Lưới điện có 1 vòng kín gồm 7 nhánh đường dây: Lưới điện hạ áp 0,4 kV có 1 vòng kín nhưng vận hành hở như Hình 37 gồm 7 khóa điện là: 2-3; 4-5; 6-7; 8-9; 10- 11; 12-13; 13-14 Với điện trở các nhánh là 002 và các phụ tải tại các nút 3, 5, 7, 9, 11, 13 Công suất của các tải được thể hiện ở Bảng 41 Trạm biến áp hiện hữu là 400kVA, dòng điện nhánh cho phép sau trạm biến áp là 95A
Hình 41 Mạng 1 nguồn có 7 nhánh
B ng 41ả Số liệu của phụ tải
Ở điều kiện vận hành bình thường thì có khóa 6-7 là mở với tổn thất công suất là 2,48kW Tổn thất công suất được thể hiện ở Bảng 42 Với dung lượng biến áp hiện tại thì máy biến áp quá tải và đường dây sau trạm biến áp cũng quá tải Dòng điện sau máy biến áp là 116A, quá tải so với dòng cực đại của dây dẫn cho phép như Hình 42
Tải Nút Công suất
P (kW) Q (kVAr) Load11 11 70 50 Load13 13 60 50 Load3 3 85 70 Load5 5 80 70 Load7 7 60 45 Load9 9 30 20 Tổng 385 305
Hình 42 Dòng đi n trên các nhánh c a lệ ủ ưới đi nệ
B ng 42ả Tổn thất công suất của lưới điện khi vận hành bình thường
Ở đây cần có các giải pháp để giảm tổn thất công suất thông qua tái cấu hình lưới điện Tính phân bố công suất các vòng kín: tìm ra nhánh dòng điện là bé nhất, xác định được khóa mở của nhánh đó trong vòng kín, tức khóa mở nào có dòng điện là bé nhất trong vòng kín Dữ liệu tính toán được thể hiện ở Bảng 43
Đường dây Nút đầu Nút cuối Loại Pha Chiều ΔP (W)
Line11-12 12 11 Line ABC 1000 458
Line1-2 1 2 Line ABC 1000 674
Line14-1 1 14 Line ABC 1000 950
Line3-4 3 4 Line ABC 1000 156
Line5-6 5 6 Line ABC 1000 0
Line7-8 8 7 Line ABC 1000 62
Line9-10 10 9 Line ABC 1000 181
B ng 43ả Dòng điện tính toán khi đóng khóa điện 5-6, đường dây 7-6
Hình 43 Cấu hình lưới điện khi vận hành kín
Như vậy, từ Bảng 43 cho thấy đường dây 7-8, tức khóa 8-9 có dòng điện là bé nhất, như Hình 43 Lúc này để lưới điện vận hành tối ưu thì mở khóa 8-9 Kết quả được thể hiện ở Hình 44 và khi thực hiện TOPO của PSS- ADEPT cũng cho kết quả tương tự, như Hình 45 Tuy nhiên, dòng điện nhánh sau trạm biến áp lúc này là 117A, quá tải so với dòng điện cho phép của dây dẫn là 95A
Đường dây Từ nút Đến nút Dòng điện
Line11-12 12 11 35 Line1-2 2 1 63 Line14-1 1 14 54 Line3-4 4 3 36 Line5-6 6 5 11 Line7-8 8 7 6 Line9-10 10 9 14
Hình 44 Lưới điện khi vận hành hình tia, khóa mở 8-9
Hình 45 Cấu hình lưới khi tính bằng TOPO
Khi vận hành lưới điện với khóa mở 8-9, tương ứng đường dây 7-8 Kết quả cho thấy tổn thất công suất giảm xuống chỉ còn gần 2,406 kW so với ban đầu là 2,48
kW Như vậy, kết quả này cho thấy khi mở khóa điện có dòng điện bé nhất khi vận hành mạch kín đã cho tổn thất của toàn lưới điện là bé nhất sẽ cho tổn thất toàn lưới là bé hơn
B ng 4 4ả Tổn thất công suất khi vận hành với khóa mở 8-9, đường dây 7-8
Việc tái cấu hình lưới điện, làm giảm tổn thất công suất nhưng trong trường hợp này chưa giải quyết được vấn đề quá tải trong lưới điện: Quá tải đường dây và quá tải trạm biến áp Do đó, ở lưới điện hạ áp 0,4kV cần mở rộng cũng như nhu cầu của phụ tải đặt thêm trạm biến áp cho lưới điện Lúc này cần xác định: Dung lượng cần lắp đặt và vị trí lắp đặt trong lưới điện Ngoài ra cũng xem xét các yếu tố như vị trí có thể đặt trạm biến áp, diện tích khả dụng, địa hình, địa thế, tính chất vật lý và địa chất của đất, lối vào/ra của trạm…
Đường dây Nút đầu Nút cuối Loại Pha Chiều
dài ΔP (W)
Line11-12 12 11 Line ABC 1000 208
Line1-2 1 2 Line ABC 1000 1098
Line14-1 1 14 Line ABC 1000 576
Line3-4 3 4 Line ABC 1000 399
Line5-6 5 6 Line ABC 1000 109
Line7-8 8 7 Line ABC 1000 0
Line9-10 10 9 Line ABC 1000 18
Hình 46 Lưới điện được mở rộng đặt thêm trạm ở nút số 9
Với dung lượng của trạm đã lắp đặt hiện hữu là 400kVA chưa đáp ứng được nhu cầu của tải Do đó cần lắp đặt thê dung lượng trạm biến áp là 250 kVA nhằm đảm bảo trạm hiện hữu không bị quá tải và khả năng tải tăng lên trong thời gian sắp tới Với dung lượng 250 kVA chọn số lượng là 1 trạm biến áp bổ sung, như Hình 46
Hình 47 V n hành lậ ưới đi n kínệ
Lúc này, lưới điện được thể hiện là có 2 nguồn điện cung cấp từ 2 trạm biến áp 22/04 kV được cung cấp từ đường dây trung thế 22kV Như vậy, việc xác định khóa
mở mới thay đổi so với khóa mở ban đầu nhằm mục tiêu giảm tổn thất công suất Tương tự, vận hành trên mạch kín nhằm tìm ra khóa mở có dòng điện bé nhất Vận hành với 2 khóa mở để đảm bảo lưới điện vận hành hình tia mới là khóa 4-5 và 12- 13 vì có dòng điện trên nhánh là bé nhất
Hình 48 V n hành v i 2 khóa m m i là khóa 4-5 và 12-13ậ ớ ở ớ
B ng 45ả Tổn thất công suất khi có trạm biến áp mới trong lưới điện
Đường dây Nút đầu Nút cuối Loại Pha Chiều ΔP (W)
Line11-12 12 11 Line ABC 1000 0
Line1-2 1 2 Line ABC 1000 677
Line14-1 1 14 Line ABC 1000 139
Line3-4 3 4 Line ABC 1000 156
Line5-6 5 6 Line ABC 1000 0
Line7-8 8 7 Line ABC 1000 97
Line9-10 10 9 Line ABC 1000 127
Kết quả cho thấy khóa mở 12-13, tương ứng với đường dây 11-12 có dòng điện là bé nhất, đồng thời mở khóa 6-7, tương ứng với đường dây 5-6 có dòng điện bé thứ 2 được thể hiện trên Hình 47 Như vậy, khóa điện 12-13 và khóa 6-7 là khóa điện cần mở để lưới điện vận hành với cấu hình có tổn thất công suất là bé nhất Từ Bảng 45, với cấu hình lưới điện mới tổn thất giảm xuống còn 1,186 kW và dòng điện trên nhánh không bị quá tải Khi sử dụng công cụ TOPO cũng cho kết quả tương tự, như Hình 49
Hình 49 Lưới điện khi có thêm trạm biến áp sau khi chạy TOPO
Khi vận hành lưới điện có trạm biến áp bổ sung cùng với tái cấu hình lưới (tương ứng với khóa mở 12-13 và 4-5, tương ứng đường dây 11-12 và đường dây 3-4) cho kết quả cho thấy tổn thất công suất giảm xuống chỉ còn 1,186 kW so với ban đầu là 2,48 kW Như vậy, kết quả này cho thấy khi cấy thêm trạm biến áp kết hợp với tái cấu hình lưới đã cho tổn thất công suất của toàn lưới điện là bé nhất và không có quá tải trên đường dây Bảng 46 cho thấy với mỗi vị trí được lựa chọn sẽ có giá trị tổn thất khác nhau và chống được quá tải khi cấy trạm và tái cấu hình sau khi cấy trạm sẽ giảm giá trị tổn thất của toàn lưới điện
B ng 4 6 Tóm t t các trả ắ ường h p c a lợ ủ ưới đi n 15 nútệ
Như vậy khi áp dụng thuật toán đề xuất vào lưới điện cụ thể đã cho kết quả khả quan với các số liệu tổn thất được giảm so với lưới điện ban đầu khi cấy trạm biến áp nhằm đáp ứng nhu cầu phụ tải tăng theo nhu cầu tực tiễnTừ đây, cho thấy phương pháp đề xuất có thể áp dụng một lưới điện cụ thể khác