Đánh giá tổn thất điện năng và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện trung áp huyện quỳnh lưu – tỉnh nghệ an

Mục đích nghiên cứu của luận văn Hiệu quả kinh tế của việc giảm tổn thất điện năng lưới điện trung áp mang lại là rất rõ ràng, nó là một trong các chỉ tiêu chính đánh giá công tác sản xu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

LÊ ĐẮC TÚ

ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP HUYỆN QUỲNH LƯU, TỈNH NGHỆ AN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật điện - Hệ thống điện

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN LÂN TRÁNG

Hà Nội – Năm 2014

i

LỜI CAM ĐOAN

Sau một thời gian dài tìm hiểu, nghiên cứu được sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn trực tiếp và sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, cùng với các bạn đồng nghiệp tôi đã hoàn thành Luận văn nghiên cứu này Tôi cam đoan bản luận văn do tôi thực hiện Các số liệu thống kê, báo cáo, các tài liệu khoa học trong Luận văn được sử dụng của các công trình khác đã nghiên cứu, được chú thích đầy đủ, đúng quy định

Nghệ An, ngày tháng 9 năm 2014

Tác giả luận văn

Lê Đắc Tú

ii

Mục lục

Trang

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Ch-ơng 1- đặc điểm tự nhiên và Hiện trạng nguồn,

l-ới điện trung áp HUYệN QuỳNH LƯU TỉNH NGHệ AN

Ch-ơng 2-đánh giá thực trạng l-ới điện, khả năng

mang tải và tổn thất điện năng l-ới điện trung áp

huyện Quỳnh L-u tỉnh nghệ an

15

2.3 Kết quả thực hiện công tác giảm tổn thất điện năng trong

các năm qua của Điện lực Quỳnh L-u

19

iii

Ch-ơng 3-tổn thất điện năng và các ph-ơng pháp

tính tổn thất điện năng

24

3.2 Một số ph-ơng pháp tính tổn thất điện năng cho l-ới điện

phân phối

25

thất CễNG SUẤT và tính bù tối -u l-ới điện trung

áp HUYệN QUỳNH LƯU, tỉnh nghệ an

34

4.2 Sử dụng phần mềm pss/adept tính phân bổ công suất và

tính tổn thất điện năng l-ới điện trung áp huyện Quỳnh L-u

37

4.2.1 Tính phân bổ công suất trên các đ-ờng dây trung áp

huyện Quỳnh L-u

37

4.2.1.2 Khai báo, nhập dữ liệu và tính toán trên phền mềm

PSS/ADEPT 5.0

37

4.2.2 Tổng hợp kết quả tính toán tổn thất điện năng trên l-ới

điện trung áp huyện Quỳnh L-u

52

4.3.1 Xác định vị trí bù tối -u l-ới điện trên đ-ờng dây trung

áp huyện Quỳnh L-u

56

4.3.1.1 Ph-ơng pháp xác định vị trí bù tối -u của phần mềm

PSS/ADEPT 5.0

56

4.3.2 Kết quả tính toán bù tối -u trên l-ới điện trung áp huyện

Quỳnh L-u

64

Ch-ơng 5-các giải pháp giảm tổn thất điện năng

iv

5.2.3.1 N©ng cao hiÖu suÊt sö dông n¨ng l-îng cña c¸c hé sö

dông ®iÖn

72

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng 1.1: Tình trạng mang tải các trạm 110kV hiện có của huyện Quỳnh Lưu

2 Bảng 1.2: Tình trạng mang tải các trạm biến áp trung gian

3 Bảng 1.3: Thông kê đường dây trung áp và hạ áp hiện trạng

4 Bảng 1.4: Tình trạng mang tải các đường dây trung áp sau trạm 110kV

5 Bảng 1.5: Tổng dung lượng bù lưới điện trung và hạ áp

6 Bảng 1.6: Khối lượng các trạm biến áp phân phối hiện có của huyện Quỳnh Lưu

7 Bảng 2.1: Diễn biến tiêu thụ điện năng huyện Quỳnh Lưu giai đoạn 2010-2013

8 Bảng 2.2.Tổn thất điện năng từng lộ đường dây trung áp năm 2013

9 Bảng 2.3 Tổng hợp vi phạm sử dụng điện năm 2013 tại các Điện lực

10 Bảng 2.4 Thống kê số lần sự cố lưới điện năm 20112 và năm 2013

11 Bảng 4.1 Kết quả phân tích đường dây 10kV lộ 976-E15.5 từ phần report của phần mềm PSS/ADEPT

12 Bảng 4.2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp của các phụ tải

15 Bảng 4.5 Kết quả tính toán bù tối ưu lộ 976-E15.5

16 Bảng 4.6 Kết quả tính toán bù tối ưu lưới điện trung áp huyện Quỳnh Lưu

vi

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

1 Hình 3.1 - Đồ thị phụ tải I(t)

2 Hình 4.1.Màn hình giao diện ch-ơng trình PSS/ADEPT

3 Hình 4.2 Thiết lập thông số mạng l-ới

4 Hình 4.3 Hộp thoại network properties

5 Hình 4.4 Hộp thoại thuộc tính nút Source

6 Hình 4.5 Hộp thoại thuộc tính nút tải

7 Hình 4.6 Hộp thoại thuộc tính đoạn đ-ờng dây

8 Hình 4.7 Hộp thoại thuộc tính máy biến áp

9 Hình 4.8 Hộp thoại thuộc tính nút tải điện năng

10 Hình 4.9 Hộp thoại thuộc tính thiết bị đóng cắt

11 Hình 4.10 Các chọn lựa cho các bài toán phân bố công suất

12 Hình 4.11 Hiển thị kết quả phân tích đ-ờng dây 10kV lộ E15.5 ngay trên sơ đồ

13 Hình 4.12 Hiển thị kết quả phân tích đ-ờng dây 10kV lộ E15.5 từ phần report của phần mềm PSS/ADEPT

976-14 Hình 4.13 Thiết lập thông số tụ bù

15 Hình 4.14 Hộp thoại thẻ CAPO

16 Hình 4.15 Kết quả tính toán bù tối -u lộ 976-E815.5

Sau khi Việt Nam ra nhập WTO, các nhà đầu tư nước ngoài đã đầu tư vào Việt Nam ở nhiều lĩnh vực, chủ yếu là lĩnh vực công nghiệp nên nhu cầu cung cấp điện với chất lượng cao, giảm tổn thất điện năng là nhiệm vụ thiết yếu của ngành điện

Thực trạng cho chúng ta thấy hơn 10 năm qua Việt Nam luôn trong tình trạng thiếu điện phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt của nhân dân, hằng năm vào mùa khô thường xuyên xảy ra tình trạng cắt điện luân phiên trên phạm vi

cả nước Vì vậy, việc thực hiện giảm tổn thất điện năng xuống mức thấp nhất

có thể là một việc hết sức cần thiết và cấp bách góp phần mang lại hiệu quả kinh tế cao không chỉ đối với ngành điện mà còn đối với cả xã hội, việc giảm tổn thất điện năng còn góp phần không nhỏ vào thực hiện tiết kiệm điện

Quỳnh Lưu là một huyện đồng bằng ven biển, nằm ở Đông Bắc tỉnh Nghệ An, dân số đông và dân cư các xã vẫn còn nghèo Để tiến hành công nghiệp hóa- hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn, một trong số những trọng tâm cần tập trung đầu tư để tăng trưởng kinh tế là phát triển mạnh ngành công nghiệp, đặc biệt là phát triển cụm công nghiệp Đây cũng là thế mạnh mà huyện cần duy trì và phát triển, đúng theo tinh thần Nghị quyết Đại hội Đảng

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn

Hiệu quả kinh tế của việc giảm tổn thất điện năng lưới điện trung áp mang lại là rất rõ ràng, nó là một trong các chỉ tiêu chính đánh giá công tác sản xuất, kinh doanh của ngành điện và là mục tiêu phấn đấu trong nhiều nhiều năm qua của Điện lực Quỳnh Lưu nói riêng và Công ty Điện lực Nghệ

An cũng như ngành điện nói chung Hơn nữa, giảm tổn thất điện năng còn có một ý nghĩa quan trọng là góp phần nâng cao chất lượng điện năng

Từ nhu cầu sử dụng điện của các hộ phụ tải và thực trạng nguồn, lưới điện trung áp Điện lực Quỳnh Lưu, luận văn đã thực hiện đánh giá, phân tích tình hình tổn thất điện năng, tìm ra nguyên nhân tổn thất điện năng và đề xuất các giải pháp nhằm giảm tổn thất điện năng trên lưới điện trung áp Điện lực Quỳnh Lưu xuống mức thấp nhất có thể

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đối tượng nghiên cứu mà đề tài đặt ra là đánh giá, phân tích thực trạng lưới điện và tình hình tổn thất điện năng lưới điện trung áp Điện lực Quỳnh Lưu hiện nay

Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính toán trào lưu công suất và bù tối

ưu trên các đường dây trung thế và đánh giá, so sánh với kết quả tổn thất điện năng thực tế từ công tác sản xuất, kinh doanh của Điện lực Quỳnh Lưu

có thể lớn hơn 10% tổng sản lượng điện năng Chất lượng điện áp ở một số nút trong lưới điện không đáp ứng được tiêu chuẩn, độ tin cậy cung cấp điện rất thấp…Giảm tổn thất điện năng xuống mức thấp nhất có thể trong những năm qua vẫn là bài toán khó của ngành điện Nhất là trước tình hình mở cửa, hội nhập và thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước như hiện nay, nhu cầu sử dụng điện tăng nhanh, lượng điện năng sản xuất không đáp ứng đủ nhu cầu, tình hình thiếu điện ngày càng trầm trọng nhất là vào mùa khô Do

đó, thực hiện giảm tổn thất điện năng lưới điện trung thế góp phần nâng cao chất lượng điện năng để hệ thống điện hoạt động hiệu quả hơn sẽ góp phần tích cực đưa nền kinh tế đất nước phát triển bền vững

4.2 Tính thực tiễn của đề tài

Đề tài nghiên cứu xuất phát từ nhu cầu thực tế của lưới điện trung áp Điện lực Quỳnh Lưu, do đó kết quả mang tính thực tiễn, có thể áp dụng và nhân rộng rãi cho lưới điện các huyện trên địa bàn tỉnh Nghệ An do Công ty Điện lực Nghệ An quản lý vận hành

* Các nội dung chủ yếu:

- Đánh giá hiện trạng nguồn, lưới điện, nhu cầu sử dụng điện năng và tình hình cung cấp điện trên địa bàn huyện Quỳnh Lưu

- Đánh giá tổn thất điện năng lưới điện trung áp huyện Quỳnh Lưu

- Các cơ sở lý thuyết áp dụng tính tổn thất điện năng

- Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để đánh giá tổn thất điện năng và bù tối ưu lưới điện trung áp huyện Quỳnh Lưu

đỡ trong quá trình nghiên cứu và đặc biệt xin cảm ơn thầy giáo PGS.TS

Nguyễn Lân Tráng đã tận tình chỉ bảo hướng dẫn em trong quá trình nghiên

cứu và hoàn thành luận văn

Do điều kiện thực hiện luận văn có hạn, khối lượng công việc lớn và kiến thức cũng như lý luận còn nhiều hạn chế nên nội dung luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong sự tham gia, góp ý của các thầy, cô và các bạn đồng nghiệp để công trình nghiên cứu nhanh chóng phát huy hiệu quả cao trong thực tiễn, cũng như giúp em tiếp tục củng cố và nâng cao trình độ của mình

5

Chương 1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ HIỆN TRẠNG NGUỒN, LƯỚI ĐIỆN

TRUNG ÁP HUYỆN QUỲNH LƯU TỈNH NGHỆ AN

1.1 Đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội của huyện Quỳnh Lưu tỉnh Nghệ

Quỳnh Lưu có 88 km đường ranh giới đất liền và 18,6 km đường bờ biển

Huyện Quỳnh Lưu giáp Thị xã Hoàng Mai về phía Bắc; giáp huyện Nghĩa Đàn về phía Tây với ranh giới khoảng 18,6 km và giáp biển Đông về phía Đông Phía Nam và Tây Nam của huyện có ranh giới với hai huyện Diễn Châu và Yên Thành, có chung khu vực đồng bằng (thường gọi là đồng bằng Diễn – Yên – Quỳnh)

Quỳnh Lưu nằm ở vị trí các tuyến giao lưu quốc tế, liên vùng trên tuyến đường Bắc – Nam và Đông Tây của miền Trung, đặc biệt là gần đảo Hải Nam của Trung Quốc, vì vậy trong thời gian tới Quỳnh Lưu cần phải tận dụng tối đa ưu thế này để phát triển kinh tế

Quỳnh Lưu cũng nằm trên các trục giao thông chính của cả nước và của tỉnh: Quốc lộ 1A, quốc lộ 48, đường sắt Bắc – Nam (với ga chính thuộc địa bàn huyện là ga Cầu Giát), đường sắt Cầu Giát – Nghĩa Đàn, tỉnh lộ 537,

và quốc tế bằng đường biển, đường bộ, đường sắt và đường hàng không (qua sân bay Vinh), tạo điều kiện thuận lợi cho việc giao lưu kinh tế và văn hóa với bên ngoài

Việc Nghệ An đóng vai trò trung tâm phát triển kinh tế biển và hợp tác quốc tế về biển của vùng Bắc Trung Bộ là một lợi thế quan trọng khác nữa đối với Quỳnh Lưu Với vị trí thuận lợi của mình, Quỳnh Lưu đang và sẽ trở thành một trong những bộ phận cấu thành quan trọng của trung tâm phát triển kinh tế biển và hợp tác quốc tế về biển của vùng Bắc Trung Bộ và cả nước

1.1.2 Hiện trạng kinh tế xã hội

1.1.2.1 Tăng trưởng kinh tế

Tổng giá trị sản xuất (giá hiện hành): 11.694 tỷ đồng, tăng 2,94 lần so với năm 2005; tốc độ tăng trưởng bình quân 5 năm 2006-2010 là 12,1% Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng tích cực: năm 2010 nông nghiệp 27,83%, giảm 12,27%; công nghiệp-xây dựng 47,99%, tăng 7,89%; dịch vụ 24,18%, tăng 4,38% (so với năm 2005) Các thành phần kinh tế, nhất là dân doanh phát triển nhanh; kinh tế vùng hình thành rõ nét, một số lĩnh vực, ngành nghề mới được đầu tư phát triển Tổng vốn đầu tư phát triển tăng khá, từ năm 2006-2010 đạt 10.600 tỷ đồng Trong đó: vốn DN TW và tỉnh chiếm 12%; vốn tín dụng chiếm 46,5%; ngân sách huyện 181, 234 tỷ đồng, chiếm 1,7%; các doanh nghiệp tư nhân và nhân dân đầu tư là 39,8% Giá trị tăng thêm bình quân đầu người năm 2010 đạt 14, 6 triệu, tăng 2,65 lần so với năm 2005, đời sống nhân dân cả vật chất và tinh thần được nâng cao

7

Công nghiệp, xây dựng: Đạt mức tăng trưởng nhanh nhất, giá trị sản xuất (giá hiện hành) 7.089,2 tỷ đồng, tăng 3,14 lần (so với năm 2005); tốc độ tăng trưởng bình quân 14,58%, trong đó CN-TTCN tăng 9,74% Các ngành sản xuất vật liệu xây dựng, chế biến nông, lâm, thủy sản, đóng mới tàu thuyền, sản xuất phụ tùng ô tô tiếp tục phát huy hiệu quả Tiểu thủ công nghiệp và làng nghề phát triển khá, từ 3 làng nghề năm 2005 lên 20 làng nghề năm 2010 Các ngành nghề truyền thống được khơi dậy và phát huy, du nhập nhiều ngành nghề mới như móc sợi, mây tre đan

1.1.2.2 Kết quả cụ thể trên các ngành và lĩnh vực kinh tế

Trong những năm vừa qua, ngành công nghiệp huyện Quỳnh Lưu

đã có những chuyển biến đáng kể, sản xuất công nghiệp có sự phát triển

mạnh về quy mô và tốc độ tăng trưởng, từng bước trở thành khâu đột phá

quan trọng trong phát triển kinh tế của huyện và của tỉnh Nghệ An

Bảng 2.6 Tốc độ tăng trưởng kinh tế và cơ cấu kinh tế huyện Quỳnh Lưu

8

Từ năm 2005 – 2012, cơ cấu kinh tế toàn huyện chuyển dịch theo hướng tích cực, giảm tỉ trọng ngành Nông – lâm – thủy sản, tăng tỉ trọng ngành Công nghiệp – xây dựng và Dịch vụ Cơ cấu kinh tế ngành Nông – lâm - thủy sản năm 2005 là 36,29%, năm 2010 giảm còn 27,83% và năm

2012 giảm xuống 26,4% Ngành Công nghiệp – xây dựng chiếm tỉ trọng lớn nhất trong cơ cấu kinh tế toàn huyện, năm 2005 đạt 42,92%, tăng lên 47,99% năm 2010, đến năm 2012 giảm còn 46,29% Ngành Dịch vụ đạt 20,79% cơ cấu kinh tế năm 2005, đến năm 2010 tăng lên 24,18%, năm

b) Cơ cấu công nghiệp theo ngành sản xuất

Bảng 2.7 Giá trị sản xuất và cơ cấu ngành công nghiệp chính huyện

Quỳnh Lưu (giai đoạn 2005-2012)

Năm

Ngành

Giá trị sản xuất (trđ)

Tỉ trọng (%)

Giá trị sản xuất (trđ)

Tỉ trọng (%)

Giá trị sản xuất (trđ)

Tỉ trọng (%)

Nguồn:Phòng Tài chính- Kế hoạch huyện Quỳnh Lưu

- Tỷ trọng ngành công nghiệp khai thác thay đổi đáng kể và duy trì được hoạt động sản xuất ổn định, sản xuất tăng trưởng do nhu cầu sản phẩm nội địa tăng (đá xây dựng, đá ba zan)

- Công nghiệp sản xuất và phân phối điện, nước đã có sự thay đổi đáng kể Hệ thống lưới điện được xây mới, nâng cấp và cải tạo thường xuyên, đáp ứng nhu cầu sản xuất kinh doanh, sinh hoạt cho nhân dân

- Công nghiệp chế biến chiếm tỷ trọng lớn nhất, do những năm qua, hoạt động khai thác và nuôi trồng thủy hải sản tăng nhanh, số tàu thuyền

có tải trọng lớn không ngừng được tăng thêm, thuận lợi cho việc đánh bắt

xa bờ và dài ngày Tỷ trọng trong cơ cấu ngành tăng từ 40% (năm 2005) lên 52%(năm2012)

c) Kết quả thực hiện các chỉ tiêu tổng hợp

Công nghiệp huyện Quỳnh Lưu trong những năm qua đạt được nhiều kết quả quan trọng, giá trị sản xuất năm sau cao hơn năm trước, từng bước đưa nền kinh tế huyện chuyển dịch đúng hướng theo hướng tăng nhanh về tỷ trọng công nghiệp dịch vụ và giảm nông nghiệp Năm

2005 GTSX đạt 308.675 triệu đồng thì đến năm 2012 GTSX đạt 848.179 triệu đồng, tăng 539.504 triệu đồng, hơn 2 lần so với năm 2005

Các ngành chủ lực của huyện như: chế biến nông – lâm – thủy sản; vật liệu xây dựng; công nghiệp nhẹ; cơ khí, điện tử; CN điện nước; Sản

10

phẩm bê tông Trong đó chế biến thủy sản và vật liệu xây dựng là hai ngành công nghiệp có GTSX lớn, chiếm tỉ trọng cao trong cơ cấu ngành công nghiệp toàn huyện Năm 2012, GTSX ngành chế biến thủy sản đạt 215.236 triệu đồng, chiếm 25,4% cơ cấu ngành công nghiệp; GTSX vật liệu xây dựng đạt 183.582 triệu đồng, chiếm 21,6% cơ cấu ngành công nghiệp

1.1.3 Định hướng phát triển các ngành đến năm 2020

công nghiệp chế biến nông – lâm – thủy sản tăng nhanh

1.2 Hiện trạng nguồn và lưới điện trung áp Điện lực Quỳnh Lưu

1.2.1 Nguồn nhận

1.2.1.1 Các trạm 110kV

11

Hiện nay, phụ tải của Điện lực Quỳnh Lưu được cấp điện từ lưới điện Quốc gia qua 02 trạm nguồn 110kV là:

- Trạm 110kV Quỳnh Lưu (E15.5): công suất 2x25MVA -110/35/10kV

- Trạm 110kV Hoàng Mai (E15.17): công suất 1x40MVA-110/35/10kV

* Tình trạng mang tải của các TBA 110kV

Bảng 1.1: Tình trạng mang tải các trạm 110kV hiện có của Điện lực Quỳnh Lưu

2 Trạm 110kV Hoàng Mai

(E15.17)

T1 110/35/10 40 9,8/3,9 9,8/39,2

Nguồn: Trạm 110kV Quỳnh Lưu, trạm 110kV Hoàng Mai

1.2.1.2 Các trạm biến áp trung gian

Hiện tại, trên địa bàn Điện lực Quỳnh Lưu đang vận hành 02 trạm biến

áp trung gian (TG) 35/10kV trong tình trạng bình thường

Chi tiết tình trạng vận hành các trạm trung gian được trình bày trong bảng dưới đây

Bảng 1.2: Tình trạng mang tải các trạm biến áp trung gian

Nguồn: Công ty Điện lực Nghệ An

1.2.2 Lưới điện trung áp

Hiện nay, trên địa bàn Điện lực Quỳnh Lưu đang vận hành 02 lưới trung

áp có cấp điện áp 35kV, 10kV

Thống kê khối lượng đường dây trung, hạ áp Điện lực Quỳnh Lưu đến hết ngày 31 tháng 12 năm 2013 được trình bày trong bảng sau:

12

Bảng 1.3: Thông kê đường dây trung áp và hạ áp hiện trạng

TT Hạng mục Đơn vị Ngành điện quản lý Khách hàng quản lý Tổng Tỷ lệ

(%) ĐDK Cáp ngầm ĐDK Cáp ngầm

I Đường dây trung

Nguồn: Điện lực Quỳnh Lưu và phòng công thương huyện Quỳnh Lưu

Ở cấp điện áp trung áp, khối lượng lưới điện 10kV chiếm tỷ lệ lớn nhất 67,36% tổng khối lượng lưới trung áp Lưới điện 10kV phủ khắp các xã của Điện lực Quỳnh Lưu Lưới điện 35kV chiếm tỷ lệ 32,64% tổng chiều dài đường dây trung áp và được cấp độc lập từ các TBA 110kV trên địa bàn

Thống kê tình trạng mang tải của các đường dây trung áp sau các trạm 110kV và các trạm trung gian trên địa bàn Điện lực Quỳnh Lưu được trình bày ở các bảng dưới đây

Bảng 1.4: Tình trạng mang tải các đường dây trung áp sau trạm 110kV

13

Tổng dung lượng bù ở tất các cấp điện áp trung áp và hạ áp được trình bày trong bảng sau:

Bảng 1.5: Tổng dung lượng bù lưới điện trung và hạ áp

Nguồn: Điện lực Quỳnh Lưu

Các trạm biến áp phân phối của Điện lực Quỳnh Lưu bao gồm các loại trạm 35/0,4kV; 10/0,4kV

Đến hết năm 2013 tổng số trạm phân phối là 401 trạm/407 máy biến áp với tổng dung lượng là 110.446,5kVA, trong đó khách hàng quản lý 169trạm/173 máy với tổng dung lượng là 56.146,5 kVA chiếm tỷ lệ 50,83% về mặt dung lượng còn lại là do Điện lực Quỳnh Lưu quản lý Các trạm biến áp của khách hàng thường có dung lượng lớn và chủ yếu là khách hàng công nghiệp khai thác đá, nuôi trồng thủy sản còn các trạm do Điện lực Quỳnh Lưu quản lý có gam công suất bé hơn và chủ yếu cấp điện cho phụ tải sinh hoạt

và các phụ tải khác

Trong tổng số 401 trạm biến áp phân phối có 109 trạm 35/0,4kV với tổng dung lượng là 32.702,5kVA chiếm 29,6% tổng dung lượng trạm phân phối Trạm 10/0,4kV chiếm tỷ trọng 70,4% tổng dung lượng trạm phân phối với 292 trạm với tổng dung lượng là 77.744kVA

Bảng 1.6: Khối lượng các trạm biến áp phân phối hiện có của Điện lực Quỳnh Lưu

14

Nguồn: Điện lực Quỳnh Lưu

1.3 Quản lý vận hành lưới điện

- Điện lực Quỳnh Lưu là đơn vị thực hiện phân phối, bán buôn, bán lẻ điện trên địa bàn huyện Quỳnh Lưu và thị xã Hoàng Mai ( đơn vị hành chính mới tách tháng 6/2013 từ huyện Quỳnh Lưu ) Toàn bộ lưới điện trung áp 10kV, 35kV trên 02 địa bàn do Điện lực Quỳnh Lưu quản lý vận hành có 43

xã, phường, thị trấn Trong đó đã có 35/43xã bàn giao lưới điện hạ áp 0,4kV cho ngành điện quản lý, còn lại 08 xã chưa bàn giao lưới điện cho ngành điện quản lý, theo lộ trình thực hiện tiếp nhận hạ áp nông thôn sẽ tiến hành tiếp nhận các xã còn lại trong năm 2014

15

CHƯƠNG 2 ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG LƯỚI ĐIỆN, KHẢ NĂNG

MANG TẢI VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN

TRUNG ÁP HUYỆN QUỲNH LƯU TỈNH NGHỆ AN

2.1 ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG LƯỚI ĐIỆN VÀ KHẢ NĂNG MANG TẢI

2.1.1 Đường dây 35kV

Tính đến hết năm 2013 điện lực Quỳnh Lưu có 110,877 km đường dây 35kV chiếm 32,64% khối lượng đường dây trung áp Lưới điện 35kV đóng vai trò quan trọng trong trong hệ thống lưới trung áp của huyện Quỳnh Lưu và thị xã Hoàng Mai ( mới tách ra từ huyện Quỳnh Lưu tháng 6/2013 ), các lộ đường dây 35kV ngoài việc cấp điện trực tiếp cho các hộ phụ tải còn cấp điện cho các trạm trung gian Từ tháng 4/2013 sau khi đóng điện thành công TBA 110kV Hoàng Mai, các đường dây 35kV được cấp độc lập từ TBA 110kV Quỳnh Lưu và Hoàng Mai Trong đó, đường dây 373E15.5 tách cung

số 74 trục chính, phần phía sau cung 74 đấu nối vào thanh cái 35kV của TBA 110kV Hoàng Mai thành đường dây 375E15.17 có tổng số 21 TBA với tổng công suất 7.652 KVA ( chống quá tải cho đường dây 373E15.5 ) Do vậy, tình hình mang tải của các đường dây 35kV đang vận hành bình thường.Tuy nhiên hiện nay do phát triển phụ tải ở một số khu vực trên địa bàn huyện Quỳnh Lưu và thị xã Hoàng Mai với tốc độ nhanh, đường dây do được xây dựng từ lâu nên dây dẫn thường có tiết diện nhỏ, phụ tải tập trung cuối đường dây nên làm cho tổn thất công suất, tổn thất điện năng cũng như tổn thất điện áp cuối đường dây tương đối cao

Cụ thể như sau:

+ Lộ 373E15.5 Quỳnh Lưu: có tổng chiều dài 66,035km, tiết diện dây

AC 95&70, bao gồm 35 TBA tổng công suất đặt 10.121kVA Đây là đường

16

trục cấp điện chính cho các xã đồng bằng Quỳnh Hoa ( 03 TBA ), Quỳnh Văn ( 05TBA ), các xã miền núi trung du gồm Quỳnh Thắng ( 07 TBA ), Quỳnh Tân ( 03 TBA ) và một số TBA thuộc các xã khác ở miền núi Phụ tải công nghiệp khai thác và chế biến có tổng công suất 5.400kVA chiếm tỷ trọng 53.35% gồm Trường Thịnh 1,2,3; Văn Sơn 1,2; Hằng Tài, Lê Đăng Thảo, Hồ Hoàn Cầu Do đường dây đi trên khu vực đồi núi hành lang cây cối không đảm bảo vận hành thường xuyên va quẹt gây sự cố Các phụ tải công nghiệp vận hành không thường xuyên sản lượng biến động lớn là một trong những nguyên nhân gây tổn thất Tổn thất điện áp đến cuối đường dây khoảng 6,3%

+ Lộ 372E15.5 Quỳnh Lưu: có tổng chiều dài 36,927km, tiết diện dây

AC 95&70, bao gồm 49TBA tổng công suất đặt 13.440kVA Đây là đường trục cấp điện chính cho các xã đồng bằng và ven biển: Quỳnh Hậu, Quỳnh Hưng, An Hòa, Sơn Hải, Quỳnh Nghĩa, Tiến Thủy, Quỳnh Long, Quỳnh Thuận; Phụ tải ngoài sinh hoạt dân cư chủ yếu là sản xuất đá lạnh và đông lạnh phục vụ nghề biển, tính chất phụ tải này hoạt động theo thời vụ và chủ yếu vận hành vào các tháng 5,6,7,8,9 trong năm Còn lại các MBA vận hành chủ yếu trong tình trạng non tải Ngoài ra Lộ 373E15.5 còn cấp điện cho TBA trung gian Lạch Quèn công suất 2 x 4000kVA điểm đấu cuối đường dây tại cột số 109 trục chính Đường trục này có chiều dài lớn, phụ tải tập trung ở cuối đường dây nên tổn thất điện áp đến cuối của đường dây khoảng 6,2%

+ Lộ 375E15.17 Hoàng Mai: có tổng chiều dài 4km được tách ra từ lộ 373E15.5 Quỳnh Lưu sau khi đóng điện TBA 110kV Hoàng Mai tháng 5/2013, tiết diện dây AC 95&50, bao gồm 21 TBA tổng công suất đặt 7.652kVA Đây là đường trục cấp điện chính cho trạm trung gian 35/10kV Hoàng Mai công suất 1 x 5600kVA + 1 x 2500kVA Phụ tải sinh hoạt dân cư chỉ có TBA Quỳnh Dị 3 & 4, còn lại là phụ tải công nghiệp nuôi trồng thủy sản, đông lạnh, luyện gang thép Kế Đạt 750+250 Tổng công suất đặt các phụ

17

tải này là 5980kVA chiếm tỷ trọng 78,14% phụ tải toàn đường dây Mặc dù đường dây ngắn nhưng do phụ tải công nghiệp và nuôi trông thủy sản vận hành theo thời vụ nên sản lượng biến động lớn ảnh hưởng đến tổn thất chung toàn đường dây Tổn thất thực hiện khoảng 3.5 %

2.1.2 Đường dây 10kV

Lưới điện trung áp điện lực Quỳnh Lưu quản lý trên hai địa bàn huyện Quỳnh Lưu và thị xã Hoàng Mai chủ yếu là đường dây 10kV trong đó có 04 đường xuất tuyến từ các TBA 110kV, 04 đường xuất tuyến sau TBA trung gian Hoàng Mai và Lạch Quèn Tổng chiều dài đường dây 10kV là 228,5km chiếm tỷ lệ 67,37% tổng chiều dài đường dây trung áp

Các đường dây 10kV có đặc điểm đã được xây dựng từ rất lâu, có tiết diện nhỏ, các đường dây đều hình tia, không có khả năng hỗ trợ nguồn khi trạm trung gian bị sự cố Hiện tại hầu hết các đường dây 10kV đều có tổn thất lớn, do vậy theo quy hoạch được duyệt và kế hoạch của Công ty điện lực Nghệ An các đường dây 10kV sẽ được cải tạo lên 22kV hoặc 35kV

2.2 HIỆN TRẠNG TIÊU THỤ ĐIỆN

Nhu cầu tiêu thụ điện của huyện Quỳnh Lưu giai đoạn 2010 -2013 được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2.1: Diễn biến tiêu thụ điện năng huyện Quỳnh Lưu giai đoạn 2010-2013

18

Nguồn: Điện lực Quỳnh Lưu

Qua Bảng 2.1 ta thấy rằng cơ cấu tiêu thụ điện năng của nhóm công nghiệp xây dựng có biến động rất lớn So sánh sản lượng các năm sau so với năm 2010 thì tốc độ giảm cực kỳ nhanh chóng, năm 2011 và 2012 sản lượng giảm hơn một nửa, lý do vì nhóm ngành này phụ tải chủ yếu tập trung lĩnh vực khai thác đá Trong các năm 2011 và 2012 đại đa số các mỏ trong tình trạng hết hạn giấy phép khai thác, một số mỏ ngừng hoạt động hẳn Đến năm

2013 sản lượng có chiều hướng tăng trở lại do có sự hoạt động trở lại của các

mỏ khai thác đồng thời với sự phát triển phụ tải trong lĩnh vực xây dựng

Quỳnh Lưu là một huyện lớn của tỉnh Nghệ An, là nút giao thông quan trọng trên đường bộ cũng như đường biển Dân số đông, tốc độ tăng trưởng kinh tế trong lĩnh vực đời sống xã hội cao, do vậy sản lượng điện tiêu thụ cho nhóm này tăng rất nhanh từ năm 2010 đến 2012 tốc độ tăng trên 14% Đến năm 2013 tốc độ tăng chậm lại vì lý do đời sống dần đi vào ổn định Tỷ trọng điện nhóm chiếm trên 70% tổng điện năng tiêu thụ

Nhóm thành phần Nông - Lâm - Thủy sản và Thương nghiệp - dịch vụ - nhà hàng chiếm tỷ trọng nhỏ trên dưới 1% tổng sản lượng Tuy nhiên tốc độ tăng hai nhóm này tuy không lớn nhưng ổn định Các hoạt động khác chiểm

tỷ trọng gần 2% tổng sản lượng, tốc độ tăng đều, năm sau cao hơn năm trước

Về tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm giai đoạn 2010-2013 là 8,22%, trong

đó thành phần phụ tải Quản lý và tiêu dùng dân cư là tăng trưởng với tốc độ 27,7%, thành phần Thương nghiệp, khách sạn, nhà hàng 49,09%, thành phần Nông-Lâm-Thủy sản tăng 40%, Hoạt động khác tăng 27,3%, trong khi đó thành phần Công nghiệp xây dựng giảm mạnh xuống - 31,25 và có sự tăng lại trong năm 2013 Bình quân điện thương phẩm theo đầu người của huyện năm

do khối lượng đường dây và TBA lớn nên trong thời gian ngắn việc cải tạo chưa thực hiện được triệt để vẫn còn nhiều đường dây vận hành dây dẫn tiết diện bé ( AC 50 & 35 ), một số TBA còn vận hành quá tải chưa nâng cấp khịp thời nên ảnh hưởng tới tổn thất trên lưới trung thế

20

Bảng 2.2.Tổn thất điện năng từng lộ đường dây trung áp năm 2013

STT Tên đường dây Tổng công

suất đặt

Chiều dài đường dây

Sản lượng điện nhận năm 2013

Sản lượng điện thương phẩm năm 2013

TTĐN thực hiện năm

Nguồn: Điện lực Quỳnh Lưu

Công tác kiểm tra kiểm tra giám sát mua bán điện, quản lý hệ thống đo đếm:

+ Năm 2013, do khối lượng khách hàng quản lý tại Điện lực là rất lớn nên việc kiểm tra, phúc tra được đơn vị đặc biệt chú trọng yêu cầu cả về số lượng và chất lượng Tổng số biên bản kiểm tra đơn vị thực hiện năm 2013 là: 25.541 biên bản (trong đó: 2.837 khách hàng có trạm chuyên dùng và khách hàng ngoài mục đích sinh hoạt, 22.704 khách hàng sinh hoạt)

+ Qua kiểm tra đã phát hiện 114 trường hợp hư hỏng, sai lệch về hệ thống đo đếm; 369 vụ vi phạm sử dụng điện Đa số các trường hợp lấy cắp

21

điện đã được phát hiện chủ yếu ở khu vực lưới điện mới tiếp nhận, phục vụ

cho mục đích sinh hoạt (Chi tiết Bảng 2.3 )

Bảng 2.3 Tổng hợp vi phạm sử dụng điện năm 2013

Tên đơn vị Vi phạm sử dụng

Điện năng truy thu (kWh)

Tiền truy thu (đồng)

Điện lực Quỳnh

Lưu

Hư hỏng, sai lệch

hệ thống đo đếm 117 33001 51.942.780 Trộm cắp điện 25 46672 144.295.456

Vi phạm khác 267 99249 140.645.474

Nguồn: Điện lực Quỳnh Lưu

Từ kết quả truy thu năm 2013, ta thấy rằng điện năng thất thoát do hư hỏng, sai lệch hệ thống đo đếm là 0,02%; do trộm cắp điện là 0,028% ; vi phạm khác là 0,061%

+ Năm 2013 Điện lực Quỳnh Lưu đã chỉ đạo phòng kinh doanh, các tổ, đội sản xuất kiểm tra rà soát toàn bộ các khách hàng có MBA vận hành non tải trong 6 tháng liên tiếp theo hoá đơn tiền điện hàng tháng được tổng hợp trên chương trình CMIS Đã giao nhiệm vụ kế hoạch cho các đợn vị để xử lý, qua đó năm 2013, đã truy thu non tải được 267 lượt KH; Sản lượng truy thu là: 99.249 kWh

2.4 CÁC NGUYÊN NHÂN DẪN ĐẾN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

Tình hình tổn thất điện năng lưới điện trung áp điện lực Quỳnh Lưu trong những năm qua đang ở mức cao, năm 2010 tỷ lệ tổn thất là 16,16%, đến năm 2013 là 16,08% Với tổn thất lưới điện trung áp năm 2013 là 8,14% tương ứng với thất thoát là 14.158.639kWh, với giá điện bình quân của Điện lực Quỳnh Lưu là 1303,52đ/kWh thì trong 01 năm Điện lực mất 18,456 tỷ đồng Tổn thất lưới điện cao là do một số nguyên nhân sau:

- Phụ tải tăng nhanh trong khi tiến độ đầu tư các công trình trạm biến

áp chống quá tải đều chậm tiến độ

22

- Một số đường dây 35-10kV bán kính cấp điện tương đối dài, phụ tải

có công suất lớn tập trung ở cuối đường dây như lộ 372-E15.5; 976-E15.5; 971-E15.17, 971TG Hoàng Mai Một số đường dây trung thế vận hành lâu năm, tiết diện dây đường trục nhỏ, nhưng chưa được cải tạo như: Đường dây 976-E15.5; 971-E15.17, 971TG Hoàng Mai

- Tính đến thời điểm hiện nay, Điện lực Quỳnh Lưu có 04 lộ đường dây đang vận hành trong tình trạng IPT đạt gần tới giá trị ICP ( lộ 976E15.5 I PTmax /

ICP = 260A/265A ; lộ 974E15.5 I PTmax / ICP = 204A/265A ; lộ 971TG Hoàng

Mai I PTmax / ICP = 320A/330A ; lộ 971 E15.17 I PTmax / ICP = 380A/330A)

- Do công tác vận hành điều chỉnh điện áp ở các trạm biến áp 110kV hiện nay để ở chế độ bằng tay, phụ thuộc vào người trực vận hành và quyền quản lý thiết bị thuộc Công ty điện cao thế Miền Bắc, không thuộc Công ty Điện lực Nghệ An nên để đảm bảo an toàn thiết bị, công nhân vận hành thường để điện

áp ở mức thấp Hơn nữa, do điện áp phía 110kV thấp, nhiều khi điều chỉnh nâng điện áp ở mức tối đa nhưng điện áp ra của các máy biến áp 110kV vẫn không nâng cao được nên trong thời gian qua vận hành lưới điện trung, hạ áp trên địa bàn huyện Quỳnh Lưu với điện áp thấp gây tổn thất lớn

- Trong các năm gần đây, việc tiết giảm điện diễn ra trên diện rộng và kéo dài, sau khi cấp điện trở lại nhu cầu sử dụng điện tăng cao đột biến làm cho hầu hết các MBA phân phối, đường dây trung, hạ áp bị quá tải Đặc biệt vào các tháng mùa hè các MBA phân phối và đường dây hạ áp bị quá tải Điều này cũng dẫn đến làm tăng tổn thất trên lưới điện

- Các phụ tải công nghiệp-tiêu thụ nhiều công suất phản kháng nên lưới điện vẫn phải truyền tải công suất phản kháng dẫn đến tổn thất điện năng, tính đến 31/12/2013 toàn Điện lực vẫn còn 38 khách hàng phải trả tiền mua công suất phản kháng

23

- Do tồn tại sóng hài bậc cao trong hệ thống lưới điện trung áp, sinh ra bởi các thiết bị điện tử công suất, động cơ điện, lò hồ quang, đèn huỳnh quang, bão hòa mạch từ…

- Tình hình sự cố: Mặc dù Điện lực Quỳnh Lưu đã làm tốt công tác quản

lý vận hành, duy tu, sửa chữa định kỳ, song sự cố lưới điện vẫn ở mức cao do các đường dây trung áp hiện đang vận hành ở mức mang tải lớn và một số tuyến đường dây đang vận hành quá tải, ngoài ra do các đường dây được xây dựng

và vận hành lâu năm nên rất dễ xảy ra sự cố thiết bị, một số đường dây cấp điện cho khu vực trung du và miền núi nên hành lang an toàn không đảm bảo cây cối

Nguồn: Điện lực Quỳnh Lưu

- Bên cạnh đó là thực hiện chủ trương của Chính phủ, ngành điện tiến hành tiếp nhận lưới điện hạ áp nông thôn, nhằm bán điện trực tiếp đến từng hộ dân, mang đến chất lượng tốt hơn với giá bán theo quy định của Chính phủ Nhưng do hệ thống lưới điện nông thôn đã quá xuống cấp, cũ nát, chắp vá và bán kính cấp điện lớn, không được đầu tư cải tạo trong thời gian dài dẫn đến tổn thất điện năng cao Ngành điện phải nỗ lực đầu tư cải tạo trong thời gian tới mới có thể khắc phục được

24

CHƯƠNG 3 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH

TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

3.1 KHÁI NIỆM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

* Tổn thất điện năng là phần năng lượng điện bị mất đi trong quá trình truyền tải Tổn thất điện năng trong một phần tử nào đó của mạng phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của phụ tải và sự thay đổi của phụ tải trong thời gian xét

Nếu như phụ tải của đường dây không thay đổi và tổn thất công suất tác dụng trên đường dây là P thì tổn thất điện năng trong thời gian t bằng

A= P.t (3.1)

* TTĐN trên lưới điện là lượng điện năng tiêu hao cho quá trình truyền tải và phân phối điện khi tải điện từ ranh giới giao nhận với các nhà máy phát điện qua lưới điện truyền tải, lưới điện phân phối đến các hộ tiêu thụ điện TTĐN còn được gọi là điện năng dùng để truyền tải và phân phối điện Trong quản lý, TTĐN được chia ra TTĐN kỹ thuật và TTĐN phi kỹ thuật

- Tổn thất điện năng kỹ thuật là tiêu hao điện năng tất yếu xảy ra trong quá trình truyền tải và phân phối điện Do dây dẫn, máy biến áp, thiết bị trên lưới đều có tổng trở, khi dòng điện chạy qua gây tiêu hao điện năng do phát nóng MBA, dây dẫn, rò điện qua sứ và các thiết bị điện; ngoài ra đường dây dẫn điện cao áp từ 110 kV trở lên còn có tổn thất vầng quang; dòng điện qua cáp ngầm, tụ điện còn có tổn thất do điện môi, đường dây điện đi song song với đường dây khác như dây chống sét, dây thông tin có tổn hao điện năng

do hỗ cảm

- Tổn thất điện năng phi kỹ thuật hay còn gọi là TTĐN thương mại là

do tình trạng vi phạm trong sử dụng điện như: Lấy cắp điện dưới nhiều hình

25

thức (câu móc điện trực tiếp, tác động làm sai lệch mạch đo đếm điện năng, gây hư hỏng, chết cháy công tơ, các thiết bị mạch đo lường v.v ); do chủ quan của người quản lý khi công tơ chết, cháy không thay thế kịp thời, bỏ sót hoặc ghi sai chỉ số; do không thực hiện đúng chu kỳ kiểm định và thay thế công tơ định kỳ theo quy định… dẫn đến điện năng bán cho khách hàng đo được qua hệ thống đo đếm thấp hơn so với điện năng khách hàng sử dụng

3.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

Vấn đề xác định tổn thất điện năng trong mạng điện hiện nay đang là nhiệm vụ hết sức thiết thực, không những đối với các cơ quan quản lý và phân phối điện, mà ngay cả đối với các hộ dùng điện Phương pháp xác định tổn thất điện năng thông thường nhất, là so sánh sản lượng điện ở đầu vào và đầu

ra, nhưng thường mắc phải những sai sót lớn - do một số nguyên nhân sau đây:

+ Không thể lấy đồng thời chỉ số của các công tơ tại đầu nguồn và ở các điểm tiêu thụ điện

+ Nhiều điểm tải còn thiếu 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,

đó là chưa nói đến việc chỉnh định đồng hồ đo chưa chính xác, hoặc không thể chính xác do chất lượng điện không đảm bảo

Đương nhiên, có thể sử dụng phương pháp đo hiện đại như dùng đồng hồ

đo công suất tại nhiều điểm đo ở cùng thời điểm để biết được tổn thất công suất thực tế tại từng thời điểm trên đường dây, nhưng như vậy sẽ rất tốn kém và phức tạp; không phù hợp với điều kiện kinh tế ở nước ta

Do vậy, ta phải áp dụng các phương pháp tính toán tổn thất điện năng của lưới điện phân phối

Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán tổn thất điện năng Mỗi

26

phương pháp đặc trưng bởi những thông số tính toán ban đầu Vậy nên lựa chọn phương pháp tính toán nào mà thông số tính toán ban đầu dễ thu thập, kết quả tính toán chính xác cao, là một nghiên cứu cần thiết

Sau đây, chúng tôi xin trình bày một số phương pháp tính tổn thất điện năng lưới điện phân phối

3.2.1 Phương pháp cơ bản của JUN và LENS

A = TRI t dt

0

2

) ( (3.2) Trong đó:

+ T: Thời gian khảo sát tổn thất điện năng (h)

+ R: Điện trở dây dẫn ( )

+ I (t): Dòng điện biến thiên theo thời gian (A)

3.2.2 Phương pháp bậc thang hóa đồ thị phụ tải

A = 

n

i 1RI i2t i (3.3) Trong đó: + R: Điện trở dây dẫn ( )

+ Ii : Dòng điện trung bình trong khoảng thời gian ti

+ I max: Dòng điện cực đại qua dây dẫn (A)

+ R: Điện trở dây dẫn

Trong biểu thức trên, trị số của Imax và R dễ dàng tìm được, chỉ cần xét cách xác định τ là có thể tính được A Biết rằng Tmax và τ có quan hệ với nhau

Để vẽ đường cong quan hệ, ta tiến hành như sau:

+ Thu thập một số lớn các đường cong phụ tải của các loại hộ dùng điện khác nhau, nghiên cứu các đường cong đó

+ Phân loại các đường cong đó (loại 3 ca, 2 ca rồi loại Cos =1, Cos = 0,8 vv ) rồi vẽ các đường cong điển hình

+ Dựa vào từng loại đường cong điển hình, ứng với trị số Tmax lại có một trị số τ, rồi sắp thành bảng Căn cứ vào bảng số liệu đó, vẽ đường cong biểu diễn: τ =f(Tmax)

+ Nếu phụ tải có khác với trị số của đường cong đã cho, τ sẽ tìm được bằng cách nội suy

3.2.4 Phương pháp hệ số tổn thất công suất

U

A P

P

f

tb

cos max

+ A: Điện năng tiêu thụ (kWh)

+ Imax : Dòng điện cực đại qua dây dẫn (A)

+ T: thời gian khảo sát tổn thất điện năng (h)

28

+ cos: Hệ số công suất

+ Uf: là điện áp pha (V)

+ B: Hệ số hình dáng phụ thuộc vào cấu trúc lưới điện

3.2.5 Phương pháp sử dụng biểu đồ phụ tải điển hình

Đối với lưới điện trung áp phương pháp được lựa chọn là sử dụng biểu

đồ phụ tải điển hình, trong đó kết quả tính toán chế độ xác lập của lưới được thực hiện trên cơ sở sơ đồ lưới điện thực tế kết hợp với số liệu ĐTPT điển hình và công suất lớn nhất tại nguồn điện

Lưới điện phục vụ tính toán là toàn bộ lưới điện trung áp của đơn vị quản lý vận hành

Các số liệu cần thiết ban đầu cho việc lựa chọn lưới điện, xác định các đặc trưng TTĐN của phụ tải phục vụ cho tính toán TTĐN bao gồm:

Số liệu điện năng tiêu thụ của các thành phần phụ tải, đồ thị phụ tải điển hình cho các loại phụ tải: Công nghiệp, nuôi trồng thủy sản, nông nghiệp, sinh hoạt, dịch vụ thương mại (số liệu từ Điện lực Quỳnh Lưu)

Đối với mỗi phụ tải, thời gian tổn thất công suất lớn nhất (τ) được tính theo biểu đồ phụ tải theo công thức:

  ( 0 , 124 Tmax 104)2.t (3.9)

Từ số liệu về điện năng tiêu thụ của các thành phần phụ tải của điện lực quản lý lưới điện đó, xây dựng dạng ĐTPT điển hình cho lưới trung áp đó dựa trên dạng ĐTPT điển hình của các thành phần phụ tải Từ đó xác định được theo (3.9) được  theo Tmax của lưới trung áp Trị số công suất cực đại Pmax

của lộ đường dây được xác định dựa trên điện năng A đã cho cung cấp của lộ

và Tmax của lưới trung áp

Nội dung quy trình tính toán TTĐN lưới trung áp: giả thiết các nút phụ tải có ĐTPT giống với ĐTPT của cả lộ đường dây trung áp được xét

29

Thu thập và xử lý số liệu sơ đồ lưới điện, thông số các phần tử (đường dây và máy biến áp) của lộ đường dây mẫu, hệ số mang tải Kt của các máy biến áp phân phối, hệ số công suất cos của các nút phụ tải

Thuật toán được thực hiện như sau:

- Xác định xấp xỉ đầu giá trị công suất của các nút phụ tải :

Q Ti( )t P t tg Ti( ).  Trong đó

SđmBi: Công suất định mức BAPP của phụ tải nút i ;

Kti: Hệ số mang tải của BAPP nút tải thứ i

Sử dụng chương trình tính phân bố công suất trên các nhánh của lưới trung áp được xét và tổn thất công suất (TTCS) trên lưới ( bao gồm tổn thất trên các phần tử MBA, đường dây trung áp) Trên cơ sở đó xác định được công suất (đầu nguồn) cấp cho lộ trung áp đang xét P’max So sánh giá trị công suất cực đại tính toán được P’max với số liệu công suất cực đại đã cho Pmax

xác định được giá trị sai số công suất (P SS)

Cuối cùng thực hiện bước hiệu chỉnh lại giá trị công suất các nút phụ tải như sau:

( ) 1

k

k Ti

i n

k Tj j

P P



 



(3.13)

30

Lặp lại bước tính toán chế độ xác lập và kiểm tra giá trị sai số PSS cho đến khi đạt sai số chấp nhận cho trước Mục đích của việc hiệu chỉnh nhằm phân phối công suất lớn nhất tại nguồn điện cho các nút phụ tải đáp ứng phù hợp với giá trị điện năng và công suất lớn nhất của từng lộ trung áp

Cuối cùng tiến hành tính toán chế độ xác lập của lưới và xác định tổng tổn thất công suất lớn nhất của lưới điện Pmax

Thực chất của quy trình nêu trên là sử dụng công cụ phần mềm PSS/ADEPT tính toán lặp nhiều lần chế độ xác lập lưới trung áp nhằm nhận dạng được sự phân bố công suất trên các nhánh và tổn thất công suất của lưới trung áp được xét nhằm đáp ứng giá trị điện năng của đầu nguồn theo biểu đồ phụ tải cho trước

Vậy tổn thất điện năng của lộ trung áp sẽ là:

ATA = ABA + ADZ

(3.14)

* Tồn thất điện năng trong MBA phân phối

 ) (

0

dd

tt k BA



 (3.16)

max max

tt

S

A

T  (3.17) Trong đó:

- Sdd là công suất biểu kiến danh định

- Sttmax là công suất biểu kiến lớn nhất của phụ tải

- P0 là tổn hao công suất trong lõi thép máy biến áp

- Pk là tổn hao công suất trong cuộn dây máy biến áp

- Tmax là thời gian máy biến áp làm việc với phụ tải lớn nhất

31

-  là thời gian tổn thất lớn nhất của máy biến áp

- t là thời gian làm việc của máy biến áp trong năm

- A là điện năng trong năm

- ABA là tổn thất điện năng trong máy biến áp

* Tổn thất điện năng trên đường dây

DZ   DZ (3.18)

DZ DZ

n i itt DZ

T T

1 max

1

max max max

.

(3.20)

Trong đó:

- Pittmax là công suất lớn nhất của phụ tải thứ i

- P là tổn thất công suất trên đường dây

- Tmax là thời gian máy biến áp làm việc với phụ tải lớn nhất

- TDZmax là thời gian đường dây làm việc với phụ tải lớn nhất

- DZ là thời gian tổn thất lớn nhất của đường dây

- tDZ là thời gian làm việc của đường dây

- ADZ là tổn thất điện năng trên đường dây Trên đây là thuật toán xác định TTĐN và tỉ lệ phần trăm TTĐN cho một lưới điện trung áp của nhóm phụ tải được khảo sát

32

thông số này có thể xác định rất dễ dàng bằng các thiết bị đo thông dụng

- Phương pháp 4 và 5 thì tổn thất điện năng là hàm của dòng điện Imax, điện áp pha Uf, hệ số công suất cos (lúc Imax) và điện năng A

Vậy, nên lựa chọn phương pháp tính toán nào mà thông số tính toán ban đầu dễ thu thập, kết quả tính toán chính xác cao

3.3.1 Về tính khả thi

* Phương pháp 1và 2:

- Đưa ra 1 công thức tính đơn giản bằng giải tích Tuy nhiên, việc xác định dòng điện trong từng giờ của suốt thời gian khảo sát, cùng lúc với hàng trăm phụ tải của 1 khu vực lưới trung thế, hạ thế là điều mà ngành điện chúng ta hiện nay không thể thực hiện được

- Các thông số tính toán khó thu thập do không có các thiết bị tự ghi dòng điện ở các thời điểm khác nhau trong suốt thời gian khảo sát

- Điều quan trọng là đặt thiết bị ghi giá trị dòng điện theo ừng đơn vị thời gian tại các nút phụ tải là điều không thực hiện được

* Phương pháp 4 và 5

- Công thức này đưa ra một loạt công thức với nhiều thông số tính toán, tuy nhiên, các thông số tính toán này đều có khả năng xác định được như:

+ Đo Uf, I, cos, lúc phụ tải max

+ Xác định điện năng A thông qua điện năng kế (hay hóa đơn ghi tiêu thụ hàng tháng)

- Các thông số tính toán dễ thu thập, vì chỉ đo ở thời điểm tải max,

và xác định điện năng trong thời gian khảo sát

- Đặt điện kế tổng tại một số trạm của khu vực trung thế, hay tại từng trạm hạ thế cần khảo sát TTĐN, là điều đã và có thể thực hiện được

3.3.2 Về tính chính xác

* Phương pháp 1 và 2