Xuất hiện bảng kết quả tổn thất công suất P, Q. Trong bảng đó có thể xem được tổn thất trên đường dây, nhánh rẽ. Kết quả tính tổn thất P, Q được ghi ở trang cuối cùng (P trước, Q sau). Lưu ý việc để đơn vị tính toán là kW hay W để lấy số liệu ra tính toán cho phù hợp.
Căn cứ kết quả tính toán tổn thất công suất từ chương trình PSS/ADEPT để tính toán tổn thất điện năng của trạm biến áp theo phương pháp thời gian tổn thất công suất lớn nhất, chú ý kết quả xuất ra từ phần mềm PSS/ADEPT là tổn thất trên đường dây và tổn thất có tải của trạm biến áp, lúc tính toán hao tổn trên toàn trạm ta phải cộng thêm tổn thất không tải của máy biến áp.
Bước 4. Căn cứ kết quả tính toán tổn thất công suất từ chương trình PSS/ADEPT để tính toán hao tổn điện năng.
Bước 5. Tổng hợp kết quả tính toán tổn thất điện năng.
CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI 474 E1.38 CỦA HUYỆN GIA LÂM
4.1 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu đầu vào
4.1.1 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu đầu vào bằng xây dựng đồ thị phụ tải điển hình phụ tải điển hình
4.1.1.1 Đại cương về đồ thị phụ tải
Mức tiêu thụ năng lượng luôn luôn thay đổi theo thời gian. Quy luật biến thiên của phụ tải theo thời gian được biểu diễn trên hình vẽ gọi là đồ thị phụ tải. Trục tung của đồ thị phụ tải có thể biểu diễn: công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến ở dạng đơn vị có tên hay tương đối, còn trục hoành biểu diễn thời gian.
Đồ thị phụ tải có thể phân loại theo công suất, theo thời gian, theo địa dư. Khi phân loại theo công suất thì có đồ thị phụ tải công suất tác dụng, đồ thị phụ tải công suất phản kháng, đồ thị phụ tải công suất biểu kiến. Theo thời gian phân loại có đồ thị phụ tải năm, phụ tải ngày….
Đồ thị phụ tải có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc tính toán và thiết kế và đặc biệt trong vận hành mạng điện. Từ đồ thị phụ tải ta cũng xác định được rất nhiều tham số quan trọng của mạng điện như: thời gian sử dụng công suất cực đại, thời gian hao tổn cực đại, hệ số điền kín. Thông qua các tham số này chúng ta đánh giá được đặc tính của lưới điện.
Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải ngày
1. Các phương pháp thu thập thông tin về đồ thị phụ tải
Việc thu thập thông tin về đồ thị phụ tải là công việc tốn nhiều công sức vì nó đòi hỏi sự theo dõi liên tục trong một thời gian đủ để đảm bảo độ tin cậy cần thiết. Tùy từng điều kiện cụ thể mà ta chọn các phương pháp sau:
- Phương pháp đo đếm từ xa: Tại các vị trí cần quan sát phụ tải người ta đặt các bộ cảm biến, thiết bị đo và truyền tín hiệu. Các thông tin về phụ tải và các tham số có liên quan của mạng điện được liên tục truyền đến trung tâm xử lý thông tin.
- Phương pháp bán tự động: Người ta đặt các đồng hồ tự ghi hoặc các bộ cảm biến nhận các thông tin cần thiết của phụ tải và các tham số của mạng điện. Thiết bị này sẽ ghi vào bộ nhớ các tín hiệu cần thiết sau một khoảng thời gian nhất định hay ghi liên tục. Các thông tin sau đó được chuyển tới trung tâm xử lý bằng đường bộ.
- Phương pháp gián tiếp: Trước hết người ta cần phải khảo sát và phân loại phụ tải, nhóm các phụ tải sinh hoạt, thủy lợi, dịch vụ được tách riêng. Trên cơ sở đó, căn cứ vào chế độ làm việc của từng nhóm trong ngày để xác định tổng công suất của tất cả các phụ tải ở từng thời điểm nhất định. Sau khi quy công suất này về thanh cái của trạm biến áp ứng với các thời điểm thích hợp ta sẽ xác định được đồ thị phụ tải của trạm biến áp này trong ngày.
- Phương pháp đo đếm trực tiếp: Để xây dựng đồ thị phụ tải ngày điển hình các mùa đông và hè, trước hết ta chọn các tháng đại diện cho lượng điện năng tiêu thụ nguồn. Thường là các tháng mùa đông và tháng mùa hè. Sau đó tiến hành đo các đại lượng như công suất, dòng điện, điện áp, điện năng bằng các đồng hồ đo như Oátmét, Ampemét, Vônmét, công tơ… Chỉ số của các khí cụ điện được theo dõi và ghi trong một khoảng thời gian nhất định. Nếu đo phụ tải bằng công tơ thì giá trị công suất tiêu thụ trung bình được xác định theo công thức sau:
(kW) (4.1) Trong đó:
Ptb: Công suất trung bình của phụ tải trong khoảng thời gian t, kW.
A: Điện năng tiêu thụ xác định theo chỉ số của công tơ trong khoảng thời gian t, kWh.
Việc đo đếm được tiến hành trong nhiều ngày, số ngày đo đếm càng nhiều thì đồ thị phụ tải điển hình mùa càng chính xác và nó ðại diện cho tính chất làm việc của phụ tải cả mùa.
2. Xử lý số liệu và dựng đồ thị phụ tải
Đồ thị phụ tải ngày điển hình biểu thị sự biến thiên của phụ tải trong một ngày đêm. Thông qua đó ta có thể xây dựng đồ thị phụ tải hàng tháng, hàng năm. Việc xử lý số liệu, tính toán và xây dựng đồ thị phụ tải dựa trên các quy luật xác suất thống kê.
Số liệu sau khi thu thập được xử lý sơ bộ để loại bỏ những sai số có thể xuất hiện trong phép đo.
Coi sự phân bố xác suất của phụ tải theo quy luật phân phối chuẩn:
2 1 2 1 ( ) . 2 i p p F p e (4.2) Khi đó giá trị tính toán phụ tải tại giờ thứ i xác định như sau:
i tti i P P n (kW) (4.3) Trong đó : Kỳ vọng toán học hay giá trị trung bình của phụ tải ở giờ thứ i được xác định như sau: (kW) (4.4)
β: Bội số tản hay độ lệch quy định, phản ánh xác suất phụ tải nhận giá trị ở lân cận kỳ vọng toán với độ tin cậy 95 ÷ 97 %, β = 1,5 ÷ 2,5. Trong tính toán chọn β = 1,6.
: Độ lệch tiêu chuẩn hay độ lệch trung bình bình phương của phụ tải tại giờ thứ i được xác định như sau:
(4.5) Pi : Giá trị phụ tải đo được tại giờ thứ i, kW.
Khi thời gian biến thiên từ 1- 24 h ta có chuỗi số liệu phụ tải Ptti tương ứng. Biểu diễn mối quan hệ này trên hệ trục toạ độ với trục tung là phụ tải và trục hoành là thời gian ta sẽ được đồ thị phụ tải hàng ngày.
3. Xác định các tham số của đồ thị phụ tải.
- Phụ tải trung bình: ; (4.6) - Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax
24 24 1 1 . . ( ) i i i i max M M P t I t h P I (4.7) - Thời gian hao tổn công suất cực đại
24 24 2 2 1 1 1 2 2 . . ( ) i i i M M P t I t h P I (4.8) - Hệ số điền kín kdk max max tb tb đk P I k P I (4.9)
4.1.1.2.Xây dựng đồ thị phụ tải năm
Đồ thị phụ tải hàng năm được xây dựng dựa trên cơ sở đồ thị phụ tải điển hình ngày mùa hè và ngày mùa đông. Tuỳ theo đặc điểm của từng vùng mà ta chọn số ngày mùa hè và mùa đông thích hợp. Đối với các vùng thuộc Bắc Bộ thường lấy mùa hè là 190 ngày và mùa đông là 175 ngày. Kẻ đường thẳng đi qua điểm cao nhất của đồ thị phụ tải ngày đêm và xác định thời gian tác động của phụ tải này trong năm, tức là ứng với phụ tải P1 ta sẽ có thời gian t1 = t1h + t1đ, tiếp theo ta kẻ đường thẳng thứ hai đi qua bậc thang thứ hai và xác định P2 ứng
với t2 … cứ thế cho đến Pn . Cuối cùng thiết lập được bảng tác động của phụ tải trong năm và căn cứ vào đó để xây dựng đồ thị phụ tải trong năm.
Số liệu xây dựng đồ thị phụ tải năm
Công suất Thời gian tác động
P1 t1 = 190 t1h + 175 t1đ
P2 t2 = 190 t2h + 175 t2đ
… …
Pn tn = 190 tnh + 175 tnđ
4.1.2 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu đầu vào theo phương án công suất tiêu thụ trung bình suất tiêu thụ trung bình
4.1.2.1 Giới thiệu
Phương án này chủ yếu dựa trên tỷ số giữa công suất lắp đặt của máy biến áp hạ áp hay điện năng tiêu thụ với đồ thị phụ tải đo được tại phát tuyến trung gian.
4.1.2.2 Công thức tính công suất phụ tải dựa trên điện kế tổng tại trạm hạ thế [trích dẫn tài liệu: Sử dụng phần mềm phân tích và tính toán lưới điện PSS/ADEPT] or or ( ) ( ) trami l a trami l a A P t P t A (4.10) Với: Atrami : Tổng điện năng tiêu thụ tại trạm hạ thế i trong tháng
Alora : Điện năng tiêu thụ tại lộ ra trung thế
P(t)lora : Công suất tiêu thụ tại lộ ra trung thế thời điểm khảo sát P(t)trami : Công suất tiêu thụ tại trạm i thời điểm khảo sát
Nếu việc xác định tổng điện năng tiêu thụ tại từng trạm và điện năng tiêu thụ tại lộ ra trung thế là khó khăn, chúng ta có thể áp dụng công thức này theo tỉ lệ công suất lắp đặt của từng máy biến thế với tổng công suất lắp đặt máy biến thế của toàn lộ ra, với giả thiết công suất tiêu thụ tỷ lệ thuận với công suất đặt của trạm biến thế, chi tiết công thức thể hiện ở công thức dưới đây.
4.1.2.3 Nhận xét
Ưu điểm: Tính toán phụ tải nhanh chóng, đơn giản, phù hợp cho các khu công nghiệp lớn hay phạm vi cung cấp tập trung.
Nhược điểm: Thực tế do đường dây trung thế cung cấp điện năng trải rộng,qua nhiều khu vực mà tính chất tiêu thụ phụ tải rất khác nhau, nên khi áp dụng công thức (4.10) làm tổn thất đường dây không chính xác so với thực tế.
4.1.3 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu đầu vào theo phương án công suất tiêu thụ trung bình bổ sung suất tiêu thụ trung bình bổ sung
4.1.3.1 Giới thiệu
Thực chất phương án này hoàn toàn tương tự như phương án trên, tuy nhiên có thu thập thêm một số đồ thị phụ tải có được tại các Recloser và LBS tại các nhánh rẽ. Áp dụng công thức (4.10) cho từng nhánh rẽ và các đoạn trục có thông số lấy được từ Recloser.
4.1.3.2 Nhận xét
+ Ưu điểm: Chính xác hơn phương pháp thu thập và xử lý số liệu đầu vào theo phương án công suất tiêu thụ trung bình, do phạm vi cung cấp của từng nhánh rẽ cho các khu vực không quá lớn, tính chất của đồ thị phụ tải không khác nhau nhiều, vì vậy có thể xem xét đây là một phương án mang tính hiệu quả cao nhất khi cần tính toán nhanh tình trạng lưới điện mà không nhất thiết cần độ chính xác cao.
+ Nhược điểm: Thực tế không phải đường dây trung thế nào cũng được lắp đặt đủ số bộ ghi dữ liệu có sẵn trong các khoá điện. Đôi khi các Recloser của một số nhà sản xuất chỉ ghi lại được các thông số Imax, hay thời điểm sự cố … chủ yếu phục vụ cho các công tác xác định nguyên nhân sự cố.
Phương án này thực hiện như sau:
Công suất tác dụng của các trạm biến áp trong khu vực do nhánh rẽ cung cấp được xác định theo công thức như sau:
anhr ( ) ( ) trami nhanhre trami nh e A P t P t A (4.11)
Với:
Atrạmi: Tổng điện năng tiêu thụ tại trạm hạ thế i trong năm Anhanhre : Điện năng tiêu thụ tại lộ ra trung thế
P(t)nhanhre : Công suất tiêu thụ tại lộ ra trung thế thời điểm khảo sát P(t)trạmi : Công suất tiêu thụ tại trạm i thời điểm khảo sát
Vì các chỉ số điện năng kế tổng tại các trạm trên cùng một nhánh được ghi theo các phiên lộ trình khác nhau nên để có kết quả chính xác cần có giá trị điện năng kế trong thời gian dài để giảm mức độ ảnh hưởng do sai biệt phiên lộ trình. Tuy nhiên công tác ghi nhận giá trị điện năng tiêu thụ của từng trạm cũng không phải dễ dàng cho từng thời điểm. Vì vậy có thể áp dụng công thức (4.12) với giả thiết công suất tiêu thụ tỷ lệ thuận với công suất đặt của trạm biến thế.
anhr 1 ( ) ( ) trami nh e trami n trami i S P t P t S (4.12) Với:
Strạmi: Công suất lắp đặt MBA của trạm i
∑Strami : Tổng công suất lắp đặt tại khu vực nhánh rẽ cung cấp P(t)nhanhre : Công suất tiêu thụ tại lộ ra trung thế thời điểm khảo sát P(t)trami : Công suất tiêu thụ tại trạm i thời điểm khảo sát
n: số trạm biến áp hạ thế có trên nhánh rẽ
Hệ số công suất của trạm được lấy bằng hoặc cao hơn hệ số công suất đo được tại các nhánh rẽ hoặc lộ ra. Lý do này có thể giải thích như sau: Hầu hết lưới điện hạ thế của các trạm biến thế hạ áp đều dùng cáp ABC có giá trị trở kháng rất bé (0.07 –0.085 Ohm/km), có nhiều tải tiêu thụ ở từng trạm hạ thế được bù công suất phản kháng, nhưng trở kháng đường dây trung thế cao dẫn đến hệ số công suất trên đường dây trung thế thấp.
Nhận xét: Đề tài chọn phương pháp thu thập và xử lý số liệu đầu vào theo phương án công suất tiêu thụ trung bình bổ sung.
Qua tham khảo tại công ty điện lực Gia Lâm, ta có điện năng tiêu thụ trong năm và hệ số cos của các trạm biến áp.
Hệ số cosφ của phụ tải động lực: 0,75 Hệ số cosφ của phụ tải sinh hoạt: 0,81 Hệ số cosφ của phụ tải thuỷ lợi: 0,72
Bảng 4.1 Công suất MBA, cosφ và điện năng tiêu thụ trong năm của các TBA
Số TT Tên trạm biến áp Sđm (kVA) A năm Cosφ
1 CT May Nam Sơn 560 1640160 0,75
2 Đặng Xá 5 180 595597 0,81 3 Gà Nhân Lễ 320 641084 0,75 4 Đặng Xá 8 400 943264 0,81 5 Đặng Xá 400 972312 0,81 6 An Đà 560 1676910 0,81 7 Đài điện ly 180 285202 0,81 8 Đổng Xuyên 560 1147539 0,81 9 Nam Anh 180 363948 0,75 10 Dệt Tân Mai 320 868244 0,75 11 Đặng Xá 6 180 463295 0,81 12 Đặng Xá 11 250 502031 0,81 13 Bơm Lời 180 348360 0,72 14 In Bưu Điện 400 1052600 0,75 15 In Bưu Điện 3 560 548800 0,75 16 Đặng Xá 7 250 1548800 0,81 17 Đặng Xá 10 250 587524 0,81 18 Bơm Dốc Lời 100 185093 0,72 19 Phú Thị 8 400 887052 0,81 20 Phú Thị 10 250 498282 0,81 21 Xóm Sông 320 774169 0,81 22 Kim Sơn 10 320 937979 0,81 23 Kim Sơn 12 320 840413 0,81 24 Lệ Chi 10 320 816476 0,81 25 Chi Nam 400 1110055 0,81 26 Chi Đông 320 725753 0,81
27 Thôn Gia Lâm 100 242351 0,81
28 Cổ Giang 320 736668 0,81 29 Sen Hồ 250 671433 0,81 30 Lệ Chi 9 250 665915 0,81 31 Thôn Lở 630 1712286 0,81 32 Bơm Đức Hiệp 400 1078028 0,72 33 Lệ Chi 8 250 717080 0,81 34 May Lệ Chi 750 1928200 0,81 Từ công thức (4.11): anhr ( ) ( ) trami nhanhre trami nh e A P t P t A
Với:
Atrạmi: Tổng điện năng tiêu thụ tại trạm hạ thế i trong năm Anhanhre : Điện năng tiêu thụ tại lộ ra trung thế
P(t)nhanhre : Công suất tiêu thụ tại lộ ra trung thế thời điểm khảo sát P(t)trạmi : Công suất tiêu thụ tại trạm i thời điểm khảo sát
Ta có: Anhanhre = 28819374 kWh. P(t)nhanhre = 7438,95 kVA. Từ công thức: S = P/cosφ Q = S2P2
4.3 Tính toán tổn thất điện năng cho lộ 474 E1.38 của huyện Gia Lâm4.3.1 Các thông số cần nhập vào phần mềm PSS/ADEPT