Hao tổn điện năng trờn toàn lưới điện bằng tổng hao tổn điện năng trong mỏy biến ỏp và trờn đường dõy. Ta cú:
383008 90261 473269( )
L ba dd
A A A kWh
Theo số liệu Điện lực Gia Bỡnh cung cấp. Điện năng tiờu thụ trờn lộ 471- E27.2 năm 2015 là 12944259(kWh). Ta cú cụng thức tớnh hao tổn điện năng theo % là: ΔA%L = AL A .100= 1294425 473269 .100 3 % 9 ,66
Đỏnh giỏ tỡnh trạng lưới điện:
Về thời gian làm việc của phụ tải: lộ 471-E27.2 cấp điện chủ yếu cho cỏc phụ tải nụng nghiệp, sinh hoạt nờn tớnh chất làm việc của phụ tải phụ thuộc vào nhiệt độ, thời tiết và mựa vụ, thời gian sử dụng cụng suất cực đại chủ yếu vào thời điểm sinh hoạt của cỏc hộ gia đỡnh. Thời điểm cực tiểu là vào ban đờm khi mọi người ớt sử dụng. Cụng suất cực đại và cụng suất cực tiểu chờnh lệch nhau lớn.
Mựa hố thời gian sử dụng cụng suất cực đại lớn (16,44h), hệ số điền kớn của đồ thị phụ tải lớn, chờnh lệch giữa cụng suất cực đại và cụng suất cực tiểu khoảng 2 lần. Do mựa hố nhu cầu sử dụng cỏc thiết bị làm mỏt ( chủ yếu là quạt và một số ớt điều hũa) lớn, sử dụng tất cả thời gian trong ngày, vào cỏc giờ cao điểm buổi trưa và buổi chiều tối cũn sử dụng cỏc thiết bị phục vụ cho nấu nướng, sinh hoạt; chiếu sỏng vào buổi tối,
Mựa đụng thời gian sử dụng cụng suất cực đại nhỏ ( 10,7h), hệ số điền kớn của phụ tải nhỏ, cụng suất cực đại và cụng suất cực tiểu chờnh lệch nhau 5 - 6 lần. Do mựa đụng ngoài cỏc thiết bị điện được sử dụng chủ yếu là cỏc thiết bị phục vụ cho nấu nướng, sinh hoạt, chiếu sỏng thỡ vào giờ cao điểm buổi tối
cũn sử dụng bỡnh nước núng, mỏy sấy túc… vỡ vậy cụng suất cực đại tăng vọt so với cụng suất cực tiểu.
Hệ số sử dụng cụng suất khỏ cao (0,98) do phụ tải chủ yếu là phụ tải sinh hoạt, cỏc thiết bị phần lớn là thắp sỏng, nấu nướng, sinh hoạt và giải trớ. Và cú đặt tụ bự ở cuối đường dõy.
Tỡnh trạng làm việc của cỏc mỏy biến ỏp: để xột tỡnh trạng làm việc của cỏc mỏy biến ỏp ta tiến hành tớnh hệ số mang tải của trạm. Cụng thức tớnh như sau:
max max cos . mt dm dm S P k S S (4.18) Vớ dụ trạm Hương Vinh: 176,93 1 0,98.180 mt k
Tớnh toỏn tương tự cho cỏc trạm cũn lại ta cú bảng kết quả 4.12
Bảng 4.12: Hệ số mang tải của cỏc mỏy biến ỏp
STT Trạm biến ỏp S (kVA) Pmax (kW) kmt
1 Hương Vinh 180 176,93 1,00 2 THPT Gia Bỡnh 2 160 54,06 0,34 3 Hương Vinh 2 180 117,25 0,66 4 Nghĩa Thắng 180 97,52 0,55 5 Phỳ Thọ 180 86,02 0,49 6 Đại Lộc 2 180 77,74 0,44 7 Hồng Thỏi 320 115,64 0,37 8 Thụn Vàng 180 61,06 0,35 9 Đại Lộc 180 166,38 0,94 10 Xuõn Lai 2 400 225,07 0,57 11 Phỳc Lai 100 108,12 1,10 12 Phỳc Lai 2 100 71,96 0,73 13 B. Xuõn Lai 320 167,28 0,53 14 Xuõn Lai 400 264,28 0,67 15 Hương Triện 320 316,31 1,01 16 Định Cương 100 96,64 0,99 17 Phương triện 250 124,57 0,51 18 Phương triện 2 180 83,21 0,47 19 Trần Sơn 560 329,54 0,60 20 Ấp Lai 100 46,62 0,48 21 Đại Lai 180 138,06 0,78 22 Đại Lai 2 250 126,86 0,52
23 Huề Đụng 250 212,98 0,87 24 Huề Đụng 2 180 99,05 0,56 25 Tõn Hương 2 180 78,29 0,44 26 Trung Thành 320 197,19 0,63 27 Trung Thành 2 250 163,16 0,67 28 Bảo Thỏp 180 136,15 0,77 29 Đống Đỏ 180 75,31 0,43 30 Đống Cao 180 57,82 0,33 31 Hiệp Sơn 2 320 232,83 0,74 32 Du Tràng 2 250 188,8 0,77 33 Du Tràng 100 87,97 0,90 34 Hiệp Sơn 180 82,22 0,47 35 B.Ích Phỳ 100 122,78 1,25 36 Lập Ái 1 180 120,52 0,68 37 Lập Ái 2 180 108,94 0,62 38 Tiờu Xỏ 2 180 113,88 0,65 39 Tiờu Xỏ 3 50 17,74 0,36 40 T. Ích Phỳ 180 137,23 0,78 41 Từ Ái 180 128,9 0,73 42 Hữu Ái 250 130,52 0,53 43 Tiờu Xỏ 180 78,91 0,45 44 B. Giang Sơn 400 93,55 0,24 45 Chi Nhị 2 320 157,11 0,50 46 Chi Nhị 250 153,94 0,63 47 NMNS Song Giang 75 50,79 0,69 48 B. Song Giang 560 409,15 0,75 49 B. Song Giang 50 47,11 0,96
Qua bảng tớnh toỏn ta thấy cỏc trạm biến ỏp làm việc quỏ tải: Phỳc Lai 2, B. Ích Phỳ, Hương Triện.
Cỏc mỏy biến ỏp làm việc nặng tải: Du Tràng, Đại Lộc, Huề Đụng, B. Song Giang, Định Cương, Hương Vinh.
Cỏc trạm biến ỏp làm việc non tải: Đại Lộc 2, B. Song Giang, Tiờu Xỏ 3, Đống Cao, Gia Bỡnh 2, Hồng Thỏi, Thụn Vàng, Đống Đỏ, Hiệp Sơn, Lập Ái 1, Tiờu Xỏ, Tõn Hương 2, Phương Triện 2, Ấp Lai, Phỳ Thọ.
Đường dõy lộ 471-E27.2 Gia Bỡnh- Bắc Ninh về cơ bản đó được cải tạo khỏ tốt, đường dõy trục chớnh sử dụng AC95 và đường dõy trục rẽ nhỏnh Song Giang sử dụng dõy AC70. Cỏc đường nhỏnh rẽ vào trạm biến ỏp cũng chủ yếu dựng dõy dẫn AC50. Ngoài ra cũn cú một số đoạn sử dụng dõy AC70 và AC35. Tuy nhiờn xột cụng suất truyền tải của đường dõy ta thấy hầu hết cỏc đoạn đường dõy cú cụng suất truyền tải khỏ nhỏ so với khả năng mang tải của đoạn đường dõy đú đặc biệt là cỏc nhỏnh rẽ vào trạm biến ỏp như: Xuõn Lai, Trung Thành, Trung Thành 2, Phương Triện, Đại Lai, …. Hao tổn trờn đường dõy của cỏc đoạn khụng lớn do nhiều việc non tải và đường đõy cú tiết diện lớn.
Bỏn kớnh cấp điện ngắn, phụ tải phõn bố tập trung.
Hao tổn điện năng trờn lưới điện ở mức thấp (3,6%), trong thành phần hao tổn điện năng thỡ thành phần hao tổn khụng tải của mỏy biến ỏp chiếm tỷ lệ khỏ lớn (khoảng 50% tổng tổn thất), tổn thất trờn đường dõy khỏ nhỏ.
CHƯƠNG V: CƠ SỞ Lí THUYẾT VỀ NGUYấN NHÂN GÂY TỔN THẤT VÀ BIỆN PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 5.1. Cỏc nguyờn nhõn gõy tổn thất điện năng.
5.1.1. Tổn thất kỹ thuật.
Tổn thất kỹ thuật là tổn thất sinh ra do tớnh chất vật lý của quỏ trỡnh tải điện, tổn thất này phụ thuộc vào tớnh chất của dõy dẫn và vật liệu cỏch điện, điều kiện mụi trường, dũng điện và điện ỏp.
Tổn thất kỹ thuật gồm cỏc loại tổn thất sau:
Tổn thất trờn đường dõy.
Tổn thất trong mỏy biến ỏp
Tổn thất trờn cỏc điểm tiếp xỳc của mối nối, trong cỏc thiết bị đúng cắt, thiết bị đo lường và một số thiết bị trờn lưới.
Tổn thất kỹ thuật khụng thể triệt tiờu được mà chỉ cú thể hạn chế ở mức độ hợp lý hoặc cho phộp.
5.1.2. Tổn thất phi kỹ thuật.
Tổn thất phi kỹ thuật là tổn thất sinh ra trong quỏ trỡnh quản lý và vận hành hệ thống điện gồm:
- Cỏc hộ sử dụng điện với cosφ thấp
- Đồ thị phụ tải khụng bằng phẳng, độ lệch cụng suất giữa cỏc giờ cao điểm và thấp điểm trong ngày, giữa mựa đụng và mựa hố rất cao.
- Kết cấu lưới chưa hợp lý.
- Hệ thống đo đếm khụng phự hợp
Ngoài ra điện năng cũn bị thất thoỏt nhiều do cụng tỏc kinh doanh, quản lý, ý thức sử dụng điện của người dõn chưa cao…
5.2. Cỏc biện phỏp giảm tổn thất điện năng.
5.2.1. Cỏc biện phỏp đũi hỏi vốn đầu tư:
- Nõng cao hệ số cụng suất của mạng: Đõy là một trong những phương phỏp thường được sử dụng trong lưới điện ở mọi cấp điện ỏp vỡ khi hệ số cụng suất cosφ tăng thỡ lượng cụng suất phản khỏng Q truyền tải sẽ giảm đi dẫn tới tổn thất cụng suất và tổn thất điện năng giảm.
Để nõng cao hệ số cosφ người ta thường sử dụng cỏc phương phỏp sau: + Nõng cao hệ số cụng suất của hộ dựng điện: Hợp lý húa quỏ trỡnh chạy khụng tải hoặc non tải của cỏc động cơ điện và cỏc mỏy biến ỏp. Thay thế cỏc động cơ, mỏy biến ỏp chạy non tải hoặc quỏ tải. Đồng bộ húa cỏc động cơ điện khụng đồng bộ.
+ Bự kinh tế trong lưới điện trung ỏp bằng tụ bự. - Nõng cao điện ỏp vận hành của lưới điện:
+ Nõng cấp điện ỏp từ 6kV, 10kV lờn 22kV để giảm thiểu số cấp điện ỏp để giảm hao tổn điện năng và cụng tỏc quản lý vận hành được tốt hơn.
+ Sử dụng mỏy biến ỏp bổ trợ đường dõy: Mỏy biến ỏp bổ trợ đường dõy tạo nờn suất điện động phụ bổ xung cho điện ỏp lưới, mỏy thường được đặt ở đầu hoặc cuối đường dõy lấy điện từ cuộn sơ cấp của mỏy biến ỏp điều chỉnh. Giỏ trị sức điện động bổ sung cú thể thay thế bằng cỏch: thay đổi số vũng dõy của mỏy biến ỏp điều chỉnh, thay đổi hệ số mỏy biến ỏp. Vỡ thế nờn biện phỏp này được dựng phổ biến ở cỏc đường dõy mạng phõn phối cú chiều dài đường dõy dài, phụ tải lớn và biến đổi nhiều trong một ngày.
+ Bự cụng suất phản khỏng cỏc nỳt hoặc cỏc hộ tiờu thụ: Nếu tớnh toỏn và lựa đỳng dung lượng bự sẽ cú lợi như sau:
Giảm được cụng suất tỏc dụng yờu cầu ở chế độ max của hệ thống điện do đú giảm được dự trữ cụng suất của hệ thống điện.
Giảm nhẹ tải của mỏy biến ỏp trung gian và đường trục trung ỏp do giảm được yờu cầu cụng suất phản khỏng, làm cho chỳng lõu phải cải tạo hơn.
Cải thiện được chất lượng điện ỏp trong lưới phõn phối. Giảm hao tổn điện năng.
- Tăng tiết diện dõy dẫn đường dõy, hoặc tăng thờm đường dõy mới ở đoạn dõy bị quỏ tải.
- Hoàn thiện cấu trỳc lưới để cú thể vận hành với tổn thất nhỏ nhất. Đõy là một biện phỏp khụng chỉ cho trước mắt mà cho tương lai lõu dài của toàn bộ hệ thống vỡ lưới điện hiện nay sử dụng quỏ nhiều chủng loại mỏy biến ỏp, dõy dẫn, cấp điện ỏp làm cho lưới điện thờm phức tạp, giảm độ tin cậy cung cấp điện.
- Đầu tư lắp đặt thờm cỏc điểm nguồn, cỏc trạm biến ỏp trung gian để đảm bảo cấp điện ỏp ổn định, khụng phải cắt điện do thiếu nguồn, giảm được tỡnh trạng cấp điện cho đường dõy quỏ dài điện ỏp thấp.
- Lắp đặt thờm cỏc mỏy biến ỏp nhỏ để cắt cỏc nỏy biến ỏp lớn khi khụng sử dụng ra khỏi nguồn để giảm tổn thất khụng tải của cỏc mỏy này.
Biện phỏp trước mắt của giải phỏp này là nõng cao cụng suất, tạo dự phũng cho cỏc trạm nguồn và trạm biến ỏp trung gian. Dần thay đổi lại cấu trỳc lưới và định hướng phương thức vận hành hợp lý, loại trừ hiện tượng quỏ tải trờn đường dõy và trạm biến ỏp. Hạn chế tối đa cỏc mỏy biến ỏp làm việc non tải.
5.2.2. Cỏc biện phỏp khụng đũi hỏi vốn đầu tư.
- Phõn bố tối ưu cụng suất phản khỏng trong hệ thống điện làm cho dũng cụng suất phản khỏng vận chuyển hợp lý trờn cỏc đường dõy cho tổn thất nhỏ nhất. - Vận hành kinh tế trạm biến ỏp cú nhiều mỏy biến ỏp.
- Chọn đỳng cụng suất mỏy biến ỏp phự hợp với yờu cầu của phụ tải, trỏnh trường hợp mỏy biến ỏp quỏ non tải.
- Giảm độ khụng đối xứng trong lưới điện. - Điều chỉnh đỳng điện ỏp trong lưới điện.
- Bảo đảm tốt lưới điện để hạn chế rũ điện (sứ cỏch điện), kịp thời phỏt hiện cỏc điểm rũ điện lớn để khắc phục.
- Lựa chọn và vận hành cỏc thiết bị trong lưới điện một cỏch hợp lý.
- Thay đổi đầu phõn ỏp của mỏy biến ỏp: Cỏc điều chỉnh này khỏ là hiệu quả và linh hoạt với cỏc mỏy biến ỏp cú tự động điều chỉnh điện ỏp. Với cỏc mỏy biến ỏp thụng thường khi thay đổi đầu phõn ỏp cần phải cắt điện nờn làm ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện. Mặt khỏc để chọn được chớnh xỏc đầu phõn ỏp phải tớnh toỏn trờn cơ sở đồ thị phụ tải của cỏc trạm, cỏc lộ xuất tuyến, điện ỏp đầu vào, quy luật sử dụng của cỏc phụ tải điện… Do vậy để ỏp dụng biện phỏp này cú hiệu quả cao đũi hỏi phải tớnh toỏn nhiều mới cú thể đỏp ứng được sự gia tăng nhu cầu sử dụng điện năng của cỏc phụ tải.
CHƯƠNG VI: PHÂN TÍCH CÁC NGUYấN NHÂN GÂY TỔN THẤT VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ BIỆN PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
TRấN LỘ 471-E27.2 GIA BèNH – BẮC NINH
6.1. Cỏc nguyờn nhõn gõy tổn thất điện năng cho lộ 471-E27.2 GiaBỡnh – Bắc Ninh. Bỡnh – Bắc Ninh.
Về kết cấu:
Trờn đường dõy luụn gõy ra hao tổn cụng suất dẫn đến hao tổn điện năng, tuy nhiờn tại lộ 471-E27.2 đường dõy đó được cải tạo khỏ tốt nờn đó hạn chế hao tổn tới mức thấp nhất cú thể. Vỡ vậy ta khụng tớnh tới việc thay thế dõy dẫn.
Cỏc mỏy biến ỏp cú gam cụng suất khỏ lớn so với yờu cầu cụng suất của phụ tải. Do đú tổn thất khụng tải trong mỏy biến ỏp khỏ lớn.
Về vận hành:
Nhu cầu sử dụng cụng suất ở cỏc trạm biến ỏp cũn phụ thuộc vào thời tiết, nhiệt độ, mựa vụ. qua tớnh toỏn ta thấy nhiều trạm biến ỏp vận hành non tải nhiều giờ trong ngày, một số trạm vận hành quỏ tải, và nặng tải. Do đú ta phải cú phương ỏn điều chỉnh vận hành hợp lý cỏc trạm biến ỏp.
Đồ thị phụ tải khụng bằng phẳng, độ chờnh lệch cụng suất giữa cỏc giờ cao điểm và thấp điểm trong ngày, giữa mựa hố và mựa đụng cũn cao, đặc biệt là trong mựa đụng.
Thời gian sử dụng cụng suất cực đại của mựa đụng cũn thấp.
6.2. Đề xuất một số biện phỏp làm giảm tổn thất điện năng trờn lộ 471 –E27.2 Gia Bỡnh Bắc Ninh. E27.2 Gia Bỡnh Bắc Ninh.
6.2.1. Thay thế mỏy biến ỏp
Qua kết quả tớnh toỏn của lộ 471 – E27.2 ta thấy tổn thất điện năng chủ yếu là tổn thất khụng tải trong mỏy biến ỏp do nhiều trạm biến ỏp làm việc quỏ non tải vỡ vậy tụi đề xuất giải phỏp tớnh toỏn kinh tế cải tạo lại lưới điện.
Để so sỏnh kinh tế cỏc phương ỏn trong cung cấp điện người ta sử dụng phương phỏp xỏc định chi phớ tớnh toỏn của cỏc phương ỏn hoăc thời gian thu hồi vốn đầu tư chờnh lệch tớnh cho một năm của cỏc phương ỏn. Theo phương phỏp này thỡ phương ỏn nào cú chi phớ tớnh toỏn hay thời gian thu hồi vốn đầu tư nhỏ thỡ tối ưu.
Việc tớnh toỏn kinh tế khi thay thế mỏy biến ỏp trong mạng điện được thực hiện khi cụng suất phụ tải nhỏ dẫn đến cos của mạng điện giảm, hao tổn điện năng tăng.
Khi tiến hành thay thế mỏy biến ỏp cũ bằng mỏy biến ỏp mới sẽ cú sự tăng vốn đầu tư ban đầu do cú sự chờnh lệch giữa việc mua mỏy mới và thanh lý mỏy cũ. Nhưng cũng làm giảm được hao tổn điện năng trong mỏy biến ỏp. Trong thực tế việc thay mỏy mới chỉ cú lợi về kinh tế khi thỏa món biểu thức:
.
ht dm
C P V
(6.1) Trong đú:
Cht : chờnh lệch chi phớ hao tổn điện năng khi thay mỏy biến ỏp mới trong một năm (đ/năm) Cht = Cht mới – Cht cũ (6.2) Cht mới = ( Pom.T+k2 ptm. Pkm. ).g (6.3) Cht cũ = ( Poc.T+k2 ptc. Pkc. ).g ; Pdm= , (1/năm) (6.4)
Pom, Poc : tổn thất cụng suất khụng tải của mỏy biến ỏp mới thay thế và mỏy biến ỏp cũ.
Pkm Pkc: tổn thất cụng suất ngắn mạch của mỏy biến ỏp mới thay thế và mỏy biến ỏp cũ.
k ptm , kptc ; hệ số phụ tải của mỏy biến ỏp mới thay thế và mỏy biến ỏp cũ. : thời gian hao tổn cụng suất lớn nhất của mỏy biến ỏp.