CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
2.2. Các phương pháp xác định tổn thất điện năng
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.
∆A = 3M(I2)Rđt.T.10-3 KWh (2.10) Trong đó: M(I2) - kỳ vọng toán bình phương dòng điện
Rđt - điện trở đẳng trị của mạng Theo lý thuyết xác suất ta có:
I M I D I
M 2 2 (2.11)
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
T 3U
A I A
M
(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
22
Từ đó suy ra
3 I M
σ IM
và hệ số biến động
I
3M I M I
I M
kv σ M
Phương sai dòng điện có thể biểu thị qua hệ số biến động kv của phụ tải.
2v 2 2
.k I M I
σ D ; (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 3
2 v 2
r 3 M I 1 k R .T.10
ΔA , kWh (2.14)
Điện trở đẳng trị của đường dây được xác định theo biểu thức
2 M
3 M
dt 3I
ΔP 10
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 3U T
A I A
M (2.16) Ar2, Ax2 - điện năng tác dụng và phản kháng ở cuối mạng đẳng trị
Ar2 = Ar - ∆Ar
Ax2= Ax - ∆Ax
Utb2 - Điện áp trung bình ở cuối đường dây kV Điện trở đẳng trị của các máy biến áp là
23
m 2
1 i
ni m
1 i
3 ki 2
n dtb
S ΔP .10 U
R
(2.17)
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)b2(1+k2v)Rđtb.T.10-3 (KWh) (2.18)
Thành phần tổn thất cố định trong lõi thép của biến áp được xác định theo biểu
thức:
m
1 i 2 0i n 2 tb2
F T ΔP
U
ΔA U (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.