương pháp trên đều cho ra kết quả gần đúng Nhưng với điều kiện thực tế là: thời gian thực tập ngắn, thiết bị do đếm đơn giản

ta thấy rằng với lộ 985 – 3 Yên Dũng thì phương pháp tính hao tổn điện năng theo thời gian hao tổn công suất cực đại là phương pháp phù hợp nhất.

2.1.4.4. Các bước tiến hành tính toán hao tổn điện năng theo phương pháp thời gian hao tổn công

+ Phương pháp so sánh tương quan đồ thị mẫu Trong đó đo đếm trực tiếp là phương pháp đơn giản, thuận tiện và phù hợp với điều kiện

cụ thể khi thu thập đồ thị phụ tải.

Xây dựng đồ thị phụ tải ngày điển hình bằng phương pháp đo đếm trực tiếp ta tiến hành

đo đếm các giá trị công suất hay dòng điện trong mỗi khoảng thời gian nhất định, việc đo đếm phải được tiến hành nhiều ngày, số ngày đo đếm càng nhiều thì kết quả thu thập được càng chính xác.

Để xây dựng đồ thị phụ tải tại thanh cái thứ cấp trạm trung gian, ta tiến hành đo các giá trị công suất hay dòng điện trong những khoảng thời gian nhất định.

Sau khi lấy được các số liệu ta tính giá trị trung bình của công suất hay dòng điện và giá trị tính toán của nó.

Giá trị công suất trung bình được xác định: n

PP

n

1

i itb

Ptt = tb +

(3.1)

n - số lần đo tối thiểu (n = 7)

β - Độ lệch chuẩn phản ánh xác suất phụ tải nhận giá trị ở lân cận kỳ vọng toán học với độ tin cậy 95% - 97% Với xác suất 95% ta lấy β = 1,7

Từ các giá trị công suất tính toán hay dòng điện ta xây dựng được đồ thị phụ tải ngày điển hình và tiến hành xây dựng đồ thị phụ tải năm

 Xác định thời gian hao tổn công suất cực đại (τ)

Dựa vào đồ thị phụ tải xây dựng được ở đầu đường dây ta tính được thời gian sử dụng công suất cực đại và thời gian hao tổn công suất cực đại theo các công thức:

max

8 760

1 max

2 max

8 760

1 2

max

I

t I

8 760

1 2

max

P

t P

d Xác định hao tổn công suất trong mạng

 Thu thập điện năng tại các trạm tiêu thụ

Để thu thập điện năng tiêu thụ tại các trạm ta ghi lại các chỉ số công tơ ở các trạm tiêu thụ được

đo đếm hàng tháng.

 Xác định điện trở đường dây

Để xác định được điện trở của đường dây cần tiến hành điều tra về dây dẫn ta sẽ biết thông tin về loại dây dẫn và chiều dài của các đoạn đường dây, khoảng cách trung bình hình học của dây dẫn từ đó tra bảng điện trở và điện

kháng của dây dẫn ta sẽ có được giá trị r 0 (Ω/km) và x 0 (Ω/km) là điện trở của dây dẫn trên 1 km đường dây.

Điện trở của các đoạn dây dẫn được tính theo công thức

Trong đó: l - chiều dài đoạn dây dẫn

r 0 - điện trở đơn vị của dây dẫn

 Xác định công suất cực đại của các trạm tiêu thụ

Trên thực tế mạng điện vốn rất phức tạp, trên một lộ không chỉ có hai hay ba trạm tiêu thụ mà lên đến hàng chục trạm tiêu thụ, như vậy muốn xác định công suất cực đại của các trạm tiêu thụ ta không thể

đo đếm trực tiếp ở từng trạm Như vậy, để xác định được công suất cực đại tại các trạm ta chỉ có thể xác định gần đúng thông qua hệ số cực đại (K max ) của một trạm điển hình

* Xác định hệ số K max

Tại trạm khảo sát ta tiến hành đo đếm các giá trị công suất trong từng giờ, tiến hành đo trong

nhiều ngày, sau đó xác định công suất tính toán của trạm theo công thức (3.1)

Từ các giá trị trên ta xây dựng đồ thị phụ tải cho các trạm điển hình Dựa vào đồ thị phụ tải ta xác định được công suất cực đại của trạm khảo sát.

Sau khi xác định được công suất cực đại tại các trạm điển hình, ta tính được hệ số cực đại K max

theo công thức:

tb

max max

P

P

(3.5) Với P tb là công suất trung bình của trạm tiêu thụ được xác định thông qua điện năng tiêu thụ tại

trạm đó t

A

Ptb =

(KW) (3.6)

* Xác định công suất cực đại tại các trạm tiêu thụ còn lại.

Để xác định công suất cực đại ở các trạm có tính chất tương tự ta sử dụng hệ số cực đại đã xác định ở trên để tính Công suất cực đại ở các trạm được tính theo công thức: P max = K max P tb

(3.7)

 Xác định hao tổn công suất tác dụng trong máy biến áp tại các trạm tiêu thụ và dòng điện cực

đại (I max ) tại các trạm tiêu thụ

* Xác định hệ số cosφ tại các trạm tiêu thụ

Để xác định hệ số cosφ tại các trạm tiêu thụ ta tiến hành đo điện năng trong khoảng thời gian rất ngắn Áp dụng công thức

dt I

dA

3

Cu Fe

BA

S

S.ΔPΔP

ΔPΔP

=+

=

KW (3.10) Trong đó:

ΔP BA - Tổn thất công suất tác dụng trong máy biến áp, KW

ΔP 0 - Tổn thất công suất không tải của máy biến áp, KW

ΔP k - Tổn thất ngắn mạch, KW

S pt – Công suất phụ tải, KVA

Công suất của phụ tải được tính theo công thức :

S dm – Công suất định mức của máy biến áp, KVA

* Công suất tính toán của các trạm tiêu thụ khi xét đến hao tổn trong máy biến áp được xác định theo biểu thức P tt = P max + ∆P BA

Vậy dòng điện cực đại tại các trạm tiêu thụ được xác định theo công thức sau:

ϕ

cos

Để tổng hợp phụ tải ta sử dụng phương pháp hệ số đồng thời

Đối với lưới điện phân phối 6 – 35 KV khi xác định công suất tính toán tại một điểm nút của lưới điện có

sự tham gia của các trạm biến áp thì hệ số đồng thời có thể xét theo bảng dưới đây

Số lượng trạm 2 3 4 - 6 7 - 15 16 - 25 ≥ 26

Khi đó công suất tính toán tại một nút P tt = K đt ΣP tti

Áp dụng để tổng hợp phụ tải cho một lộ ta tổng hợp cho cho cả lộ

 Xác định hao tổn điện năng

Như đã trình bày ở trên do không thể xây dựng được đồ thị phụ tải của tất cả các trạm tiêu thụ nên ta sẽ xác định hao tổn điện năng toàn mạng với τ max không đổi được xác định tại đầu đường dây + Nếu đường dây có một phụ tải, hao tổn điện năng được xác định theo công thức:

3 2

max .10

3

KWh (3.13) Trong đó: I max - là dòng điện cực đại chạy trong mạng (A)

R - điện trở các đoạn dây dẫn (Ω)

+ Nếu đường dây có nhiều phụ tải thì hao tổn điện năng của cả mạng bằng hao tổn điện năng của các đoạn cộng lại.

2 max 1

3

I R

∑

=

=τ

KWh (3.14)

e Tính toán tổn hao công suất, điện năng của lưới điện

Từ nội dung của các phương pháp ta có một số nhận xét về mỗi phương pháp như sau:

+ Đối với biện pháp sử dụng các thiết bị đo đếm:

Nếu dựa vào các chỉ số công tơ đo điện năng tiêu thụ tại các trạm tiêu thụ đem so sánh với chỉ số công tơ ở đầu đường dây thì cho ra kết quả có sai số rất lớn do không thể lấy đồng thời các chỉ số công tơ đặt tại các điểm này Ngoài ra còn một số nguyên nhân khác như nhiều điểm tải còn thiếu các thiết bị đo hoặc thiết bị đo không phù hợp với phụ tải, số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác nhau,…

Không chỉ ra được các thời điểm cực đại và cực tiểu của phụ tải từ đó không đưa ra biện pháp giảm tổn thất.

+ Xác định tổn thất điện năng theo dòng điện thực tế lại gặp nhiều khó khăn do dòng điện luôn luôn biến đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố do đó việc xác định tổn thất điện năng theo phương pháp này là rất phức tạp.

+ Phương pháp điện trở đẳng trị tuy có đơn giản, dễ tính toán nhưng nếu sử dụng phương pháp này

để tính cho lưới phức tạp thì lại gặp khó khăn trong xác định điện trở đẳng trị do phụ thuộc vào dòng điện thực tế chạy trong các nhánh dây.

+ Phương pháp xác định hao tổn điện năng theo đường cong tổn thất có ưu điểm là đơn giản, độ chính xác cao nếu có đầy đủ các thông tin và các thông số, nó cũng là công cụ rất hiệu quả để giải quyết các bài toán liên quan đến tính kinh tế, kĩ thuật, vận hành hệ thống cung cấp điện do xây dựng được họ đường cong với các giá trị khác nhau Nhưng để lập được đường cong tổn thất phải thu thập

nhiều thông tin và thực hiện hàng loạt các tính toán phức tạp, ngoài ra phương pháp này không áp dụng cho mọi lưới điện.