[Luận văn]nghiên cứu một số giải pháp tiết kiệm điện đối với doanh nghiệp công nghiệp

Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp

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

-
-

Trần văn cường

Nghiên cứu một số giải pháp tiết kiệm điện đối

với doanh nghiệp công nghiệp

LỜI CAM ðOAN

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

Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn trong bản luận văn của tôi ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Trần Văn Cường

Xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo của khoa Cơ ñiện trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, các thầy cô giáo của khoa ðiện trường ñại học Bách khoa Hà Nội, trường ðại học ñiện lực và Viện cơ ñiện & công nghệ sau thu hoạch

Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Cao ñẳng nghề cơ gới cơ khí xây dựng

số 1, khoa ñiện, phòng ñào tạo và tiểu ban quản lý dự án thiết bị giáo dục và dạy nghề của nhà trường – nơi tôi ñang công tác ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành khóa học này

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

họ là nguồn ñộng lực và là nguồn ñộng viên giúp tôi hoàn thành khóa học và luận văn này

Trong quá trình thực hiện ñề tài không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận ñược ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn ñồng nghiệp

Tôi xin trân tr
ng cm n!

Tác giả

Trn Văn Cng

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

1.1 ðẶC ðIỂM QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT DOANH NGHIỆP CÔNG

Bookmark not defined

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

1.3.3 Tiết kiệm ñiện nhằm cải thiện môi trường và ñiều kiện lao ñộng 16

1.4 HAO TỔN ðIỆN NĂNG TRONG DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP 17

1.4.2 Nguyên nhân gây nên hao tổn ñiện năng trong DNCN 18 1.5 TIỀM NĂNG TIẾT KIỆM ðIỆN TRONG DOANH NGHIỆP CÔNG

PHẦN 2 ðÁNH GIÁ TỔN THẤT TRONG MẠNG ðIỆN XÍ NGHIỆP

CÔNG NGHIỆP 20 2.1 PHƯƠNG PHÁP CHUNG ðÁNH GIÁ TỔN THẤT ðIỆN NĂNG

2.1.2 Phương pháp xác ñịnh tổn thất ñiện năng bằng ñồng hồ ño ñếm tổn thất 20

2.4.1 Phương pháp tính tổn thất ñiện năng dựa trên kết quả ño ñiện áp tại

3.1.4 Tính toán tổn thất trên các ñộng cơ không ñồng bộ 58 3.2 CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY NÊN TỔN THẤT ðIỆN NĂNG CỦA

4.2 PHÂN TÍCH KINH TẾ - KỸ THUẬT ðỐI VỚI QUÁ TRÌNH TIẾT

4.3 PHÂN TÍCH KINH TẾ - KỸ THUẬT ðỐI VỚI QUÁ TRÌNH TIẾT KIỆM

4.3.1 Phân tích kinh tế - kỹ thuật ñối với giải pháp tiết kiệm ñiện trong

4.3.2 Phân tích kinh tế - kỹ thuật ñối với giải pháp tiết kiệm ñiện trong phân

4.3.3 Phân tích kinh tế - kỹ thuật ñối với giải pháp tiết kiệm ñiện trong

4.3.4 Phân tích kinh tế - kỹ thuật ñối với giải pháp tiết kiệm ñiện trong

4.3.5 Phân tích kinh tế - kỹ thuật ñối với giải pháp tiết kiệm ñiện trong

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

- TBð : Thiết bị điện

- ðCKðB : ðộng cơ khơng đồng bộ

- TBA : Trạm biến áp

- TKð : Tiết kiệm điện

- DNCN : Doanh nghiệp cơng nghiệp

- EVN : Tập đồn điện lực Việt Nam

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

1 Bảng 3.1: Số liệu sản xuất và tiêu thụ ñiện của công ty từ tháng 7/07 - 11/07 45

4 Bảng 3.4: Công suất chịu tải max và trung bình, thời gian chịu

tải thực tế của các nhóm thiết bị

52

7 Bảng 3.7 : Số liệu tổn thất trên ñường dây cáp cấp ñiện cho các

nhóm thiết bị

57

8 Bảng 3.8: Số liệu a, b, c, d phụ thuộc vào dải công suất ñộng cơ 58

9 Bảng 3.9: Giá trị tính toán hao tổn công suất và hao tổn ñiện

năng của các ñộng cơ ñại diện cho nhóm phụ tải trong năm

59

11 Bảng 3.10: Bảng tổng hợp tổn thất ñiện năng của mạng ñiện công ty 60

11 Bảng 3.11 : Số liệu công suất tính toán các TBA sau khi thực

hiện phương án tổ chức kỹ thuật

64

12 Bảng 3.12: Tổn thất ñiện năng các TBA và hiệu quả TKð theo

phương án tổ chức kỹ thuật

66

14 Bảng 3.14:Kết qủa tính toán giải pháp áp dụng phân xưởng cắt dập 74

15 Bảng 3.15 : Kết qủa tính toán giải pháp áp dụng phân xưởng ñúc dập 75

16 Bảng 3.16: Kết qủa tính toán giải pháp áp dụng phân xưởng quấn

dây phần ñiện có công suất ñịnh mức Pn = 2,2kW

75

17 Bảng 3.17: Kết quả tính toán hiệu quả sử dụng thiết bị tiết kiệm ñiện 77

18 Bảng 3.18: Bảng tổng hợp kết quả tính toán tổn thất ñiện năng theo

giải pháp tiết kiệm ñiện

78

17 Bảng 4.1 : tổng tiền tiết kiệm theo giải pháp tổ chức - kỹ thuật 81

16 Bảng 4.2: Phân tích chi phí và lợi nhuận theo phương án chiếu sáng 82

17 Bảng 4.3: Kết qủa tính toán kinh tế giải pháp TKð mỗi năm áp

dụng cho phân xưởng cắt dập

83

18 Bảng 4.4: Kết qủa tính toán kinh tế giải pháp TKð mỗi năm áp

dụng cho phân xưởng ñúc dập

84

19 Bảng 4.5: Kết qủa tính toán kinh tế giải pháp TKð mỗi năm áp

dụng cho phân xưởng quấn dây

84

20 Bảng 4.6: Kết qủa tính toán kinh tế giải pháp TKð mỗi năm áp

dụng cho phân xưởng hoàn thiện

85

21 Bảng 4.7: Kết qủa tính toán kinh tế giải pháp TKð mỗi năm áp

dụng cho toàn công ty Phương Linh

86

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

8 Hình 2.3: ðồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa công suất và giá

ñầu tư của hai loại ñộng cơ HEMs và tiêu chuẩn

37

10 Hình 3.2 : Sơ ñồ mặt bằng bố trí tổng thể công ty TNHH Phương Linh 42

12 Hình 3.4: ðồ thị biểu diễn lượng ñiện năng tiêu thụ và TSL, doanh thu 46

16 Hình 3.9: ðồ thị phụ tải ngày ñêm của trạm biến áp 630kVA sau

khi thực hiện phương án tổ chức kỹ thuật

65

17 Hình 3.10: ðồ thị phụ tải ngày ñêm của trạm biến áp 560kVA

sau khi thực hiện phương án tổ chức kỹ thuật

65

MỞ ðẦU

1 ðẶT VẤN ðỀ

Hiện nay nước ta ñã chính thức gia nhập WTO, ñể sản phẩm công nghiệp trở thành hàng hóa ñủ sức cạnh tranh với hàng hóa của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới thì vấn ñề mang tính chiến lược là phải nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản phẩm

Một trong những biện pháp hạ giá thành sản phẩm công nghiệp ñược quan tâm nhất hiện nay là giá thành ñiện năng tiêu thụ trên một ñơn vị sản phẩm, giá thành ñiện năng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố Tiết kiệm ñiện trong sản xuất công nghiệp là một trong những yếu tố ảnh hưởng rất lớn ñến giá thành tiêu thụ ñiện năng trên một ñơn vị sản phẩm

Thời gian gần ñây sự biến ñộng của giá nhiên liệu, thúc ñẩy yêu cầu tiết kiệm ñiện lên mức cao hơn ñối với các ngành sản xuất, ñặc biệt là sản xuất công nghiệp Rất nhiều cuộc hội thảo, nhiều giải pháp ñã ñược thực nghiệm, ñồng thời nhiều thiết bị mới, công nghệ mới ñược áp dụng với tiêu chí tiết kiệm ñiện nhằm giảm áp lực thiếu ñiện cho EVN và và mục tiêu cuối cùng là làm giảm giá thành sản phẩm

Trước bối cảnh ñó chúng tôi tiến hành ñề tài:

“ Nghiên cứu một số giải pháp tiết kiệm ñiện ñối với doanh nghiệp công nghiệp”

Với mong muốn hệ thống hóa lại lý thuyết tiết kiệm ñiện và ñề xuất phương pháp ñánh giá hiệu quả của các phương pháp tiết kiệm ñiện

2 MỤC TIÊU ðỀ TÀI NGHIÊN CỨU

2.1 Mục ñích nghiên cứu

- Nghiên cứu một số giải pháp chủ yếu về kinh tế - kỹ thuật nhằm sử dụng ñiện tiết kiệm ñối với doanh nghiệp công nghiệp

- Phân tích các chỉ số và áp dụng cho công ty TNHH Phương Linh - Quang Minh - Mê Linh - Vĩnh Phúc

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về một số giải pháp kinh tế - kỹ thuật sử dụng ñiện tiết kiệm trong doanh nghiệp công nghiệp

- Tìm hiểu, phân tích quá trình công nghệ và sử dụng ñiện ñối với công

ty TNHH Phương Linh - Quang Minh - Mê Linh - Vĩnh Phúc

- ðề xuất giải pháp xác ñịnh tính hiệu quả và biện pháp tiết kiệm ñiện ñối với công ty TNHH Phương Linh

2.3 ðối tượng nghiên cứu

Mạng ñiện của công ty TNHH Phương Linh

2.4 Phương pháp nghiên cứu

Kết hợp phương pháp giải tích và phân tích theo lý thuyết xác xuất thống kê, áp dụng các bài toán tính toán trên máy vi tính

2.5 Thực tiễn của ñề tài

ðề tài sau khi hoàn thành sẽ ñóng góp những cơ sở lý luận nói chung

và giải pháp tiết kiệm ñiện ñối với các ñiều kiện cụ thể của mạng ñiện ở công

ty TNHH Phương Linh

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Tiết kiệm ñiện là vấn ñề vô cùng bức xúc và nóng bỏng ñối với EVN cũng như ñối với tất cả các hộ tiêu thụ ñiện Thực hiện tiết kiệm ñiện ñúng phương pháp, ñúng kỹ thuật sẽ ñưa lại lợi ích cho cả hai bên cung cấp cũng như tiêu thụ ñiện Nhiều giải pháp khác nhau ñã ñược áp dụng, tuy nhiên vấn ñề tiết kiệm ñiện trong thực tế vẫn chưa ñạt ñược hiệu quả mong muốn

Phạm vi ñề tài nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm ñiện ñối với các doanh nghiệp công nghiệp

Các phương pháp nghiên cứu: Luận văn sử dụng phương pháp giải tắch, xác suất thống kê kết hợp với các phần mềm tắnh toán hỗ trợ của vi tắnh

Nội dung cơ bản của luận văn gồm các phần sau ựây:

Phần Mở ựầu

Nội dung của phần mở ựầu là giới thiệu khái quát về mục tiêu của ựề tài, tắnh cấp thiết của ựề tài nghiên cứu

Phần 1: Tổng quan về tiết kiệm ựiện trong các doanh nghiệp công nghiệp

Giới thiệu ựặc ựiểm của quá trình sản xuất công nghiệp, hệ thống cung cấp và sử dụng ựiện trong phạm vi DNCN Cân bằng công suất và ựiện năng, những vấn ựề cơ bản về tổn thất ựiện năng, những nguyên nhân gây nên tổn thất Tìm hiểu những tiềm năng tiết kiệm ựiện và các giải pháp chủ yếu tiết kiệm ựiện

Phần 2: đánh giá tổn thất trong mạng ựiện doanh nghiệp công nghiệp:

Giới thiệu phương pháp chung về tắnh toán tổn thất ựiện năng, tắnh toán các loại tổn thất như tổn thất trên ựường dây, tổn thất trong máy biến áp và tổn thất trong ựộng cơ ựiện

Phần 3: đưa ra những ựánh giá tổn thất trong mạng ựiện của Công ty

TNHH Phương Linh, phân tắch và ựề xuất các giải pháp tiết kiệm ựiện trong công ty công ty TNHH Phương Linh

Phần 4: đánh giá hiệu quả kinh tế của các giải pháp tiết kiệm ựiện

năng trong doanh nghiệp công nghiệp

Giới thiệu phương pháp luận về phân tắch kinh tế ựối với các giải pháp giảm tổn thất trong mạng ựiện và trong quá trình thực hiện quy trình công nghệ sản xuất

Phần kết luận và khuyến nghị: Tổng hợp những kết quả ựạt ựược của

ựề tài, ựưa ra những kết luận mang tắnh khoa học và ựưa những khuyến nghị ựối với công ty TNHH Phương Linh nói riêng, từ ựó rút ra kết luận chung ựối với các doanh nghiệp công nghiệp

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

DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

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

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

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

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

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

Theo quan ñiểm mục tiêu cơ bản cho mọi hoạt ñộng của mọi doanh nghiệp là lợi nhuận: Doanh nghiệp là một tổ chức sản xuất, thông qua ñó trong khuôn khổ một số tài sản nhất ñịnh người ta kết hợp nhiều yếu tố sản xuất khác nhau nhằm tạo ra sản phẩm và dịch vụ ñể bán trên thị trường nhằm thu về một khoản chênh lệch giữa giá thành và giá bán sản phẩm

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

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

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

Vậy: Doanh nghiệp là một ñơn vị sản xuất kinh doanh ñược tổ chức

nhằm tạo ra sản phẩm hoặc dịch vụ ñáp ứng yêu cầu tiêu dùng trên thị trường, thông qua ñó ñể tối ña hóa lợi nhuận, trên cơ sở tôn trọng pháp luật nhà nước

và quyền lợi chính ñáng của người tiêu dùng

1.1.2 ðặc ñiểm hoạt ñộng của doanh nghiệp

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

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

Căn cứ ñể tiến hành bất kỳ hoạt ñộng sản xuất kinh doanh nào của doanh nghiệp cũng chính là nhu cầu của thị trường, nói cách khác ñó chính là nhu cầu của người tiêu dùng

Mối quan hệ của người tiêu dùng và doanh nhgiệp là mối quan hệ hai chiều rất chặt chẽ, ñó là hai thành phần trong hệ thống kinh tế Sự tác ñộng qua lại của hai thành phần ñó có thể ñược biểu diễn qua chu trình hoạt ñộng kinh tế sau:

Nghiên cứu

thị trường

Chọn sản phẩm hàng hóa

Thiết kế sản phẩm

Chuẩn bị các yếu tố sản xuất

Tổ chức sản xuất

ðiều tra sau tiêu thụ

Tổ chức tiêu thụ sản phẩm

Sản phẩm hàng loạt

Sản xuất bán thử nghiệm

ðể tăng doanh thu tiêu thụ hàng hóa, doanh nghiệp phải tìm mọi cách ñể người tiêu dùng chấp nhận sản phẩm hàng hóa của mình, muốn vậy phải tạo ra khả năng tiêu dùng cao nhất cho người tiêu dùng khi họ sử dụng hàng hóa của mình so với hàng hóa của ñơn vị khác, thông qua ñó doanh nghiệp mới có khả năng tăng lợi nhuận cho hoạt ñộng của mình Do ñó việc ñáp ứng, thỏa mãn cao nhất lợi ích tiêu dùng cho ñối tượng tiêu dùng chỉ là phương tiện ñể doanh nghiệp ñạt ñược mục ñích của mình là tối ña hóa lợi nhuận

Các doanh nghiệp trong quá trình hoạt ñộng phải chấp nhận sự cạnh tranh

ñể tồn tại và phát triển ðiều này ñòi hỏi mỗi doanh nghiệp phải có chiến lược sản xuất kinh doanh thích ứng cũng như phải có công cụ, giải pháp phù hợp ñể thực hiện chiến lược ñó

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

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

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

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

- Trong doanh nghiệp công nghiệp giá thành sản phẩm ñược xem là một chỉ tiêu chất lượng có tính tổng hợp, nó phản ánh toàn bộ tình hình sử dụng nguyên vật liệu, trình ñộ tổ chức sản xuất, tổ chức lao ñộng và trình ñộ

kỹ thuật của doanh nghiệp Giá thành sản phẩm càng hạ thấp biểu hiện hiệu quả sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp càng ñược nâng cao.

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

ðể hạ giá thành sản phẩm ñối với các doanh nghiệp công nghiệp chúng

ta có thể sắp xếp chúng thành 3 nhóm biện pháp sau:

• Tiết kiệm chi phí nguyên vật liệu trực tiếp

Cần tập trung giải quyết hai vấn ñề sau:

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

• Tăng năng suất lao ñộng, giảm chi phí tiền lương nhân công trực

tiếp cho một ñơn vị sản phẩm

• Tăng sản lượng, giảm chi phí sản xuất chung cho một ñơn vị sản phẩm

Vấn ñề này ñã ñược nhiều chuyên gia kinh tế nghiên cứu làm sao hiệu suất của máy móc thiết bị làm tăng sản lượng, và giảm chi phí chung trên một

ñơn vị sản phẩm Việc giảm chi phí sản xuất chung trên một ñơn vị sản phẩm thì giá thành ñiện năng trên một ñơn vị sản phẩm là một vấn ñề quan trọng nhất, chiếm tỷ trọng cao nhất cấu thành nên giá thành sản phẩm công nghiệp

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

1.2.1 Tổng quan về hệ thống cung cấp ñiện

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

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

1.2.2 Các yêu cầu trong hệ thống cung cấp ñiện DNCN

• ðộ tin cậy cung cấp ñiện:

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

• Chất lượng ñiện:

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

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

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

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

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

Trường hợp khởi ñộng ñộng cơ hoặc mạng ñiện ñang trong tình trạng

sự cố thì ñộ lệch ñiện áp cho phép có thể tới (-10 ÷20%)Uñm

• An toàn cung cấp ñiện:

Hệ thống cung cấp ñiện phải ñược vận hành an toàn ñối với người và thiết bị Muốn ñạt ñược yêu cầu ñó, khi tính toán cấp ñiện phải chọn sơ ñồ cấp ñiện hợp lý, rõ ràng mạch lạc ñể tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết

bị ñiện phải chọn ñúng chủng loại, ñúng công suất

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

1.2.3 Sơ ñồ cung cấp ñiện của doanh nghiệp công nghiệp

1.2.3.1 Sơ ñồ cung cấp ñiện của doanh nghiệp công nghiệp

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

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

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

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

Hình 1.1: Sơ ñồ cung cấp ñiện bên ngoài xí nghiệp

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

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

ñồ cung cấp khác

• Sơ ñồ cung cấp ñiện bên trong xí nghiệp:

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

Thường nó gồm có các loại sơ ñồ thường dùng là: Sơ ñồ hình tia, sơ ñồ ñường dây chính và sơ ñồ hỗn hợp

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

+ Sơ ñồ ñường dây chính: ðược dùng khi số hộ tiêu thụ quá nhiều, phân bố rải rác, mỗi ñường trục chính có thể nối vào một số TBA

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

• Sơ ñồ mạng ñiện phân xưởng: Thường có ñiện áp ñịnh mức Uñm ≤ 1000V

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

- ðảm bảo ñộ tin cậy theo từng hộ phụ tải;

- Thuận tiện vận hành;

- Chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật tối ưu;

- Cho phép sử dụng phương pháp lắp ñặt nhanh

+ Sơ ñồ hình tia: Thường ñược dùng ñể cung cấp cho các nhóm ñộng

cơ có công suất nhỏ ở vị trí khác nhau của phân xưởng, ñồng thời cũng ñể cung cấp ñiện cho các thiết bị công suất lớn

+ Sơ ñồ ñường dây chính: Khác với sơ ñồ hình tia là mỗi mạch của sơ

ñồ cung cấp cho một số thiết bị nằm trên ñường ñi của nó ñể tiết kiệm dây dẫn Ngoài ra còn sử dụng sơ ñồ ñường dây chính bằng thanh dẫn

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

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

+ Chiếu sáng làm việc: ðảm bảo ñộ sáng cần thiết ở nơi làm việc và trên phạm vi toàn phân xưởng Bản thân mạng chiếu sáng làm việc lại có ba loại ñó là: Chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng hỗn hợp Nguồn của mạng chiếu sáng làm việc thường ñược lấy chung từ trạm biến áp ñộng lực hoặc có thể ñược cung cấp từ máy biến áp chuyên dụng chiếu sáng riêng

+ Chiếu sáng sự cố: ðảm bảo ñủ ñộ sáng tối thiểu, khi nguồn chính bị mất thì nó phải ñảm bảo ñược cho nhân viên vận hành an toàn, thao tác khi sự

cố và rút khỏi nơi nguy hiểm khi nguồn chính bị mất ñiện Nguồn của mạng ñiện chiếu sáng sự cố thường ñược cung cấp ñộc lập, trường hợp thật ñặc biệt phải ñược cung cấp từ các nguồn ñộc lập

1.2.3.2 Phụ tải ñiện của doanh nghiệp công nghiệp

• Vai trò của phụ tải ñiện:

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

bị của HTð cũng như thụ ñiện, công suất mà chúng ta xác ñịnh bằng cách tính toán ñược gọi là công suất tính toán Ptt

Nếu Ptt < Pthựctế thì thiết bị mau hỏng, có thể dẫn ñến cháy nổ

Nếu Ptt > Pthựctế thì sẽ gây lãng phí năng lượng

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

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

+ Và nhóm thứ hai là nhóm phương pháp dựa trên cơ sở phân tích lý thuyết xác suất và thống kê, cho kết quả khá chính xác nhưng cách này lại phức tạp, ñòi hỏi nhiều thông tin

• Các ñặc trưng chung của phụ tải ñiện:

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

+ Công suất ñịnh mức: Là thông số ñặc trưng chính của phụ tải ñiện, thường ñược ghi trên nhãn của thiết bị, trong lý lịch máy ðơn vị của công suất ñịnh mức thường là W hoặc kW, với ñộng cơ ñiện công suất ñịnh mức chính là công suất trên trục cơ của nó

ηñm chính là hiệu suất của ñộng cơ có giá trị trong khoảng 0,8 ÷ 0,9 Tuy vậy với các ñộng cơ công suất nhỏ và nếu không cần chính xác lắm thì ta

có thể xem Pd ≈ Pñm

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

+ Tần số: Do quy trình công nghệ và sự ña dạng của thiết bị trong DNCN nên chúng sử dụng dòng ñiện với tần số khác nhau từ f = 0Hz (dòng ñiện 1 chiều) ñến các thiết bị có tần số hàng triệu Hz Tuy nhiên chúng vẫn chỉ ñược cung cấp ñiện từ lưới ñiện có tần số ñịnh mức là 50Hz hoặc 60Hz thông qua các máy biến tần

+ ðồ thị phụ tải ngày ñêm: Có thể lập cho nhóm thiết bị, phân xưởng hoặc của toàn doanh nghiệp, thường ñược xét với chu kỳ thời gian là một ngày ñêm (24h) và có thể xác ñịnh theo 3 cách:

- Bằng dụng cụ ño tự ñộng ghi lại (a);

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

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

Hình 1.3: Các loại ñồ thị phụ tải hàng ngày

ðồ thị phụ tải hàng ngày cho ta biết tình trạng làm việc của thiết bị ñể

từ ñó sắp xếp lại quy trình vận hành hợp lý nhất, nó cũng làm căn cứ ñể tính chọn thiết bị, tính ñiện năng tiêu thụ

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

Hình 1.4: ðồ thị phụ tải hàng tháng

ðồ thị phụ tải hàng tháng cho ta biết nhịp ñộ sản xuất của doanh nghiệp Từ ñó có thể ñề ra lịch vận hành sửa chữa các thiết bị ñiện một cách hợp lý nhất, nhằm ñáp ứng các yêu cầu của sản xuất

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

Hình 1.5: ðồ thị phụ tải năm

Gọi : n1 là số ngày mùa ñông trong năm;

n2: là số ngày mùa hè trong năm;

Thì Ti = (t’1 + t’’1).n1 + t’2.n2

1.3 LỢI ÍCH CỦA SỬ DỤNG ðIỆN TIẾT KIỆM TRONG DNCN

1.3.1 Tiết kiệm ñiện giúp tăng năng suất

Với hiện trạng sử dụng năng lượng nói chung và ñiện năng tại các doanh nghiệp Việt Nam nói riêng, việc TKð sẽ giúp các doanh nghiệp giảm chi phí sản xuất Hơn thế nữa, việc TKð còn giúp doanh nghiệp tăng năng suất lao ñộng Lấy ví dụ của Công ty Giấy Xuân ðức: trước năm 2000, các máy xeo giấy của công ty sử dụng hệ thống truyền ñộng bằng một ñộng cơ chính Các lô sấy muốn quay liên tục cần phải có cơ cấu truyền ñộng ñể tạo

sự làm việc ñồng bộ giữa các lô, nhà thiết kế dựa trên tính toán cơ khí ñộng học phân bố số vòng quay trên từng trục lô, sau ñó dùng cơ cấu truyền ñộng ñai xích ñể dẫn ñộng chúng

Vào năm 2000, công ty ñã nghiên cứu ứng dụng hệ thống truyền ñộng ñơn lẻ và biến tần cho từng ñộng cơ Trong một hệ thống máy xeo bao gồm các chi tiết quay cần có ñộng cơ truyền ñộng: như lô sấy, lô ép lưới, lô cuộn ñầu Mỗi lô làm việc sẽ ñược truyền ñộng bằng một ñộng cơ

Mỗi ñộng cơ truyền ñộng có công suất bé hơn ñộng cơ truyền ñộng chính ở trên; Mỗi ñộng cơ ñiều chỉnh bằng một bàn phím nhấn chọn số vòng quay, sau ñó ñược ñưa về một bộ ñiều chỉnh cho cả hệ thống; Số vòng quay làm việc có khoảng ñiều chỉnh rộng và rất cơ ñộng

1.3.2 Tiết kiệm ñiện nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm

Một lợi ích nữa trong công tác TKð mang lại cho các doanh nghiệp là việc tăng chất lượng sản phẩm Ví dụ như Nhà máy ðay Indira Gandhi ñã ñạt ñược vào tháng 6 năm 2002, Nhà máy ñã thực hiện biện pháp lắp biến tần cho máy kéo sợi 16 E nhằm tiết kiệm năng lượng

Việc lắp biến tần cho các máy kéo sợi ñem lại hiệu quả về năng lượng rất cao, suất tiêu hao năng lượng giảm so với các máy không lắp biến tần là 22% Mặt khác sự phản hồi các công nhân thì hầu hết các công nhân trong xưởng rất thích ñược sử dụng biến tần vì như vậy có thể giúp họ tăng năng suất dẫn tới tăng thu nhập, giảm ñược việc ñứt sợi dẫn ñến tăng chất lượng sản phẩm

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

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

- Hạ ñộ cao của máng ñèn từ 2,2m trước ñây xuống còn 1,8m

- Bố trí bóng ñèn vuông góc với bàn máy của người công nhân thay vì bố trí song song như trước ñây Với cách bố trí này, ánh sáng ñược tập trung ngay

tại vị trí chân vịt của máy may, tránh không bị khuất bóng như cách bố trí cũ

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

- Lắp mỗi bóng ñèn một công tắc ðiều này giúp người công nhân trước khi ra khỏi máy may có thể tắt ñèn ngay khi không cần dùng, giúp tiết

kiệm hơn nữa ñiện năng tiêu tốn cho chiếu sáng

- Các hình thức dưới ñây cho thấy cách bố trí hệ thống chiếu sáng trước và sau khi thực hiện biện pháp TKð Với biện pháp này, xí nghiệp ñã giảm ñược 1/3

số bóng ñèn dùng cho phân xưởng may, từ 307 bóng xuống còn 198 bóng Vì vậy, ñiện năng tiêu thụ dùng cho chiếu sáng phân xưởng cũng giảm ñược 33%

1.3.4 Tiết kiệm ñiện giúp giảm chi phí sản xuất

Các chi phí trong quá trình sản xuất bao gồm:

- Chi phí nguyên vật liệu;

- Chi phí nhân công;

- Chi phí năng lượng;

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

- Chi phí quản lý;

- Chi phí quảng cáo;

- Chi phí vận chuyển, bao bì

Trong các chi phí trên, chỉ có chi phí năng lượng là có thể giảm và giảm ñáng kể ñối với hầu hết các doanh nghiệp Việt Nam hiện nay

1.4 HAO TỔN ðIỆN NĂNG TRONG DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

1.4.1 Tổn thất ñiện năng trong doanh nghiệp công nghiệp

Tổn thất ñiện năng trong doanh nghiệp công nghiệp gồm có các thành phần cơ bản sau:

- Tổn thất trên ñường dây và máy biến áp

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

- Tổn thất trong các thiết bị phụ (thanh cái, BI, BU, công tơ, )

- Tổn thất do quản lý kỹ thuật

- Tổn thất kinh doanh

1.4.2 Nguyên nhân gây nên hao tổn ñiện năng trong DNCN

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

1 Nguyên nhân về tổ chức quản lý:

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

2 Nguyên nhân về kỹ thuật công nghệ:

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

3 Nguyên nhân về chất lượng ñiện:

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

1.5 TIỀM NĂNG TIẾT KIỆM ðIỆN TRONG DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

Tiềm năng tiết kiệm ñiện trong DNCN lớn vì:

- Lượng ñiện năng tiêu thụ lớn ñồng thời cũng có lượng ñiện năng hao tổn khá lớn

- Sự ña dạng của công nghệ sản xuất

- Sự ña dạng của thiết bị tiêu thụ ñiện

- Tổ chức kỹ thuật chưa hợp lý

- Tiềm năng tiết kiệm ñiện ở khâu sử dụng ñiện chưa hợp lý

Từ ñây ta có thể áp dụng các giải pháp TKð ñối với doanh nghiệp theo các giải pháp tổ chức, công nghệ và trong khâu sử dụng ñiện

PHẦN 2: ðÁNH GIÁ TỔN THẤT TRONG MẠNG ðIỆN DNCN

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

Việc ñánh giá hao tổn ñiện năng và công suất thực tế gặp rất nhiều khó khăn vì ñại lượng này phụ thuộc vào dòng ñiện và ñiện áp, chúng là các ñại lượng luôn luôn biến ñổi theo thời gian, với hệ thống ñiện phức tạp thì cần có nhiều thiết bị ño ñếm mắc vào hệ thống

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

2.1.1 Theo các chỉ số công tơ

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

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

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

+ Số chủng loại ñồng hồ ño rất ña dạng với nhiều mức sai số khác nhau, ñó là chưa nói ñến việc chỉnh ñịnh ñồng hồ ño thiếu chính xác hoặc không thể chính xác do chất lượng ñiện không ñảm bảo

Tuy nhiên có thể sử dụng các phương pháp ño hiện ñại như dùng ñồng

hồ ño tổn thất ñể nâng cao chính xác của phép ño Nhưng như vậy sẽ rất tốn kém và phức tạp

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

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

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

i

k R.N.10-3 (kWh);

Trong ñó: ki – tỷ số máy biến dòng;

R – ñiện trở tương ñương của mạng ñiện;

N – chỉ số của ñồng hồ ñếm tổn thất ñiện năng ñược ghi trong thời gian T: N = I2.T

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

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

2.1.3.1 Theo cường ñộ dòng ñiện thực tế

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

0

3

2 10

.

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

It – dòng ñiện chạy trong mạng;

R – ñiện trở mạng ñiện;

T – thời gian khảo sát

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

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

ðể khắc phục ñược sự phức tạp của việc xác ñịnh dòng ñiện thực tế, ta

có thể xác ñịnh tổn thất ñiện năng ∆A theo ñồ thị phụ tải bằng cách biểu diễn

sự biến thiên của bình phương dòng ñiện hoặc công suất theo thời gian t: I2 = f(t) hoặc S2 = f(t) Khi ñó tổn thất ñiện năng ñược xác ñịnh theo công thức:

) ) (

) ( )

(

) ( (

3

0 2 2

0 2 2

0

2

dt t U

t Q dt t U

t P R dt I R

ðể xác ñịnh ñược tổn thất ñiện năng thực tế, với giả thiết trong khoảng thời gian ∆t ta coi giá trị dòng ñiện hay công suất là không ñổi và coi ñiện áp bằng ñiện áp ñịnh mức, ñồng thời bằng cách bậc thang hóa ñường cong ta xác ñịnh ñược lượng ñiện năng tổn thất

i i n n

i t n

t Q P U

R t S U

R A

1

2 2 2

1

2

Với n là số bậc thang của ñồ thị phụ tải

Phương pháp xác ñịnh tổn thất này tuy ñơn giản nhưng ñòi hỏi phải có

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

Ngày nay với các thiết bị máy móc và công nghệ ño ñếm hiện ñại, một

số phần mềm mô phỏng cho phép xây dựng ñồ thị phụ tải của hệ thống ñiện một cách chính xác và tin cậy

2.1.3.3 Xác ñịnh ∆A theo dòng ñiện cực ñại

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

∆A = 3.I2m.R.10-3.τ ;

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

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

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

i i M T

M t M

t

t I I I

dt I P

dt P

1

2 2 0

2

2 2

0

2 )

1

.

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

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

T - khoảng thời gian khảo sát

Tuy nhiên ở ñây giá trị τ không phải bao giờ cũng có thể xác ñịnh ñược một cách dễ dàng, vì không thể có ñủ ñồ thị phụ tải chuẩn, trong thực tế người

ta áp dụng một số công thức thực nghiệm ñể tính τ một cách gần ñúng sau:

max min

) 1 ( 2

2 1

2

P P P

P T T

T T T T

M

M

− +

− +

=

2.2 TỔN THẤT ðIỆN NĂNG TRÊN ðƯỜNG DÂY

Như ta ñã biết, phụ tải ñiện là một ñại lượng ngẫu nhiên, chịu tác ñộng của rất nhiều yếu tố Vì vậy tổn thất ñiện năng cũng là một ñại lượng ngẫu nhiên Do ñó ñể có thể xác ñịnh ñược một cách chính xác và tin cậy chỉ có thể xác ñịnh bằng phương pháp xác suất thống kê ñiều tra số liệu

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

∆A = 3M(I2)Rñtr.T.10-3, (kWh);

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

Rñtr - ñiện trở ñẳng trị của mạng ñiện Ω

Theo lý thuyết xác suất ta có:

M(I2) = [M(I)]2 + D(I);

M(I), D(I) - kỳ vọng toán và phương sai của dòng ñiện

Giá trị của kỳ vọng toán dòng ñiện chạy trong mạch có thể ñược tính theo các chỉ số của các công tơ tại lộ ra của trạm biến áp trung gian

2 2

2 2

3 ) (

T U

A A I M

Utb - ñiện áp trung bình của mạng ñiện kV;

T - thời gian khảo sát (h)

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

) ( )

I M I I M

M

M ñtr

I

P

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

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

∆Ax = ∆Ar.tgϕ;

2.3 TỔN THẤT ðIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP

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

∆Acu và tổn thất ñiện năng không thay ñổi trong máy biến áp ∆AFe

- Kỳ vọng toán chạy trong máy biến áp là:

2 2 2

2 2

2 2

3 ) (

T U

A A I

M

tb

x r ba

Utb2 – ðiện áp trung bình ở cuối ñường dây kV

ðiện trở ñẳng trị của các máy biến áp là:

m

i ki n

ñtr

S

P U

R

1 2 1

3 2

)(

10

;

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

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

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

m - Số lượng máy biến áp tiêu thụ

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

∆Acu = 3[M(I)ba]2(1+k2v)Rñtr.T.10-3 (kWh)

Thành phần tổn thất cố ñịnh hay tổn thất trong lõi thép của máy biến áp ñược xác ñịnh theo biểu thức sau:

tb

U

U A

1 0 2

2

2 ;

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

2.4 TỔN THẤT ðIỆN NĂNG TRONG MẠNG ðIỆN HẠ ÁP

ðặc ñiểm của mạng ñiện hạ áp là số lượng dây dẫn ở các ñoạn dây khác nhau, phụ tải rải rác dọc các tuyến dây, giá trị ñiện áp thấp, mức ñộ phi ñối xứng cao Nên việc xác ñịnh tổn thất trên lưới ñiện này khá phức tạp, ngoài ra

do ñiện áp thấp nên tổn thất không chỉ xuất hiện trên các phần tử của mạng ñiện mà còn có cả trên các mối nối, ñiểm tiếp xúc,… Hiện nay có nhiều phương pháp xác ñịnh tổn thất ñiện năng trong lưới hạ áp song ñộ chính xác của các phương pháp lại rất khác nhau Ta xét phương pháp thông dụng sau:

2.4.1 Phương pháp tính tổn thất ñiện năng dựa trên kết quả ño ñiện áp tại

ñiểm nằm ở cuối ñường trục (áp dụng với lưới ñiện bất kỳ)

ðối với mạng ñiện phức tạp, hao tổn công suất có thể xác ñịnh theo biểu thức sau:

∆PΣ = kp.U.I.∆UΣ%10-2 (kW);

Tuy nhiên ở ñây hệ số kp phải ñược hiệu chỉnh, phụ thuộc vào mức ñộ phi ñối xứng và kết cấu của ñường dây hạ áp Các kết quả nghiên cứu thực tế cho thấy sự liên hệ giữa hệ số kp với kết cấu mạng ñiện, mức ñộ phi ñối xứng

là khá phức tạp, trong một trừng mực nhất ñịnh có thể biểu thị mối quan hệ này một cách gần ñúng như sau:

0 0

kkdv- hệ số phản ánh mức ñộ phi ñối xứng của lưới;

k0 - hệ số phản ánh tổn thất công suất trên dây trung tính;

Ffa - tiết diện dây pha;

F0 - tiết diện dây trung tính

Từ các kết quả nghiên cứu ở các mạng ñiện thực tế có thể lấy các giá trị của kp phụ thuộc vào ñộ phi ñối xứng như bảng số liệu thực nghiệm sau:

Bước 1: Xác ñịnh mức ñộ phi ñối xứng trên mỗi nhóm tải ñể từ ñó xác ñịnh hệ số kp

Bước 2: Xác ñịnh ñộ lệch ñiện áp ∆U%: Tiến hành ño và xác ñịnh (∆Umax%, ∆Umin%) ứng với chế ñộ công suất cực ñại Pmax và cực tiểu của nhóm ñường dây tương ứng, sau ñó tính giá trị trung bình và xác ñịnh hệ số công suất cosϕtb của lưới

Bước 3: Tiến hành xác ñịnh tỉ lệ phần trăm trung bình tổn thất công suất trên toàn lưới theo biểu thức sau:

max max min min

Bước 4: Xác ñịnh tổn thất ñiện năng trên lưới:

Tỷ lệ phần trăm trung bình tổn thất công suất trên lưới 0,4kV chính là tỷ

lệ phần trăm trung bình tổn thất ñiện năng trên toàn lưới: ∆Ptb% = ∆Atb% (%)

Bước 5: Tổn thất ñiện năng của toàn lưới 0,4kV ñược xác ñịnh như sau:

∆A = A ∆Atb% (kWh);

A: Là tổng ñiện năng tiêu thụ trong mạng ñiện hạ áp (kWh)

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

Trong ñó: IA, IB, IC - dòng ñiện cực ñại trên các pha;

Rdt - ñiện trở ñẳng trị của mạng ñiện;

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

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

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

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

b0, b1 - các hệ số hồi quy, phụ thuộc vào tính chất của phụ tải, có giá trị trong bảng sau:

2 2

2 2

Trong ựó: δ - hệ số xác ựịnh theo mức tăng thực tế giá trị trung bình của

dòng ựiện phụ tải (δ = 1 ọ 1,1) và thường lấy δ = 1,06;

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

T - thời gian vận hành của lưới ựiện (h);

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

2 max min

mất ựối xứng giữa các pha, có thể ựược tắnh theo công thức thứ nhất

2.5 TỔN THẤT đIỆN NĂNG TRONG đỘNG CƠ

Thực tế phần lớn các sản phẩm ựều ựòi hỏi việc sử dụng các ựộng cơ ở một vài công ựoạn nào ựó trong quá trình sản xuất, chúng ta không ngạc nhiên khi nói rằng ựộng cơ ựiện là thiết bị tiêu thụ nhiều ựiện năng nhất

Hao tổn ựiện năng của ựộng cơ không ựồng bộ gồm hai thành phần :

đó là tổn hao ựồng Pcu và tổn hao sắt Pfe Trong ựộng cơ không ựồng bộ thì tổn hao ựồng chiếm ựến 70% còn hao tổn sắt chỉ chiếm ựến 30% Các công thức tắnh hao tổn trong ựộng cơ như sau :

- Tổn hao công suất trong lõi thép ựược tắnh theo công thức :

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

k1, k2 - là các hệ số tỷ lệ hao tổn trong thép và ựồng Nó tùy thuộc vào từng loại ựộng cơ Với ựộng cơ không ựồng bộ thực nghiệm cho thấy k1 = 0,3 và k2 = 0,7

η - là hiệu suất làm việc của ựộng cơ, nó phụ thuộc vào tắnh chất tải và hệ số mang tải, thường là hàm của hệ số mang tải η = f(kmt) và ựược xác ựịnh bằng những công thức thực nghiệm

Hao tổn công suất trong ựộng cơ ựược tắnh là:

∆P = ∆Pcu + ∆PFe; Hao tổn ựiện năng trong tháng ựược tắnh như sau:

∆A = ∆P.t (kWh);

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

2.6 GẢI PHÁP CHỦ YẾU TIẾT KIỆM đIỆN TRONG DNCN

Trong phạm vi luận văn, sau khi nghiên cứu các giải pháp, thiết bị có khả năng áp dụng tương ứng với tiềm năng về tiết kiệm ựiện của DNCN Chúng tôi ựưa ra một số giải pháp áp dụng cho doanh nghiệp công nghiệp như sau:

Ớ Giải pháp về tổ chức quản lý kỹ thuật:

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

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

- đóng ựiện các ựộng cơ thông qua các bộ ựiều khiển bằng thiết bị khả trình ựể giảm thiểu dòng ựiện mở máy, và giảm tối ựa sự ựồng thời mở máy ựộng cơ của các xắ nghiệp