max
0,124 10 T .8760 h
τ = + − ( *)
4.4.2. Xác định tổn thất điện năng trên đường dây: RA1
̣ ̣ S1 S1
Tmax1 Tmax1
Hình 4.12. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính toán tổn thất điện năng đường dây 1 phụ tải
Để tính ΔPmax , cần lưu ý rằng phụ tải xác định theo phương pháp ở chương 3 chính là phụ tải cực đại, có nghĩa là phụ tải tính toán chính là phụ tải cực đại, tổn thất công suất tính theo phụ tải tính toán là tổn thất công suất cực đại. Vì thế trên sơ đồ và quá trình tính toán không nhất thiết phải ghi chỉ số max vào các đại lượng S, P, Q và ΔP.
Với mục đích xác định tổn thất điện năng, đường dây chỉ cần thay thế bằng điện trở R.
Từ trị số Tmax1 của phụ tải S1 tính được trị số τ theo biểu thức ( * ). Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây A1:
Tổn thất điện năng trên đường dây A1: ΔAA1 = ΔPA1 .τ
Giá tiền tổn thát điện năng 1 năm trên đường dây A1: YΔA = ΔAA1 . c
Trong đó : c – giá tiền 1kWh tổn thất điện năng ( đ / 1kWh, USD / 1kWh )
4.4.3. Xác định tổn thất điện năng trong trạm biến áp:
Khi trạm có 1 máy biến áp tổn thất điện năng trong máy biến áp là: max 2 [ ] 0. pt . T K dm S A P t P KWh S τ ∆ = ∆ + ∆ ÷
Nếu máy biến áp làm việc suốt năm t= 8760h.
Khi trạm có n máy biến áp làm việc song song, tổn thất điện năng trong máy biến áp là: max 2 [ ] 0 1 . . . pt . T K dm S A n P t P KWh n S τ ∆ = ∆ + ∆ ÷
4.5. Các giải pháp giảm tổn thất điện năng:
Muốn giảm tổn thất điện năng cần phải giảm tổn thất công suất tác dụng: P P2 2Q2.R
U
+
∆ =
Các giải pháp thực hiện đều nhằm vào mục đích tác động vào các đại lượng
P, Q, R và U dẫn tới làm giảm ∆P.
4.5.1. Tăng điện áp truyền tải:
S12 2
ΔPA1 = RA1
Có thể sử dụng đầu phân áp của máy biến áp nhằm nâng cao điện áp cung cấp (không cao quá 5%Udm). Nếu có thể cải tạo nâng cấp điện áp cho đường dây truyền tải.
4.5.2. Cắt giảm đỉnh ( P ):
Để cắt giảm P có thể dùng các giải pháp như thay đổi dây chuyền công nghệ hiện đại tiêu tốn điện năng ít hơn để sản xuất 1 đơn vị sản phẩm, sử dụng các thiết bị điện công nghệ mới hiệu suất cao, tiêu tốn P ít hơn.
4.5.3. Bù công suất phản kháng:
Giải pháp này nhằm giảm lượng Q truyền tải trên lưới điện dẫn tới làm giảm ΔA. Cụ thể là: dùng biện pháp hành chính phạt cosφ đối với các xí nghiệp có cosφ < 0,85 và khuyến khích các xí nghiệp đặt tụ bù để giảm Q và tiến hành bù kinh tế trên lưới cung cấp điện.
4.5.4 Giảm chỉ số R:
Để giảm R có thể dùng các giải pháp:
+Dùng cáp đồng thay cho cáp nhôm.
+Tăng tiết diện dây dẫn, hoặc sử dụng đường dây lộ kép v.v…
+Chọn tiết diện dây theo Jkt (dây sẽ lớn hơn và R nhỏ hơn khi chọn theo các phương pháp khác).
Ngoài ra, có thể dùng các biện pháp như: đặt trạm đúng trọng tâm phụ tải, lựa chọn đúng dung lượng máy biến áp (khi thiết kế); vận hành kinh tế trạm biến áp…
BÀI TẬP CHƯƠNG IV
Bài 1 : Đường dây trên không 10(kV) (Viết tắt là ĐDK – 10 kV) cấp điện cho xí nghiệp có các số liệu ghi trên hình vẽ. Yêu cầu xác định tổn thất điện áp trên đường dây.
A AC – 50, 5km 1 1000∠0,8
Hình vẽ. ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho xí nghiệp
Bài 2 : ĐDK – 10kV cấp điện cho 2 xí nghiệp, toàn bộ đường dây dùng AC – 50, các số liệu khác cho trên hình vẽ. Yêu cầu:
1. Kiểm tra tổn thất điện áp
2. Biết U1 = 10,250 (kV), cần xác định U2, UA
Hình vẽ. ĐDK – 10 (kV) cấp cho 2 xí nghiệp
Bài 3: ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho xí nghiệp cơ khí có phụ tải điện 2000 (kV), cosϕ = 0,6. Dây dẫn AC – 70, dài 5km. Yêu cầu xác định tổn thất công suất trên đường dây.
Hình vẽ. ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho xí nghiệp cơ khí
Bài 4 : Trạm biến áp cấp điện cho xí nghiệp cơ khí đặt 1 biến áp 1000(kV) – 10/0,4 (kV) có các số liệu kỹ thuật ∆Po = 5 (kW), ∆PN = 12 (kW), Io% = 3 (%), UN (%) = 5 (%). Phụ tải nhà máy là 800∠0,6 (kVA) hình vẽ. Yêu cầu xác định tổn thất công suất trong trạm.
1x1000 (kVA)
Hình vẽ. Trạm biến áp xí nghiệp cơ khí
Bài 5 : Đường dây trên không 10 (kV) cấp điện cho 3 phụ tải, toàn bộ dùng dây AC – 50. Chiều dài các đoạn đường dây và số liệu phụ tải cho trên hình vẽ. Yêu cầu xác định tổng tổn thất công suất trên đường dây.
Hình vẽ. ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho 3 phụ tải
Bài 6 : Xí nghiệp luyện kim đặt hai máy biến áp do Công ty thiết bị điện Đông anh chế tạo 2x1000(kVA) – 22/0,4 (kV). Phụ tải xí nghiệp S = 1500 (kVA), cosφ = 0,9. Yêu cầu xác định tổn thất trong 2 trạm biến áp.
Bài 7: ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho xí nghiệp dài 5 km, dây AC-50. Phụ tải xí nghiệp S = 1000 (kVA), cosφ = 0,6. Tmax = 5000 (h). Yêu cầu xác định giá tiền tổn thất điện năng trong 1 năm trên đường dây cho biết c = 103(đ / kWh).
Bài 8 : ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho 2 phụ tải với các số liệu sau: phụ tải 1 chiều dài 5 km, dây 2AC-50, S = 1000 (kVA), cosφ = 0,7. Tmax1 = 5000 (h). Phụ tải 2 chiều dài 3 km, dây AC-50, S = 500 (kVA), cosφ = 0,8. Tmax2 = 4000 (h). Yêu cầuxác định giá tiền tổn thất điện năng trong 1 năm trên đường dây cho biết c = 500(đ / kWh).
CHƯƠNG V: TRẠM ĐIỆN5.1. Khái niệm về các loại trạm điện: 5.1. Khái niệm về các loại trạm điện:
Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác.
Theo nhiệm vụ, có thể phân trạm thành hai loại: trạm biến áp phân phối và trạm biến áp trung gian.
Theo cấu trúc, cũng có thể chia thành hai loại: Trạm biến áp ngoài trời và trạm biến áp trong nhà.
5.2. Trạm biến áp phân phối:
Làm nhiệm vụ nhận điện từ trạm biến áp trung gian về và phân phối cho các trạm biến áp phân phối trong khu vực, biến đổi thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải phân xưởng. Phía sơ cấp thường là 35, 22, 15, 10, 6kV; còn phía hạ áp có thể là 660, 380/220 hay 220/127V.
5.3. Trạm biến áp trung gian:
Còn gọi là trạm biến áp chính: trạm này nhận điện 35÷220kV từ hệ thống biến đổi thành cấp điện áp 10, 6 hay 0,4kV.
5.4. Sơ đồ nối dây trạm biến áp:
+ Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu phụ tải.
+ Sơ đồ nối dây rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và lúc xử lý sự cố.
+ An toàn lúc vận hành và sửa chữa.
+ Cân bằng giữa các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật.
Hình 5.6: Sơ đồ trạm hạ áp trung gian và trạm phân phối chính 5.4.1. Sơ đồ nối dây trạm hạ áp trung gian:
Sơ đồ nối dây phía sơ cấp của trạm loại này phụ thuộc các thông số: điện áp cung cấp, số lượng và công suất máy biến áp, chế độ làm việc, độ tin cậy yêu cầu, sự phát triển trong tương lai… Do vậy có rất nhiều phương án để giải quyết vấn đề, tuy nhiên rất ít hoặc không có phương án nào thỏa hết các yêu cầu.
Sau đây là một số sơ đồ nối dây trạm biến áp thông dụng. Các trạm này thường được thực hiện theo dạng sau:
+ Nối đến hệ thống bằng một hoặc hai lộ. Hai lộ đến thường không có thanh cái.
+ Phía điện áp thứ cấp (điện áp phân phối) người ta dùng sơ đồ với thanh cái đơn hay thanh cái kép.
5.4.2. Trạm phân phối chính:
Trạm nằm trong phạm vi xí nghiệp, thanh cái cao áp ngoài nối với hệ thống còn nối với nhà máy điện địa phương hay tổ máy phát điện riêng. Thanh cái có thể là đơn hay kép với máy cắt phân đoạn. Do được nối vào nguồn lớn nên các phụ tải có thể lắp các cuộn kháng để giảm dòng ngắn mạch nếu có.
5.4.3. Trạm phân phối trung gian:
Đối với các xí nghiệp có nhiều phân xưởng nằm rải rác và phân tán, thì cần có các trạm biến áp trung gian để phân phối điện năng từ các trạm chính đến các phân xưởng.
5.4.4.Trạm hạ áp phân xưởng:
Trạm hạ áp phân xưởng thường có một hay hai máy biến áp, khi trạm có nhiều (> 3) máy biến áp thì có thể có thanh cái phân đoạn.