Tải bản đầy đủ (.docx) (8 trang)

tài liệu d8h10bweeblycom

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (90.58 KB, 8 trang )

(1)

CHƯƠNG 8 : GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG


§8.1 KHÁI NIỆM CHUNG




Tổn thất điện năng trong hệ thống điện gồm có hai phần:


- Tổn thất kĩ thuật: là tổn thất vật lý gây nên do sự vận hành của các phần tử trong hệ
thống điện. Tổn thất kỹ thuật có thể tính tốn và đo lường chính xác được và khơng
thể triệt tiêu mà chỉ có thể làm giảm đến mức giới hạn.


- Tổn thất phi kó thuật : là tổn thất xảy ra trong khâu kinh doanh điện năng do chênh
lệch số ghi điện.


- Tổn thất kĩ thuật có thể chia làm hai loại:


 Tổn thất phụ thuộc dòng điện : là tổn thất trên tổng trở của lưới và các


thiết bị điện. Đây là thành phần tổn thất chính của hệ thống điện.


 Tổn thất phụ thuộc điện áp : gồm có tổn thất trong lõi thép của các máy


điện, trong cuộn áp của cơng tơ điện, do rị điện qua cách điện, tổn thất
vầng quang trên đường dây.


- Tổn thất kinh doanh gồm coù:


 Điện năng tiêu dùng nhưng khơng được đo :ví dụ ăn cắp điện.


 Điện năng được đo nhưng khơng được vào hố đơn : do nhân viên ghi điện



ghi sai hoặc thông đồng với hộ tiêu thụ, cho điện kế qua tua…


Ở đây ta chỉ xét tổn thất điện năng về mặt kĩ thuật và gọi đơn giản là tổn thất
điện năng.


Ở lưới phân phối do tổng chiều dài đường dây rất lớn, điện áp thấp, đường dây lại


không đồng nhất nên tổn thất điện năng chiếm tỉ lệ lớn nhất, khoảng (50 70 )% tổng


tổn thất toàn bộ hệ thống điện. Trong số cịn lại thì tự dùng của nhà máy điện chiếm


(2,5 4 )%, tổn thất trong MBA chiếm khoảng 20%, lưới truyền tải chiếm (8 15)%.


Như vậy việc giảm tổn thất điện năng chủ yếu thực hiện ở lưới hạ áp.
- Các phương pháp thường dùng để giảm tổn thất điện năng là:


1) Nâng cao mức điện áp vận hành.


2) Giảm Q và nâng cao hệ số công suất cos của phụ tải.


3) Vận hành kinh tế trạm biến áp.
4) Vận hành kinh tế lưới điện kín.


Trong chương này sẽ xét các biện pháp phổ biến 1, 2 và 3 là các hơn cả.





(2)

§8.2 NÂNG CAO MỨC ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH


Từ cơng thức : ΔP=

(

S


U

)


2


xR có thể thấy ΔP tỉ lệ nghịch với U 2 nên


nếu tăngU


lên thì sẽ làm cho ΔP A giảm xuống đáng kể. Vì vậy nên giữ cho điện áp của


lưới càng cao càng tốt trong phạm vi cho phép. Nếu điện áp của lưới tăng a% thì tổn
thất cơng suất tương sẽ giảm được là:


ΔP - ΔP ' = S


2


U2


R-1+a%


U.¿
¿
¿
¿
S2


¿


R = S2



U2 R.

[



1 1


(

1+ a


100

)



2


]

= ΔP .


[

1 1


(

1+ a


100

)



2


]



Lượng giảm tổn thất ΔP tính theo phần trăm :


ΔPg % = ΔP − ΔP'


ΔP  100 =

[

1


1



(1+a100)2

]

×100


Có thể rút ra một số kết quả sau : nếu a=1% thì ΔPg =2% , nếu a=2% thì ΔPg


=3.9%, nếu a=5% thì ΔPg =9.3%.


 Tăng điện áp sẽ giảm A rất có hiệu quả. Tuy nhiên, mức tăng điện áp cịn phụ


thuộc cách điện của lưới, đồng thời phải đảm bảo sao cho điện áp tại phụ tải vẫn ở
trong phạm vi cho phép. Trong thực tế có thể nâng cao mức điện áp vận hành lên 5%,
như vậy tổn thất điện năng đã có thể giảm xuống 9,3%. Đó là con số rất lớn nếu tính
trên tồn hệ thống điện.


Để nâng cao mức điện áp vận hành có thể dùng các phương pháp sau : nâng
cao điện áp máy phát, nâng cấp điện áp vận hành, thay đổi đầu phân áp của máy
biến áp.


Một số điều cần lưu ý :


1.Đối với đường dây, khi tăng U thì đồng thời Qc = U2.B cũng tăng lên, do đó lượng Q


chạy trên đường dây cũng giảm xuống cho ΔP càng giảm nhiều hơn. Tuy nhiên,


khi điện áp đường dây tăng lên thì tổn thất vầng quang cũng tăng lên ở các đường dây
cao áp và siêu cao áp. Do đó khi tăng điện áp ở các đường dây này phải tính tốn sao
cho có lợi nhất.


2. Đối với MBA ta có PFe 

(

WU

)




2


với W là số vịng dây. Như vậy ΔPFE tỉ lệ


bình phương của số vôn/vòng dây.
Gọi: kt= S


Sđm là hệ tải của MBA, ta có các kết luận sau :


- Nếu điện áp đặt vào máy tăng lên và hệ số phụ tải càng lớn thì P và A giảm



(3)

- Nếu điện áp tăng mà kt nhỏ thì ΔPCu chỉ giảm được ít (do S nhỏ) trong khi đó


ΔPFe tăng nhanh, do đó ΔP ΔA có thể tăng lên mà khơng giảm


xuống.


- Nếu điện áp tăng mà lại có thay đổi đầu phân áp thích hợp thì ΔA trong máy


biến áp luôn giảm dù kt lớn hay nhỏ.



(4)

---o0o---§8.3 NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA PHỤ TẢI
I. Khái niệm :


Đa số các hộ tiêu thụ điện đều có tính cảm kháng, do đó tiêu thụ một lượng lớn


công suất phản kháng Q điều này dẫn đến sự giảm thấp hệ số cos, làm cho đường


dây phải tải một lượng Q khá lớn, tạo nên tổn thất đáng kể P và U, đồng thời làm
giảm khả năng tải của lưới.



Thông thường trong hệ thống điện nên đưa cos của lưới lên khoảng 0,9


0,95, nhưng không nên bù cho cos>0,98 vì khi đó lượng ΔP chủ yếu là do P gây ra


chứ không phải Q, nâng cao cos lên nữa chỉ tốn lượng Q bù mà khơng giảm được


ΔP .


Để nâng cos của hệ thống có thể dùng các biện pháp sau:


- Nâng cao hệ số cos của phụ tải bằng cách sử dụng hợp lý các động


cơ không đồng bộ.


- Sử dụng tụ bù để làm giảm lượng Q chạy trên đường dây.


II. Lắp tụ bù nâng cao hệ số công suất của tải :
1. Hiệu quả khi lắp đặt tụ bù :


- Lợi ích khi lắp tụ bù:


+ Đối với hệ thống : Tăng khả năng truyền tải P, giảm A, giảm U.


+ Đối với phụ tải : Tiết kiệm được chi phí dùng điện vì khơng phải chịu phạt.
- Ví dụ :


Gọi cos1 là hệ số công suất trước khi bù. Khi đó :


P = R.I2 = R. P



2


cos2ϕ1 (P – cơng suất chạy trên đường dây)


Sau khi lắp tụ hệ số công suất nâng lên cos2 thì :



(5)

---o0o---§8.4 TÍNH DUNG LƯỢNG BÙ KINH TẾ


I. Khái niệm :


- Dùng tụ bù hay máy bù để điều chỉnh điện áp gọi là bù kỹ thuật, còn bù để giảm tổn
thất diện năng gọi là bù kinh tế.


- Bù kinh tế được tính tốn sau khi đã bù kỹ thuật vì dung lượng bù lúc này chỉ để
giảm tổn thất điện năng. Bù kinh tế phải được tính tốn sao cho số vốn bỏ thêm vào
có thể lớn hơn số tiền tiết kiệm được do giảm A khi bù.


II. Cách tíùnh dung lượng bù kinh tế:
1. Lưới hở một phụ tải :


Bài toán : Cần đặt một lượng Qbù ở phụ tải bằøng bao nhiêu để đảm bảo tổn thất


điện năng là nhỏ nhất đồng thời tiền vốn bỏ ra là chấp nhận được ?


 Các bước thực hiện :


- Thiết lập hàm chi phí tính tốn Z(Qbù), sau đó lấy cực tiểu hàm này với điều kiện


ràng buộc Qbù 0 :



Z(Qbù) = ZK(Qbù) + ZA (Qbù) (1)


Với :


+ ZK(Qbuø) = (avh + atc).Qbuø.k0 (2)


ko - giá thành lắp đặt của một đơn vị dung lượng bù [đ/kVAr]


+ ZA(Qbù) = ZA(tụ) + ZA(lưới)


ZA(tuï) - chi phí tổn thất điện năng do bản thân tụ gây nên :


ZA(tụ) = co.P
*


bù. Qbù . T (3)


P*bù - tổn thất công suất tác dụng của một đơn vị dung lượng bù.


T - thời gian làm việc, nếu tụ làm việc suốt năm thì T = 8760 h.
ZA(lưới) - chi phí do tổn thất điện năng trên lưới sau khi bù :


ZA(lưới) = co . Pmax .  = co.


Q−Qbuø¿2
¿
¿U2R


¿
¿


¿


. (4)


Lưu ý : đúng ra Pmax =


Q− Qbù¿2
¿
¿U2R.


P2


+¿
¿
¿


 , nhưng do thành phần


¿
P2
U2R∑❑


¿


khơng đổi
đối với mọi phương án nên không xét đến.


Từ (1), (2), (3) và (4) ta được:


R + jX



P + j(Q - Qbuø) Qbuø



(6)

Z(Qbuø) = (avh+atc).Qbuø.ko + co.P*buø. Qbuø . T + co.


Q−Qbuø¿2
¿
¿U2R


∑❑


¿
¿
¿


.


- Lấy đạo hàm Z(Qbù) và cho bằng 0 để tìm lượng bù tối ưu, giải ra được :


Qbù = Q -


¿


(avh+atc).k0+c0.ΔP.T


2.c0.R❑.τ


.U2
¿



Nếu Qbù < 0 thì có nghĩa là khơng cần bù kinh tế nữa.


2. Lưới hở nhiều phụ tải :


Hình 8.3/149


Giả sử ở phụ tải thứ k ta đặt một dung lượng bù là Qbk . Hàm chi phí tính tốn


được viết như sau :


Z(Qb1,Qb2,Qb3)=(avh + at c).ko.Qbk + co.P*bù.T.Qbk+


co.τ
Uđm2

[



Q2d1.R


1+Q
2d2.R


2+Q
2d3.R3]


Trong đó : Qd1 = (Q1 + Q2 +Q3 ) –( Qb1 + Qb2 +Qb3)


Qd2 = (Q2 + Q3 ) – (Q2 + Q3)


Qd3 = Q3 – Qb3


Sau đó ta lấy đạo hàm riêng cho từng biến Qb1 ,Qb2,Qb3 và cho bằng 0 để được hpt :


¿


∂ Z
∂Qb1


=0


∂ Z
∂Qb2
∂ Z
∂Qb3=0




¿
{
¿
(*)


Giải hpt sẽ tìm được Qb1 Qb2, Qb3 . Nếu trong q trình giải mà tính được Qbk  0


thì cho Qbk = 0 và bỏ phương trình ∂ Z/ Qbk = 0 trong hpt (*) để còn lại hệ 2 phương


trình bậc nhất 2 ẩn số. Tiếp tục giải hệ này ta sẽ tìm được các biến cịn lại.


3. Lưới điện kín :


(hình 8.4)


Giả sử cần đặt lượng bù Qb1 và Qb2 tương ứng tại phụ tải 1 và 2. Các bước thực



hiện :


- Tính phân bố công suất phản kháng Q theo điện trở R:
QA1 =


Q1'(R2+R3)+Q2' R3
R1+R2+R3


Q12 = Qa1 – Q’1


QA2 = Q2' - Q12


Trong đó : Q’1 = Q1- Qb1



(7)

- Lập hàm chi phí tính tốn Z như sau:


Z(Qb1,Qb2) = (avh + atc).k 0 ( Qb1+Qb2) + co.P*buø. T.(Qb1 +Qb2)


+


¿
co.τtb


U2 .¿ Q
2


A1R1 + Q ❑122 R2 +Q ❑A22 R3)


- Lấy đạo hàm riêng của Z theo các biến Qb1,Qb2 rồi giải hpt giống như ở phần trên.







§8.5 VẬN HÀNH KINH TẾ TRẠM BIẾN ÁP


I. Khái niệm :


Trong các TBA có đặt nhiều máy làm việc song song thì lúc non tải nên cắt bớt
một số máy, vì khi đó tổn thất khơng tải ΔP0 của máy biến áp có thể lớn hơn tổn


thất ngắn mạch Pn. Vấn đề là xác định các giá trị giới hạn của phụ tải mà ở đó có


thể cắt bớt đi một số máy sao cho tổn thất ΔP ΔA trong trạm là nhỏ nhất.








Hình 8.5


Trong hình (8.5) là đường cong biểu diễn tổn thất cơng suất tác dụng PB trong


máy biến áp theo cômg suất phụ tải S của trạm :


ΔPB=ΔP0+ΔPN


Với : ΔP0 - không đổi theo tải, biểu diễn bởi đường thẳng nằm ngang.



PN - là hàm bậc hai đối với S, đường biểu diễn là một nửa parabol :
ΔPN=ΔPCuđm

(

S


Sñm

)


2


Đường cong ΔPB(S) có được nhờ phép cộng hai đồ thị ΔP0(S) và


ΔPN(S) .


Gọi S0 là giao điểm của hai đường biểu diễn ΔP0vàΔPN . Ta có nhận xét :
+ Khi S < S0 : ΔPN<ΔP0


+ Khi S  S0 : ΔPN>ΔP0


Trong hình (8.6) là đồ thị biểu diễn tổn thất cơng suất tác dụng trong TBA gồm có 3


máy khi vận hành 1, 2 và 3 máy tương ứng với các đường cong ΔP1, ΔP2, ΔP3 (vẽ


tương tự hình 8.5) :


S


PN


P


0



PB= P0 +
PN


S0


P0



(8)

Hình 8.6


Ta có các kết quả sau:


+ Khi S nằm trong khoảng (0,S1) thì vận hành 1 máy vì lúc đó đường cong


ΔP1 nằm thấp nhất (tổn thất ΔP thì ít nhất).


+ Khi S  (S1,S2) thì nên vận hành 2 máy.


+ Khi S > S2 thì nên vận hành cả 3 máy.


II. Tính các cơng suất chuyển giới hạn của phụ tải :


G/s ban đầu trạm vận hành n MBA giống nhau. Khi đó :


ΔP(n)=n.ΔPFe+1


nΔPCm

(

SS
đm

)



2



Khi chuyển từ n lên (n+1) máy thì :


ΔP(n+1)=(n+1)ΔPFe+


1


n+1ΔPCm

(



S
Sđm

)



2


Cơng suất giới hạn xảy ra khi : P(n) = P(n + 1)


Hay : n.ΔPFe+1


n ΔPCuñm

(


Sgh(n)


Sñm

)


2


= (n+1)ΔPFe+ 1


n+1ΔPCm

(



Sgh(n)
Sđm

)




2


Sgh(n)=Sđm



n(n+1)ΔPFe


ΔPCm


---o0o--- Hết chương 8


S
0


P0


2P0


3P0





Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay
×