Luận văn Thạc sĩ Quản lý năng lượng: 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

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:100

Thêm vào BST

Báo xấu

55
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Quản lý năng lượng: 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 Tổn thất điện năng Tổn thất điện năng trong quá trình sản trong quá trình truyền trong quá trình xuất tải và phân phối tiêu thụ Tổn thất Tổn thất Kỹ thuật 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 Add  3I 2 .R. .103  2 . .103 (kWh) U s Trong đó: Add : Tổn thất điện năng do đốt nóng các dây dẫn trong mạng điện (kWh). Sm I= : Dòng điện chạy trên đƣờng dây khi phụ tải là cực đại (A). 3.U S m : 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: 2 S  ∆ABA = ∆Po . t + ∆PN .  pt max  . τ (kWh)  S đm  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). S pt max : Công suất cực đại của phụ tải (kVA). S dm : 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 A =  100% AN 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 (tổn thất trong lõi thép) và tổn thất phụ thuộc tải (tổn thất của cuộn dây). 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: △S0 =△P0 + j △Q0 (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 ) .8760 ( giờ) -4 2 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