Luận văn Nghiên cứu và đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối – Áp dụng tại Công ty Điện lực Tây Ninh
TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
LÊ TẤN ĐẠT
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT
ĐIỆN NĂNG TRÊN LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI – ÁP DỤNG TẠI
CÔNG TY ĐIỆN LỰC TÂY NINH
Chuyên ngành: Quản lý năng lƣợng
Mã số: 60340416
LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƢỢNG
Ngƣời hƣớng dẫn: TS Trƣơng Huy Hoàng
HÀ NỘI 2015
LỜI CẢM ƠN
Trƣớc tiên tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến tất cả các Quý Thầy/Cô đã giảng
dạy trong chƣơng trình cao học Quản lý năng lƣợng - trƣờng Đại học Điện lực,
những ngƣời đã truyền đạt cho tôi những kiến thức hữu ích về Quản lý năng lƣợng,
làm cơ sở cho tôi thực hiện luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Trƣơng Huy Hoàng đã tận tình hƣớng
dẫn, chỉ bảo, cho tôi nhiều kinh nghiệm trong thời gian thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy/Cô đang giảng dạy tại khoa Quản
lý năng lƣợng - trƣờng Đại học Điện lực, các đồng nghiệp của Công ty Điện lực Tây
Ninh đã giúp đỡ tôi trong việc trong quá trình thu thập dữ liệu, thông tin của luận
văn, đóng góp ý kiến và bổ sung những thiếu sót cho luận văn của tôi.
Sau cùng tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình đã luôn tạo điều kiện tốt
nhất cho tôi trong quá trình học cũng nhƣ thực hiện luận văn.
Do thời gian có hạn, kinh nghiệm nghiên cứu chƣa có nên còn nhiều thiếu
sót, tôi rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của Quý Thầy/Cô và các anh chị học
viên.
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi dƣới sự
hƣớng dẫn của TS Trƣơng Huy Hoàng, tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ
cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong
luận văn này đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả
Lê Tấn Đạt
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT...................................7
DANH MỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................8
DANH MỤC BẢNG BIỂU ..................................................................................9
MỞ ĐẦU ................................................................................................................10
1. Lý do chọn đề tài .............................................................................................10
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn…...............................................................11
3. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................11
4. Đối tƣợng nghiên cứu …………......................................................................11
5. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................11
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn………………………………………………..11
7. Những đóng góp mới của đề tài .....................................................................12
CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG ....... 13
1.1 Khái niệm tổn thất điện năng………….........................................................13
1.1.1 Định nghĩa tổn thất điện năng.................................................................13
1.1.2 Các nguyên nhân gây ra tổn thất điện năng trên lƣới phân phối ............13
1.1.2.1 Tổn thất kỹ thuật……..........................................................................14
1.1.2.2 Tổn thất thƣơng mại….........................................................................16
1.2 Phƣơng pháp xác định tổn thất điện năng ....................................................17
1.2.1 Xác định TTĐN thực hiện qua hệ thống công tơ đo đếm……………...17
1.2.2 Xác định TTĐN của lƣới điện qua tính toán tổn thất kỹ thuật…………17
1.2.2.1 Xác định tổn thất trong máy biến áp ...................................................17
1.2.2.2 Xác định tổn thất trên đƣờng dây ........................................................20
1.2.3 Xác định tổn thất kỹ thuật và tổn thất thƣơng mại.………….…………25
1.3 Các yếu tố tác động đến TTĐN ……………………………....................... 26
1.4 Ý nghĩa của việc giảm tổn thất điện năng ................................................27
1.5 Các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lƣới điện phân phối ..............28
1.5.1 Các giải pháp giảm tổn thất điện năng khâu kỹ thuật, vận hành………28
1.5.2 Các giải pháp quản lý kinh doanh giảm tổn thất điện năng……………28
1.6 Tính toán và phân tích lƣới điện bằng phần mềm PSS/ADEPT
.........................................................................................................................28
1.6.1 Giới về phần mềm PSS/ADEPT .........................................................28
1.6.2 Các bƣớc triển khai thực hiện tính toán bằng phần mềm ...................29
1.6.3 Tính toán phân bố công suất……………………………....................30
1.6.3.1 Giới thiệu…………................................................................30
1.6.3.2 Mô hình máy điện…………… ..............................................31
1.6.4 Xác định vị trí bù tối ƣu…...……………………………....................33
TÓM TẮT CHƢƠNG I........................................................................................35
CHƢƠNG II. THỰC TRẠNG TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TẠI CÔNG TY
ĐIỆN LỰC TÂY NINH.................................................................................36
2.1 Khái quát về Công ty Điện lực Tây Ninh ........................................36
2.1.1 Giới thiệu chung về Công ty Điện lực Tây Ninh ...................................36
2.1.2 Cơ cấu tổ chức Công ty Điện lực Tây Ninh……………………............39
2.1.2.1 Giới thiệu chung về Công ty Điện lực Tây Ninh.……………............39
2.1.2.2 Quá trình hình thành và phát triển của Cty Điện lực Tây Ninh………40
2.1.2.3 Cơ cấu tổ chức của Cty Điện lực Tây Ninh…………………………..41
2.1.3 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh của PCTN.................................44
2.1.3.1 Mục tiêu…………………………………………................................45
2.1.3.2 Ngành nghề kinh doanh…………………………................................45
2.1.3.3 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh của PCTN 2010-2014……...45
2.1.3.4 Thành tích thi đua của PCTN trong những năm gần đây…….............47
2.1.3.5 Những thuận lợi, khó khăn của PCTN 2010-2014...............................48
2.2 Đặc điểm cung cấp điện của Công ty Điện lực Tây Ninh................49
2.2.1 Đặc điểm phụ tải……………………………………………………….49
2.2.2 Đặc điểm hệ thống cung cấp điện…………………………...................51
2.2.2.1 Nguồn điện 110kV và trạm điện 110/22kV…………….....................51
2.2.2.2 Lƣới điện trung hạ thế…………………………………......................52
2.3 Thực trạng tổn thất điện năng tại Công ty Điện lực Tây Ninh..53
2.3.1 Thực trạng .............................................................................................53
2.3.2 Đánh giá chung ......................................................................................54
2.3.3 Tổn thất kỹ thuật tính toán .....................................................................59
2.3.4 Tổn thất thƣơng mại ...............................................................................68
2.4 Tiềm năng giảm TTĐN tại Công ty Điện lực Tây Ninh……….70
TÓM TẮT CHƢƠNG II
72
CHƢƠNG III: CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TẠI
CÔNG TY ĐIỆN LỰC TÂY NINH………….............................................73
3.1 Các giải pháp kỹ thuật nhằm giảm tổn thất điện năng…….......................73
3.1.1 Cải tạo, hoàn thiện lƣới điện phân phối đúng tiêu chuẩn kỹ thuật……..73
3.1.2 Công tác quản lý kỹ thuật, quản lý vận hành……………………...…...75
3.1.3 Cải tạo lƣới điện trung trung áp trục chính tuyến 480TH.......................76
3.1.4 Giải pháp lắp đặt tụ bù trên các xuất tuyến phân phối ...........................79
3.1.5 Sửa chữa cải tạo lƣới hạ thế có tổn thất điện năng cao trên 15%............84
3.2 Giải pháp tổ chức quản lý…………….……………........................86
3.2.1 Nâng cao chất lƣợng trong công tác quản lý vận hành...........................86
3.2.2 Các giải pháp giảm tổn thất điện năng khâu kinh doanh ……………..86
3.2.3 Nâng cao chất lƣợng công tác dịch vụ khách hàng ..............................88
3.3 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CÁC GIẢI PHÁ…………………...........89
3.3.1 Phƣơng pháp phân tích hiệu quả kinh tế ...............................................89
3.3.2 Hiệu quả việc áp dụng giải pháp kỹ thuật giảm TTĐN……………….90
TÓM TẮT CHƢƠNG 3.............................................................................95
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................95
1. Kết luận ........................................................................................................96
1.1 Những kết quả đã đạt đƣợc ......................................................................96
1.2 Hạn chế của luận văn ...............................................................................98
2. KIẾN
NGHỊ.....................................................................................98
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................100
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
HTĐ: Hệ thống điện
SXKD: Sản xuất kinh doanh
MBA: Máy biến áp.
TTĐN: Tổn thất điện năng.
TP: Thành phố
PCTN: Công ty Điện lực Tây Ninh
PSS/ADEPT: Power System Simulato/Advanced Distribution Engineering
Productivity Tool
CAPO: Tối ƣu hóa vị trí đặt tụ điện cố định và điều chỉnh
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Nguyên nhân tổn thất điện năng…………………………………13
Hình 1.2: Sơ đồ thay thế MBA hai cuộn dây ................................................18
Hình 1.3: Sơ đồ thay thế MBA hai cuộn dây khi điện áp ≤ 220kV ..............19
Hình 1.4: Sơ đồ thay thế đƣờng dây hình Π..................................................21
Hình 1.5: Sơ đồ thay thế đƣờng dây lƣới điện phân phối .............................22
Hình 1.6: Sơ đồ thay thế hai đoạn đƣờng dây và hai phụ tải ........................22
Hình 1.7 Các bƣớc triển khai thực hiện tính toán phần mềm .......................30
Hình 2.1 Sơ đồ hành chính tỉnh Tây Ninh……………………….................37
Hình 2.2 Sơ đồ tổ chức Cty Điện lực Tây Ninh…………………................43
Hình 2.3 Biểu đồ sản lƣợng điện của Cty Điện lực Tây Ninh……………..46
Hình 2.4 Biểu đồ phản ánh cơ cấu điện thƣơng phẩm của PCTN ................55
Hình 2.5 Biểu đồ phản ánh TTĐN của PCTN 2010-2014.............................57
Hình 2.6 Biểu đồ tổn thất điện năng theo quý của PCTN.............................59
Hình 2.7: Sơ đồ đơn tuyến lƣới điện tuyến 476SD, huyện Châu
Thành……………………………………………………………................60
Hình 2.8: Dòng điện tại lộ ra tuyến 476SD lúc 23h-5h mô phỏng trên
PSS/ADEPT..................................................................................................62
Hình 2.9: Dòng điện tại lộ ra tuyến 476SD lúc 5h-8h mô phỏng trên
PSS/ADEPT..................................................................................................63
Hình 2.10: Dòng điện tại lộ ra tuyến 476SD lúc 8h-17h mô phỏng trên
PSS/ADEPT...................................................................................................63
Hình 2.11: Dòng điện tại lộ ra tuyến 476SD lúc 17h-23h mô phỏng trên
PSS/ADEPT...................................................................................................63
Hình 2.12: Dòng điện lớn nhất tại lộ ra tuyến 476SD mô phỏng trên
PSS/ADEPT………………………………………………………………...64
Hình 3.1 Mô tả dòng tiền của giải pháp.........................................................93
8
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Nhóm phụ tải …............................................................................33
Bảng 2.1: Tổng hợp doanh thu, thƣơng phẩm, GBBQ năm 2010-2014……46
Bảng 2.2: Thống kê khối lƣợng đƣờng dây và trạm PCTN quản lý..............46
Bảng 2.3: Một số chỉ tiêu SXKD đạt đƣợc trong giai đoạn 2010-2014…….47
Bảng 2.4: Thƣơng phẩm theo 5 thành phần phụ tải ………………………..50
Bảng 2.5: Cơ cấu thành phần phụ tải PCTN năm 2010-2014………………54
Bảng 2.6: Tình hình thực tế TTĐN của PCTN năm 2010-2014……………57
Bảng 2.7: Tình hình thực tế TTĐN của các Điện lực trực thuộc…………...58
Bảng 2.8: Tổng điện năng nhận, thƣơng phẩm, tổn thất lƣới hạ áp……………...58
Bảng 2.9: Các thông số kỹ thuật chi tiết tuyến 476SD..................................61
Bảng 2.10: Dòng điện trung bình năm tuyến tuyến 476SD……...................61
Bảng 2.11 So sánh kết quả tổn thất tính toán và thực tế …………..............67
Bảng 3.1 Thông số tuyến 480TH sau khi thay dây dẫn đƣờng trục ……….76
Bảng 3.2: Kết quả tính toán TTĐN tuyến 480TH sau khi thay dây dẫn...... 79
Bảng 3.3 So sánh đặc tính kinh tế- kỹ thuật của máy bù và tụ tù ................81
Bảng 3.4: Kết quả tính toán bù công suất phản kháng 476SD......................82
Bảng 3.5: Kết quả tính toán TTĐN sau khi lắp bù ở các phát tuyến 22kV..83
Bảng 3.6: Thống kê tổn thất điện năng lƣới hạ thế trên hệ thống CMIS…..84
Bảng 3.7: Thống kê các trạm có tổn thất điện năng lƣới hạ thế trên 15%....85
Bảng 3.8: TTĐN các trạm trên 15% sau khi cải tạo sửa chữa lƣới hạ thế…85
Bảng 3.9: Kết quả tính toán tổng chi phí đầu tƣ thay dây dẫn 480TH, lắp bù
ở các phát tuyến và sửa chữa lƣới hạ thế ……..............................................90
Bảng 3.10: Sản lƣợng điện năng mất do không phát triển đƣợc phụ tải
480TH………………………………………………………………………91
Bảng 3.11: Chi phí phát sinh mua điện dầu nguồn……………....................92
Bảng 3.12 Dòng tiền dự án…………………………………………………93
Bảng 3.13 Kết quả tính toán lợi nhuận quy về hiện tại (NPV).....................94
9
LỜI NÓI ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Điện năng là một loại sản phẩm có vị trí hết sức quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân. Vị trí quan trọng đó thể hiện ở chỗ: điện năng là năng lƣợng đầu vào của
hầu hết các ngành kinh tế quốc dân, điện năng là năng lƣợng đƣợc sử dụng nhiều
nhất so với các dạng năng lƣợng khác trong lĩnh vực sản xuất, là nguồn cung cấp
năng lƣợng chủ yếu trong quá trình sản xuất để thực hiện nhiều phƣơng pháp công
nghệ khác nhau trong quá trình chế tạo sản phẩm và các hoạt động dịch vụ khác.
Tổn thất điện năng dƣờng nhƣ đang là mối quan tâm hàng đầu, nỗi trăn trở của
Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) nói chung, Tổng Công ty Điện lực miền Nam
(EVN SPC) và Công ty Điện lực Tây Ninh (PCTN) nói riêng. Đối với một doanh
nghiệp hoạt động sản xuất kinh doanh điện năng nhƣ PCTN thì việc tiết kiệm điện
năng và giảm tổng chi phí sản xuất thông qua việc giảm tỷ lệ tổn thất điện năng là
một nhiệm vụ quan trọng.
Trong quá trình kinh doanh, truyền tải và phân phối điện năng luôn tồn tại hai
loại tổn thất chính đó là: Tổn thất kỹ thuật và tổn thất thƣơng mại. Nếu nhƣ tổn thất
kỹ thuật là tất yếu (tỷ lệ điện dùng để phân phối điện) thì tổn thất thƣơng mại theo
lý thuyết có thể giảm tới con số không. Giảm tổn thất điện năng cần gắn chặt với
công tác kinh doanh, vận hành, đầu tƣ xây dựng và cải tạo lƣới điện. Vì vậy, hàng
năm PCTN đều có những kế hoạch và chƣơng trình giảm tổn thất điện năng.
Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề giảm tổn thất điện năng tại
các Công ty Điện lực nói chung, nhƣng chƣa có công trình nào đi sâu nghiên cứu,
phân tích về việc làm thế nào để giảm tổn thất điện năng tại PCTN nói riêng. Vì vậy
yêu cầu làm rõ cơ sở lý luận và thực tiễn đối với tổn thất điện năng và các giải pháp
giảm tổn thất điện năng tại PCTN trở nên cấp bách, tạo cơ sở để PCTN thực hiện tốt
chức năng nhiệm vụ của mình trong nền kinh tế thị trƣờng. Do đó đề tài “Nghiên
cứu và đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lƣới điện phân phối – áp
dụng tại Công ty Điện lực Tây Ninh” đƣợc em chọn nghiên cứu làm luận văn thạc
10
sĩ Quản lý năng lƣợng nhằm đƣa ra những giải pháp giảm tổn thất điện năng có tính
khả thi tại PCTN.
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn
Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu đề xuất các giải pháp giảm tổn thất
điện năng của PCTN, cụ thể các giải pháp kỹ thuật, các giải pháp quản lý nhằm thực
hiện giảm tổn thất điện năng tại Công ty.
3. Phạm vi nghiên cứu
Công tác giảm tổn thất điện năng của PCTN, nghiên cứu thu thập số liệu
thực tế để tính toán các chỉ tiêu liên quan đến tổn thất điện năng để từ đó đề xuất các
giải pháp giảm tổn thất điện năng một cách hiệu quả.
4. Đối tƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu, tính toán đề xuất các biện pháp giảm tổn thất điện năng tại
PCTN và một số đơn vị liên quan.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu các vấn đề lý luận có liên quan đến phân tích hiệu quả hoạt
động kinh doanh, từ đó vận dụng để phân tích thực trạng hoạt động sản xuất kinh
doanh tại PCTN.
- Nghiên cứu thực trạng lƣới điện và phụ tải của PCTN để xác định các tổn
thất điện năng.
- Phân tích đánh giá những điểm mạnh và điểm yếu của đơn vị để đƣa ra các
giải pháp khả thi nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh tại PCTN.
- Sử dụng phần mềm CMIS và PSS/ADEPT để phân tích tổn thất từ đó đƣa
ra các giải pháp làm giảm tổn thất điện năng của Công ty.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Việc nghiên cứu và đề xuất các biện pháp giảm tổn thất điện năng trên lƣới
điện phân phối giúp cho ngành điện chủ động đƣợc kế hoạch thực hiện phát triển
nguồn và lƣới điện để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện của các phụ tải điện, không
ngừng nâng cấp, cải tạo và mở rộng lƣới điện hiện có, đề ra những biện pháp,
11
phƣơng thức vận hành hợp lý để nâng cao chất lƣợng điện năng, khai thác lƣới điện
hiệu quả, giảm tổn thất điện năng trong quá trình truyền tải và phân phối đến mức
thấp nhất để có thể đáp ứng ngày càng tốt hơn những đòi hỏi về chất lƣợng điện
năng đồng thời tiết kiệm chi phí đầu tƣ, sản xuất, truyền tải và phân phối điện.
7. Những đóng góp mới của đề tài
Đã thu thập, khảo sát hiện trạng tổn thất trên lƣới điện phân phối tỉnh Tây
Ninh; đã phân tích tổng hợp dữ liệu thu đƣợc phục vụ cho tính toán tổn thất điện
năng trên lƣới bằng phần mềm PSS/ADEPT.
Đã xây dựng đƣợc sơ đồ tính toán cơ bản và bộ dữ liệu đầu vào cần thiết cho
phép tính toán tổn thất kỹ thuật lƣới điện phân phối tỉnh Tây Ninh với kết quả chính
xác và thời gian tính toán nhanh;
Trên cơ sở kết quả tính toán thu đƣợc đã xác định đƣợc vị trí đặt bù tối ƣu
với các dung lƣợng bù cho trƣớc.
12
CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
1.1 Khái niệm tổn thất điện năng
1.1.1 Định nghĩa tổn thất điện năng
Tổn thất theo nghĩa đơn giản là sự hao hụt về trị số của một quá trình. Tổn
thất điện đƣợc tính bằng hiệu số của điện sản xuất ra và điện tiêu thụ (điện thƣơng
phẩm). Tỷ lệ tổn thất là số % của điện tổn thất so với điện sản xuất.
Tổn thất điện năng trên lƣới điện là lƣợng điện năng tiêu hao cho quá trình
truyền tải và phân phối điện khi tải điện từ ranh giới giao nhận với các nhà máy
phát điện qua các lƣới điện truyền tải, lƣới điện phân phối tới các hộ tiêu thụ điện.
Tổn thất điện năng còn đƣợc gọi là điện năng dùng để truyền tải và phân phối điện.
Trong hệ thống điện, tổn thất điện năng phụ thuộc vào mạch điện, lƣợng điện truyền
tải, khả năng phân phối và vai trò của công tác quản lý.
1.1.2 Các nguyên nhân gây ra TTĐN trên lƣới phân phối
Các nguyên nhân gây ra tổn thất điện năng đƣợc minh hoạ qua sơ đồ:
Tổn thất điện năng
Tổn thất điện năng
trong quá trình sản
xuất
Tổn thất điện năng
trong quá trình truyền
tải và phân phối
Tổn thất điện năng
trong quá trình
tiêu thụ
Tổn thất
Kỹ thuật
Tổn thất
Thƣơng mại
Sơ đồ 1.1. Nguyên nhân tổn thất điện năng
13
Tổn thất điện năng trong quá trình tuyền tải và phân phối điện đƣợc chia làm
hai nguyên nhân nhƣ sau:
1.1.2.1 Tổn thất kỹ thuật
Điện năng đƣợc sản xuất ra từ các nhà máy điện, muốn tải đến các hộ tiêu
thụ điện phải qua hệ thống lƣới điện cao áp, trung áp, xuống hạ áp (hệ thống bao
gồm các máy biến áp, đƣờng dây và các thiết bị điện khác). Trong quá trình truyền
tải, dòng điện tiêu hao một lƣợng nhất định khi qua máy biến áp, qua điện trở dây
dẫn và mối nối tiếp xúc làm phát nóng dây, qua các thiết bị điện, thiết bị đo lƣờng,
công tơ điện... gây tổn thất điện năng. Chƣa kể đƣờng dây dẫn điện mang điện áp
cao từ 110 kV trở lên còn có tổn thất vầng quang; dòng điện qua cáp ngầm và tụ
điện còn tổn thất do điện môi. Vì thế mà tổn thất điện năng còn đƣợc định nghĩa là
điện năng dùng để truyền tải và phân phối điện. Đó chính là tổn thất điện năng kỹ
thuật và xảy ra tất yếu trong quá trình truyền tải điện từ nhà máy phát qua hệ thống
lƣới điện cao hạ áp đến các hộ sử dụng điện.
Tổn thất kỹ thuật trong mạng lƣới điện đặc biệt quan trọng bởi vì nó dẫn tới
tăng vốn đầu tƣ để sản xuất và truyền tải điện năng cũng nhƣ chi phí về nhiên liệu.
Tổn thất kỹ thuật đƣợc xác định theo các thông số chế độ và các thông số trong
phần tử mạng lƣới điện.
Tổn thất kỹ thuật bao gồm: tổn thất công suất tác dụng và tổn thất công suất
phản kháng. Tổn thất công suất phản kháng do từ thông rò, gây từ trong các máy
biến áp và cảm kháng trên đƣờng dây. Tổn thất công suất phản kháng chỉ làm lệch
góc và ít ảnh hƣởng đến tổn thất điện năng. Tổn thất công suất tác dụng có ảnh
hƣởng đáng kể đến tổn thất điện năng.
Việc tính toán tổn thất điện năng thông thƣờng thực hiện theo phƣơng pháp
dòng điện đẳng trị phụ thuộc vào đồ thị phụ tải hoặc theo thời gian sử dụng công
suất lớn nhất. Tổn thất công suất tác dụng bao gồm tổn thất sắt do dòng điện
Foucault trong lõi thép và tổn thất đồng do hiệu ứng Joule trong máy biến áp.
14
- Tổn thất điện năng do đốt nóng các dây dẫn trong mạng điện. Lƣợng tổn
thất điện năng có thể tính toán đƣợc một cách tƣơng đối chính xác thông qua công
thức sau:
Sm2 P.l
A 3I2.R..103
..103 (kWh)
dd
U2
s
Trong đó:
: Tổn thất điện năng do đốt nóng các dây dẫn trong mạng điện (kWh).
Add
Sm
I=
: Dòng điện chạy trên đƣờng dây khi phụ tải là cực đại (A).
3.U
Sm : Công suất cực đại truyền tải trên đƣờng dây (KVA).
U: Điện áp định mức của mạng lƣới điện (KV).
.l
R= : Điện trở của đƣờng dây ( );
s
: Điện trở suất của đƣờng dây ( mm2/km).
l: Chiều dài của đƣờng dây (km).
s: Tiết diện của đƣờng dây (mm2).
: Thời gian chịu công suất lớn nhất (h).
- Tổn thất điện năng trong máy biến áp. Lƣợng tổn thất điện năng này đƣợc
xác định nhƣ sau:
S
2
pt max
∆ABA = ∆Po . t + ∆PN .
.
τ
(kWh)
Sđm
ABA : Tổn thất điện năng trong các máy biến áp (kWh).
P0 : Tổn thất công suất khi không tải của máy biến áp (kW).
PN : Tổn thất công suất khi ngắn mạch của máy biến áp (kW).
Spt max : Công suất cực đại của phụ tải (kVA).
Sdm : Công suất định mức của máy biến áp (kVA).
t: Thời gian tính tổn thất điện năng (h).
15
: Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất (h).
- Tổn thất khác bao gồm nhƣ (tiếp xúc, rò điện, …) ký hiệu là
.
Akh
Các loại tổn thất này có các nguyên nhân chủ yếu nhƣ sau:
Đƣờng dây phân phối quá dài, bán kính cấp điện lớn;
Tiết diện dây dẫn quá nhỏ, đƣờng dây bị xuống cấp, không đƣợc cải tạo
nâng cấp;
Máy biến áp phân phối thƣờng xuyên mang tải nặng hoặc quá tải;
Máy biến áp là loại có tỷ lệ tổn thất cao hoặc vật liệu lõi từ không tốt dẫn
đến sau một thời gian tổn thất tăng lên;
Vận hành không đối xứng liên tục dẫn đến tăng tổn thất trên MBA;
Nhiều thành phần sóng hài của các phụ tải công nghiệp tác động vào các
cuộn dây máy biến áp làm tăng tổn thất;
Vận hành với hệ số cosφ thấp do thiếu công suất phản kháng.
Tổn thất kỹ thuật là một yếu tố khách quan, chỉ có thể giảm thiểu đƣợc tổn
thất kỹ thuật chứ không thể loại bỏ đƣợc chúng hoàn toàn. Mức độ tổn thất điện
năng kỹ thuật lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào cấu trúc lƣới điện, chất lƣợng thiết bị, chất
lƣợng đƣờng dây tải điện và phƣơng thức vận hành hệ thống điện.
1.1.2.2 Tổn thất thƣơng mại
Tổn thất thƣơng mại hay còn gọi là tổn thất điện năng phi kỹ thuật do tình
trạng vi phạm sử dụng điện nhƣ: lấy cắp điện dƣới nhiều hình thức (câu móc trực
tiếp, làm sai lệch hệ thống đo đếm điện năng, gây hƣ hỏng, chết cháy công tơ, các
thiết bị đo lƣờng, ...). Do chủ quan của đơn vị quản lý khi TU mất pha, TI quá tải,
suy giảm tỷ số biến, công tơ chết cháy không xử lý, thay thế kịp thời, sự không
hoàn thiện kín hóa của hệ thống đo đếm. Sai số của các thiết bị dùng để đo đếm
điện năng, công tác quản lý còn sơ hở dẫn đến thất thu tiền điện, khách hàng còn vi
phạm quy chế sử dụng điện.
Tổn thất thƣơng mại phản ánh trình độ quản lý của doanh nghiệp sản xuất
kinh doanh điện, trình độ quản lý càng cao thì tổn thất thƣơng mại càng thấp. Mục
16
tiêu của các doanh nghiệp này là phấn đấu đƣa tổn thất thƣơng mại về gần bằng
không.
1.2 Phƣơng pháp xác định tổn thất điện năng
Xác định tổn thất khu vực và nhận dạng tổn thất điện năng (do kỹ thuật hay
kinh doanh) nhằm giúp cho ngƣời quản lý nhận biết rõ tổn thất điện năng ở khu vực
nào, do kỹ thuật hay kinh doanh để có biện pháp xử lý.
1.2.1 Xác định TTĐN thực hiện qua hệ thống công tơ đo đếm
Các đơn vị thu thập số liệu điện năng nhận vào lƣới và điện năng giao đi từ
lƣới điện. Tính toán TTĐN thực hiện:
A = AN – AG
(1.1)
Trong đó:
- A: là tổn thất điện năng trên lƣới điện đang xét (kWh).
- AN: là tổng điện nhận vào lƣới điện (kWh).
- AG: là tổng điện giao đi vào lƣới điện (kWh).
Tỉ lệ TTĐN A:
A
AN
100%
A =
1.2.2 Xác định TTĐN của lƣới điện qua tính toán tổn thất kỹ thuật
1.2.2.1 Xác định tổn thất trong máy biến áp
a. Tổn thất công suất trong MBA: Ngoài các thông số định mức của máy
biến áp: công suất định mức Sđm, điện áp định mức của 2 cuộn dây U1đm và U2đm còn
có các thông số: Tổn thất không tải △Po, tổn thất công suất tác dụng khi ngắn mạch
△PN , dòng điện không tải phần trăm so với dòng điện định mức Io, điện áp ngắn
mạch phần trăm so với điện áp UN. Máy biến áp hai cuộn dây đƣợc
thay thế bằng sơ đồ hình ⌈với các tham số Rb, Xb, Gb, Bb (hình 1.2).
Theo cấu trúc sơ đồ hình 1.2 ta có: (1.2) Zb = Rb+jXb và Yb = Gb+jBb
17
Rb
jXb
Gb
- jBb
Hình 1.2: Sơ đồ thay thế MBA hai cuộn dây
Trong đó: Rb: Tổng trở cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đã quy đổi về phía cao áp;
(1.3)
Xb : Điện kháng của máy biến áp hai cuộn dây:
(1.4)
Gb: Điện dẫn tác dụng của MBA hai cuộn dây
(1.5)
Bb: Điện dẫn phản kháng của MBA hai cuộn dây
(1.6)
Khi điện áp định mức của lƣới ≤ 220kV thành phần điện dẫn và điện kháng không
xét đến do có giá trị không đáng kể. Do đó có thể dùng sơ đồ thay thế MBA hai
cuộn dây nhƣ hình 1.2.
Tổn thất trong MBA đƣợc chia ra tổn thất không phụ thuộc tải
trong lõi thép) và tổn thất phụ thuộc tải (tổn thất của cuộn dây).
(tổn thất
18
∆S=
+
(1.7)
Khi đó tổn thất không tải MBA hay tổn thất trong lõi thép là △S0. Tổn thất
không tải không phụ thuộc vào công suất tải qua MBA, nó chỉ phụ thuộc vào cấu
tạo của MBA.
Rb
jXb
△So = △Po + jQo
Hình 1.3: Sơ đồ thay thế MBA hai cuộn dây khi điện áp ≤ 220kV
Tổn thất không tải đƣợc xác định theo các số liệu kỹ thuật của MBA:
△S
0
=△P
0
+ j△Q
0
(kVA)
(1.8)
Trong đó: △P0 - Tổn thất công suất tác dụng không tải (theo số liệu nhà sản
xuất); △Q0 - Tổn thất công suất phản kháng không tải.
I0 là dòng điện không tải tính theo phần trăm.
Thành phần tổn thất phụ thuộc vào công suất tải qua MBA hai cuộn dây hay
còn gọi là tổn đồng đƣợc xác định nhƣ sau:
(1.9)
(1.11)
19
Trong đó: S là công suất tải của MBA đơn vị là VA, kVA, MVA; Sđm là
công suất định mức của MBA và △PN là tổn thất ngắn mạch.
Vậy tổng tổn thất công suất trong máy biến áp là:
b. Tổn thất điện năng trong MBA hai cuộn dây: Tƣơng tự nhƣ tổn thất công
suất trong MBA thì tổn thất điện năng trong MBA cũng gồm hai thành phần: Phần
không phụ thuộc vào tải xác định theo thời gian làm việc của MBA và phần phụ
thuộc vào tải, xác định theo đồ thị phụ tải. Tổn thất điện năng 1 năm trong MBA
tính theo công thức sau:
Trong đó: Tb là thời gian vận hành trong năm của MBA ≈ 8760 h; Smax là
phụ tải cực đại của MBA.
= ( 0,124 + Tmax.10-4)2.8760 ( giờ)
1.2.2.2 Xác định tổn thất trên đƣờng dây
Trƣớc hết cần lựa chọn sơ đồ thay thế của một lƣới điện và tính toán các
thông số của chúng. Sau đó lắp các sơ đồ thay thế của từng phần tử theo đúng trình
tự mà các phần tử đƣợc nối vào nhau trong lƣới và quy đổi các thông số của sơ đồ
thay thế về cùng cấp điện áp. Các thông số của đƣờng dây: điện trở, điện kháng,
điện dẫn và dung dẫn hầu nhƣ phân bố dọc theo đƣờng dây.
Trong tính toán đối với những đƣờng dây có chiều dài ≤ 300km có thể dùng
thông số tập trung. Khi đó sơ đồ thay thế đƣờng dây nhƣ hình 1.3. Trong đó: Tổng
trở tập trung Z = R + jX và R, X lần lƣợt là điện trở và điện kháng của đƣờng dây.
Tổng dẫn
20
Tải về để xem bản đầy đủ
100 trang
11240
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Nghiên cứu và đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối – Áp dụng tại Công ty Điện lực Tây Ninh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- luan_van_nghien_cuu_va_de_xuat_giai_phap_giam_ton_that_dien.pdf
