Tính toán tổn hao công suất và nghiên cứu một số giải pháp giảm tổn thất điện năng trên trên lộ 481 e284 huyện Văn Lâm – Hưng Yên

(kWh) Pmax: Công suất cực đại trong ngày điển hình được lấy bằng điện năng tiêu thụ trong 1 giờ cực đại. Từ bảng 2.3 và bảng 2.4 ta xác định được: Pmax hè = 1684kW Pmaxđông = 1413 kW (h) (h) * Thời gian hao tổn công suất cực đại: (h) (2.7) Tính toán cho ngày hè và ngày đông ta được: (h) (h) * Hệ số điền kín của đồ thị Kđk: b. Tham số đồ thị phụ tải năm + Thời gian sử dụng công suất cực đại trong năm: (h) (2.8) (h) +Thời gian hao tổn công suất cực đại: (h) (h) + Công suất trung bình: (kW) + Hệ số điền kín: 2.3. Nhận xét Hiện tại lưới điện trên địa bàn huyện chủ yếu lưới điện là đường dây trên không, một số tuyến còn cũ nát, chắp vá, ít được cải tạo và hiện tượng vi phạm hành lang lưới điện ở mức độ cao. Các thiết bị xuống cấp như chống sét, SI, sứ không đảm bảo gây phóng điện. Tiếp địa trên lưới điện còn thiếu nhiều và chất lượng không đảm bảo. Qua khảo sát sự biến thiên của đồ thị phụ tải của lộ 481 E28.4 ngày mùa hè và ngày mùa đông ta thấy: - Đồ thị phụ tải mùa hè và mùa đông không bằng phẳng, đồ thị phụ tải mùa đông bằng phẳng hơn so với mùa hè - Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax và thời gian hao tổn công suất cực đại tmax lớn. - Phụ tải cực đại mùa hè lớn hơn phụ tải cực đại mùa đông. - HÖ sè ®iÒn kÝn cña ®å thÞ phô t¶i t­¬ng ®èi nhá. CHƯƠNG III. HAO TỔN ĐIỆN NĂNG TÊN LỘ 481 E28.4 VĂN LÂM 3.1. Phương pháp tính tổn thất điện năng 3.1.1. Cơ sở của các phương pháp tính toán tổn thất điện năng Trong quá trình truyền tải điện năng, do có điện trở và điện kháng trên các phần tử của lưới (đường dây, máy biến áp…), nên khi có dòng điện chạy qua sẽ gây ra tổn thất công suất dẫn đến tổn thất về điện năng. Trị số tổn thất điện năng trong bất kỳ một phần tử nào của mạng điện phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của phụ tải và sự thay đổi của phụ tải trong thời gian khảo sát. Nếu phụ tải của đường dây không thay đổi và xác định được tổn thất công suất tác dụng trên đường dây là ∆P thì khi đó tổn thất điện năng trong thời gian t sẽ là: ∆A = ∆P.t (kWh) Nhưng trong thực tế phụ tải của đường dây luôn luôn biến thiên theo thời gian nên tính toán như trên không chính xác. Khi đó ta phải biểu diễn gần đúng đường cong i(t), và S(t) dưới dạng bậc thang hoá để tính toán tổn thất năng lượng với điện áp định mức. Từ biểu thức: dΔA = 3i2.R.dt, ta có: (3.1) (3.2) Hay: (3.3) Tuy nhiên, trong tính toán thường không biết đồ thị P(t), Q(t). Để tính hao tổn năng lượng ta phải dùng phương pháp gần đúng dựa theo một số khái niệm quy ước như thời gian sử dụng phụ tải cực đại (Tmax), thời gian hao tổn công suất cực đại (τmax) và dòng điện trung bình bình phương (Itbbp). Ngoài ra còn có thể sử dụng một số phương pháp khác như sử dụng công tơ, tính theo đồ thị phụ tải, theo đặc tính xác suất của phụ tải… Trong đó: i(t): dòng điện qua phụ tải thay đổi theo thời gian S(t): công suất toàn phần của phụ tải thay đổi theo thời gian P(t): Công suất tác dụng của phụ tải thay đổi theo thời gian Q(t): công suất phản kháng của phụ tải thay đổi theo thời gian Dưới đây là một số phương pháp dùng để xác định tổn thất điện năng trong mạng phân phối trung áp. 3.1.2. Phương pháp tính toán tổn thất điện năng theo chỉ số công tơ Phương pháp xác định tổn thất điện năng thông dụng nhất là so sánh sản lượng điện ở đầu vào lưới và năng lượng tiêu thụ tại các phụ tải trong cùng khoảng thời gian. * Ưu điểm: Phương pháp đơn giản Không đòi hỏi chuyên môn cao * Nhược điểm: Không thể lấy được đồng thời các chỉ số của các công tơ tại đầu nguồn và ở các điểm tiêu thụ cùng một thời điểm. Nhiều điểm tải còn thiếu thiết bị đo hoặc thiết bị đo không phù hợp với phụ tải. Số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác nhau, việc chỉnh định đồng hồ đo chưa chính xác hoặc không chính xác do chất lượng điện không đảm bảo. 3.1.3. Xác định tổn thất điện năng theo phương pháp điện trở đẳng trị, [5] Tổn thất điện năng trong mạng điện có thể xác định theo biểu thức: (kWh) (3.4) Trong đó: kf – là hệ số hình dạng, xác định theo chỉ số của công tơ ghi m lần trong thời gian khảo sát t: Ari - điện năng tác dụng trong lần đo thứ i (kWh) Ar - điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian t (kWh) m - số lần đo trong khoảng thời gian t Itb – dòng điện trung bình: (A) Rđt - điện trở đẳng trị của mạng điện ( W) Đối với đường dây phân nhánh hình tia đơn giản ta có in i2 i1 L Hình 3.1: Đường dây phân nhánh hình tia đơn giản (W) (3.5) Đối với đường dây phân nhánh phức tạp hơn, hình 3.2 r1 r2 rn Rc Hình 3.2 Đường dây phân nhánh phức tạp (W) (3.6) Trong đó: r0 - điện trở của một km đường dây, (W/km) Rc - điện trở đoạn dây cung cấp, (W) ri - điện trở nhánh dây thứ i, (W) kmti - hệ số mang tải của nhánh dây thứ i: Pi - phụ tải của nhánh dây thứ i Pmax – phụ tải nhánh dây nặng nhất n – là số nhánh dây * Ưu nhược điểm Xác định hao tổn điện năng theo phương pháp này đơn giản, dễ tính toán. Tuy nhiên, đối với mạng phức tạp việc xác định điện trở đẳng trị của lưới điện lại trở nên phức tạp và gặp khó khăn trong tính toán bởi vì khi đó điện trở đẳng trị phụ thuộc vào dòng điện hoặc công suất phụ tải của các nhánh dây. 3.1.4. Xác định tổn thất điện năng theo cường độ dòng điện thực tế, [5] Tổn thất điện năng trong mạng điện phân phối chủ yếu là tổn thất tỷ lệ với bình phương dòng điện chạy trong mạng và được xác định theo biểu thức: (kWh) (3.7) ∆A - Tổn thất điện năng trong mạng điện 3 pha. It – Dòng điện chạy trong mạng, (A) R - Điện trở của mạng, (Ω) T – Thời gian khảo sát, (h) * Ưu điểm Nếu ta xây dựng được đường cong bình phương cường độ dòng điện thực tế thì phương pháp này cho kết quả chính xác. *Nhược điểm Trong thực tế cường độ dòng điện luôn biến đổi, nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Vì vậy xác định tổn thất điện năng theo công thức trên là rất phức tạp. 3.1.5. Xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải, [5] Để khắc phục sự phức tạp của việc xác định cường độ dòng điện thực tế, ta có thể xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải bằng cách biểu diễn sự biến thiên của bình phương cường độ dòng điện hoặc công suất theo thời gian I2 = f(t) hoặc S2= f(t). Khi đó tổn thất điện năng ∆A được xác định theo công thức: (kWh) (3.8) Để đơn giản, với giả thiết trong khoảng thời gian ∆t ta coi giá trị dòng điện hay công suất là không đổi và coi điện áp bằng điện áp định mức đồng thời bằng cách bậc thang hoá đường cong ta xác định được lượng điện năng tổn thất. (kWh) (3.9) Với n là số bậc thang của đồ thị phụ tải. Phương pháp xác định này tuy đơn giản nhưng đòi hỏi phải có đồ thị phụ tải mà không phải bao giờ cũng có thể xây dựng được ở tất cả các điểm nút cần thiết. * Ưu điểm Công thức tính toán đơn giản Dựa vào đồ thị phụ tải năm ta có thể xác định hao tổn điện năng trong năm. * Nhược điểm Phải xây dựng được đồ thị phụ tải năm, tức là phải khảo sát lưới điện trong thời gian khá dài. Độ chính xác của phương pháp phụ thuộc rất lớn vào việc kháo sát, thu thập số liệu của đồ thị phụ tải. Để xác định tổn thất điện năng theo phương pháp này ta phải giả thiết trong khoảng thời gian Δt ta coi giá trị của dòng điện hay công suất là không đổi, nếu Δt lớn dẫn đến sai số lớn. 3.1.6. Xác định tổn thất điện năng theo dòng điện trung bình bình phương Trên đồ thị biểu diễn bình phương dòng điện phụ tải với thời gian, ta dựng một hình chữ nhật có đáy là 8760h và có diện tích bằng diện tích giới hạn bởi đường cong i2(t) và các trục toạ độ thì chiều cao của hình chữ nhật gọi là dòng điện trung bình bình phương kí hiệu là Itbbp. Hình 3.3: Dòng điện trung bình bình phương Theo đồ thị ta có: (kWh) (3.10) (A) (3.11) Nếu thời gian truyền tải hàng năm là T khi đó: (A) (3.12) Với đồ thị phụ tải cho bằng công suất thì tổn thất điện năng xác định theo biểu thức: (kWh) (3.13) Trong đó: S1, S2, S3 - Là công suất truyền tải ứng với thời gian t1, t2, t3 Stbbp – Là công suất trung bình bình phương. Nếu đồ thị phụ tải có dạng bậc thang thì dòng điện trung bình bình phương được xác định như sau : (A) (3.14) Nếu thời gian khảo sát là một năm thì t1 + t2 + … + tn = T = 8760 h * Ưu điểm Phương pháp cho kết quả chính xác nếu biết đồ thị phụ tải tại tất cả các điểm tải * Nhược điểm Điện trở đẳng trị của mạng điện thay đổi theo dòng điện nên tính toán theo dòng cực đại sẽ gây sai số lớn. Với lưới phức tạp có nhiều điểm nút, việc xác định dòng chạy trong các nhánh đó lại trở nên phức tạp 3.1.7. Xác định tổn thất điện năng theo thời gian hao tổn công suất cực đại Tổn thất trên đường dây DAdd = 3. I2max . R . t . 103 (kWh) (3.15) Hoặc DAdd = DPmax . t (kWh) (3.16) Trong đó: Imax: dòng điện cực đại trong thời gian tính toán (A) Smax = kđt . SSi (kVA) Với: kđt : Hệ số đồng thời Si : Công suất các điểm tải (kVA) Un : Điện áp định mức (kV) R : Điện trở của đường dây (W) t : Thời gian hao tổn công suất cực đại (h), tức là nếu mạng điện liên tục tải Imax hay Pmax thì sẽ gây ra hao tổn năng lượng trong mạng vừa đúng bằng hao tổn trên thực tế. Imax – Dòng điện cực đại chạy trong mạng (A) DPmax – Hao tổn công suất cực đại trong mạng (kW) Phương pháp này cũng gặp trở ngại là thời gian hao tổn cực đại thay đổi phụ thuộc vào tính chất phụ tải, hệ số công suất, thời gian sử dụng công suất cực đại v.v… Vì vậy việc tính toán tổn thất điện năng theo công thức cũng mắc sai số lớn. Giá trị thời gian hao tổn cực đại được xác định theo đồ thị phụ tải như sau: (h) (3.17) Và τ không phải bao giờ cũng có thể xác định được một cách dễ dàng, do đó trong thực tế khi không có đồ thị phụ tải người ta áp dụng một số công thức thực nghiệm để tính τ một cách gần đúng sau: Công thức Kenzevits, [6] τ = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 (h) (3.18) Tmax: Thời gian sử dụng công suất cực đại, h Tmax = A/Pmax Công thức Vanlander, [6] (h) (3.19) Tổn thất trong máy biến áp Tổn thất trong máy biến áp gồm hai phần, tổn thất trong lõi thép và tổn thất trong cuộn dây máy biến áp. Tổn thất công suất trong cuộn dây máy biến áp Tổn thất công suất tác dụng: DPcu = DPk . (kW) (3.20) Trong đó: DPcu : tổn thất công suất trong cuộn dây máy biến áp DPk : Tổn thất công suất ngắn mạch (kW) Spt : Công suất phụ tải đặt lên máy biến áp (kVA) Sdm : Công suất định mức của máy biến áp (kVA) Tổn thất công suất phản kháng: DQcu = (kVAr) (3.21) Trong đó: DQcu : Tổn thất công suất phản kháng (kVAr) Uk% : Điện áp ngắn mạch Tổn thất công suất trong lõi thép máy biến áp Tổn thất công suất phản kháng: DQFe = (kVAr) (3.22) Trong đó: DQFe : Tổn thất công suất trong lõi thép máy biến áp I0% : Dòng điện ngắn mạch không tải trong máy biến áp Tổn thất công suất tác dụng: DPFe = DP0 (kW) (3.23) Trong đó: DPFe : Tổn thất công suất tác dụng trong lõi thép máy biến áp (kW) DP0 : hao tổn công suất không tải của máy biến áp, (kW) Tổn thất điện năng trong máy biến áp: DABA = DP0 .t + DPk.Kmt2. t (kWh) (3.24) Trong đó: DP0, DPk : Hao tổn công suất không tải và ngắn mạch trong máy biến áp t: Thời gian tính tổn thất Kmt: Hệ số mang tải của máy biến áp: Kmt = (3.25) t : Thời gian hao tổn công suất cực đại Smax, Sn: Công suất cực đại và công suất định mức của máy biến áp (kVA) Vậy hao tổn điện năng trên toàn mạng là: DA = DAdd + DABA (kWh) c. Ưu nhược điểm của phương pháp: * Ưu điểm: - Giá trị Imax hoặc Pmax được xác định dễ dàng dựa vào đồ thị phụ tải hay đặc điểm của lưới. - Khối lượng đo đếm không lớn. - Phương pháp có độ chính xác cao nếu ta xác định được t một cách chính xác - Cho biết tình trạng làm việc của lưới và cũng xác định được phần tử nào làm việc kinh tế. * Nhược điểm: Xác định chính xác t là rất khó khăn vì t phụ thuộc rất nhiều yếu tố như tính chất phụ tải, thời gian sử dụng công suất cực đại, hệ số công suất. 3.2. Tính toán hao tổn điện năng trên lộ 481 E28.4 3.2.1. Phương pháp tính Có rất nhiều cách tính toán tổn thất điện năng nhưng không phải cùng áp dụng được như nhau. Tuỳ theo mục đích tính toán phải chọn phương pháp thích hợp, có 2 mục đích chính thực hiện xác định tổn thất điện năng: Khi thiết kế với mục đích so sánh phương án về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật; Khi vận hành với mục đích giảm tổn thất điện năng, nâng cao hiệu quả kinh tế chế độ làm việc của lưới điện. Trong đề tài này, với mục đích giảm tổn thất điện năng trên lộ trung áp, để đơn giản trong tính toán nhưng vẫn có kết quả với độ chính xác tương đối cao, chúng tôi sẽ chọn phương pháp tính theo DPmax và t (thời gian hao tổn công suất cực đại). Do việc xác định Pmax và Imax dễ dàng, giá trị t cũng có thể xác định được từ đồ thị phụ tải. Khi vận hành hệ thống điện tức là đã truyền tải một dòng điện I trên đường dây, phụ tải thay đổi liên tục theo thời gian làm cho dòng điện cũng thay đổi. Để đơn giản, ta xác định dòng điện cực đại trên đường dây Imax hoặc công suất cực đại Pmax trên đường dây, từ đó xác định được hao tổn điện năng ứng với phụ tải cực đại đó. Công suất truyền tải trên đường dây bao gồm công suất của phụ tải, công suất hao tổn trong máy biến áp, công suất hao tổn trên đường dây và các hao tổn công suất khác: Ptt = Ppt + DPđd + DP ba (kW) (3.26) Qtt = Qpt + DQđd + DQ ba (kVAr) (3.27) Trong đó: Ptt và Qtt: Công suất tác dụng và công suất phản kháng truyền tải trên đường dây (kW, kVAr) DPđd , DQđd : Hao tổn công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường dây, (kW, kVAr) DPba , DQba : Hao tổn công suất tác dụng và công suất phản kháng trong máy biến áp, (kW, kVAr) Để tính toán tổn thất điện năng trên lưới điện một cách đơn giản chúng tôi sử dụng ứng dụng Excel cho phương pháp tính toán tổn thất điện năng theo thời gian hao tổn công suất cực đại. Excel là một trong nhiều phần mềm ứng dụng để tính toán và xử lý số liệu, nó được cài đặt trong hầu hết các máy tính PC với nhiều tính năng, đặc biệt là các công thức toán học và kỹ thuật đồ hoạ dùng trong tính toán. Các công thức tính toán tổn thất trên lưới: Tổn thất công suất tác dụng: DP = (kW) (3.28) - Tổn thất công suất phản kháng: DQ = (kVAr) (3.29) Trong đó: P, Q : là công suất tác dụng và công suất phản kháng truyền tải trên đường dây, (kW), (kVAr). R, X : là điện trở và điện kháng của đoạn dây (W) Udd : Điện áp đường dây (V) Thời gian hao tổn công suất cực đại: t = (0,124 + Tmax . 10-4).8760 (h) Hao tổn điện năng trên đường dây: DAdd = DP. t (kWh) Hao tổn điện năng trong máy biến áp: DABA = DP0 .t + DPk.Kmt2. t (kWh) Nếu có n máy vận hành song song thì: DABA = n.DP0 .T +1/n. DPk.Kmt2. t (kWh) (3.30) Hao tổn trên toàn lưới: DA = DABA + DAdd (kWh) 3.2.2. Hao tổn điện năng trong máy biến áp Từ số liệu khảo sát được và tra cứu ta có bảng thông số kỹ thuật của các máy biến áp: Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật của các máy biến áp lộ 481 E28.4 STT Tên trạm biến áp Ký hiệu S(Kva) Cấp điện áp Số lượng ∆P0(kW) ∆Pk(kW) Uk(%) I0(%) 1 Hành Lac 1 T1 180 22/0,4 kV 1 0.64 2.7 5 2 2 Hành Lac 2 T2 250 22/0,4 kV 1 0.34 2.6 3.8 2 3 Thôn Ngọc T3 100 22/0,4 kV 1 0.33 1.75 4 2 4 Đoan Khê 1 T4 100 22/0,4 kV 1 0.33 1.75 4 2 5 Thôn Cầu T5 180 22/0,4 kV 1 0.64 2.7 5 2 6 Thôn Mụ T6 560 22/0,4 kV 1 1.02 7.06 4.5 2 7 Hướng Đạo T7 250 22/0,4 kV 1 0.34 2.6 3.8 2 8 Đoan Khê 2 T8 400 22/0,4 kV 1 0.43 3.81 3.9 2 Từ các thông số kỹ thuật của các máy biến áp lộ 481 E28.4, sử dụng công thức (3.24) để tính toán hao tổn điện năng trên các máy biến áp của lộ 481 E28.4. Để đơn giản, ta sẽ dùng bảng tính Excel để tính toán. Sau khi tính toán, kết quả cho trong bảng 3.2. Bảng 3.2: Hao tổn điện năng trên máy biến áp của lộ 481 E28.4 Trạm SMBA (kVA) Ptải (kW) Cosφ Atải(kWh) Tmax t max Kmt ΔPBA ΔQBA ΔABA (kWh) T1 180 127 0.82 575.183 4529 2915 0.86 2.64 10.26 11434.2 T2 250 180 0.91 722.70 4015 2419 0.79 1.97 10.95 6915.76 T3 100 60 0.81 25.440 424 243 0.74 1.29 4.19 3123.71 T4 100 81 0.85 355.104 4384 2771 0.95 1.92 5.63 7293.97 T5 180 135 0.85 422.415 3129 1672 0.88 2.74 10.61 9121.33 T6 560 435 0.85 2009.27 4619 3007 0.91 6.92 32.25 26665.7 T7 250 182 0.85 1025.57 5635 4140 0.86 2.25 11.97 10875.1 T8 400 328 0.85 1562.26 4763 3157 0.96 3.98 22.52 14960 Vậy S ΔABA = 90398.8 (kWh) 3.2.3. Hao tổn điện năng trên đường dây truyền tải Từ phụ lục 2 ta có bảng 3.3: thông số kỹ thuật của đường dây lộ 481 E28.4 Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật của đường dây lộ 481 E28.4 §o¹n d©y §iÓm ®Çu §iÓm cuèi M· d©y ChiÒu dµi Ro Xo A-B A B AC70 0.48 0.46 0.382 B-1 B 1 AC70 0.05 0.46 0.382 1-T1 1 T1 AC70 0.02 0.46 0.382 1-T2 1 T2 AC70 0.1 0.46 0.382 B-C B C AC70 0.22 0.46 0.382 C-2 C 2 AC95 0.25 0.33 0.371 2-T3 2 T3 AC95 0.05 0.33 0.371 2-T4 2 T4 AC95 0.1 0.33 0.371 C-D C D AC70 0.22 0.46 0.382 D-T5 D T5 AC120 0.55 0.27 0.365 D-E D E AC70 0.04 0.46 0.382 E-T6 E T6 AC120 0.14 0.27 0.365 E-F E F AC70 1.1 0.46 0.382 F-H F H AC95 0.05 0.33 0.371 F-G F G AC70 0.42 0.46 0.382 G-3 G 3 AC70 0..5 0.46 0.382 3-T7 3 T7 AC70 0.32 0.46 0.382 3-T8 3 T8 AC70 0.2 0.46 0.382 Ta sử dụng các công thức (3.18), (3.24), (3.26), (3.27), (3.28), (3.29), để tính toán hao tổn điện năng trên đường dây truyền tải. Sau khi tính toán ta có được phụ lục 3. Từ phụ lục 3 ta có: SΔA®d©y = 29488,9 (kWh) 3.2.4. Hao tổn điện năng do sự thay đổi nhiệt độ Nhiệt độ của dây dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường và dòng điện chạy trên dây dẫn đó. Khi nhiệt độ khác tiêu chuẩn (ttc = 200 C) thì điện trở xác định theo công thức sau: Rt = R0 [1+a(q - 20)] (W/km) (3.31) Trong đó: R0 : Điện trở dây dẫn ở nhiệt độ tiêu chuẩn t= 200 C Rt : Điện trở dây dẫn ở nhiệt độ q a : hệ số nhiệt điện trở (Với đồng và nhôm thì a= 1,004) Theo số liệu điều tra được thì khi nhiệt độ môi trường bình thường thì nhiệt độ của dây dẫn là 500 C. Khi đó theo (3.31) ta có: Rt = R0 [1+0,004(50 - 20)] = 1,12 R0 Vậy: ΔAnh = 0,12ΔA®d©y = 0,12. 29488.9 = 3538,668 (kWh) 3.2.5. Hao tổn kỹ thuật trên toàn lộ 481 E28.4 ΔAkt = S ΔABA + SΔA®d©y + ΔAnh ΔAkt = 90389,8 + 29488,9 + 3538,668 = 123417,37 (kWh) ΔAkt% = .100% = .100%= 1,8 % 3.2.6. Hao tổn do công tác quản lý kinh doanh Theo số liệu điều tra của chi nhánh điện lực Văn Lâm thì lượng điện năng tiêu thụ trên toàn lộ 481 E28.4 trong năm vừa qua là 5640760 kWh và hao tổn điện năng trên toàn lộ 481 E28.4 là 8,6% lượng điện năng cung cấp cho toàn lộ. Vậy lượng điện năng hao tổn trên toàn lộ là: DA = 5640760.8,6/100 = 485105,37 (kWh) Hao tổn do công tác quản lý kinh doanh là: DAkd = DA - DAkt = 485105,37 – 123417,37 = 361688 (kWh) DAkd % = .100%= 100% = 5,4 % 3.3. Nhận xét Lượng điện năng hao tổn trên toàn lộ 481 E28.4 là tương đối lớn, trong đó hao tổn do kỹ thuật là 1,8 % lượng điện năng tiêu thụ trên toàn lộ và hao tổn do quản lý kinh doanh là 5,4 %, đòi hỏi chúng ta phải tìm hiểu và đưa ra các giải pháp nhằm hạn chế hao tổn điện năng trên lộ 481 E28.4. CHƯƠNG IV. NGUYÊN NHÂN GÂY TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN LỘ 481 E24.8 4.1. Tổn thất do công tác quản lý Sau khi tính toán hao tổn điện năng trên lộ 481 E24.8 ta thấy lượng điện năng hao tổn do công tác quản lý kinh doanh là khá lớn, lượng điện năng hao tổn do công tác quản lý kinh doanh nhiều hơn lượng điện năng hao tổn kỹ thuật. Về cơ bản, hao tổn điện năng trong công tác quản lý kinh doanh là do các nguyên nhân chủ quan sau: - Hệ thống đo đếm không được chính xác. - Các hộ tiêu thụ điện sử dụng những thiết bị điện có hệ số cosj thấp. - Đồ thị phụ tải không bằng phẳng, sự chênh lệch công suất giữa giờ cao điểm và giờ thấp điểm trong cùng ngày là khá cao. - Phân bố phụ tải không đồng đều. - Kết cấu lưới điện chưa hợp lý. - Một phần điện năng thất thoát cũng là do ý thức sử dụng điện của người dân chưa được cao, người dân vẫn có thói quen sử dụng nhiều công suất vào giờ cao điểm. Trước đây vẫn còn tình trạng ăn cắp điện làm thất thoát một lượng khá lớn điện năng của công ty điện lực. 4.2. Tổn thất kỹ thuật 4.2.1. Tổn thất trên đường dây Tổn thất điện năng trên đường dây hàng năm của lộ 481 E28.4 rất lớn. Từ phụ lục 3 ta có hao tổn điện năng trên đường dây lộ 481 E28.4 trong năm vừa qua là 29488,9 kWh. Tổn thất trên đường dây là do trong quá trình truyền tải, dòng điện tác dụng lên đường dây làm đường dây phát nóng toả nhiệt lượng ra môi trường xung quanh. Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được xác định theo công thức: DP = (kW) (4.1) Mặt khác ta có: Ri = ri. (W) (4.2) Qua biểu thức (4.1) và (4.2) trên ta thấy hao tổn công suất trên đường dây truyền tải phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: - Công suất tác dụng, công suất phản kháng truyền tải trên đường dây (P, Q). Để giảm hao tổn trên đường dây thì người ta thường tìm cách giảm nhu cầu công suất phản kháng (nâng cao hệ số công suất cosj) và cung cấp nhu cầu công suất phản kháng tại chỗ (bù công suất phản kháng trên đường dây). - Điện áp truyền tải trên đường dây (U), đây là yếu tố ảnh hưởng rất nhiều đến tổn thất trên đường dây vì hao tổn công suất trên đường dây DP tỉ lệ nghịch với bình phương của điện áp. Để giảm hao tổn điện năng trên đường dây người ta nâng cấp điện áp của đường dây truyền tải. Nhưng điện áp chỉ có thể thay đổi trong một phạm vi nhỏ bằng cách sử dụng hệ thống bù điện áp. Muốn thay đổi cấp điện áp phải cải tạo lại toàn bộ lưới điện, nó liên quan tới nhiều vấn đề như vốn đầu tư cho thiết bị, trạm biến áp, đường dây, thiết bị bảo vệ ... - Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn (r), nó phụ thuộc vào chất liệu làm dây dẫn - Chiều dài dây dẫn (L), là yếu tố liên quan trực tiếp đến kết cấu lưới điện. Nó ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng điện áp vận hành của đường dây. Lưới điện truyền tải càng dài, càng xa thì tổn thất điện năng cũng như điện áp càng cao. Để giảm hao tổn trên lưới và để đảm bảo chất lượng điện áp thì người ta thường giảm bán kính cung cấp điện của lưới. - Tiết diện của dây dẫn (S), đây là yếu tố liên quan trực tiếp đến chi phí vật liệu và phụ thuộc và nhiều yếu tố khác như nhiệt độ phát nóng cho phép của dây dẫn. Việc chọn tiết diện cho phù hợp cũng là vấn đề cần thiết để đảm bảo khả năng truyền tải trên đường dây. 4.2.2. Tổn thất điện năng trong máy biến áp Từ phụ lục 3 ta có hao tổn điện năng trong các máy biến áp của lộ 481 E28.4 là SΔABA = 90389,8 (kWh). Hao tổn trong máy biến áp gồm có hao tổn trong lõi thép và hao tổn trong cuộn dây của máy biến áp. Theo công thức (3.24) ta có hao tổn trong máy biến áp là: DABA = DP0 .t + DPk.Kmt2. t (kWh) - Nếu có n máy (cùng loại) vận hành song song thì: DABA = n.DP0 .t +1/n. DPk.Kmt2. t (kWh) Ta thấy tổn thất điện năng trong máy biến áp phụ thuộc các yếu tố sau: - DP0, DPk: Hao tổn công suất không tải, hao tổn công suất ngắn mạch của máy biến áp. Với mỗi loại máy biến áp khác nhau thì có DP0 khác nhau, thành phần này không thay đổi hoặc ít thay đổi và nó phụ thuộc vào kết cấu của mạch từ của máy biến áp, vật liệu và cách chế tạo của máy biến áp. - t: thời gian vận hành thực tế của máy biến áp, ta coi máy biến áp vận hành cả năm vì thời gian máy ngừng hoạt động là lúc máy có sự cố hoặc trong thời gian sửa chữa. Vậy coi như yếu tố này ít thay đổi và không thể thay đổi yếu tố này được. - Kmt: hệ số mang tải của máy biến áp. - n: số máy biến áp vận hành song song, trong quá trình vận hành, phụ tải của trạm luôn thay đổi, vì vậy để vận hành kinh tế trạm biến áp thì số lượng máy biến áp cũng thay đổi cho phù hợp với phụ tải. 4.3. Tổn thất trong các thiết bị khác Trong các thành phần tổn thất kỹ thuật ngoài tổn thất kỹ thuật trên lưới, trong máy biến áp thì phải kể đến các trang thiết bị khác như dao cách ly,TI, TU, các thiết bị bảo vệ quá dòng, quá áp... Lượng tổn thất trên các thiết bị này cũng gần giống như tổn thất trên đường dây. Ta tính theo công thức: DP = 3. I. R (kW) Trong đó: - DP : Tổn thất công suất tác dụng (kW) - Imax : Dòng điện chạy qua thiết bị (A), Imax phụ thuộc vào công suất của phụ tải - R: Điện trở của thiết bị (W), đây là yếu tố cố định được chế tạo sẵn. Thông thường các yếu tố này khá nhỏ và phụ thuộc vào chất lượng chế tạo của trang thiết bị đó. Tuy nhiên việc lắp đặt các thiết bị đó cũng có thể gây nên tổn thất đáng kể nếu chất lượng thi công thấp. 4.3. Nhận xét Tổn thất do công tác quản lý vận hành hay còn gọi là tổn thất thương mại có thể do sự không hoàn thiện của hệ thống đo đếm điện năng, sai số của các thiết bị dùng đo đếm điện năng, thất thu tiền điện, gian lận… Sẽ làm ảnh hưởng tới doanh thu và lợi nhuận của ngành điện. Tổn thất kỹ thuật trong các mạng điện là đặc biệt quan trọng, bởi vì nó dẫn đến tăng vốn đầu tư để sản xuất và truyền tải điện năng cũng như chi phí về nhiên liệu. Tổn thất kỹ thuật được xác định theo các thông số chế độ và các thông số của các phần tử trong mạng điện. Tổn thất điện năng do kỹ thuật bao gồm có tổn thất điện năng do đốt nóng các dây dẫn trong mạng điện, tổn thất trong các máy biến áp và các tổn thất khác như tiếp xúc, dò điện… Phần lớn tổn thất điện năng của lộ 481 E28.4 là tổn thất điện năng trên đường dây, trong máy biến áp và do công t