Qua các phân tích và nhận xét các phương pháp tính tốn tổn thất điện năng (tài liệu tính tốn tổn thất điện năng của Cơng ty Điện lực Tp.HCM).
Ta so sánh về tính khả thi và tính chính xác của 2 phương pháp: 2 và 4
Về tính khả thi: Phương pháp 2:
• Các thơng số tính tốn khĩ thu thập do khơng cĩ các thiết bị tự ghi dịng
điện ở các thời điểm khác nhau trong suốt thời gian khảo sát.
• Điều quan trọng là đặt thiết bị ghi lại các nút phụ tải là điều khơng thực hiện
được. Phương pháp 4:
• Các thơng số tính tốn dễ thu thập chỉ đo ở thời điểm tải max, và xác định
điện năng trong thời gian khảo sát.
• Đặt điện kế tổng tại một số trạm của khu vực trung thế,hay một cái tại một trạm hạ thế cần khảo sát TổN THấT ĐIệN NĂNG, là điều đã và cĩ thể thực hiện được. Về tính chính xác: Phương pháp 2: • Nếu ở các thời điểm cĩ II sai số đo ở mức ± 5% dẫn đến kết quả sai số khoảng 10%.
• Sai sốđo ở mức 20% thì sai số kết quảở mức đặc biệt thơ +44% hoặc - 36%.
±
• Cĩ những thời điểm sai số xác định ở mức ± 20% và cịn lại là nhỏ hơn hoặc lớn hơn thì khơng cĩ cơ sởđánh giá độ chính xác của sai số kết quả. Phương pháp 4:
• Sai sốđo Imax ở mức ± 5% thì sai số kết quảở mức < 5%.
• Sai sốđo Imax ở mức -20 thì sai số kết quả phần lớn là nhỏ hơn 10% cịn lại khơng quá 20%.
• Sai số của Ax lớn (phổ biến tình trạng ăn cắp điện) thì khơng thể đánh giá
được độ chính xác của sai số kết quả.
Kết luận:
Qua kết quả so sánh, ta dễ dàng nhận thấy phương pháp 4 cĩ ưu điểm hơn hẳn khi áp dụng nĩ để tính tốn tổn thất điện năng trên các phần tửđiện trở R của khu vực ít cĩ tổn thất điện năng kinh doanh (sai số A khơng đáng kể) cụ thể:
• Tồn bộ lưới điện trung thế.
TÌM HIỂU PHẦN MỀM PSS/ADEPT
Phần mềm PSS/ADEPT (The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) tạm dịch là cơng cụ phân tích lưới điện phân phối, giúp phân tích và tính tốn lưới điện phân phối trên địa bàn. Phần mềm bao gồm một số chức năng phân tích chính như sau:
Tính tốn và hiển thị các thơng số về dịng (I), cơng suất (P, Q) của từng tuyến dây (đường trục và nhánh rẽ), đánh giá tình trạng mang tải của tuyến dây thơng qua chức năng Load Flow Analysis (Phân bố cơng suất).
Cho biết các thơng số về tổn thất cơng suất của từng tuyến dây để từ đĩ cĩ phương án bù cơng suất phản kháng tránh làm tổn thất nhiều cho tuyến dây
đĩ thơng qua chức năng CAPO (Tối ưu hĩa việc đặt tụ bù).
Cho biết các thơng số SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI về việc đánh giá độ tin cậy của tuyến dây thơng qua chức năng DRA (Phân tích độ tin cậy của lưới
điện phân phối).
Phần mềm PSS/ADEPT tính tốn dịng ngắn mạch (3 pha chạm đất, 01 pha chạm đất, 01 pha chạm đất cĩ tính tới thành phần tổng trở đất, 02 pha chạm nhau, 02 pha chạm đất, 03 pha chạm đất) của tất cả trường hợp cho từng tuyến dây thơng qua chức năng Fault, Fault All (Tính tốn dịng ngắn mạch khi bị sự cố).
Chức năng TOPO (Chọn điểm dừng lưới tối ưu) cho ta biết điểm dừng lưới ít bị tổn thất cơng suất nhất trên tuyến dây đĩ.
Chức năng Motor Starting (Khởi động động cơ) cho ta biết các thơng số như độ sụt áp, phần trăm độ sụt áp, tổn thất cơng suất,…ảnh hưởng như thế nào
đến tuyến dây đĩ nếu trên tuyến dây đĩ cĩ đặt động cơ (đồng bộ hay khơng
đồng bộ) với cơng suất lớn.
Chức năng Harmonics (Sĩng hài) phân tích sĩng hài.
Chức năng Coordination (Phối hợp bảo vệ) hỗ trợ cho cơng tác thiết kế, phát triển lưới điện bằng cách sử dụng kết quả của chương trình tại thời điểm cao
4.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT : 4.1.1 Sơđồ áp dụng triển khai
Sơđồ áp dụng triển khai PSS/ADEPT như sau:
Tạo sơ đồ
Creating diagrams
Thiết lập thơng số mạng lưới
Program, network settings
Chạy 8 bài tốn phân tích
Power System Analysis
BÁO CÁO
Reports, diagrams
4.1.2 Thiết lập thơng số cho mạng lưới:
Phải thiết lập các thơng số trước khi thực hiện vẽ sơ đồ, phân tích hay tính tốn một project. PSS/ADEPT cho phép chúng ta thiết lập thơng số một cách độc lập với từng người sử dụng (user profile). Thư viện dây dẫn Construction dictionary (PTI.CON) trong PSS/ADEPT là file định dạng dưới mã ASCCI cung cấp các dữ liệu cho hệ thống như trở kháng, thơng số dây, máy biến áp…
Ta cũng cĩ thể tạo ra những file thư viện dây dẫn, máy biến áp… phù hợp với lưới điện của Việt Nam, các file đĩ với phần mở rộng là .con. Chúng cĩ thểđược soạn thảo trong bất kỳ một ứng dụng soạn thảo nào như Word, Notepad, WordPad…
Hình 4.1 Thiết lập thơng số mạng lưới
4.1.3 Tạo sơđồ:
- Vẽ sơđồ lưới điện cần tính tốn vào chương trình PSS/ADEPT. Sử dụng thanh cơng cụ Item để mơ phỏng các phần tử trên lưới điện như các nút (node), dây dẫn (line), nguồn (source), thiết bị đĩng cắt (switch),...
Hình 4.2 Thanh cơng cụ Item
4.1.3.1 Nguồn – Source:
Hình 4.3 Thiết lập thơng số nguồn
4.1.3.2 Tải – Static Load :
4.1.3.3 Dây dẫn – Line :
Hình 4.5 Thiết lập thơng dây dẫn
4.1.3.4 Nút – Node :
4.2 CÁC CHỨC NĂNG PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN CỦA PHẦN MỀM PSS/ADEPT PSS/ADEPT
4.2.1 Tính tốn phân bố cơng suất 4.2.1.1 Giới thiệu 4.2.1.1 Giới thiệu
Khảo sát mơ hình cơ bản giải bài tốn phân bố cơng suất của PSS/ADEPT liệt kê dưới đây.
Trong PSS/ADEPT, các bộ phận của lưới điện được chia thành nhiều loại: Điểm nối (cịn gọi là nút bus): là nơi các bộ phận khác trong lưới điện
gặp nhau. Điểm nối cĩ thể cĩ hoặc khơng tương ứng với thiết bị trong thực tế.
Thiết bị nối Shunt tượng trưng cho bộ phận vật lý đặt tại một điểm nối. Thiết bị nhánh tượng trưng cho bộ phận vật lý tồn tại giữa hai (hay
nhiều) điểm nối với nhau.
Hệ thống điện đề cập ở đây thường là hệ thống ba pha, và trong PSS/ADEPT mỗi bộ phận trong lưới ba pha bao gồm thơng tin cho cả ba pha và cĩ thể thao tác như
một bộ phận một pha.
Một nút, chẳng hạn như cho ba điểm nối, mỗi điểm cĩ ba pha A, B và C. Tương tự vậy, mỗi nhánh cũng cĩ ba pha (giữa A với B hoặc C) giữa hai nút.
Số lượng thực của dây dẫn hoặc pha là thuộc tính của nhánh. Vì thế, một nhánh ba pha cĩ thể tượng trưng cho cả một, hai hoặc ba pha.
Thiết bị mắc Shunt, trừ tụ điện mắc Shunt, đều được định nghĩa tương tự như
nhánh, cũng cĩ 3, 2, hay 1 pha.
4.2.1.2 Nguồn
Bài tốn mạng điện giải trong PSS/ADEPT phải cĩ tối thiểu một nguồn ba pha cân bằng. PSS/ADEPT, cĩ thể giải bài tốn cĩ nhiều nguồn hoạt động cùng một lúc.
Một nguồn được đặt trưng bởi điện áp, tổng trở thứ tự thuận và thứ tự khơng. Chỉ khi biết được cơng suất ngắn mạch của nguồn thì mới cĩ thể chuyển sang tổng trở
thứ tự thuận và thứ tự khơng.
4.2.1.3 Dây và cáp
Dây nối liền hai nút với nhau và tối thiểu phải cĩ ít nhất một dây pha. Một dây cĩ thể cĩ 1, 2 hoặc 3 dây pha. Dây chuyển vị được đặt trưng bởi tổng trở thứ tự thuận và thứ tự khơng, và bởi điện nạp thử tự thuận và khơng.
Dây một và hai pha cịn được đặt trưng bởi thành phần thứ tự thuận và khơng của tổng trở/độ dẫn nạp. Dây một pha chỉ cĩ một tổng trở nối tiếp và một thành phần
độ dẫn nạp. Khi nhập liệu cho dây một pha, đặt thành phần thứ tự thuận và khơng của tổng trở/độ dẫn nạp bằng nhau.
Dây dẫn hai pha cĩ tổng trở tự cảm Zs và hổ cảm Zm. Khi nhập liệu cho dây hai pha đặt thành phần tổng trở thứ tự thuận và khơng như cách đặt cho dây ba pha (vd Z1 = Zs – Zm và Z0 = Zs + 2 × Zm). Dây hai pha cĩ hai thành phần độ dẫn nạp, Bs
đặc trưng cho mỗi dây dẫn đến đất, Bm đặc trưng cho hai dây dẫn với nhau.
Tương tự, rút ra cách làm cho dây ba pha, B1 = Bs + 2 × Bm, B0 = Bs. Cách
đơn giản để nhập vào tổng trở/độ dẫn nạp là sử dụng luơn giá trị của dây ba pha; sai số
nếu cĩ cũng sẽ rất nhỏ. Hiện nay, dữ liệu cho cáp thường được nhập giống như dây trên khơng, bằng cách chỉ định thành phần thứ tự thuận và khơng. Đối với cáp ngầm, thành phần độ dẫn nạp thứ tự thuận và thư tự khơng thơng thường bằng nhau.
4.2.1.4 Máy biến thế
PSS/ADEPT mơ hình nhiều dạng nối dây máy biến thế gồm: Y-Y, Y-∆, ∆-∆,
điều chỉnh điện áp .v.v.
Mỗi máy biến áp cĩ thành phần tổng trở thứ tự thuận và khơng, giá trị này ghi bên ngồi hoặc trong bản hướng dẫn.
Thành phần tổng trở thứ tự khơng đặt trưng cho tổng trở nối đất trong sơđồ nối dây dạng sao – tam giác. Nếu máy biến thế khơng cĩ tổng trở nối đất, đặt thành phần tổng trở thứ tự khơng bằng với thứ tự thuận.
Đối với máy biến thế đấu dạng ∆-∆, hoặc dạng Y-∆ bên phần Y nối đất trực tiếp, đặt thành phần tổng trở thứ tự khơng bằng với thứ tự thuận; PSS/ADEPT khảo sát dịng thứ tự khơng, dịng thứ tự khơng nối Shunt qua đất .v.v.
4.2.1.5 Mơ hình máy điện
Máy điện đồng bộ và khơng đồng bộđêu được mơ hình hố trong PSS/ADEPT. Cả hai loại này đều được thiết kế sẵn cho cả dạng máy phát lẫn động cơ bằng cách chọn đặc trưng thích hợp thơng qua cơng suất thực tổng thể, giá trị âm cho biết là máy phát.
4.2.1.5.1 Máy điện đồng bộ
Trong bài tốn phân bố cơng suất, mơ hình máy điện đồng bộ trong PSS/ADEPT giữ cố định giá trị điện áp là hắng số bằng với giá trị người dùng đưa vào. Lượng cơng suất phản kháng phát ra hay thu vào được sử dụng đểđiều chỉnh điện
áp. Nếu lượng cơng suất yêu cầu của mơ hình vượt quá giới hạn khả năng cho phép thì khả năng điều khiển điện áp cũng sé mất theo, và máy điện đồng bộ lúc đĩ trở thành tải tiêu thụ cơng suất.
Nếu máy điện đồng bộ hoạt động ở dịng lớn hơn dịng định mức, thì nhiệt độ
trong đồng và sắt sẽ lần lượt tăng vượt mức theo
Khi một máy điện khởi động, nĩ thể hiện qua tổng trở rotor. Nếu một máy điện
đang hoạt động, và cĩ một máy điện khác cũng khởi động, thì máy điện đang hoạt
động đĩ sẽđược mơ hình bởi một nguồn ghép sau tổng trở quá độ.
Giá trị của điện áp nguồn và gĩc pha được xác định bằng cách cho chạy chương trình tính tốn mạng điện ởđiều kiện trước khi đĩng khĩa nối động cơ vào mạng điện.
Trong mơ phỏng sự cố ngắn mạch, một máy điện mơ hình bởi một nguồn dịng gắn theo sau tổng trở quá độ hay sau quá độ, tuỳ thuộc vào chế độ nào ta muốn khảo sát.
Giá trị của nguồn được xác định tương tự như cách làm đối với khởi động động cơ (vd chạy bài tốn phân bố cơng suất trước sự cố).
4.2.1.5.2 Động cơ khơng đồng bộ
Trong khi mơ phỏng bài tốn phân bố cơng suất, động cơ khơng đồng bộ
(DCKDB) thể hiện bởi cơng suất thực nĩ sử dụng. Lượng cơng suất phản kháng tiêu thụ và độ trượt được xác định từ mơ hình máy điện. Cĩ 5 loại DCKDB trong PSS/ADEPT, tương ứng với các mẫu thiết kế A, B, C, D, và E.
Tuy nhiên, nếu DCKDB đi ra bên ngồi vùng cĩ Momem lớn nhất, nĩ sẽ bị giữ
lại. Khi điều đĩ xảy ra, DCKDB sẽđược biểu thị bởi tổng trở khố Rotor (locked rotor impedance).
Khi một DCKDB khởi động, nĩ thể hiện qua tổng trở khố rotor. Nếu một DCKDB đang hoạt động, và cĩ một DCKDB khác cũng khởi động, thì DCKDB đang hoạt động đĩ sẽđược mơ hình bởi một nguồn ghép sau tổng trở, tương tự như trường hợp máy điện đồng bộ.
Trong mơ phỏng sự cố ngắn mạch, một DCKDB mơ hình bởi một nguồn gắn theo sau tổng trở quá độ hay sau quá độ, tương tự như trường hợp máy điện đồng bộ.
4.2.2 Tính tốn ngắn mạch
Khảo sát mơ hình cơ bản giải bài tốn tính ngắn mạch trong PSS/ADEPT được liệt dưới đây.
4.2.2.1 Nguồn
Trong bài tốn tính ngắn mạch, các nguồn được xem như cĩ điện áp khơng đổi và tổng trở phải được xác định rõ. Tổng trở nguồn dựa trên hệ đơn vị cơ bản của hệ
thống (kVA).
4.2.2.2 Đuờng dây và cáp
Dây nối liền hai nút với nhau và tối thiểu phải cĩ ít nhất một dây pha. Một dây cĩ thể cĩ 1, 2 hoặc 3 dây pha. Dây chuyển vị được đặt trưng bởi tổng trở thứ tự thuận và thứ tự khơng, và bởi điện nạp thứ tự thuận và khơng.
Dây một và hai pha cịn được đặt trưng bởi thành phần thứ tự thuận và khơng của tổng trở/độ dẫn nạp. Dây một pha chỉ cĩ một tổng trở nối tiếp và một thành phần độ
dẫn nạp. Khi nhập liệu cho dây một pha, đặt thành phần thứ tự thuận và khơng của tổng trở/độ dẫn nạp bằng nhau.
Dây dẫn hai pha cĩ tổng trở tự cảm Zs và hổ cảm Zm. Khi nhập liệu cho dây hai pha đặt thành phần tổng trở thứ tự thuận và khơng như cách đặt cho dây ba pha (vd Z1 = Zs – Zm và Z0 = Zs + 2 × Zm). Dây hai pha cĩ hai thành phần độ dẫn nạp, Bs đặc trưng cho mỗi dây dẫn đến đất, Bm đặc trưng cho hai dây dẫn với nhau.
Tương tự, rút ra cách làm cho dây ba pha, B1 = Bs + 2 × Bm, B0 = Bs. Cách đơn giản để nhập vào tổng trở/độ dẫn nạp là sử dụng luơn giá trị của dây ba pha; sai số nếu cĩ cũng sẽ rất nhỏ.
Hiện nay, dữ liệu cho cáp thường được nhập giống như dây trên khơng, bằng cách chỉ định thành phần thứ tự thuận và khơng. Đối với cáp ngầm, thành phần độ dẫn nạp thứ tự thuận và thứ tự khơng thơng thường bằng nhau.
4.2.2.3 Máy biến áp
PSS/ADEPT mơ hình nhiều dạng nối dây máy biến thế gồm: Y-Y, Y-∆, ∆-∆,
điều chỉnh điện áp .v.v.
Mỗi máy biến áp cĩ thành phần tổng trở thứ tự thuận và khơng, giá trị này ghi bên ngồi hoặc trong bản hướng dẫn.
Thành phần tổng trở thứ tự khơng đặt trưng cho tổng trở nối đất trong sơ đồ nối dây dạng sao – tam giác. Nếu máy biến thế khơng cĩ tổng trở nối đất, đặt thành phần tổng trở thứ tự khơng bằng với thứ tự thuận.
Đối với máy biến thếđấu dạng ∆-∆, hoặc dạng Y-∆ bên phần Y nối đất trực tiếp,
đặt thành phần tổng trở thứ tự khơng bằng với thứ tự thuận; PSS/ADEPT khảo sát dịng thứ tự khơng, dịng thứ tự khơng nối Shunt qua đất .v.v.
4.2.2.4 Mơ hình máy điện
Trong tính tốn ngắn mạch, máy điện đồng bộđược xem như cĩ điện áp khơng
đổi và cĩ tổng trở. Chúng ta cĩ thể chọn tổng trở quá độ hoặc siêu quá độ tùy theo yêu cầu của chúng ta trong việc tính ngắn mạch.
Động cơ khơng đồng bộđang hoạt động được biểu trưng nhưđộng cơđồng bộ
trong tính ngắn mạch, cĩ nghĩa cũng cĩ điện áp khơng đổi và tổng trở.
4.2.2.5 Mơ hình tải tĩnh
Trong PSS/ADEPT, tải tĩnh được mơ hình bởi cơng suất khơng đổi, dịng khơng
đổi hay tổng trở khơng đổi.
Thêm vào đĩ, PSS/ADEPT cho phép ta cách chỉđịnh tải đĩ cĩ nối đất hay khơng nối đất.
Với loại tải cĩ nối đất: đĩ là tải cĩ nối dây pha và dây trung tính với nhau. Trái lại, với tải khơng nối đất: khi nhập vào cho pha A thật ra là nối giữa pha A