Đánh giá tổn thất điện năng lưới điện hạ áp, huyện phù yên, tỉnh sơn la

Xây dựng quy trình tính toán, đánh giá tổn thất điện năng trên lưới điện hạ áp Điện Lực Phù Yên bằng phương pháp đồ thị điển hình của nguồn với công cụ hỗ trợ tính toán là phần mềm PSS/

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

MÙI ĐỨC HUY

ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN HẠ ÁP,

HUYỆN PHÙ YÊN, TỈNH SƠN LA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS BẠCH QUỐC KHÁNH

Hà Nội – Năm 2017

Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của bản thân Các nghiên cứu và kết quả được trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được công

bố trong bất kỳ một bản luận văn nào trước đây Trong luận văn có sử dụng một số tài liệu đã được công bố trước đây

Hà Nội, ngày 21 tháng 4 năm 2017

Tác giả luận văn

Mùi Đức Huy

Để hoàn thành Luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới toàn thể các thầy cô giáo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong những năm học Cao học vừa qua

Đặc biệt, tôi chân thành cảm ơn thầy giáo TS Bạch Quốc Khánh - bộ môn Hệ

thống Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC HÌNH VẼ vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn 2

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Nội dung chính của luận văn 3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ ĐIỆN LỰC PHÙ YÊN 4

1.1 Tổng Quan về Điện Lực Huyện Phù Yên: 4

1.1.1.Vị trí địa lý 4

1.1.2.Về tổ chức nhân sự: 4

1.1.3.Về mô hình quản lý: 5

1.1.4.Về kết cấu lưới điện 6

1.1.5 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 2013-2015 7

1.2 Hiện trạng lưới điện hạ thế Điện Lực Phù Yên 8

1.2.1 Đánh giá hiện trạng lưới điện: 8

1.2.2 Tổn thất điện năng trên lưới điện của Điện Lực Phù Yên 9

1.3 Kết luận 14

1.3.1 Thực trạng lưới điện hạ thế 14

1.3.2 Nguyên nhân tổn thất 14

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 16

2.1 Khái niệm chung về tổn thất điện năng 16

2.1.1 Các định nghĩa 16

2.1.2 Phân loại tổn thất 17

2.1.3 Vấn đề xác định tổn thất điện năng 17

2.2 Các phương pháp xác định tổn thất điện năng 18

2.2.1 Xác định tổn thất điện năng theo các chỉ số công tơ 18

2.2.3 Xác định tổn thất điện năng theo phương pháp điện trở đẳng trị 20

2.2.4 Xác định tổn thất điện năng theo các đặc tính xác suất của phụ tải 21

2.2.5 Phương pháp xác định tổn thất điện năng theo đường cong tổn thất 24

2.2.6 Xác định tổn thất điện năng theo cường độ dòng điện thực tế 25

2.2.7 Xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải 25

2.2.8 Xác định tổn thất điện năng theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất 26

2.2.9 Xác định tổn thất điện năng theo dòng điện trung bình bình phương 29

2.2.10 Xác định tổn thất điện năng theo hệ số tổn thất 31

2.3 Nhận xét đánh giá chung về các phương pháp xác định TTĐN 32

2.4 Kết luận 34

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ ĐIỆN LỰC PHÙ YÊN 35

3.1 Quy trình tính toán TTĐN trên lưới hạ thế theo phương pháp đồ thị phụ tải điển hình của nguồn 35

3.2 Tính trào lưu công suất trên lưới hạ áp dựa trên số liệu thực tế theo phương pháp lặp 38

3.2.1.Sơ đồ khối để tính toán tổn thất công suất theo phương pháp lặp 38

3.2.2 Áp dụng để tính toán tổn thất cho TBA Khối 7 40

3.3 Quy trình đánh giá TTĐN cho lưới điện hạ thế Điện Lực Phù Yên 49

3.3.1 Yêu cầu số liệu ban đầu 50

3.3.2 Phân loại lưới điện: 50

3.3.3 Lựa chọn lưới mẫu 56

3.3.4 Xây dựng đồ thị phụ tải của lưới mẫu và tính TTĐN 57

3.3.5 Tổng hợp kết quả tính toán và đánh giá TTĐN 58

3.3.6.Nhận xét, đánh giá kết quả tính toán 60

3.4 Sử dụng chương trình PSS/ADEPT để tính toán tổn thất điện năng 61

3.4.1 Giới thiệu chương trình PSS/ADEPT 61

3.4.2 Sơ đồ áp dụng và triển khai 62

3.5 Kết luận 71

CHƯƠNG IV: CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU TỔN THẤT ĐIỆN NẰNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ ĐIỆN LỰC PHÙ YÊN 72

4.1 Các biện pháp về mặt kỹ thuật 72

4.1.2 Giải pháp về bù công suất phản kháng 72

4.1.3 Giải pháp về vận hành lưới điện 73

4.2 Các biện pháp quản lý kinh doanh 74

4.2.1 Hoàn thiện hệ thống đo đếm 74

4.2.2 Tăng cường công tác kiểm tra sử dụng điện 74

4.2.3 Chọn mô hình quản lý thích hợp 75

4.2.4 Các biện pháp có liên quan đến công tác quản lý xã hội 75

4.3 Kết luận 76

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

Kết luận 77

Kiến nghị 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

PHỤ LỤC 80

Bảng 1.1 Thông số đường dây trung áp Điện Lực Phù Yên 6

Bảng 1.2 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 2013-2015 7

Bảng 1.3 Kết quả thực hiện tổn thất điện năng từ năm 2013-3015 9

Bảng 1.4 Kết quả thực hiện tổn thất điện năng từ các TBA công cộng năm 2015 9

Bảng 3.1: Bảng tổng hợp thông số đường dây TBA Khối 7 Thị Trấn 41

Bảng 3.2: Bảng điện năng tiêu thụ tại một nút trong một tháng mùa hè 41

Bảng 3.3: Bảng điện năng tiêu thụ tại một nút mùa đông 42

Bảng 3.4 Bảng phân bổ công suất tác dụng theo từng nút tải cho giờ thứ nhất 44

Bảng 3.5 Bảng phân bổ công suất phản kháng theo từng nút tải cho giờ thứ nhất 44

Bảng 3.6 Bảng phân bố công suất tác dụng sau hiệu chỉnh cho các nút phụ tải 45

Bảng 3.7 Bảng phân bố công suất phản kháng sau hiệu chỉnh cho các nút phụ tải 46 Bảng 3.8 Bảng phân bố công suất tác dụng sau hiệu chỉnh lần 2 cho các nút phụ tải 47

Bảng 3.9 Bảng phân bố công suất phản kháng sau hiệu chỉnh lần 2 cho các nút phụ tải 47

Bảng 3.10 Bảng tổng hợp kết quả tính tổn thất công suất 48

Bảng 3.11 Bảng phân loại lưới điện 51

Bảng 3.12 Bảng tổng hợp kết quả tính toán TTĐN cho lưới mẫu 58

Hình 1.1 Mô hình tổ chức của Điện Lực Phù Yên 5

Hình 3.1 Mô hình lưới điện hạ thế 35

Hình 3.2: Đồ thị phụ tải nguồn điển hình 36

Hình 3.3 Sơ đồ khối tính toán tổn thất công suất 38

Hình 3.4 Biểu đồ phụ tải ngày đêm điển hình mùa hè TBA khối 7 42

Hình 3.5 Biểu đồ phụ tải ngày đêm điển hình mùa đông TBA khối 7 43

Hình 3.7: Hộp thoại Network properties 64

Hình 3.8: Thiết lập thông số nguồn 65

Hình 3.9: Thiết lập thông số tải 66

Hình 3.10 Nhập thông số tải từ bảng tính exel 67

Hình 3.11: Thiết lập thông số dây dẫn 67

Hình 3.12: Thiết lập thông số nút 68

Hình 3.13: Chạy bài toán phân tích Loadflow 69

Hình 3.14 : Hiện thị các kết quả report sau khi phân tích 70

Hình 3.15 : Cửa sổ Report preview 70

LĐPP Lưới điện phân phối

LĐTT Lưới điện truyền tải

TTCS Tổn thất công suất

TTBN Tổn thất điện năng

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Cùng với quá trình phát triển và đổi mới của đất nước, hệ thống điện Việt Nam

đang có bước phát triển nhảy vọt cả về quy mô công suất và phạm vi lưới cung cấp

điện Sau hơn 20 năm mở cửa, đổi mới Việt Nam đã thu được nhiều thành tựu to

lớn trong công cuộc xây dựng và bảo vệ tổ quốc, đặc biêt về phát triển kinh tế, xã

hội và chính trị Cùng với sự phát triển của nền kinh tế - xã hội, nhu cầu sử dụng

điện của nước ta ngày càng tăng nhanh, việc đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên

tục, ổn định và đảm bảo chất lượng điện năng cao là tiêu chí quan trọng hàng đầu

của ngành điện nước ta

Nhằm mục đích nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện và giảm giá thành

sản xuất điện năng, giảm tổn thất điện năng là một trong những nội dung được quan

tâm hàng đầu hiện nay

Thực hiện chủ trương của nhà nước về việc tiếp nhận lưới điện nông thôn để

đầu tư cải tạo bán điện đến tận hộ trong những năm qua Điện Lực Phù Yên đã tổ

chức tiếp nhận được 26 xã của huyện Phù Yên với hơn 24 ngàn hộ dân và 140

TBA Thực trạng lưới điện sau khi tiếp nhận đã xuống cấp nghiêm trọng các hệ

thống dây dẫn, xà, sứ cơ bản không đảm bảo tiêu chuẩn vận hành, chiều dài đường

dây lớn bán kính cấp điện xa, hệ thống đo đếm không đảm bảo tiêu chuẩn dẫn đến

tổn thất trên lưới hạ áp là rất lớn ảnh hưởng không nhỏ đến kết quả hoạt động sản

xuất kinh doanh của đơn vị

Thực tế chỉ ra rằng tổn thất điện năng trên lưới hạ áp Điện Lực Phù Yên chiếm

tỷ lệ rất lớn trong thành phần tổn thất chung của toàn Điện Lực Bên cạnh đó các

thông tin đem lại trong tính toán tổn thất điện năng còn hạn chế Vì vậy việc nghiên

cứu phương pháp tính toán tổn thất điện năng trên lưới hạ áp và đề xuất các biện

pháp làm giảm tổn thất trên lưới điện là một yêu cầu cấp bách đang đặt ra cho

ngành điện nói chung và Điện Lực Phù Yên nói riêng Ngoài ý nghĩa lớn về hiệu

quả kinh tế mà nó đem lại, nó còn cho ta nhìn nhận những vấn đề bất hợp lí trong

các khâu thiết kế, quy hoạch, cải tạo, quản lý vận hành lưới điện và sử dụng điện

năng Từ đó đề xuất những phương án quy hoạch, cải tạo vận hành lưới điện và các

phương án làm giảm tổn thất điện năng của Điện lực Phù Yên nói riêng của Công ty

Điện Lực Sơn La nói chung

Để tìm ra các phương án giảm tổn thất điện năng thì vấn đề đầu tiên cần được

quan tâm và giải quyết đó là tính toán tổn thất điện năng kỹ thuật một cách tương

đối chính xác, nhằm phân định rõ tương quan giữa TTĐN kỹ thuật và TTĐN

thương mại Tổn thất điện năng kỹ thuật phụ thuộc rất nhiều vào số liệu thống kê có

được cũng như phương thức và quy trình tính toán Phương pháp tính toán tổn thất

điện năng đang được sử dụng tại Việt Nam hiện nay không còn thống nhất giữa các

đơn vị thực hiện vì vậy luận văn lựa chọn đề tài là:

“Đánh giá tổn thất điện năng lưới điện hạ áp huyện Phù Yên, tỉnh Sơn

La.”

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn

Mục đích của luận văn là tìm hiểu thông tin tổn thất điện năng trên lưới hạ áp

Điện Lực Phù Yên

Tìm hiểu, phân tích đánh giá các phương pháp và quy trình tính toán tổn thất

điện năng kỹ thuật hiện có

Phân tích các phương pháp tính toán tổn thất điện năng kỹ thuật trong lưới

điện, so sánh và đánh giá ưu nhược điểm của các phương pháp, lựa chọn phương

pháp phù hợp với lưới điện hạ áp Điện Lực Phù Yên Tính toán tổn thất điện năng

trên lưới điện hạ áp của Điện Lực Phù Yên từ đó đưa ra các nhận xét đánh giá và

phương pháp giảm tổn thất

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn

Tìm hiểu phương pháp xác định tổn thất điện năng đã có Đưa ra quy trình tính

toán và đánh giá TTĐN trên lưới điện hạ áp và áp dụng để tính toán cho lưới điện

hạ áp Điện Lực Phù Yên Kết quả tính toán của phương pháp được so sánh với thực

tế để đánh giá sai số

Đối tượng nghiên cứu và tính toán cụ thể là lưới điện hạ áp của Điện Lực Phù

Yên - Công ty Điện Lực Sơn La

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Luận văn thực hiện quy trình tính toán và đánh giá TTĐN nhằm đưa ra kết quả

tính toán TTĐN Kết quả được sử dụng để so sánh với TTĐN thực tế thực hiện của

Điện Lực Phù Yên, qua đó nhằm đưa ra một số giải pháp làm giảm tổn thất điện

năng Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng rộng rãi trong Công ty Điện Lực Sơn La

5 Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu một số phương pháp tính TTĐN theo xu hướng phù hợp lưới điện

Việt Nam

Xây dựng quy trình tính toán, đánh giá tổn thất điện năng trên lưới điện hạ áp

Điện Lực Phù Yên bằng phương pháp đồ thị điển hình của nguồn với công cụ hỗ trợ

tính toán là phần mềm PSS/ ADEPT

Tính toán và áp dụng kết quả tính toán để phân tích nguyên nhân tổn thất và

đưa ra các giải pháp làm giảm tổn thất điện năng

6 Nội dung chính của luận văn

Luận văn tập trung nghiên cứu các phương pháp xác định tổn thất điện năng

đồng thời đưa ra quy trình tính toán tổn thất điện năng theo phương pháp đồ thị phụ

tải điển hình của nguồn và quy trình đánh giá tổn thất điện năng trên lưới điện hạ áp

Điện Lực Phù Yên.Luận văn được thực hiện thành các phần như sau:

Phần mở đầu

Chương 1: Tổng quan về lưới điện hạ áp Điện lực Phù Yên

Chương 2: Các phương pháp xác định tổn thất điện năng

Chương 3: Tính toán tổn thất điện năng trên lưới điện hạ áp Điện Lực Phù Yên

Chương 4: Các biện pháp giảm tổn thất điện năng

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ ĐIỆN LỰC PHÙ YÊN

1.1 Tổng Quan về Điện Lực Huyện Phù Yên:

Điện lực Phù Yên là một đơn vị trực thuộc Công ty Điện lực Sơn La Được

thành lập theo QĐ số: 86 QĐ/EVN-ĐL1-P3 ngày 11 tháng 1 năm 1991 với tên gọi

là Chi nhánh điện Phù Yên Từ tháng 6 năm 2010 được đổi tên thành Điện Lực Phù

Yên trực thuộc Công ty Điện Lực Sơn La

Điện lực Phù Yên là một trong 10 Điện Lực Huyện của Công Ty Điện Lực

Sơn La, quản lý mạng lưới điện phân phối đến 35kV và kinh doanh điện năng trên

địa bàn Huyện Phù Yên, tỉnh Sơn La

1.1.1.Vị trí địa lý

Huyện Phù Yên nằm phía đông tỉnh Sơn La, cách Thành phố Sơn La khoảng

130 km về phía tây và cách Hà Nội khoảng 170 km về phía đông Phía tây giáp với

huyện Bắc Yên, phía nam giáp với huyện Mộc Châu, phía đông nam giáp với huyện

Đà Bắc (Hòa Bình), phía đông giáp huyện Thanh Sơn (Phú Thọ), phía đông bắc

giáp với huyện Tân Sơn (Phú Thọ), phía bắc giáp với huyện Văn Chấn (Yên Bái)

Trung tâm huyện Phù Yên là cánh đồng Mường Tấc (cánh đồng rộng thứ 3 ở Tây

Bắc)

Huyện có diện tích 1.227 km2 và dân số là 96.000 người (2004) Huyện lỵ là

thị trấn Phù Yên nằm trên quốc lộ 37 cách Thành phố Sơn La khoảng 130 km về

hướng đông Tỉnh lộ 113 nay đổi thành QL37 theo hướng tây đi huyện Bắc Yên,

quốc lộ 32 theo hướng đông đi huyện Tân Sơn (Phú Thọ)

1.1.2.Về tổ chức nhân sự:

Tổng số CBCNV Điện lực Phù Yên tính đến 31/12/2015 là 68 người, Bao

gồm: 58 công nhân trực tiếp, 8 nhân viên gián tiếp, 2 cán bộ quản lý Về trình độ có

17 đại học cao đẳng các ngành, 2 trung cấp, 47 công nhân kỹ thuật

1.1.3.Về mô hình quản lý:

Thực hiện theo QĐ 1088 QĐ/EVN-NPC ngày 31 tháng 5 năm 2013 của

Tổng Công ty Điện Lực Miền Bắc Điện Lực Phù Yên quản lý theo mô hình sau:

GIÁM ĐỐC

P.GIÁM ĐỐC phụ trách kỹ thuật

Tổ kiểm tra giám sát mua bán điện

Đội sản xuất kinh doanh 1

Đội sản xuất kinh doanh 2

Phòng kinh doanh tổng hợp

Đội quản lý vận hành đường dây trung thế

Hình 1.1 Mô hình tổ chức của Điện Lực Phù Yên

Trong đó:

Tổng số cán bộ công nhân viên hiện có là 68 người và phân bố như sau:

- Ban giám đốc: Giám đốc, Phó Giám đốc: 02 người

- Phụ trách công tác an toàn chuyên trách: 01 người

- Tổ trực điều độ vận hành: 06 người

- Tổ kiểm tra giám sát mua bán điện: 02 người

- Phòng kế hoạch kỹ thuật: 05 người

- Phòng kinh doanh tổng hợp: 10 người

- Đội sản xuất kinh doanh 1: 18 người

- Đội sản xuất kinh doanh 2: 17 người

- Đội quản lý vận hành đường dây trung thế: 07 người

1.1.4.Về kết cấu lưới điện

a Lưới điện Trung thế:

Hiện nay, Điện lực Phù Yên đang vận hành 4 Đường dây trung thế có điện áp

từ 10 đến 35 kV được cấp nguồn từ trạm biến áp 110 kV Gia Phù ký hiệu E17.5

Thông số đường dây được cho trong bảng sau:

Bảng 1.1 Thông số đường dây trung áp Điện Lực Phù Yên

tt Tên đường dây Công suất đặt

(MW)

P max (MW)

Chiều dài (km)

b Trạm biến áp trung gian Phù Yên:

Đưa vào vận hành năm 1990 với công suất đặt 1.000kVA Năm 1998 đã

được cải tạo chống quá tải nâng công suất từ 1.000kVA lên công suất 2.000kVAvới

2MBA 35/10kVcông suất 1.000kVA Đến năm 2013 được nâng lên công suất 3.600

kVA với 2 MBA 35/10 kV công suất 1.800 kVA Năm 2014 bổ xung thêm 01 TBA

Trung gian Huy Hạ để dự phòng với 01 MBA 35/10 công suất 3.200 kVA

Giờ cao điểm MBA áp có thời điểm phải vận hành tới 100% công suất định mức

Sau TBA trung gian có 01 lộ đường dây 10 kV:

(1)Lộ 972-TGPY: Đưa vào vận hành từ 1990 cấp điện cho phụ tải sản xuất, sinh

hoạt cho nhân dân trên địa bàn 01 Thị trấn và 06 xã qua 26 trạm biến áp phân phối

35/0,4kVđưa vào vận hành từ 1990 cấp điện phục vụ sản xuất, sinh hoạt cho nhân

dân trên địa bàn 01 Thị trấn và 06 xã qua 26 trạm biến áp phân phối 35/0,4kV với

với tổng công suất đặt 5.115 kVA Tổng chiều dài 41 km, dây dẫn AC-70, AC-50

Đường dây được xây dựng qua các thời kỳ, nhiều đoạn chắp vá, bao gồm nhiều loại

cột Các loại xà đã han gỉ, sứ bao gồm nhiều chủng loại khác nhau cấp điện áp từ

10kV  24kV

c Lưới điện Hạ áp:

Thực hiện chủ trương của Nhà Nước, Tập đoàn Điện Lực Việt Nam về việc

bàn giao lưới điện hạ áp nông thôn sang cho ngành điện quản lý Trong những năm

qua từ 2010-2015 Điện Lực Phù Yên đã Tiếp nhận được 26 Xã để đầu tư cải tạo

bán điện đến tận hộ

Tổng số chiều dài đường dây hạ áp: 343,5 km

Trong đó:

- Đường trục 3 pha 4 dây: 198,25 km

- Đường trục 2 pha 3 dây: 55,63 km

- Đường nhánh 1 pha 2 dây: 89,63 km

1.1.5 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 2013-2015

Khó khăn lớn nhất của Điện Lực Phù Yên là địa bàn quản lý tương đối rộng,

với tổng diện tích toàn Huyện là 1.227 km2, Lưới điện cơ bản đã được đầu tư từ rất

lâu trong đó lưới điện hạ áp mới tiếp nhận về đã xuống cấp nghiêm trọng Về điện

thương phẩm, tỉ lệ khách hàng sinh hoạt tư gia chiếm trên 70% nên công tác quản lý

kinh doanh gặp nhiều khó khăn tổn thất điện năng tăng cao

Về thuận lợi là trong nhiều năm qua Điện lực Phù Yên đã được Công ty Điện

Lực Sơn La tập trung các nguồn vốn vay thương mại, khấu hao cơ bản, để cải tạo,

nâng cấp phát triển lưới điện nên việc cung cấp điện ngày càng an toàn và ổn định

hơn

Nhận thức được khó khăn thuận lợi và với quyết tâm hoàn thành các mục tiêu

đã đề ra trong những năm qua, Điện Lực Phù Yên đã hoàn thành các chỉ tiêu kế

hoạch như sau:

Bảng 1.2 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 2013-2015

1.2 Hiện trạng lưới điện hạ áp Điện Lực Phù Yên

Lưới hạ áp của Điện Lực chủ yếu là lưới điện nhận bàn giao lại từ các chương

trình của tỉnh, huyện đầu tư “Chương trình cấp điện cho đồng bào di dân tái định

cư thủy điện Hòa Bình Chương trình 135, 1382, điện do dân tự đầu tư xây dựng”

Hiện trạng lưới điện sau khi bàn giao đã xuống cấp nghiêm trọng một số tuyến

đường dây không đảm bảo vận hành Nguyên nhân chính là do lưới điện đã được

xây dựng từ rất lâu, trong suốt quá trình vận hành không được nâng cấp cải tạo Hệ

thống đo đếm điện năng đã lâu ngày không được kiểm định và thay thế Công tơ

chủ yếu được treo trên cột không có hộp bao che

1.2.1 Đánh giá hiện trạng lưới điện:

a Về dây dẫn:

Dây dẫn chủ yếu là dây dẫn trần và dây dẫn nhiều chủng loại Trong đó trục

chính thường được sử dụng dây A50, A70 các nhánh rẽ thường là nhánh rẽ một pha

hoặc hai pha ba dây sử dụng dây dẫn A25, A35

b Về cách điện:

Cách điện chủ yếu sử dụng sứ A30, TE110, nhiều tuyến nhánh rẽ còn sử dụng

sứ đường dây thông tin Qua quá trình vận hành rất nhiều sứ bị rạn nứt, vỡ nhưng

chưa được thay thế

c Về xà:

Xà thường được sử dụng xà XĐ-0,4 cho các vị trí cột trung gian và xà

XN-0,4 cho vị trí xà néo góc và các vị trí cột xuất tuyến Qua thời gian vận hành nhiều

vị trí xà đã rỉ mọt, một số vị trí xà nhánh rẽ còn sử dụng xà gỗ

d Về cột:

Cột thường được sử dụng là cột H-7,5B và H-8,5B cho các vị trí trục chính

Các vị trí nhánh rẽ thường được sử dụng cột H-6,5B, cột bê tông tự đúc một số vị trí

còn sử dụng cột tre, cột gỗ

e Hệ thống đo đếm:

Hệ thống đo đếm chủ yếu sử dụng công tơ 1 pha 5*(20) do Việt Nam sản xuất

đã lâu ngày không được kiểm định và thay thế Công tơ chủ yếu được treo trên cột

không có hộp bao che

1.2.2 Tổn thất điện năng trên lưới điện của Điện Lực Phù Yên

a Kết quả thực hiện tổn thất điện năng từ năm 2013-2015

Bảng 1.3 Kết quả thực hiện tổn thất điện năng từ năm 2013-3015

Tổn thất điện năng chung của đơn vị

Tổn thất điện năng trên lưới điện Trung thế và trong MBA

Tổn thất điện năng trên lưới điện Hạ thế

Điện nhận đầu trạm (kWh)

Điện thương phẩm (kWh)

Tỉ lệ Tổn thất điện năng (%)

Thực trạng lưới điện Huyện Phù Yên đang có rất nhiều vấn đề cần phải quan

tâm đặc biệt là lưới điện hạ áp sau khi tiếp nhận các hệ thống lưới điện hạ áp nông

thôn Sự xuống cấp của hệ thống dây dẫn, cột, xà sứ và hệ thống đo đếm điện năng

Sự không đồng bộ trong quy hoạch thiết kế và xây dựng dẫn đến nguyên nhân tổn

thất sau tiếp nhận tăng cao ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả sản xuất kinh doanh của

Điện lực Phù Yên

1.3.2 Nguyên nhân tổn thất

Nguyên nhân tổn thất kỹ thuật:

- Tiết diện dây dẫn nhỏ, dây dẫn không đảm bảo tiêu chuẩn vận hành

- Sứ cách điện vận hành lâu ngày đã bị rạn nứt nhiều

- Hành lang lưới điện không đảm bảo,

- Bán kính cấp điện lớn phụ tải phân bố không đồng đều

- Điện áp vận hành không đảm bảo định mức

Nguyên nhân tổn thất thương mại:

- Hệ thống đo đếm không đảm bảo tiêu chuẩn

- Quản lý yếu kém dẫn đến tình trạng lấy cắp điện, sử dụng điện không qua hệ

thống đo đếm

Qua phân tích về thực trạng lưới điện và nguyên nhân gây tổn thất ta nhận

thấy rằng cần phải có một số liệu cụ thể chính xác về tổn thất kỹ thuật qua đó để

phân định rạch ròi với tổn thất thương mại Đây chính là mục đích mà luận văn

hướng tới

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

2.1 Khái niệm chung về tổn thất điện năng

2.1.1 Các định nghĩa

Tổn thất điện năng (TTĐN) trong hệ thống điện (HTĐ) nói chung là chênh

lệch giữa lượng điện năng sản xuất từ nguồn điện và lượng điện năng được tiêu thụ

tại phụ tải trong một khoảng thời gian nhất định

Trong thị trường điện, TTĐN trên một lưới điện là sự chênh lệch giữa điện

năng đi vào một lưới điện (bao gồm từ nguồn điện và các lưới điện lân cận) và

lượng điện năng đi ra khỏi lưới điện ( bao gồm cấp cho các phụ tải của lưới điện đó

hoặc đi sang các khu vực của lưới điện lân cận) trong một khoảng thời gian nhất

định Khoảng thời gian xác định TTĐN thường là một ngày, một tháng hoặc một

năm tùy thuộc mục đích hoặc công cụ xác định tổn thất điện năng

Nếu phụ tải của đường dây không thay đổi và xác định được tổn thất công suất

tác dụng trên đường dây là ∆P thì khi đó tổn thất điện năng trong thời gian t sẽ là:

∆A = ∆P.t (2.1)

Nhưng trong thực tế phụ tải của đường dây luôn luôn biến thiên theo thời gian

nên tính toán như trên không chính xác Khi đó ta phải biểu diễn gần đúng đường

cong i(t), và s(t) dưới dạng bậc thang hoá để tính toán tổn thất năng lượng với điện

áp định mức

Từ biểu thức dΔA = 3i2.R.dt, ta có:

dt U

Q P R dt (t) U

(t) S R dt 3Ri

0 2 t

2 t 2 t t

0 2

2 t

R

1

2 i 2 i n

H

2 i 2 H



Tuy nhiên, trong tính toán thường không biết đồ thị P(t), Q(t) Để tính TTĐN

ta phải dùng phương pháp gần đúng dựa theo một số khái niệm quy ước như thời

gian sử dụng công suất lớn nhất (Tmax), thời gian tổn thất công suất lớn nhất (τmax)

và dòng điện trung bình bình phương (Itbbp) Ngoài ra còn có thể sử dụng một số

phương pháp khác như sử dụng công tơ, tính theo đồ thị phụ tải, theo đặc tính xác

suất của phụ tải,…

2.1.2 Phân loại tổn thất

Theo phạm vi quản lý có TTĐN trên lưới truyền tải và TTĐN trên lưới phân

phối Tỷ lệ TTĐN trong HTĐ chủ yếu xảy ra trên lưới phân phối Theo quan điểm

của kinh doanh điện, TTĐN được phân thành hai loại là tổn thất kỹ thuật và tổn thất

thương mại hay phi kỹ thuật

TTĐN kỹ thuật: là TTĐN do tính chất vật lý của quá trình truyền tải điện năng

gây ra Loại tổn thất này không thể loại bỏ hoàn toàn mà chỉ có thể hạn chế ở mức

độ hợp lý cụ thể hơn tổn thất kỹ thuật cũng có thể chia thành hai dạng như sau:

- Tổn thất điện năng phụ thuộc vào dòng điện: là tổn thất do phát nóng trong

các phần tử, phụ thuộc vào bình phương của cường độ dòng điện và điện trở tác

dụng của phần tử Đây là thành phần chính được tính đến trong tổn thất điện năng

- Tổn thất phụ thuộc vào điện áp: bao gồm tổn thất không tải của MBA, tổn

thất vầng quang điện, tổn thất do rò điện (cách điện không tốt), tổn thất trong mạch

từ của các thiết bị đo lường…

TTĐN thương mại: là lượng TTĐN trên lưới điện không liên quan đến tính

chất vật lý của quá trình truyền tải điện năng Nguyên nhân chính là do quản lý yếu

kém gây ra Do đó không thể giải quyết bằng các biện pháp kỹ thuật, mà chỉ có thể

dùng các biện pháp quản lý trong kinh doanh Một số trường hợp có thể phân loại

để xác định tổn thất điện năng ở khâu nào, từ đó có biện pháp xử lý Ví dụ điện

năng tổn thất khi đã được sử dụng, nhưng không được đo; điện năng đã được đo

nhưng không được vào hóa đơn; điện năng đã được vào hóa đơn nhưng không được

trả tiền hoặc chậm trả tiền…TTĐN thương mại chủ yếu xảy ra ở lưới phân phối

2.1.3 Vấn đề xác định tổn thất điện năng

Nhìn chung không có cách xác định chính xác TTĐN Có nhiều nguyên nhân

nhưng chủ yếu là thiếu thông tin do hệ thống đo lường chưa đầy đủ và đồng bộ, số

liệu về lưới điện và phụ tải không chính xác… Bởi vậy, thực chất việc xác định

TTĐN là đánh giá hoặc dự báo TTĐN

Trên lưới truyền tải, hệ thống thông tin và tự động hóa thường phải đầy đủ để

đảm bảo mục tiêu quản lý vận hành an toàn, tối ưu Cũng nhờ đó việc đo lường và

đánh giá TTĐN chính xác hơn Đối với lưới điện phân phối các hệ thống thông tin,

đo lường giám sát nhìn chung đơn giản, trong khi khối lượng, chủng loại thiết bị đa

dạng nên việc đánh giá chính xác TTĐN khó khăn hơn nhiều

Bởi vì, TTĐN trong HTĐ chủ yếu nằm ở lưới điện phân phối, nên yêu cầu xác

định TTĐN chủ yếu xảy ra ở lưới này Theo nhiều tài liệu, tổn thất điện năng trong

lưới phân phối nhỏ hơn 10% được coi là chấp nhận được Nếu tổn thất điện năng

trên 15% tức là có tổn thất điện năng kinh doanh, khi đó cần tính toán tổn thất điện

năng kỹ thuật để đánh giá mức độ tổn thất kinh doanh

2.2 Các phương pháp xác định tổn thất điện năng

Dựa trên các tài liệu tham khảo [1], [2],[3], luận văn xin được phân tích tóm

tắt các phương pháp xác định tổn thất điện năng như sau:

2.2.1 Xác định tổn thất điện năng theo các chỉ số công tơ

Phương pháp xác định tổn thất điện năng thông dụng nhất là so sánh sản lượng

điện ở đầu vào lưới và năng lượng tiêu thụ tại các phụ tải trong cùng khoảng thời

gian, phương pháp này tuy có đơn giản nhưng thường mắc phải sai số lớn do một số

nguyên nhân sau:

- Không thể lấy được đồng thời các chỉ số của các công tơ tại đầu nguồn và ở

các điểm tiêu thụ cùng một thời điểm

- 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, việc

chỉnh định đồng hồ đo chưa chính xác hoặc không chính xác do chất lượng điện

không đảm bảo

Để nâng cao độ chính xác của phép đo người ta sử dụng đồng hồ đo đếm tổn

thất, đồng hồ này chỉ được sử dụng ở một số mạng điện quan trọng

2.2.2 Xác định tổn thất điện năng bằng đông hồ đo đếm tổn thất

Trong cung cấp mạng điện người ta có thể xác định tổn thất điện năng trực tiếp

bằng đồng hồ đo đếm tổn thất mắc ngay tại điểm nút cung cấp cần kiểm tra

a Cách mắc đồng hồ đo đếm tổn thất

Đối với đường dây truyền tải:

Nếu các đường dây 110/220 kV có chiều dài lớn hơn 60km thì phải đặt 2 đồng

hồ ở đầu và ở cuối đường dây, mục đích là để xét cả phần tổn thất do dòng điện

dung gây nên

Nếu đường dây có chiều dài nhỏ hơn 60km ta chỉ cần sử dụng một đồng hồ đặt

ở đầu đường dây

Đối với đường dây phân phối chỉ cần mắc một đồng hồ ở dầu đường dây là đủ

Đối với MBA đồng hồ đo đếm tổn thất được đặt trên mỗi đầu cuộn dây của MBA

ba cuộn dây và trên một trong hai cuộn dây của MBA 2 cuộn dây

b Cách xác định tổn thất điện năng theo đồng hồ đo đếm tổn thất

Công thức để xác định tổn thất điện năng trong mạng:

∆A = 3.ki2.R.N.10-3 (KWh) (2.4)

Trong đó: ki :tỷ số máy biến dòng

R: là điện trở tương đương của mạng điện

N - chỉ số của đồng hồ đo đếm tổn thất điện năng được ghi trong thời gian T

* Ưu điểm

Sử dụng đơn giản, dễ thực hiện

* Nhược điểm

- Phương pháp này chỉ xác định được tổng TTĐN của mạng, không chỉ ra

được các thời điểm cực đại và cực tiểu của phụ tải để từ đó có biện pháp san bằng

đồ thị phụ tải

- Chỉ xác định được lượng điện năng tổn thất tại thời điểm đo đếm

- Nếu cần xác định đồng thời TTĐN tại nhiều vị trí, khi đó ta phải sử dụng nhiều

công tơ gây tốn kém vì vậy cách này thường áp dụng trong những trường hợp đặc

biệt khi cần kiểm tra và số lượng công tơ sử dụng nhỏ

2.2.3 Xác định tổn thất điện năng theo phương pháp điện trở đẳng trị

Nội dung phương pháp:

Tổn thất điện năng trong mạng điện có thể xác định theo biểu thức

t R I k

A  3 f2. tb2. dt.

Trong đó: kf – là hệ số hình dạng, xác định theo chỉ số của công tơ ghi m lần

trong số thời gian khảo sát t

r

ri f

A

A m k

2

Ari - điện năng tác dụng trong lần đo thứ i

Ar - điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian t

m - số lần đo trong khoảng thời gian t

Itb – dòng điện trung bình



cos

3 U t

A

Rđt - điện trở đẳng trị của mạng điện

Đối với đường dây phân nhánh hình tia đơn giản ta có

1 1 6

1 L r

Rdt 0 (2.7) Đối với đường dây phân nhánh phức tạp hơn giống như hình dưới đây

2 mti i c

dt

k R

.k r 1

R

Trong đó: r0 - điện trở của một km đường dây

Rc - điện trở đoạn dây cung cấp

ri - điện trở nhánh dây thứ i

kmti - hệ số mang tải của nhánh dây thứ i

max

i mti

P

P

Pi - phụ tải của nhánh dây thứ i

Pmax – phụ tải nhánh dây nặng nhất

n – là số nhánh dây

* Ưu nhược điểm

Xác định TTĐN theo phương pháp này đơn giản, dễ tính toán Tuy nhiên,

đối với mạng phức tạp việc xác định điện trở đẳng trị của lưới điện lại trở nên phức

tạp và gặp khó khăn trong tính toán bởi vì khi đó điện trở đẳng trị phụ thuộc vào

dòng điện hoặc công suất phụ tải của các nhánh dây

2.2.4 Xác định tổn thất điện năng theo các đặc tính xác suất của phụ tải

Phụ tải điện là một đại lượng ngẫu nhiên, chịu tác động của nhiều yếu tố, vì

vậy tổn thất điện năng cũng là đại lượng ngẫu nhiên chịu tác động của nhiều yếu tố

Xét mạng điện phân phối bao gồm các đường dây và các trạm biến áp ta xây

dựng phương pháp xác định tổn thất điện năng trong các phần tử của mạng

a Tổn thất trên đường dây

Lượng tổn thất điện năng có thể xác định bằng lượng tổn thất tương đương gây

ra bởi dòng điện trung bình không đổi trong suốt thời gian khảo sát chạy trong

mạng điện đẳng trị theo biểu thức

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

Giá trị của kỳ vọng toán dòng điện chạy trong mạng có thể xác định theo các

chỉ số của công tơ tại lộ ra của trạm biến áp trung gian

  2 2

tb

2 x 2 r

T3U

AAI

 (2.12)

Ar, Ax - Điện năng tác dụng và phản kháng, xác định theo chỉ số của công tơ

đầu nguồn

Utb - Điện áp trung bình của mạng điện

T - Thời gian khảo sát, h

Theo quy tắc “Ba xích ma” thì dòng điện cực đại IM = M(I) + 3σ

Từ đó suy ra  

3

I M I

I M

.k I M I

D

σ   ; (2.13) Thay các giá trị của (2) và (3) vào (1) ta được giá trị tổn thất điện năng tác

dụng trên đường dây là

 

dt 2 v 2

r 3 M I 1 k R T.10

Điện trở đẳng trị của đường dây được xác định theo biểu thức

2 M

3 M dt

3I

10 ΔP

R  (2.15)

∆PM – hao tổn công suất cực đại trong mạng điện

Tổn thất điện năng phản kháng có thể xác định theo biểu thức:

∆Ax= ∆Artgφ

b Tổn thất trong các máy biến áp

Để đơn giản trong tính toán ta thay tất cả các máy biến áp bằng một máy đẳng trị có

công suất bằng tổng các công suất định mức của các máy Tổn thất trong các máy

biến áp tiêu thụ gồm 2 thành phần: thay đổi và cố định Thành phần thay đổi được

xác định tương tự như đối với đường dây theo biểu thức (2.12) với kỳ vọng toán

dòng điện chạy qua biến áp đẳng trị sẽ là

  2 2

tb2

2 x2 2

r2 ba

T3U

AAI

Utb2 - Điện áp trung bình ở cuối đường dây kV

Điện trở đẳng trị của các máy biến áp là

2 m

1 i ni

m

1 i

3 ki 2

n dtb

S

.10 ΔP U

Trong đó: Un - điện áp định mức của các MBA, kV

Sni – công suất định mức của biến áp thứ i, kVA

∆Pki – hao tổn ngắn mạch của biến áp thứ i

m - số lượng máy biến áp tiêu thụ

Vậy tổn thất điện năng tác dụng trong cuộn dây của các máy biến áp tiêu thụ

là:

∆Acu = 3M(I)b (1+k2 )Rđtb.T.10-3 (KWh) (2.18) Thành phần tổn thất cố định trong lõi thép của biến áp được xác định theo biểu



1 i 0i 2

n

2 tb2

U

U

ΔA (KWh) (2.19)

Tổng tổn thất điện năng tác dụng trong mạng phân phối là:

∆A∑ = ∆Ar + ∆Acu + ∆AFe (2.20)

* Ưu điểm

Tổng tổn thất điện năng ở đây chỉ cần dựa vào các dữ kiện về lượng điện năng

tiêu thụ tại đầu vào, dòng điện cực đại của mạng và mức chênh lệch điện áp giữa

đầu vào và cuối đường trục Các thông số này được xác định dễ dàng bằng các thiết

bị đo thông dụng Điều đó giảm đáng kể thời gian thu thập và xử lý số liệu, đồng

thời nâng cao độ chính xác của phép tính

* Nhược điểm

- Để tính được TTĐN trên đường dây ta vẫn phải xác định được điện trở đẳng

trị của mạng điện, điều này gặp khó khăn khi mạng điện phức tạp có nhiều nhánh

và điểm nút giống như đã nói với phương pháp tính hao tổn theo điện trở đẳng trị

- Phương pháp trên chỉ đạt độ chính xác cao khi sự phân bố xác suất của phụ

tải điện tuân theo quy luật hàm phân phối chuẩn, vì vậy muốn sử dụng phương pháp

này ta phải tiến hành đánh giá xtôi phụ tải điện trong mạng tính toán có tuân theo

quy luật hàm phân phối chuẩn hay không

2.2.5 Phương phỏp xỏc định tổn thất điện năng theo đường cong tổn thất

Thực chất của phương phỏp tớnh tổn thất theo đường cong tổn thất là tiến hành

tớnh toỏn trờn cơ sở biểu đồ phụ tải điển hỡnh Giả thiết biết được đồ thị phụ tải và

cosφ của tất cả cỏc nỳt, coi thanh cỏi nguồn cung cấp là nỳt cõn bằng, tớnh toỏn phõn

bố dũng và xỏc định tổn thất cụng suất tổng ∆P ứng với mỗi thời điểm của biểu đồ

phụ tải, từ đú xỏc định được tổn thất điện năng theo khoảng thời gian tớnh toỏn Tức

là nếu lưới điện cú cấu trỳc và phương thức vận hành hoàn toàn xỏc định thỡ sẽ tồn

tại một đường cong tổn thất duy nhất như hỡnh vẽ

Biểu đồ phụ tải

Biểu đồ tổn thất điện năng

Đuờng cong tổn thất

điện năng

Đuờng cong tổn thất công suất P = f(

t 24

24 t

P M

P

P)

Ta cú thể xỏc định được tổn thất điện năng tổng trong ngày đờm thụng qua

biểu đồ phụ tải cụng suất tổng tại thanh cỏi dựa vào biểu đồ phụ tải của trạm biến

ỏp

* Ưu điểm: Khi đó xõy dựng được đường cong tổn thất thỡ việc xỏc định tổn

thất điện năng dễ dàng và nhanh chúng

Từ đường cong tổn thất và biểu đồ phụ tải cho ta xỏc định được ΔPmax, ΔPmin

và τ

Là cụng cụ rất hiệu quả để giải quyết cỏc bài toỏn khỏc nhau liờn quan đến tớnh

kinh tế, kỹ thuật, vận hành cung cấp điện do xõy dựng được họ đường cong với cỏc

giỏ trị khỏc nhau

*Nhược điểm: Để xây dựng được đường cong tổn thất công suất ta phải thu

thập nhiều thông tin, xây dựng biểu đồ phụ tải và tiến hành hàng loạt các phép tính

xác định ΔPi, ứng với Pi, cách làm này mất nhiều thời gian và tính toán phức tạp

Biểu đồ phụ tải là do đo đếm, số liệu thống kê điển hình tuy chính xác với số

liệu cụ thể nhưng lại ít chính xác khi ứng dụng thực tế do đo đếm không đồng thời

Không áp dụng tính cho mọi lưới điện vì mỗi lưới có một đường cong tổn thất

công suất đặc trưng

Trong một lưới điện khi cấu trúc lưới thay đổi thì ta lại có một đường cong tổn

thất riêng Muốn vậy, ta phải có một họ đường cong cụ thể như vậy sẽ rất mất thời

gian và công sức

2.2.6 Xác định tổn thất điện năng theo cường độ dòng điện thực tế

Tổn thất điện năng trong mạng điện phân phối chủ yếu là tổn thất tỷ lệ với

bình phương dòng điện chạy trong mạng và được xác định theo biểu thức:

3 T

0

2

t.dt 10 I

3R



 (2.21)

∆A - Tổn thất điện năng trong mạng điện 3 pha

It – Dòng điện chạy trong mạng, A

R - Điện trở của mạng, Ω

T – Thời gian khảo sát, h

* Ưu điểm:

Nếu ta xây dựng được đường cong bình phương cường độ dòng điện thực tế

thì phương pháp này cho kết quả chính xác

*Nhược điểm:

Trong thực tế cường độ dòng điện luôn biến đổi, nó phụ thuộc vào rất nhiều

yếu tố Vì vậy xác định tổn thất điện năng theo công thức (2.21) là rất phức tạp

2.2.7 Xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải

Để khắc phục sự phức tạp của việc xác định cường độ dòng điện thực tế, ta có

thể xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải bằng cách biểu diễn sự biến thiên

của bình phương cường độ dòng điện hoặc công suất theo thời gian I2 = f(t) hoặc S2

= f(t) Khi đó tổn thất điện năng ∆A được xác định theo công thức:

2

2 t

0

2 t t

0

2

t U

t Q dt t U

t P R dt S R dt I 3R

Để xác định được tổn thất điện năng thực tế với giả thiết trong khoảng thời

gian ∆t ta coi giá trị dòng điện hay công suất là không đổi và coi điện áp bằng điện

áp định mức đồng thời bằng cách bậc thang hoá đường cong ta xác định được lượng

n

i

i t H

t Q P U

R t S U

1

2

Với n là số bậc thang của đồ thị phụ tải

Phương pháp xác định này tuy đơn giản nhưng đòi hỏi phải có đồ thị phụ tải

mà không phải bao giờ cũng có thể xây dựng được ở tất cả các điểm nút cần thiết

* Ưu điểm

Công thức tính toán đơn giản

Dựa vào đồ thị phụ tải năm ta có thể xác định TTĐN trong năm

* Nhược điểm

Phải xây dựng được đồ thị phụ tải năm, tức là phải khảo sát lưới điện trong

thời gian một năm

Để tính tổn thất điện năng trong năm cần phải tính với mỗi chế độ của đồ thị

phụ tải năm

Để xác định tổn thất điện năng theo phương pháp này ta phải giả thiết trong

khoảng thời gian Δt ta coi giá trị của dòng điện hay công suất là không đổi, nếu Δt

lớn dẫn đến sai số lớn

2.2.8 Xác định tổn thất điện năng theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất

a Phương pháp xác định theo τ

Đây là phương pháp đơn giản và sử dụng thuận tiện nhất Trong các trạng

thái, ta chọn trạng thái có ΔP lớn nhất và tính tổn thất ở trạng thái này, tổn thất

tương đương gây ra bởi dòng điện cực đại chạy trong mạng với thời gian tổn thất

lớn nhất theo công thức:

∆A = 3I2

max.R.10-3τ = ΔPmax.τ (2.24) Trong đó: Imax – Dòng điện lớn nhất chạy trong mạng,

τ – Là thời gian tổn thất công suất lớn nhất, tức là nếu mạng điện liên tục

tải Imax hay Pmax thì sẽ TTĐN trong mạng vừa đúng bằng tổn thất trên thực tế

Phương pháp này cũng gặp trở ngại là thời gian tổn thất công suất lớn nhất

thay đổi phụ thuộc vào tính chất phụ tải, hệ số công suất, thời gian sử dụng công

suất lớn nhất v.v … Vì vậy việc tính toán tổn thất điện năng theo công thức (2.24)

cũng mắc sai số lớn Giá trị thời gian tổn thất công suất lớn nhất được xác định theo

đồ thị phụ tải như sau:

 

i 2 i 2

max

T

0 2 max

2 t 2

1 I

dt I P

dt t P

Và τ không phải bao giờ cũng có thể xác định được một cách dễ dàng, do đó

trong thực tế khi không có đồ thị phụ tải người ta áp dụng một số công thức thực

max

min max

max max

P

P 1 P

2P T

T 1

T T T

Phương pháp này ta coi đồ thị phụ tải của công suất tác dụng và công suất

phản kháng đồng thời lớn nhất, giả thiết này dẫn đến sai số lớn trong tính toán

Ngoài ra phương pháp này không được sử dụng để tính toán khi điện trở của đường

dây thay đổi ví dụ như dây thép

* Ưu điểm

- Tính toán đơn giản

- Giá trị Imax hay Pmax xác định được nhờ khảo sát và đo đếm

- Nếu một đường dây cấp điện cho các trạm tiêu thụ có tính chất giống nhau

thì khối lượng đo đếm không lớn

- Cho biết tình trạng làm việc của toàn lưới, xác định được phần tử nào làm

việc không kinh tế

* Nhược điểm:

Việc xác định chính xác giá trị τ rất khó nếu không có đồ thị phụ tải

Khi không có đồ thị phụ tải ta phải xác định τ theo Tmax thông qua các công

thức thực nghiệm dẫn đến kết quả tính toán có sai số lớn

Trên lưới điện có nhiều phụ tải để xác định được giá trị của τ ứng với nhiều

phụ tải sẽ tốn rất nhiều công sức và thời gian

b Phương pháp xác định theo τ p và τ q

Để giảm bớt sai số khi tính toán tổn thất công suất cần phải xét đến hình dáng của

đồ thị phụ tải, hệ số công suất và trong một ngày đêm giá trị cực đại công suất tác

dụng và phản kháng có xảy ra đồng thời không

Để xét đến điều kiện trên, người ta dùng phương pháp xác định tổn thất điện

năng theo τp và τq.

Trong công thức ∆A = ΔPmax.τ tổn thất công suất lớn nhất được phân tích thành

hai thành phần ΔPp( tổn thất do công suất tác dụng P gây ra) và ΔPq ( tổn thất do công

suất phản kháng Q gây ra) Thời gian tổn thất công suất lớn nhất τ cũng được phân

tích thành τp, τq Khi đó tổn thất điện năng được xác định theo công thức:

ΔA = ΔPp.τp + ΔPq.τq (2.29)

Đối với phương pháp này gặp khó khăn là đồ thị công suất phản kháng kém chính

xác và hầu như không biết nên phương pháp này ít được sử dụng

c Tính bằng phương pháp 2 τ

Để tính theo phương pháp này người ta xét đến trạng thái phụ tải cực đại và

cực tiểu Trong đồ thị phụ tải ngày đêm người ta chia làm hai phần theo khoảng thời

gian tmax và tmin, tmax là khoảng thời gian phần đồ thị chứa công suất cực đại, tmin là

phần thời gian còn lại trên đồ thị phụ tải tương ứng với phần có công suất cực tiểu

Điện năng tiêu thụ trong một ngày đêm Anđ có thể viết theo công thức:

Anđ = Pmax.tmax + Pmin.tmin (2.30) Trong đó: tmax + tmin = 24 giờ

Suy ra:

min max

min nd

max

P P

24P A

Ta sử dụng mỗi phần đồ thị đó theo nguyên tắc diện tích tương tự như ta xác

định được thời gian tổn thất công suất của mỗi phần đồ thị

1

2 min

2 min

1

2 max

2 max

.

.

t

i i

t

i i

t P P

t P P

i

t

i

t P

P

t P

1

2

max min

2

1 max max

Atbnđ - điện năng ngày đêm trung bình để tính toán;

Anđ - điện năng ngày đêm của ngày chọn để tính toán

2.2.9 Xác định tổn thất điện năng theo dòng điện trung bình bình phương

Trên đồ thị biểu diễn bình phương dòng điện phụ tải với thời gian, ta dựng một

hình chữ nhật có đáy là 8760h và có diện tích bằng diện tích giới hạn bởi đường

cong i2(t) và các trục toạ độ thì chiều cao của hình chữ nhật gọi là dòng điện trung

bình bình phương kí hiệu là Itbbp

Theo đồ thị ta có:

.8760 3RI

dt i 3R

tbbp 8760

8760

τ I 8760

dt i

2 max 8760

0 2

Nếu thời gian truyền tải hàng năm là T khi đó:

T

dt i I

8760

0 2

tbbp



 (2.33) Với đồ thị phụ tải cho bằng công suất thì tổn thất điện năng xác định theo biểu

thức:

RT U

S R t U

S

t U

S t

U

S ΔA

2 H

2 tbbp n

2

H

n 2

2

H

2 1

Trong đó: S1, S2, S3 - Là công suất truyền tải ứng với thời gian τ1, τ2, τ3

Stbbp – Là công suất trung bình bình phương

Nếu đồ thị phụ tải có dạng bậc thang thì dòng điện trung bình bình phương

được xác định như sau :

n 2

1

n 2 n 1

2 2 1 2 1 tbbp

t

t t

.t I

.t I t I I

Điện trở đẳng trị của mạng điện thay đổi theo dòng điện nên tính toán theo

dòng cực đại sẽ gây sai số lớn

Với lưới phức tạp có nhiều điểm nút, việc xác định dòng chạy trong các nhánh

đó lại trở nên phức tạp

2.2.10 Xác định tổn thất điện năng theo hệ số tổn thất

Một cách khác để đánh giá TTĐN là dựa vào hệ số tổn hao[3] Các tham số

liên quan bao gồm:

- Hệ số tải (Load factor): là tỷ số giữa công suất trung bình trên công suất cực

Trong đó: AT: là điện năng cung cấp trong thời gian T

- Hệ số tổn thất (Loss Factor): Là tỷ số giữa tổn thất công suất trung bình trên

tổn thất công suất lớn nhất ứng với công suất phụ tải cự đại

Trong đó: A Tlà TTĐN trong thời gian T ví dụ là 1 năm

- Quan hệ giữa Tmax, τ, với LF và LSF: Từ định nghĩa LF và LSF ta có thể suy

ra những mối liên hệ sau:

max

T LF

tbbp

P LsF

- Quan hệ giữa LF và LSF được xây dựng dưới dạng các hàm thực nghiệm dựa

trên tính toán thực nghiệm cho các lưới điện và phụ tải khác nhau

Nhìn chung ta có: LF2< LSF < LF