ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN DUY TRƯỜNG TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG PHI KỸ THUẬT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Thiết bị, mạng & Nhà máy điện Mã số : 60.52.50 THÁI NGUYÊN - 2012 Luận văn hoàn thành trường Đại học Kỹ tuật Công nghiệp Thái Nguyên Cán HDKH : PGS.TS Đặng Quốc Thống Phản biện : TS Nguyễn Đăng Toản Phản biện : TS Ngô Đức Minh Luận văn bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn, họp tại: Phòng cao học số 02, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Vào 13 30 phút ngày 25 tháng 07 năm 2012 Có thể tìm hiển luận văn Trung tâm Học liệu Đại học Thái Nguyên Thư viện trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên PHẦN MỞ ĐẦU Như biết tổn thất điện chung bao gồm tổn thất điện kỹ thuật tổn thất điện phi kỹ thuật (Non-Technical Losses - NTL) Thông thường Công ty Điện lực cho biết số tổn thất điện chung mà không rõ tỷ lệ tổn thất điện loại tổn thất, nhiều yếu tố như: Điều kiện để tiến hành đo đạc không cho phép, thiết bị đo chưa đủ phát hiện, công tác quản lý chưa tốt…Những yếu tố ảnh hưởng không nhỏ đến tiêu kinh doanh, tiêu quan trọng ngành điện đến thời điểm Cơng ty Điện lực cần phải tiến hành nâng cấp thiết bị tăng cường quản lý chặt chẽ Giải pháp sử dụng phổ biến cài đặt công tơ theo ba biểu giá tỏ khơng thích hợp khu vực có nhu cầu sử dụng điện lớn khu cơng nghiệp, ngun nhân sau: - Tình trạng vi phạm sử dụng điện: Gian lận điện nhiều hình thức (câu móc điện trực tiếp, tác động làm sai lệch mạch đo đếm điện năng, gây hư hỏng, chết cháy công tơ…) - Do chủ quan Công ty điện lực công tơ hỏng khơng thay kịp thời, bỏ sót ghi sai số, không thực chu kỳ kiểm định thay công tơ định kỳ theo quy định nhà nước Do vậy, luận văn tập trung điều tra chất NTL, từ tìm biện pháp giảm NTL Hệ thống điện NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI Chương 1: Tổn thất điện Hệ thống điện Chương 2: Hiện trạng gian lận điện Hệ thống điện Việt Nam Chương 3: Tính tốn áp dụng cho lưới điện huyện Văn Lâm - Hưng Yên Trong luận văn đề cập đến vấn đề mang tính thực tiễn, kết tính tốn dựa sở số liệu thống kê từ lưới điện thực tế, giải pháp đề dựa sở lý thuyết thực tiễn, phù hợp với điều kiện kinh tế Công ty Điện lực nước CHƯƠNG TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Một báo đánh giá việc gian lận điện Việt Nam làm thất thoát hàng chục tỉ đồng năm[1] Đánh giá khởi nguồn cho đề tài nghiên cứu Tổn thất điện Hệ thống điện nói chung bao gồm tổn thất kỹ thuật NTL Trong đó, tổn thất điện kỹ thuật lượng tổn thất gây tổn thất công suất đường dây thiết bị điện hệ thống điện, bên cạnh NTL lại tổn thất điện gian lận điện, sai số thiết bị đo đếm điện lỗi quản lý hệ thống đo đếm điện Ngồi ra, người đóng vai trị quản lý nguyên nhân gây lên NTL Để nghiên cứu NTL, vốn phần tổn thất chung Hệ thống điện, bước tất yếu cần hiểu tranh tổng thể loại tổn thất hệ thống điện Tổn thất kỹ thuật tổn hao xảy đặc trưng vật lý Hệ thống điện (gây hoạt động bên Hệ thống điện) chủ yếu tiêu tán lượng phần tử Hệ thống điện đường dây, máy biến áp, hệ thống đo lường…có thể tính tốn kiểm sốt tổn hao biết trước thông số tải tiêu thụ Bên cạnh đó, NTL kết hành động cố ý bên tác động vào Hệ thống điện, gây tải hay thông số không đưa vào để tính tốn tổn thất kỹ thuật Việc tính tốn NTL khó khăn tổn thất kỹ thuật tổn hao thường không xác định vận hành Hệ thống thơng tin khơng lưu lại Những ngun nhân gây lên NTL là: • Gian lận điện nhiều hình thức khác • Hóa đơn điện khơng tốn tiền người sử dụng • Sai sót việc tính tốn tổn hao thuộc kỹ thuật • Sai sót kế toán lưu giữ số liệu khiến thông tin kỹ thuật bị thay đổi Gian lận điện nguyên nhân bật NTL Tuy nhiên, ba nguyên nhân lại NTL nhắc đến khơng phân tích luận văn này, vai trị chúng chưa biết đến Các hình thức gian lận điện cụ thể đề cập Chương 1.2 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1[] http://nld.com.vn/ Tổn thất Hệ thống điện bao gồm thành phần: Tổn thất kỹ thuật NTL Tổn thất kỹ thuật tổn hao xảy đặc trưng vật lý trang thiết bị sở hạ tầng Hệ thống điện, tổn hao đường dây, tổn hao máy biến áp, máy cắt máy phát điện Thực tế, tổn thất phần tử nhỏ phụ tải cung cấp nhiều điện Tổn thất kỹ thuật tính tốn dựa đặc điểm tự nhiên phần tử Hệ thống điện: điện trở, điện kháng, điện dung, điện áp, dịng điện, cơng suất phần tử Mặc dù liệu cơng cụ cho việc tính tốn tổn thất Hệ thống điện có sẵn, phương pháp có hạn chế định thực phép tính Vấn đề bàn đến phần “Tổn thất kỹ thuật hệ thống điện” bên Ngoài ra, tổn thất điện kỹ thuật liên quan đến việc đánh giá chất lượng điện Chất lượng điện đánh giá theo nhiều yếu tố phản ánh trực tiếp trạng lưới điện khu vực tốt hay chưa tốt 1.5 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG KỸ THUẬT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG KỸ THUẬT Tổn thất kỹ thuật hệ thống điện tổn hao lượng xảy đặc điểm vật lý phần tử thuộc hạ tầng hệ thống Một ví dụ phổ biến tổn hao tổn hao lượng gây điện trở (R) đường dây Tổn hao lượng trung bình đường dây biểu diễn công thức ∆P = P nguồn – P tải (kW) (1-14) Trong đó: Pnguồn : Là lượng trung bình mà nguồn đưa vào đường dây Ptải : Là lượng sử dụng tải đầu đường dây Tổn thất công suất tác dụng gây tổn thất điện điện trở R lưới điện, tích phân tổn thất cơng suất theo thời gian vận hành: t ∆A = ∫ ∆P (t )dt (kWh) (1-15) Với t thời điểm bắt đầu kết thúc khoảng thời gian tính tốn ∆A Do đó, ta cần thơng tin tương đối xác ∆P(t) để tính tổn thất điện ∆A 1.5.1 Xác định tổn thất điện với trợ giúp thiết bị đo 1.5.1.1 Xác định tổn thất điện theo số công tơ 1.5.1.2 Xác định tổn thất điện đông hồ đo đếm tổn thất 1.5.2 Xác định tổn thất điện theo phương pháp điện trở đẳng trị 1.5.3 Xác định tổn thất điện theo đặc tính xác suất phụ tải 1.5.3.1 Tổn thất đường dây 1.5.3.2 Tổn thất máy biến áp 1.5.4 Xác định tổn thất điện theo đường cong tổn thất 1.5.5 Xác định tổn thất điện theo cường độ dòng điện thực tế 1.5.6 Xác định tổn thất điện theo đồ thị phụ tải 1.5.7 Xác định tổn thất điện theo thời gian tổn thất công suất cực đại 1.5.7.1 Phương pháp xác định theo τ 1.5.7.2 Phương pháp xác định theo τp τq 1.5.7.3 Phương pháp 2τ 1.5.8 Xác định tổn thất điện theo dòng điện trung bình bình phương 1.6 NTL VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NTL 1.6.1 NTL NTL hay gọi tổn thất điện thương mại tình trạng vi phạm sử dụng điện như: Lấy cắp điện nhiều hình thức (câu móc điện trực tiếp, tác động làm sai lệch mạch đo đếm điện năng, gây hư hỏng, chết cháy công tơ, thiết bị mạch đo lường…); chủ quan người quản lý công tơ chết, cháy khơng thay kịp thời; bỏ sót ghi sai số; không thực chu kỳ kiểm định thay công tơ định kỳ theo quy định… dẫn đến điện bán cho khách hàng qua hệ thống đo đếm thấp lượng điện mà khách hàng sử dụng 1.6.2 Phương pháp xác định NTL NTL khó để xác định, song biết tổn thất điện kỹ thuật lượng tổn thất điện chung tồn lưới ta tính NTL sau: %NTL = %∆A∑ - %∆AKT (1-54) Trong đó: %∆A∑: Phần trăm tổn thất điện chung lưới điện %∆AKT: Phần trăm tổn thất điện kỹ thuật lưới điện CHƯƠNG HIỆN TRẠNG GIAN LẬN ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Theo thống kê Tổng công ty điện lực TPHCM, số vụ vi phạm trộm cắp điện năm gần xuất ngày nhiều có xu hướng gia tăng thời gian tới Chỉ riêng năm 2010, Tổng công ty điện lực TPHCM phát lập biên 2.600 trường hợp, sản lượng diện truy thu 18 triệu kWh năm với tổng số tiền 32 tỷ đồng Chỉ tháng đầu năm nay, Tổng công ty xử lý 1.300 biên vi phạm truy thu gần 950 trường hợp khách hàng gian lận điện với số tiền 15 tỷ đồng Qua trình lập biên kiểm tra, đa số trường hợp gian lận rơi vào hộ gia đình, điện sinh hoạt Số vụ vi phạm lĩnh vực kinh doanh thiệt hại gây nghiêm trọng 2.2 HIỆN TRẠNG TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG DO GIAN LẬN Như trình bày Chương 1, tình trạng gian lận điện trường hợp khó phát hiện, chí khơng thể phát đuợc sử dụng thông tin cung cấp quan thu chi phí sử dụng điện Ở số vùng, nhiều phụ tải đo đo theo cụm gia đình sử dụng, khiến cho q trình tính tốn có sai số mang tính chất kỹ thuật phi kỹ thuật Đơi vấn đề cịn liên quan đến người trực tiếp đọc thông số hiển thị đồng hồ mà trước đào tạo khơng ngun tắc dịng điện cao với mức tiêu thụ điện lớn khu vực nguyên nhân dẫn đến sai số - nhân viên kỹ thuật nhân tố liên quan kiểm tra công tơ máy biến áp đo lường Ban đầu, xem Hình 2.1 đây, cơng tơ điện có thiết kế hở tất phận cấu tạo lộ thiên dễ dàng bị tiếp cận Tuy nhiên, vào đầu năm 1899, buổi họp Hiệp hội Cơng ty Chiếu Sáng Edison cho thấy tình trạng gian lận điện vấn đề cần quan tâm Trên sở khuyến nghị tổng kết buổi họp, sau có cải tiến mặt hiệu suất độ xác cơng tơ điện: -Thứ nhất, thiết kế có vỏ bọc chống bụi côn trùng -Thứ hai, phần vỏ khung gắn vào cố định để tránh tình trạng can thiệp va chạm từ nhân tố bên -Thứ ba, giải pháp bảo vệ toàn diện áp dụng nhằm hạn chế hành động phá hoại mối hàn liên kết đối tượng khơng quyền tác động vào thiết bị Hình 2.1 Cấu tạo Công tơ điện pha Hình 2.2 Cơng tơ điện hệ cũ Hình 2.3 Cơng tơ điện hệ 2.3 CÁC HÌNH THỨC GIAN LẬN ĐIỆN NĂNG Có hai cách gian lận điện: Nối trực tiếp với tải không đăng ký vào đường dây điện phá hủy đồng hồ đo điện đăng ký nhằm giảm lượng điện tiêu thụ cần phải tốn cho Cơng ty điện lực Khi mối hàn bị phá hỏng, người muốn gian lận số lượng điện tiêu thụ có nhiều cách để làm sai số khiến công tơ không làm việc Dưới cách gian lận điện thường gặp thực tế 2.3.1 Đấu cơng tơ điện cao Máy biến dịng Máy biến điện áp Hình 2.4 Sơ đồ đấu nối cơng tơ điện pha 2.3.2 Can thiệp vào đầu nối công tơ Là cách xâm phạm công tơ điện phổ biến nhất, mối hàn dễ tiếp cận, chúng nằm bên công tơ điện Khi mối hàn đầu cuối bị phá dễ dàng nối dây điều khiển dây biến áp dịng với đất, khiến cho pha khơng hiển thị điện áp hay dịng điện công tơ điện 2.3.3 Phá hủy dây điều khiển Dây điều khiển dây thứ cấp biến dịng điện biến điện áp Các cơng tơ dùng cho tải lớn đo giá trị dòng lớn bắt buộc phải sử dụng biến dịng để giảm mức dịng xuống, để tương thích với thành phần công tơ Một cách điện dây điều khiển bị phá vỡ, điểm nối bên ngồi đấu để làm giảm dịng điện vào công tơ, công tơ đọc số dịng thực tế 2.3.4 Can thiệp vào mối hàn công tơ điện Là cách thức xâm phạm phổ biến khác Can thiệp vào mối hàn công tơ điện nghĩa người tiếp cận vào cơng tơ điện Có nhiều cách can thiệp cách trình bày 2.3.5 Nối ngắn mạch dây mạch đo lường điều khiển Tương tự phá dây điều khiển, việc làm chập mạch làm chệch số đọc dịng cơng tơ điện Trong trường hợp dịng điện vào cơng tơ khơng Tác dụng lên công tơ điện rõ ràng lập tức: với dịng điện khơng số đọc công suất lượng không, mức tiêu thụ tích lũy giữ nguyên 2.3.6 Thay đổi đầu nối điện áp Các điểm nối điện áp hộp công tơ điện cho phép giúp cơng tơ đọc điện áp tải Một bị phá hỏng (nối tắt xuống đất có dây mát khác nối vào), số đọc nhân viên Điện lực bị sai lệch so với thực tế, trường hợp ăn cắp điện số đọc điện áp thấp 2.3.7 Nối trực tiếp với lưới điện cao Đây cách gian lận điện mà đồng hồ đo lượng điện tiêu thụ Khó khăn vấn đề hầu hết tải điện áp cao lắp đặt theo yêu cầu khách hàng, ví dụ trung tâm mua sắm yêu cầu điện áp kV Vì khách hàng người yêu cầu mắc điện trực tiếp, đầu mối dễ dàng bị can thiệp Đồng thời, kỹ sư điện muốn tiếp cận đường dây điện cao khơng có hỗ trợ thiết bị an tồn cơng ty 2.3.8 Can thiệp vào công tơ điện Khi mối hàn công tơ bị phá hỏng người dễ dàng tác động vào phận bên đồng hồ, từ có nhiều cách làm cho đồng hồ ngừng làm việc hiển thị sai số Một cách phổ biến tác động học đến đĩa quay công tơ trục hiển thị số lượng điện tiêu thụ Cách khác quay lại đĩa số thấp khiến cho hóa đơn khơng xác Tất nhiên, cách khơng thể áp dụng cho đồng hồ có hình hiển thị kỹ thuật số số liệu điện tiêu thụ, hầu hết đồng hồ lắp đặt sử dụng đĩa quay sản xuất từ năm 1980 trước 2.3.9 Tổ đấu dây máy biến dòng điện (TI) Đây cách thức để giảm chi phí đầu tư cho thiết bị điện Nhiều hệ thống đo lường sử dụng công tơ pha cần dùng máy biến dịng điện pha để đọc thơng số pha A B thay đọc thơng số pha, tất nhiên tải pha phải tải mang tính chất đối xứng 2.3.10 Cơng tơ điện hạ áp (điện áp pha 220 V) Công tơ đo đếm điện lưới điện hạ áp hoạt động dựa nguyên lý đề cập đầu chương Cấu tạo cụ thể công tơ minh họa Hình 2.5 Cuộn áp Dây trung tính Điểm gắn cứng Cuộn dịng Hình 2.5 Cấu tạo cơng tơ hạ áp 10 Bảng 3.3 Công suất đo ngày điển hình mùa hè lộ 971 -7 Văn Lâm Giờ đo 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 8/6 9/6 10/6 12/6 13/6 14/6 15/6 Pi σi P tt Ptt2 190 190 220 220 250 250 280 300 400 525 525 550 500 450 450 550 750 850 750 650 380 250 190 190 200 200 230 230 250 255 300 320 385 550 550 545 520 420 430 550 745 845 760 620 380 265 200 200 215 215 250 250 265 265 310 350 380 550 560 545 530 450 420 525 685 865 775 655 400 320 220 220 205.0 205.0 250.7 250.7 265.0 266.4 315.7 341.4 404.3 560.0 570.7 576.4 540.0 521.4 510.7 552.1 727.1 852.1 770.0 640.0 430.0 318.6 210.0 210.0 8.02 8.02 17.15 17.15 10.00 9.90 20.60 20.82 16.57 18.32 29.57 46.58 30.71 76.98 68.99 23.73 26.30 23.28 15.35 10.69 38.91 41.72 10.35 10.35 210.2 210.2 261.7 261.7 271.4 272.8 329.0 354.8 414.9 571.8 589.7 606.4 559.7 570.9 555.1 567.4 744.0 867.1 779.9 646.9 455.0 345.4 216.7 216.7 44163.0 44163.0 68507.8 68507.8 73674.2 74414.4 108208.1 125890.1 172166.9 326920.9 347769.7 367672.4 313297.7 325915.4 308080.5 321931.4 553595.5 751862.4 608181.6 418440.8 207025.0 119287.3 46937.2 46937.2 200 200 265 265 270 270 320 350 420 565 560 545 550 560 550 525 690 865 800 635 450 325 220 220 210 210 262 262 275 270 320 355 420 570 580 550 560 560 565 565 725 875 760 640 460 345 210 210 210 210 263 263 275 275 330 355 425 580 620 650 520 560 560 550 745 865 765 645 460 360 215 215 210 210 265 265 270 280 350 360 400 580 600 650 600 650 600 600 750 800 780 635 480 365 215 215 Hình 3.2 Đồ thị phụ tải ngày mùa hè điển hình lộ 971-7 Tính tốn thơng số đồ thị phụ tải mùa hè: 16 n Phụ tải trung bình: P TB = ∑ Pt i =1 n i i ∑t i =1 = 453,3 ( kW ) i n ∑ Pt Thời gian sử dụng công suất cực đại: T M = PM n Thời gian hao tổn công suất cực đại: τ = Hệ số điền kín đồ thị: k dk = i i i =1 ∑P t = 12,55 ( h ) i i =1 M P i = 7.8 ( h ) Ptb = 0.52 PM 3.3.3 Xây dựng đồ thị phụ tải năm Đối với vùng đồng bắc thường lấy mùa hè 190 ngày mùa đông 175 ngày Cách xây dựng: Kẻ đường thẳng qua điểm cao đồ thị phụ tải ngày đêm xác định thời gian tác động phụ tải năm tức ứng với phụ tải P ta có thời gian t1 = t1h + t1đ, ta kẻ đường thẳng qua bậc thang thứ xác định P2 ứng với thời gian t2, tiếp tục Pn Ta thiết lập bảng tác động phụ tải năm vào để xây dựng đồ thị phụ tải năm Công suất P1 P2 … Pn Thời gian tác động t1 = 190 t1h + 175 t1đ t2 = 190 t2h + 175 t2đ …………………… Pn = 190 tnh + 175 tnđ Bảng 3.4 Số liệu công suất tiêu thụ năm 2011 TT 10 11 12 13 14 15 T(h) 190 175 190 190 175 175 190 190 175 175 175 175 175 190 190 P(kW) 1045 829 828 768 742 685 663 644 630 595 584 581 569 516 482 TT 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 17 T(h) 175 190 175 190 175 190 175 190 190 190 175 190 175 190 190 P(kW) 427 425 421 417 376 368 352 327 311 309 281 270 266 265 265 16 17 18 19 20 21 22 23 24 190 190 175 190 190 175 175 175 190 477 476 475 461 452 436 431 430 428 40 41 42 43 44 45 46 47 48 190 175 190 175 175 190 175 175 175 264 263 257 256 250 218 150 146 142 P(kW) 1200 1000 800 600 400 200 876 1752 2628 3504 4380 5256 6132 7008 7884 8760 t(h) Hình 3.3 Đồ thị phụ tải năm lộ 971-7 Tính tốn thông số đồ thị phụ tải năm: n -Phụ tải trung bình: P TB = ∑ Pt i =1 n i i ∑ ti = 428.94 ( kW ) i =1 n ∑ Pt - Thời gian sử dụng công suất cực đại: T M = PM n - Thời gian hao tổn công suất cực đại: - Hệ số điền kín đồ thị: k dk = τ = i i i =1 ∑P t = 3650 ( h ) i i =1 M P i = 1838 ( h ) Ptb = 0.42 PM 3.4 TÍNH TỐN HỆ SỐ COSφ CỦA LỘ 971-7 Hệ số cos ϕ xác định theo công thức: cos ϕ = AP 2 AP + AQ Trong AP , AQ lượng tác dụng phản kháng Bảng 3.5 Điện đo ngày điển hình 18 (3.15) Ngày Đo 20/01/2011 21/01/2011 22/01/2011 23/01/2011 24/01/2011 25/01/2011 26/01/2011 Ap(kWh) 62852 65032 62555 51835 63144 62893 55154 Aq(kVArh) 38952 36855 37118 34833 40787 37318 37064 cos ϕ 0.85 0.87 0.86 0.83 0.84 0.86 0.83 n cos ϕ TB = ∑ cos ϕ = 0.85 i i =1 n 3.4.1 Cơng suất tính tốn trạm Dựa vào lượng điện tiêu thụ năm thống kê trạm thời A trạm theo công thức: P t = T ( kW ) M (3.16) Qt= Pt.tg ϕ (kVAR) Với Tmax= 3650 (h), cos ϕ = 0.85 Ví dụ tính cho trạm B.Lỗ Xá ta có: A 16714 Ptmax= = = (kW) 3650 TM (3.17) Tính tốn cho trạm ta thu số kết cho Bảng 3.6 thời gian tổn thất cơng suất cực đại năm tồn lộ ta tính cơng suất tải cực đại Bảng 3.6 Cơng suất tính tốn trạm thuộc lộ 971-7 STT Tên trạm biến áp 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 B Lỗ Xá T Quan Cù T Hồng Lê T.n Xá T Ngọc Trì T.Bà Sinh B.Việt Hưng A T.Đồng Trung T.B Việt Hưng T.Việt Hưng T.Lê Thanh Trạm Mậu Lương T Dốc Tảo T.Xuân Đào Trung Tâm -LT T Đồng Xá-ĐĐ T Kim Huy T Kim Huy -PDP T Thanh Khê Cấp điện SnBA áp (kVA) 10/0.4 180 10/0.4 180 10/0.4 250 10/0.4 250 10/0.4 180 10/0.4 180 10/0.4 180 10/0.4 250 10/0.4 160 10/0.4 180 10/0.4 180 10/0.4 180 10/0.4 320 10/0.4 400 10/0.4 320 10/0.4 180 10/0.4 320 10/0.4 250 10/0.4 250 19 Atải (kWh) 16714 199240 479990 320460 93700 28699 883905 542072 25859 25786 309440 499675 529489 714641 506149 236475 37750 390960 717454 Ptải (kW) 55 132 88 26 242 149 7 85 136 145 196 139 65 10 107 197 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 T PDP T Phú Nhuận T Phả Lệ T Sầm Khúc T Dinh Khuốc T Bơm Lương Tài T UB Xã Minh Hải T B Hoàng Nha MH T Hoàng Nha - MH T Đại Từ - ĐĐ T CQT Đại Đồng T Bưu điện – ĐĐ T Đại Từ – ĐĐ T Đại Đồng T Đại Đồng T Nước HY T Đông Mai - CĐ T Nghĩa Lộ 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4 160 250 250 250 250 320 320 180 320 320 250 50 180 50 180 180 320 250 243880 745400 342720 404640 451345 18170 46732 276313 865790 764325 456234 21047 26324 18321 231367 237651 567291 431456 67 204 94 111 124 13 76 237 209 125 63 65 155 118 3.4.2 Sử dụng phần mềm LOADFLOW tính tổn thất điện cho lộ 971-7 Phần mềm LOADFLOW phần mềm tác giả Trần Tấn Lợi viết, phần mềm đơn giản, chức mà lại viết tiếng Việt nên khả ứng dụng rộng rãi vào thực tế tốt Ngoài ra, LOADFLOW đơn giản, chức năng, song lại hướng cho đối tượng lưới phân phối lưới hạ áp Đặc biệt khả tính tổn thất điện kỹ thuật mặt mạnh đáng nói đến phần mềm Thực chất LOADFLOW phần mềm tính trào lưu cơng suất dựa tốn tính chế độ xác lập PSSE, song từ lúc hình thành ý đến việc tính tổn thất điện cho lưới điện Ngồi để LOADFLOW tính tổn thất điện cho lưới điện, yêu cầu số liệu tiêu chuẩn cho hộ phụ tải bao gồm số liệu sau: Đối với nút phụ tải trạm biến áp phụ tải: - Mã máy biến áp (bao gồm kiểu máy BA, công suất) LOADFLOW dụng tham số để tra xác định thông số sơ đồ thay máy biến áp - Pmax (công suất cực đại) - Tmax (thời gian chịu tổn thất công suất cực đại) - cosϕ (hệ số công suất cực đại) - t (thời gian vận hành) Đối với nút phụ tải trạm biến áp phụ tải: Các nút đại diện cho nhánh khác có lấy điện từ lưới này, lúc tham số phụ tải bao gồm: - Pmax (công suất cực đại) - Tmax (thời gian sử dụng công suất cực đại) - cosϕ (hệ số công suất cực đại) - t (thời gian vận hành) 20 Bộ liệu đầu vào dành cho nút khơng có trạm biến áp phụ tải: + Ptt ; Qtt (cosϕ) ; Tmax ; t (nếu vào Qtt thơi khơng vào cosϕ ngược lại) Bộ liệu đầu vào dành cho nút có trạm biến áp phụ tải: Vì có trạm biến áp phụ tải việc vào liệu trước tiên chọn loại máy biến áp thư viện cho phù hợp với lưới điện thực tế, sau gõ tên trạm cuối vào liệu phụ tải, lúc Bạn chọn liệu đây: + Pmax , cosϕ ; Tmax ; t (bộ liệu tiêu chuẩn) Sau vào liệu cho Chương trình, LOADFLOW thực việc tính tổn thất điện sau: + Tổn thất điện trạm xác định theo (3-18); (3-19): ∆Atrạm = ∆P0 n t + ∆PN (Kt)2 n τ (3-18) ∆Atram = ∑∆Atrạm_i = ∑ ∆P0i ni ti + ∆PNi (Kt)2 ni τi (3-19) Trong τ xác định theo Tmax riêng trạm theo (1-8) + Tổn thất điện đường dây xác định theo (3-20) k k k ∆Aluoi = ∑ ∆Pij τ ij = ∑ ∆Pij τ tb = τ tb ∑ ∆Pij (3-20) Trong τtb xác định theo (3-21) Điều có nghĩa việc tính tổn thất điện đường dây LOADFLOW xử lý tương tự cách tính tổn thất điện đường dây nhờ hỗ trợ PSSE, điều khác sau vào liệu đầy đủ LOADFLOW tự xác định τtb theo (3-21) tự tính tổn thất điện cho đoạn lưới điện theo (3-20) cách tự động, tránh sai sót phải tính thủ cơng Tuy nhiên, việc tính tổn thất điện đường dây tất đoạn mạch lưới điện theo τtb làm cho kết tính xác, đặc biệt lưới điện lớn, lưới điện có nhiều loại hình phụ tải đa dạng (có Tmax khác nhau) Lúc xác tổn thất điện đường dây cần phải xác định theo công thức sau: k ∆Aluoi = ∑ ∆Pij τ ij (kWh) (3-21) Trong đó: ∆Pij – tổn thất công suất tác dụng đoạn mạch ij lưới điện τij - thời gian tổn thất công suất cực đại trung bình tất phụ tải có qua đoạn mạch ij lưới điện Tham số xác định theo (322) Tuy nhiên “n” số hộ phụ tải có qua đoạn mạch ij n τtb = ∑P max i i =1 n τi ∑ Pmax i (h) (3-22) i =1 Cơng thức (3-22) hồn tồn xác định phương pháp thủ công, tất nhiên phải nhiều thời gian để gia công số liệu, đặc biệt với lưới điện lớn việc xử lý thủ cơng (bằng tay theo 3-22) khơng tính tới Chính cần phải có cơng cụ để xác định “n” (số hộ phụ tải tham gia vào 21 đoạn mạch ij lưới) cách tự động, nhằm giúp Chương trình xác định đượcτij cho đoạn lưới điện Tóm tắt nội dung thuật toán sau: LOADFLOW từ lâu có định hướng ứng dụng chủ yếu cho vấn đề lưới điện trung hạ áp, thuật tốn dựa tính chất lưới điện vận hành kiểu hở Trong lưới cố đứt dây nhánh lưới tất phụ tải cấp điện qua nhánh điện áp -> xác định “n” -> xác định τij Dưới sơ đồ khối tính tốn: START Më tƯp d÷ liệu Đếm tổng số nhánh lưới Tham số nhánh m=0 Copy tệp liệu (tạo tệp mới) Xóa nhánh thứ m tệp Đưa tệp tạo đến tính CĐXL Xác định tổng số nút có U=0 Xác định n Duyệt tất nút có U=0 ®Ĩ cã τ ij theo (1-14) Quay l¹i tƯp DL gốc ến nhánh thứ m Lưu KQ ij vào nhánh m m :=m+1 Đúng Nếu m Tham số nhánh Sai STOP Dừng chương trình Hỡnh 3.4 S thuật tốn chương trình tính τtb 3.4.3 Chương trình tính tốn tổn thất điện kỹ thuật Giao diện chương trình 22 Hình 3.5 Giao diện chương trình tính tổn thất điện kỹ thuật Giao diện nhập liệu trực tiếp chức ‘Tạo tệp trực tiếp’ Hình 3.6 Giao diện vào liệu trực tiếp cho lưới điện Vì chương trình giới hạn tối đa 20 nút nên ta tiến hành chia sơ đồ lộ 971-7 Văn Lâm thành nhánh nhỏ đây: a) Nhánh 6: Nhánh Chỉ Đạo (Nghĩa Lộ) 23 b) Nhánh 5: Nhánh Hoàng Nha-Minh Hải c) Nhánh 4: Nhánh Lương Tài d) Nhánh 3: Nhánh Việt Hưng e) Nhánh 2: Nhánh Lương Tài-Việt Hưng f) Nhánh 1: Nhánh xuất tuyến lộ 971-7 trạm trung gian Nhân Vinh Sở dĩ xếp nhánh theo thứ tự để tính dồn cơng suất từ nhánh cuối lộ thu phía đầu lộ sơ đồ sợi lộ 971-7 Sau ta vào liệu trực tiếp cho nhánh sơ đồ sau: Hình 3.7 Sơ đồ vào liệu trực tiếp cho nhánh (đi Nghĩa Lộ) 24 Hình 3.8 Sơ đồ vào liệu trực tiếp cho nhánh (đi Hồng Nha-Minh Hải) Hình 3.9 Sơ đồ vào liệu trực tiếp cho nhánh (đi Lương Tài) 25 Hình 3.10 Sơ đồ vào liệu trực tiếp cho nhánh (đi Việt Hưng) Hình 3.11 Sơ đồ vào liệu trực tiếp cho nhánh (đi Lương Tài-Việt Hưng) 26 Hình 3.12 Sơ đồ vào liệu trực tiếp cho nhánh (Xuất tuyến lộ 971-7) Sau nhập liệu cho nhánh, ta sử dụng chức ‘Tính tổn thất điện năng’ Hình 3.13 Giao diện tính tổn thất điện kỹ thuật 27 3.4.4 Kết tính tốn Chương trình Kết tính tốn nhánh sau: Tổn thất điện kỹ thuật năm tính theo phần trăm là: %∆AKT = 3,53%, tương ứng với 440235 kWh Theo Báo cáo Công ty điện lực Văn Lâm phần trăm tổn thất điện chung năm 2011 %∆A∑ = 5,59%, tương ứng với 736292,92 kWh Tổng điện bơm vào đầu lộ A∑ = 12479541 kWh NTL năm tính theo phần trăm: %NTL = 5,59% - 3,53% = 2,06% NTL năm tính theo kWh 257078,54 kWh Tính theo giá bán tổng 1700 VNĐ/kWh số tiền tương ứng mà Công ty điện lực Văn Lâm phải bù lỗ 437033518 VNĐ 3.5 NHẬN XÉT Từ kết tính tốn ta rút kết luận nguyên nhân dẫn đến NTLsau: • Do sai số thiết bị TI, TU hệ thống đo đếm điện • Do rị rỉ điện q trình truyền tải đường dây máy biến áp • Do mơ hình quản lý Cơng ty chưa phù hợp Từ kết luận ta đưa biện pháp giảm NTL sau: • Hồn thiện hệ thống đo đếm • Loại trừ rị rỉ điện đường dây • Chọn mơ hình quản lý thích hợp 28 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN NTL vấn đề phức tạp, khó để phát Cơng ty điện lực Phần lớn trường hợp gây nên NTL bị phát gian lận điện nhiều hình thức Nhiều Cơng ty điện lực đưa nhiều giải pháp khác để giảm NTL cách đưa hệ thống đọc công tơ từ xa vào làm việc Mặc dù Công ty điện lực có nhiều cố gắng việc giảm NTL, song kết chưa mong muốn, chưa có đầy đủ thiết bị để ghi chép lại tất trường hợp gian lận điện bị phát hiện, ngồi cịn lý thực tế hệ thống đo đếm điện thực tế chưa đáp ứng yêu cầu Lý để thiết bị đo đếm điện thiết bị giám sát không thực việc đo NTL theo phương pháp thiết bị đo đếm thực đo đếm lượng điện tiêu thụ Mà ngược lại khơng có thiết bị đo xác định chi tiết NTL Hiện nay, phần lớn thiết bị đo đếm hệ thống điện khơng thực việc tính tốn tổn thất chung theo thời gian thực, Vì nên NTL khơng xác định Trên thực tế số liệu đo số liệu toàn điểm hệ thống, điều có ảnh hưởng khơng nhỏ tới việc tính tốn NTL Giải pháp Công ty điện lực đặt công tơ đo điện hộ tiêu thụ Giải pháp khơng thích hợp với khu vực tiêu thụ điện lớn khu cơng nghiệp giá thành cơng tơ điện Những loại cơng tơ hệ xác định nhu cầu tiêu thụ điện thực tế, yếu tố quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp tới việc xác định NTL tình hình trị kinh tế khu vực nơng thơn Ở khu vực nghèo trình độ dân trí thấp, NTL khó xác định việc đầu tư vào sở hạ tầng để tiến hành đo đếm NTL chưa nhiều Tóm lại, NTL xem lượng tổn thất hao mòn thiết bị q trình vận hành mà Cơng ty điện lực phải chịu KIẾN NGHỊ - Luận văn thực tính tốn áp dụng cho đường dây 10 kV khu vực thuộc tỉnh Hưng Yên, từ cho thấy đường dây trung áp cần tính toán lại tổn thất chung, đặc biệt NTL cho phù hợp với thực tế yêu cầu - Nếu cung cấp số liệu tính tốn cụ thể nữa, ta tính tốn cụ thể cho nhiều nút hệ thống, từ đưa kết xác để áp dụng vào thực tế tìm biện pháp giảm NTL 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Bách - Lưới điện & Hệ thống điện Tập I, II - NXB Khoa học & Kỹ thuật - Hà Nội - 2000 [2] Trần Bách - Lưới điện & hệ thống điện Tập III - NXB Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội - 2003 [3] Đặng Ngọc Dinh, Nguyễn Hữu Khái, Trần Bách - Hệ thống điện Tập I & Tập II- NXB Khoa học & Kỹ thuật - 1981 [4] Nguyễn Hữu Công Kỹ Thuật Đo Lường Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Hà Nội, 2006 [5] Nguyễn Văn Đạm – Mạng Lưới Điện - NXB Khoa học & Kỹ thuật - Hà Nội – 1999 [6] Dan Suriyamongkol – Non-technical losses in electrical power systems-2002 [7] Báo cáo Công ty điện lực Văn Lâm tỉnh Hưng yên năm 2011 30 ... nghiên cứu Tổn thất điện Hệ thống điện nói chung bao gồm tổn thất kỹ thuật NTL Trong đó, tổn thất điện kỹ thuật lượng tổn thất gây tổn thất công suất đường dây thiết bị điện hệ thống điện, bên... thất chung Hệ thống điện, bước tất yếu cần hiểu tranh tổng thể loại tổn thất hệ thống điện Tổn thất kỹ thuật tổn hao xảy đặc trưng vật lý Hệ thống điện (gây hoạt động bên Hệ thống điện) chủ yếu... TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG KỸ THUẬT Tổn thất kỹ thuật hệ thống điện tổn hao lượng xảy đặc điểm vật lý phần tử thuộc hạ tầng hệ thống Một ví dụ phổ biến tổn hao tổn hao lượng gây điện trở (R) đường dây Tổn