Để đơn giản cho việc tớnh toỏn ta thay tất cả cỏc mỏy biến ỏp bằng một mỏy biến ỏp đẳng trị cú cụng suất bằng tổng cụng suất định mức của cỏc mỏy. Tổn thất trong mỏy biến ỏp tiờu thụ gồm hai thành phần là tổn thất thay đổi ∆Acu và tổn thất điện năng khụng thay đổi trong mỏy biến ỏp ∆AFe.
- Kỳ vọng toỏn chạy trong mỏy biến ỏp là:
;
Trong đó: Ar2, Ax2 – Điện năng tỏc dụng và phản khỏng ở cuối mạng đẳng trị Ar2 = Ar –∆Ar ;
Ax2 = Ax – ∆Ax ;
Utb2 – Điện ỏp trung bỡnh ở cuối đường dõy kV. Điện trở đẳng trị của cỏc mỏy biến ỏp là:
;
Trong đó: Un - Điện ỏp định mức của cỏc mỏy biến ỏp (kV); Sni - Cụng suất định mức của mỏy biến ỏp thứ i (kVA); ∆Pki - Hao tổn ngắn mạch của mỏy biến ỏp thứ i ; m - Số lượng mỏy biến ỏp tiờu thụ.
∆Acu = 3[M(I)ba]2(1+k2v)Rđtr.T.10-3 (kWh).
Thành phần tổn thất cố định hay tổn thất trong lừi thép của mỏy biến ỏp được xỏc định theo biểu thức sau:
;
∆P0i - hao tổn khụng tải của mỏy biến ỏp thứ i. 2.4 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP
Đặc điểm của mạng điện hạ ỏp là số lượng dõy dẫn ở cỏc đoạn dõy khỏc nhau, phụ tải rải rỏc dọc cỏc tuyến dõy, giỏ trị điện ỏp thấp, mức độ phi đối xứng cao. Nờn việc xỏc định tổn thất trờn lưới điện này khỏ phức tạp, ngoài ra do điện ỏp thấp nờn tổn thất khụng chỉ xuất hiện trờn cỏc phần tử của mạng điện mà còn cú cả trờn cỏc mối nối, điểm tiếp xỳc,… Hiện nay cú nhiều phương phỏp xỏc định tổn thất điện năng trong lưới hạ ỏp song độ chớnh xỏc của cỏc phương phỏp lại rất khỏc nhau. Ta xét phương phỏp thụng dụng sau: 2.4.1 Phương phỏp tớnh tụ̉n thṍt điện năng dựa trờn kết quả đo điện ỏp tại
điểm nằm ở cuối đường trục (ỏp dụng với lưới điện bṍt kỳ)
Đối với mạng điện phức tạp, hao tổn cụng suất cú thể xỏc định theo biểu thức sau:
∆PΣ = kp.U.I.∆UΣ%10-2 (kW);
Tuy nhiờn ở đõy hệ số kp phải được hiệu chỉnh, phụ thuộc vào mức độ phi đối xứng và kết cấu của đường dõy hạ ỏp. Cỏc kết quả nghiờn cứu thực tế cho thấy sự liờn hệ giữa hệ số kp với kết cấu mạng điện, mức độ phi đối xứng là khỏ phức tạp, trong một trừng mực nhất định cú thể biểu thị mối quan hệ này một cỏch gần đỳng như sau:
Trong đó: ks- hệ số phụ thuộc vào kết cấu lưới và số lượng tải trờn sơ đồ hỡnh tia; kkdv- hệ số phản ỏnh mức độ phi đối xứng của lưới;
k0 - hệ số phản ỏnh tổn thất cụng suất trờn dõy trung tớnh; Ffa - tiết diện dõy pha;
F0 - tiết diện dõy trung tớnh.
Từ cỏc kết quả nghiờn cứu ở cỏc mạng điện thực tế cú thể lấy cỏc giỏ trị của kp phụ thuộc vào độ phi đối xứng như bảng số liệu thực nghiệm sau:
kfdx% 5 ữ 10 11 ữ 15 16 ữ 20 21 ữ 25
kp 0,97 ữ 0,93 0,9 ữ 0,85 0,85 ữ 0,8 0,8 ữ 0,7
Trỡnh tự tớnh toỏn:
Giả sử trờn lưới điện cú tất cả X đường dõy 0,4kV và được chia làm N nhúm đường dõy. Mỗi nhúm cú tất cả là X/N đường dõy cú đặc tớnh tĩnh tương đối giống nhau (về tiết diện dõy dẫn Ffa, F0, chiều dài, hệ số cụng suất, phụ tải tổng cao nhất đầu đường dõy). Trờn mỗi nhúm ta chỉ chọn một đường dõy làm điển hỡnh để tớnh toỏn. Trỡnh tự tớnh toỏn được thực hiện theo cỏc bước sau:
Bước 1: Xỏc định mức độ phi đối xứng trờn mỗi nhúm tải để từ đú xỏc định hệ số kp.
Bước 2: Xỏc định độ lệch điện ỏp ∆U%: Tiến hành đo và xỏc định (∆Umax%, ∆Umin%) ứng với chế độ cụng suất cực đại Pmax và cực tiểu của nhúm đường dõy tương ứng, sau đú tớnh giỏ trị trung bỡnh và xỏc định hệ số cụng suất cosϕtb của lưới.
Bước 3: Tiến hành xỏc định tỉ lệ phần trăm trung bỡnh tổn thất cụng suất trờn toàn lưới theo biểu thức sau:
, (%);
Tỷ lệ phần trăm trung bỡnh tổn thất cụng suất trờn lưới 0,4kV chớnh là tỷ lệ phần trăm trung bỡnh tổn thất điện năng trờn toàn lưới: ∆Ptb% = ∆Atb% (%).
Bước 5: Tổn thất điện năng của toàn lưới 0,4kV được xỏc định như sau: ∆A = A. ∆Atb% (kWh);
A: Là tổng điện năng tiờu thụ trong mạng điện hạ ỏp (kWh). 2.4.2 Xỏc định tụ̉n thṍt điện năng theo phương phỏp thực nghiệm
a) Biểu thức 1:
Tổn thất trong mạng điện hạ ỏp được xỏc định theo cỏc số liệu đo đếm của cỏc pha ở chế độ phụ tải cực đại.
;
Trong đó: IA, IB, IC - dòng điện cực đại trờn cỏc pha; Rdt - điện trở đẳng trị của mạng điện; kfdx: - hệ số phi đối xứng;
;
Trong đó: a1, a2 - cỏc hệ số hồi quy xỏc định theo cỏc số liệu thống kờ; UA, UB, UC- điện ỏp tại cỏc đầu lộ của cỏc pha;
UA’. UB’, UC’ - điện ỏp ở cuối lộ của cỏc pha; ;
Imax - dòng điện lớn nhất trong cỏc pha: Max(IA, IB, IC);
b0, b1 - cỏc hệ số hồi quy, phụ thuộc vào tớnh chất của phụ tải, cú giỏ trị trong bảng sau:
Phụ tải b0 b1
Hỗn hợp 0,18 2,34 b) Biểu thức thứ hai:
Tổn thất điện năng trờn lưới điện hạ ỏp cũng cú thể xỏc định theo cụng thức sau:
;
Trong đó: δ - hệ số xỏc định theo mức tăng thực tế giỏ trị trung bỡnh của dòng điện phụ tải (δ = 1 ữ 1,1) và thường lấy δ = 1,06;
A - điện năng truyền tải trờn lưới 0,4kV (kWh); T - thời gian vận hành của lưới điện (h);
Un - điện ỏp định mức của lưới;
k2f - hệ số phụ thuộc vào mức chờnh lệch cỏc giỏ trị dòng điện phụ tải tại cỏc thời điểm khỏc nhau so với giỏ trị trung bỡnh;
;
kfdx - hệ số phi đối xứng, biểu thị lượng năng lượng tổn thất do mất đối xứng giữa cỏc pha, cú thể được tớnh theo cụng thức thứ nhất.