Nghiên cứu giá thành và giá bán điện năng lưới điện huyện Quỳnh Phụ, Thái Bình

Luận văn nghiên cứu giá thành và giá bán điện năng tại lưới điện huyện Quỳnh Phụ, Thái Bình, đề xuất giải pháp giảm giá thành hiệu quả.

• Tác giả: Nguyễn Minh Hải
• Người hướng dẫn: Th.s Đỗ Thị Hồng Lý
• Trường học: Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện Công Nghiệp
• Đề tài: Giải Pháp Giảm Giá Thành Điện Năng Tại Huyện Quỳnh Phụ, Thái Bình
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hải Phòng

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: THỰC TRẠNG LƯỚI ĐIỆN HUYỆN QUỲNH PHỤ
• 1.1. NGUỒN CUNG CẤP CHO HUYỆN
• 1.2. LƯỚI ĐIỆN CỦA HUYỆN
• 1.3. THỐNG KÊ TRẠM BIẾN ÁP TIÊU THỤ HIỆN CÓ CỦA HUYỆN DO TRẠM TRUNG GIAN QUỲNH CÔI CUNG CẤP
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU GIÁ THÀNH VÀ GIÁ BÁN ĐIỆN NĂNG
• 2.1. ĐẶC ĐIỂM VÀ KẾT CẤU CỦA GIÁ THÀNH ĐIỆN NĂNG
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHI PHÍ TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG
• 2.3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH HAO TỔN TRÊN ĐƯỜNG DÂY VÀ MBA
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• LỜI NÓI ĐẦU

Tóm tắt

I. Giải pháp giảm giá thành điện năng

Nghiên cứu tập trung vào việc đề xuất các giải pháp giảm giá thành điện năng tại huyện Quỳnh Phụ, Thái Bình. Các giải pháp này nhằm tối ưu hóa hệ thống lưới điện hiện có, giảm thiểu tổn thất điện năng và nâng cao hiệu quả sử dụng điện. Một số giải pháp chính bao gồm việc áp dụng công nghệ tiết kiệm điện, cải thiện quản lý năng lượng, và tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo. Những giải pháp này không chỉ giúp giảm chi phí điện năng mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

1.1. Công nghệ tiết kiệm điện

Việc áp dụng công nghệ tiết kiệm điện là một trong những giải pháp hiệu quả nhất để giảm giá thành điện năng. Các công nghệ như hệ thống điều khiển thông minh, thiết bị tiết kiệm năng lượng, và hệ thống quản lý năng lượng được đề xuất để tối ưu hóa việc sử dụng điện. Những công nghệ này giúp giảm thiểu tổn thất điện năng trên lưới điện và nâng cao hiệu quả sử dụng điện.

1.2. Quản lý năng lượng

Quản lý năng lượng hiệu quả là yếu tố then chốt trong việc giảm chi phí điện năng. Nghiên cứu đề xuất việc áp dụng các hệ thống quản lý năng lượng tích hợp để theo dõi và kiểm soát việc sử dụng điện. Điều này giúp phát hiện và khắc phục các điểm yếu trong hệ thống, từ đó giảm thiểu tổn thất và tối ưu hóa việc phân phối điện.

II. Hiện trạng lưới điện huyện Quỳnh Phụ

Lưới điện tại huyện Quỳnh Phụ hiện đang gặp nhiều thách thức do cơ sở hạ tầng lạc hậu và tổn thất điện năng cao. Hệ thống lưới điện được xây dựng từ những năm 1964-1990, với thiết bị cũ kỹ và không đáp ứng được nhu cầu hiện tại. Tổn thất điện năng trên lưới điện là một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành điện năng và chất lượng dịch vụ cung cấp điện.

2.1. Nguồn cung cấp điện

Huyện Quỳnh Phụ hiện chưa có trạm 110/35 kV mà chỉ có 3 trạm trung gian 35/10 kV. Việc cung cấp điện thường xuyên không ổn định, dẫn đến tình trạng cắt điện thường xuyên. Điều này gây khó khăn cho sản xuất và sinh hoạt của người dân, đồng thời làm tăng chi phí điện năng do tổn thất trên lưới.

2.2. Tổn thất điện năng

Tổn thất điện năng trên lưới điện tại huyện Quỳnh Phụ là một vấn đề lớn. Các đường dây điện cũ kỹ và thiết bị lạc hậu là nguyên nhân chính dẫn đến tổn thất cao. Nghiên cứu đề xuất việc cải tạo và nâng cấp hệ thống lưới điện để giảm thiểu tổn thất và nâng cao hiệu quả sử dụng điện.

III. Đề xuất giải pháp tối ưu hóa tiêu thụ điện

Để giảm giá thành điện năng, nghiên cứu đề xuất các giải pháp tối ưu hóa tiêu thụ điện thông qua việc cải thiện hệ thống lưới điện và áp dụng các công nghệ tiên tiến. Các giải pháp này bao gồm việc nâng cấp thiết bị, cải thiện quy trình quản lý, và tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo. Những giải pháp này không chỉ giúp giảm chi phí điện năng mà còn góp phần phát triển bền vững.

3.1. Nâng cấp thiết bị

Việc nâng cấp thiết bị điện là một trong những giải pháp quan trọng để giảm giá thành điện năng. Nghiên cứu đề xuất việc thay thế các thiết bị cũ kỹ bằng các thiết bị hiện đại, tiết kiệm năng lượng. Điều này giúp giảm thiểu tổn thất điện năng và nâng cao hiệu quả sử dụng điện.

3.2. Sử dụng năng lượng tái tạo

Việc tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió là một giải pháp hiệu quả để giảm chi phí điện năng. Nghiên cứu đề xuất việc lắp đặt các hệ thống năng lượng tái tạo tại các hộ gia đình và doanh nghiệp để giảm sự phụ thuộc vào lưới điện truyền thống.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa nông thôn, nhu cầu tiêu thụ điện năng phục vụ đời sống dân sinh và hoạt động sản xuất kinh doanh không ngừng gia tăng. Mặc dù mạng lưới điện quốc gia đã được phủ rộng đến các khu vực nông thôn, công tác quản lý và vận hành kỹ thuật tại các địa phương vẫn bộc lộ nhiều điểm hạn chế. Hệ thống lưới phân phối phần lớn được xây dựng mang tính chắp vá qua nhiều giai đoạn, không đáp ứng kịp thời các tiêu chuẩn kinh tế - kỹ thuật hiện hành. Thực trạng này dẫn đến tổn thất điện năng duy trì ở mức cao, làm gia tăng chi phí truyền tải, phân phối và đẩy giá thành bán lẻ điện đến các hộ tiêu thụ lên mức cao.

Trước đòi hỏi thực tiễn từ hệ thống cấp điện địa phương, đồ án tốt nghiệp tập trung giải quyết bài toán kỹ thuật kết hợp kinh tế năng lượng thông qua ba mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

1. Khảo sát, thống kê và đánh giá toàn diện thực trạng kỹ thuật của hệ thống lưới điện phân phối thuộc huyện Quỳnh Phụ, tỉnh Thái Bình.
2. Thiết lập cơ sở phương pháp luận tính toán chi phí, xác định các thành phần cấu thành giá thành truyền tải và phân phối điện năng; tính toán tổn thất điện năng kỹ thuật trên đường dây và các trạm biến áp bằng phương pháp giải tích kết hợp công cụ bảng tính.
3. Phân tích nguyên nhân gây tổn thất kỹ thuật lẫn tổn thất kinh doanh, từ đó đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật vận hành và quản lý nhằm giảm thiểu hao tổn điện năng, trực tiếp hạ giá thành truyền tải điện trên địa bàn.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là cơ cấu chi phí giá thành điện năng, các thành phần hao tổn kỹ thuật và tổn thất thương mại trên lưới phân phối. Phạm vi không gian nghiên cứu bao gồm toàn bộ lưới điện trung áp (35 kV, 10 kV) và hạ áp (0,4 kV) thuộc quyền quản lý của Chi nhánh điện huyện Quỳnh Phụ, cấp điện cho 38 xã và thị trấn trên địa bàn huyện Quỳnh Phụ, tỉnh Thái Bình; trong đó dữ liệu kỹ thuật của lộ 971 thuộc trạm trung gian Quỳnh Côi được lựa chọn làm đối tượng tính toán chi tiết mẫu. Phạm vi thời gian bao gồm chuỗi số liệu thống kê sản lượng giai đoạn 2003 - 2004 và dữ liệu vận hành kỹ thuật phục vụ tính toán hao tổn trong năm 2008.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của đề tài dựa trên mô hình xác định chi phí truyền tải và phân phối điện năng toàn phần $C_{tt}$, được biểu diễn thông qua công thức tổng quát:

$$C_{tt} = C_{md} + C_{kh} + C_{tl} + C_{ht} + C_{sc} + C_{k}$$

Trong đó, các thành phần chi phí cấu thành bao gồm:

• Chi phí mua điện tại thanh cái lưới phân phối ($C_{md}$): Xác định bởi $C_{md} = g_{tc} \cdot A_s$, với $g_{tc}$ là giá mua điện tại thanh cái (văn bản áp dụng mức 350 đ/kWh) và $A_s$ là sản lượng điện năng giao nhận.
• Chi phí khấu hao tài sản cố định ($C_{kh}$): Phản ánh sự hao mòn hữu hình và vô hình của đường dây, trạm biến áp. Đồ án xem xét phương pháp mức khấu hao cố định, mức khấu hao giảm dần và phương pháp thực nghiệm dựa trên tỷ lệ phần trăm khấu hao hàng năm. Bảng hệ số trích khấu hao quy định đối với lưới phân phối có tỷ lệ khấu hao cơ bản $\alpha_{cb} = 3,2%$, sửa chữa lớn $\alpha_{sc} = 7,5%$ (tổng tỷ lệ khấu hao $\alpha_{kh} = 10,7%$); đối với lưới hạ áp có $\alpha_{cb} = 4%$, $\alpha_{sc} = 8%$ (tổng tỷ lệ khấu hao $\alpha_{kh} = 12%$).
• Chi phí tiền lương ($C_{tl}$): Xác định căn cứ vào định mức biên chế công nhân trên một đơn vị chiều dài đường dây ($k_{bc} = 0,31$ người/km, tương ứng 57 công nhân quản lý 184 km đường dây trung áp), mức lương bình quân (700.000 đ/người/tháng) và các khoản trích theo lương gồm bảo hiểm xã hội (15%), bảo hiểm y tế (2%) và bảo hộ lao động (2%).
• Chi phí cho hao tổn điện năng ($C_{ht}$): Xác định theo biểu thức $C_{ht} = g_{ht} \cdot \Delta A$, trong đó đơn giá một đơn vị tổn thất $g_{ht}$ được tính toán có xét đến hệ số mở rộng nguồn bù tổn thất ($a = 1,08$ cho lưới phân áp, $a = 1,06$ cho lưới hạ áp), hệ số mở rộng lưới ($d$), hệ số mang tải cực đại ($k_{mt}$) và thời gian tổn thất công suất cực đại ($\tau$).
• Chi phí sửa chữa định kỳ và sự cố ($C_{sc}$): Lấy bằng 3% tổng doanh số mua điện hàng năm.
• Chi phí quản lý và phục vụ vận hành khác ($C_k$): Chi trả cho công tác sổ sách, hành chính và quản lý chung.

Về phương pháp tính toán tổn thất, tác giả áp dụng phương pháp thời gian hao tổn công suất cực đại ($\tau$). Giá trị $\tau$ được tính theo công thức thực nghiệm:

$$\tau = (0,124 + T_{max} \cdot 10^{-4})^2 \cdot 8760$$

Khi đó, hao tổn điện năng trên đường dây được xác định qua công suất tác dụng tổn hao cực đại: $\Delta A_{dd} = \Delta P_{max} \cdot \tau$. Tổn thất điện năng trong máy biến áp ($\Delta A_{ba}$) gồm hai thành phần độc lập: tổn thất không tải trong lõi thép $\Delta A_{Fe} = \Delta P_0 \cdot T$ và tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây $\Delta A_{Cu} = \Delta P_k \cdot k_{pt}^2 \cdot \tau$.

Phương pháp nghiên cứu thực tế là sự kết hợp giữa thống kê thu thập số liệu hiện trường, giải tích kỹ thuật điện và mô hình hóa bảng tính trên phần mềm Microsoft Excel. Công cụ bảng tính được ứng dụng để xử lý khối lượng lớn dữ liệu về thông số trở kháng đường dây ($R_0, X_0, L$), tính sụt áp ($\Delta U$), tổn thất công suất ($\Delta P, \Delta Q$) và hao tổn điện năng ($\Delta A$) trên từng nhánh tuyến. Nguồn dữ liệu sơ cấp do Chi nhánh điện huyện Quỳnh Phụ cung cấp.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Thực trạng lưới điện huyện Quỳnh Phụ

Huyện Quỳnh Phụ tại thời điểm nghiên cứu chưa xây dựng được trạm biến áp 110/35 kV riêng biệt mà phải tiếp nhận điện thông qua 3 trạm biến áp trung gian 35/10 kV với tổng công suất đặt là 13.200 kVA. Các trạm bao gồm: trạm Quỳnh Côi ($2 \times 3200$ kVA), trạm Vũ Hạ ($2 \times 2500$ kVA) và trạm An Thái (1800 kVA). Hệ thống nhận nguồn từ hai xuất tuyến 35 kV: nguồn một từ đường dây 371 E33 Long Bối (đấu nối tại cột 92 nhánh Ba Đọ - Quỳnh Côi); nguồn hai từ đường dây 372 E33 Hưng Hà (đấu nối tại cột 52 trục đường dây 371 E33).

Do thiếu trạm biến áp nguồn 110 kV, chế độ cung cấp điện không ổn định, thường xuyên phải sa thải hoặc cắt điện diện rộng khi xuất hiện sự cố. Đa phần thiết bị trên lưới được đưa vào sử dụng trong giai đoạn 1964 - 1990 nên đã xuống cấp và rão nát. Các điểm đóng cắt đầu nguồn chỉ trang bị cầu dao phân đoạn, khiến mỗi thao tác kỹ thuật phía 35 kV đều buộc phải cắt máy cắt đầu nguồn tại trạm Long Bối. Quy mô đường dây và hiện trạng phụ tải được thống kê chi tiết:

• Lưới điện 35 kV: Tổng chiều dài 48 km; trong đó đoạn Long Bối - Cầu Nghìn dài 14 km sử dụng dây dẫn AC70, các nhánh Ba Đọ - Quỳnh Côi và An Bài - Hệ sử dụng dây AC50.
• Lưới điện 10 kV: Tổng chiều dài 184 km; gồm 61,7 km đường trục sử dụng dây AC50 và 122,3 km đường nhánh sử dụng dây AC35.
• Lưới điện hạ áp 0,4 kV: Tổng chiều dài 380 km, cấp điện đến toàn bộ 38 xã và thị trấn (đạt tỷ lệ 100%).
• Hiện trạng quy hoạch: Có 63% số xã sở hữu lưới điện thiết kế theo quy hoạch, còn lại 37% số xã vận hành lưới điện chắp vá phát triển tự phát từ hạ tầng cũ.
• Sản lượng tiêu thụ: Năm 2003, tổng điện năng nhận là 39.631.000 kWh, điện sinh hoạt chiếm 21.543.000 kWh (54,3%). Chín tháng đầu năm 2004, tổng điện nhận đạt 32.416.000 kWh, điện sinh hoạt chiếm 18.379.000 kWh (56,7%).

Trạm trung gian Quỳnh Côi chịu trách nhiệm cấp điện cho 4 lộ xuất tuyến chính gồm: Lộ 971 (tổng công suất trạm hạ áp 3.420 kVA với 22 trạm biến áp phụ tải), Lộ 972 cấp khu vực thị trấn Quỳnh Côi (1.130 kVA với 8 trạm biến áp), Lộ 973 (4.420 kVA với 25 trạm biến áp) và Lộ 974 (6.410 kVA với 39 trạm biến áp).

Chương 2: Nghiên cứu giá thành và giá bán điện năng

Đặc điểm vận hành của hệ thống điện là quá trình sản xuất, truyền tải và tiêu thụ diễn ra đồng thời, không có sản phẩm dở dang tồn kho, do đó chi phí phụ thuộc chặt chẽ vào cấu trúc đồ thị phụ tải. Đồ án tiến hành tính toán tổn thất chi tiết cho lộ 971 của trạm Quỳnh Côi bằng phần mềm Excel. Với trạm biến áp Đoàn Xá (vị trí trạm 15, xã Quỳnh Hải, công suất 180 kVA), điện năng tiêu thụ năm 2008 là 638.620 kWh, $T_{max} = 3716$ h, tính toán được thời gian hao tổn cực đại $\tau = 2152$ h với hệ số $\cos\varphi = 0,85$.

Tổng hợp trên toàn bộ lưới phân phối của huyện Quỳnh Phụ, các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế đo đếm được xác lập như sau:

• Điện năng mua vào tại thanh cái ($A_{mua}$): 26.002.546 kWh.
• Điện năng thương phẩm bán ra ($A_{ban}$): 23.855.385 kWh.
• Lượng điện năng hao tổn toàn mạng ($\Delta A$): 2.147.161 kWh, tương ứng tỷ lệ tổn thất 8,2%. Trong đó tổn thất trong máy biến áp là 1.639.713 kWh và tổn thất trên đường dây là 507.448 kWh.

Dựa trên khối lượng sản lượng và chi phí vận hành, tác giả xác định đơn giá thành truyền tải và phân phối cho 1 kWh điện thương phẩm:

Khoản mục chi phí	Ký hiệu	Giá trị phân bổ (đ/kWh)	Căn cứ tính toán
Mua điện tại thanh cái	$C_1$	350,00	Đơn giá thanh cái quy định
Khấu hao tài sản cố định	$C_2$	5,17	Tổng vốn trích khấu hao 68,472 triệu đồng
Tiền lương và phụ cấp	$C_3$	10,30	57 nhân sự, lương 700.000 đ/tháng, BHXH, BHYT, BHLĐ
Hao tổn điện năng	$C_4$	27,97	Đơn giá tổn thất $g_{ht} = 407$ đ/kWh; $\Delta A = 2.147.161$ kWh
Sửa chữa lớn và thường xuyên	$C_5$	11,44	Định mức 3% tổng doanh số mua điện
Quản lý và chi phí khác	$C_6$	4,64	Chi phí phục vụ văn phòng, vận hành sổ sách
Tổng giá thành (có khấu hao)	$g_{tt}$	409,52	$g_{tt} = C_1 + C_2 + C_3 + C_4 + C_5 + C_6$
Tổng giá thành (bỏ khấu hao)	$g_{tt}$	404,35	Bỏ qua $C_2$ do thiết bị đã hết khấu hao kỹ thuật

Tác giả chỉ ra rằng chi phí bù hao tổn điện năng ($C_4 = 27,97$ đ/kWh) chiếm tỷ trọng lớn thứ hai trong cơ cấu chi phí vận hành (chỉ đứng sau chi phí mua điện gốc). Khảo sát độ nhạy cho thấy:

• Khi tỷ lệ tổn thất giảm từ 8,2% xuống 6,25% (tương ứng lượng tổn hao giảm xuống 1.656.251 kWh), tổng giá thành truyền tải giảm từ 409,52 đ/kWh xuống 409,29 đ/kWh.
• Khi giữ nguyên lượng hao tổn kỹ thuật nhưng gia tăng sản lượng điện thương phẩm tiêu thụ lên 24.145.789 kWh, giá thành truyền tải được tối ưu hóa ở mức 409,66 đ/kWh do chi phí cố định phân bổ giảm.

Chương 3: Đề xuất các giải pháp giảm giá thành điện năng trên lưới

Dựa trên sự phân loại tổn thất thành tổn thất kỹ thuật (phát nóng dây dẫn, lõi thép, cuộn dây, tiếp xúc đầu nối) và tổn thất kinh doanh (hệ số công suất thấp, đồ thị phụ tải lệch đỉnh, kết cấu mạng phân bố không đều, quản lý thất thoát), tác giả xây dựng các giải pháp chuyên biệt:

1. Nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$:

• Nâng cao $\cos\varphi$ tự nhiên: Động cơ không đồng bộ tiêu thụ khoảng 60 - 65% và máy biến áp tiêu thụ 20 - 25% tổng công suất phản kháng của mạng. Cần hạn chế tối đa động cơ chạy không tải. Đối với động cơ non tải, nếu hệ số phụ tải $k_{pt} < 0,45$ thì việc thay thế bằng động cơ công suất nhỏ hơn luôn mang lại hiệu quả kinh tế; nếu $0,45 \le k_{pt} \le 0,7$ thì tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật trước khi thay thế. Có thể chuyển đổi tổ nối dây từ tam giác sang sao đối với các động cơ làm việc non tải thường xuyên, hoặc thay thế máy biến áp non tải bằng máy biến áp có dung lượng nhỏ hơn.
• Bù công suất phản kháng nhân tạo: Đặt tụ bù tại các trạm biến áp phân phối và hộ tiêu thụ lớn theo công thức dung lượng bù $Q_b = P(\tan\varphi_1 - \tan\varphi_2)$ nhằm giải phóng dung lượng truyền tải dòng công suất phản kháng trên đường dây.

2. Cải thiện chế độ điện áp và thông số vận hành:

• Tận dụng việc điều chỉnh đầu phân áp tại các máy biến áp nguồn và máy biến áp phân phối; đây là giải pháp ít tốn kém vốn đầu tư nhất.
• Sử dụng tụ bù tĩnh để điều chỉnh điện áp cục bộ theo biểu thức tính dung lượng:

$$Q_c = \frac{\Delta U_c}{\Delta U_c + \Delta U_{qh}} \cdot Q_{cb}$$

với ưu điểm vận hành êm, kết cấu đơn giản nhưng cần lưu ý nhược điểm sụt áp dây chuyền khi điện áp mạng suy giảm sâu. Sử dụng máy bù đồng bộ hoặc máy biến áp tự động điều chỉnh điện áp dưới tải tại các nút phụ tải trọng điểm.

3. San bằng đồ thị phụ tải và cân bằng pha:

• Hạn chế các đỉnh nhọn phụ tải vào giờ cao điểm bằng cách điều tiết lịch hoạt động của các trạm bơm tưới tiêu, cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp (xay xát, hàn xì) sang giờ thấp điểm; triển khai lắp đặt hệ thống công tơ điện nhiều giá.
• Đo đạc dòng điện các pha tại thời điểm phụ tải cực đại trên từng lộ để đảo pha, cân bằng phụ tải giữa 3 pha, giảm thiểu dòng điện chạy qua dây trung tính, hạn chế tổn thất nhiệt.

4. Cải tạo kết cấu lưới và giảm rò rỉ:

• Quy hoạch thống nhất cấp điện áp phân phối, từng bước loại bỏ cấp điện áp trung gian 10 kV để chuyển đổi đồng bộ sang cấp điện áp tiêu chuẩn cao hơn, thay thế dây dẫn trục chính không đủ tiết diện tải.
• Định kỳ tổ chức phát quang hành lang an toàn lưới điện trước và sau mùa mưa bão; kiểm tra và thay thế kịp thời các cách điện xà, sứ bị nứt vỡ hoặc suy hao cách điện nhằm triệt tiêu dòng rò xuống đất.

5. Hoàn thiện công tác đo đếm và quản lý:

• Kiểm định nghiêm ngặt, kẹp chì niêm phong hệ thống công tơ đo đếm, biến dòng điện (TI) và biến điện áp (TU); chọn dải đo công tơ phù hợp với đặc tính phụ tải của từng hộ để đưa sai số về giới hạn cho phép.
• Giáo dục ý thức tổ chức kỷ luật và bồi dưỡng nghiệp vụ cho 57 cán bộ, công nhân viên ngành điện; tăng cường kiểm tra xã hội nhằm xử phạt nghiêm minh các hành vi câu trộm điện và xâm phạm an toàn hành lang điện lực.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đạt được các kết quả định lượng cụ thể gắn liền với hệ thống điện thực tế tại địa phương:

• Định lượng chính xác tỷ lệ tổn thất điện năng toàn mạng huyện Quỳnh Phụ ở mức 8,2% (tương đương 2.147.161 kWh/năm trên tổng nguồn nhận 26.002.546 kWh); chỉ rõ tỷ trọng tổn hao trong máy biến áp là 1.639.713 kWh (chiếm 76,37% tổng tổn thất) và tổn hao trên đường dây là 507.448 kWh (chiếm 23,63%).
• Tính toán chi tiết đơn giá truyền tải và phân phối là 409,52 đ/kWh; bóc tách rõ chi phí hao tổn chiếm tới 27,97 đ/kWh (chỉ đứng sau giá mua điện gốc 350 đ/kWh). Đồ án làm rõ luận cứ khi loại trừ chi phí khấu hao của các thiết bị đã hết niên hạn sử dụng, giá thành truyền tải thực tế giảm về mức 404,35 đ/kWh.
• Chứng minh bằng số liệu việc giảm tỷ lệ hao tổn điện năng kỹ thuật xuống mức 6,25% sẽ trực tiếp kéo giảm giá thành truyền tải đơn vị xuống 409,29 đ/kWh.

Đóng góp của đồ án thể hiện ở việc kết hợp phương pháp tính toán kỹ thuật điện truyền thống (phương pháp $\tau$) với bài toán kinh tế giá thành phân phối; đồng thời cung cấp hệ thống giải pháp vận hành đồng bộ từ việc thay thế động cơ non tải ($k_{pt} < 0,45$), điều chỉnh đầu phân áp máy biến áp đến quy hoạch quản lý đo đếm cho một địa bàn cấp huyện thuần nông.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Văn bản khóa luận ghi nhận một số hạn chế gắn liền với phạm vi khảo sát:

• Việc tính toán tổn thất điện năng dựa vào phương pháp thời gian tổn thất công suất cực đại ($\tau$) mang tính bình quân quy ước, phụ thuộc lớn vào mức độ chính xác của việc ước lượng $T_{max}$ và hệ số $\cos\varphi$, chưa phản ánh được sự biến động tức thời theo thời gian thực của phụ tải.
• Số liệu tính toán tổn thất kỹ thuật cụ thể cho từng trạm biến áp và phân đoạn đường dây mới chỉ được thực hiện chi tiết trên lộ mẫu 971 của trạm Quỳnh Côi; các lộ 972, 973, 974 chưa được trình bày chi tiết toàn bộ bảng tính.
• Các thông số kinh tế như đơn giá điện mua vào (350 đ/kWh) và mức lương bình quân (700.000 đ/tháng) gắn với cơ chế tài chính tại thời điểm khảo sát (2008).

Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung mở rộng tính toán tổn thất chi tiết cho toàn bộ các lộ xuất tuyến còn lại; khảo sát phương án xây dựng mới trạm biến áp nguồn 110/35 kV Quỳnh Phụ nhằm xóa bỏ các điểm nghẽn nhận điện từ trạm Long Bối; nghiên cứu bài toán kinh tế - kỹ thuật tối ưu hóa dung lượng và vị trí đặt tụ bù trên lưới trung áp bằng các phần mềm phân tích chuyên dụng.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên các ngành Kỹ thuật Điện, Hệ thống điện, Điện tự động công nghiệp và Kinh tế năng lượng khi thực hiện các đồ án tốt nghiệp liên quan đến thiết kế, cải tạo mạng lưới điện phân phối và phân tích chi phí giá thành điện. Tài liệu cũng cung cấp giá trị thực tiễn cho các kỹ sư điện lực, cán bộ quản lý kỹ thuật và kinh doanh tại các chi nhánh điện lực tuyến huyện trong công tác quản lý tổn thất điện năng.

Các phần có giá trị tham khảo chuyên sâu bao gồm:

• Quy trình áp dụng công thức giải tích xác định chi phí bù hao tổn điện năng ($g_{ht}$) có tính đến hệ số mở rộng nguồn ($a$) và hệ số mang tải ($k_{mt}$).
• Phương pháp lập bảng tính tự động hóa trên Excel để tính toán sụt áp và hao tổn công suất trên từng phân đoạn đường dây và trạm biến áp.
• Các tiêu chí định lượng trong việc xác định chế độ thay thế động cơ không đồng bộ non tải ($k_{pt} < 0,45$) nhằm cải thiện hệ số công suất tự nhiên của lưới điện nông thôn.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao lưới điện huyện Quỳnh Phụ trong giai đoạn nghiên cứu thường xuyên phải cắt điện và gián đoạn vận hành? Do huyện chưa có trạm biến áp nguồn 110/35 kV mà phải nhận điện từ trạm Long Bối và Hưng Hà qua 3 trạm trung gian 35/10 kV. Mặt khác, đầu nguồn trung áp chỉ bố trí thiết bị đóng cắt bằng cầu dao, do đó mỗi khi thao tác phân đoạn hoặc sửa chữa sự cố phía 35 kV đều buộc phải cắt máy cắt tổng tại trạm Long Bối, gây mất điện toàn huyện hoặc từng khu vực lớn.

2. Sản lượng điện tiêu thụ và mức độ tổn thất toàn mạng của huyện Quỳnh Phụ được xác định cụ thể là bao nhiêu? Theo số liệu tính toán trong văn bản, lượng điện năng tiếp nhận mua vào toàn mạng là 26.002.546 kWh, điện thương phẩm bán ra đạt 23.855.385 kWh. Tổng lượng điện năng hao tổn là 2.147.161 kWh, tương ứng tỷ lệ tổn thất 8,2%; trong đó hao tổn trong máy biến áp là 1.639.713 kWh và hao tổn trên các tuyến đường dây là 507.448 kWh.

3. Giá thành truyền tải và phân phối cho 1 kWh điện tại huyện Quỳnh Phụ gồm những khoản mục nào? Giá thành tính toán là 409,52 đ/kWh khi tính khấu hao (và 404,35 đ/kWh khi bỏ qua khấu hao đối với thiết bị đã hết niên hạn). Các chi phí thành phần gồm: mua điện thanh cái 350 đ/kWh, khấu hao tài sản 5,17 đ/kWh, tiền lương nhân công 10,3 đ/kWh, bù hao tổn điện năng 27,97 đ/kWh, chi phí sửa chữa 11,44 đ/kWh và chi phí quản lý vận hành khác 4,64 đ/kWh.

4. Đồ án sử dụng phương pháp toán học và công cụ tính toán nào để xác định tổn hao điện năng? Tác giả ứng dụng phương pháp thời gian hao tổn công suất cực đại $\tau = (0,124 + T_{max} \cdot 10^{-4})^2 \cdot 8760$ để xác định tổn hao tác dụng ($\Delta P$) và phản kháng ($\Delta Q$) trên đường dây cùng tổn thất sắt ($\Delta P_0$), tổn thất đồng ($\Delta P_k$) trong máy biến áp. Toàn bộ thuật toán và cơ sở dữ liệu đường dây, trạm biến áp được tính toán thông qua bảng tính Microsoft Excel.

5. Tiêu chuẩn định lượng nào được tác giả đưa ra đối với việc thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải? Tác giả chỉ ra rằng khi động cơ làm việc với hệ số phụ tải $k_{pt} < 0,45$, việc thay thế bằng động cơ công suất nhỏ hơn luôn đem lại lợi ích kinh tế nhờ giảm lượng công suất phản kháng tiêu thụ ($Q$). Đối với phạm vi phụ tải $0,45 \le k_{pt} \le 0,7$, quyết định thay thế bắt buộc phải qua bước tính toán so sánh kinh tế - kỹ thuật chi tiết.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Minh Hải đã khảo sát toàn diện thực trạng lưới điện phân phối huyện Quỳnh Phụ, tỉnh Thái Bình, chỉ rõ các điểm nghẽn kỹ thuật của hệ thống thiết bị xây dựng từ giai đoạn 1964 - 1990 chưa có trạm 110 kV. Thông qua phương pháp thời gian tổn thất công suất cực đại kết hợp bảng tính Excel, tác giả đã lượng hóa tỷ lệ hao tổn điện năng toàn mạng ở mức 8,2% và xác lập cơ cấu giá thành truyền tải phân phối đạt 409,52 đ/kWh. Hệ thống các giải pháp được đề xuất từ nâng cao hệ số công suất tự nhiên, bù phản kháng, điều chỉnh nấc phân áp đến hoàn thiện đo đếm và quản lý mang tính ứng dụng thực tiễn cao, đóng góp cơ sở khoa học cho công tác giảm tổn thất điện năng tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. THỰC TRẠNG LƯỚI ĐIỆN HUYỆN QUỲNH PHỤ 1.NGUÒN CUNG CÁP CHO HUYỆN. Hiện tại huyện Quỳnh Phụ chưa có trạm 110/35 kV mà mới chỉ có 3 trạm trung gian 35/10 kV được cấp điện từ hai nguồn. + Nguồn một được cấp từ đường dây 371 E33 Long Bối.

Điểm câu vào trạm tại cột 92 nhánh Ba Đọ — Quỳnh Côi đường dây E33 Long Bối. + Nguồn hai được cấp từ nguồn 372 E33 từ Hưng Hà về điểm câu đấu phân chia ranh giới quản lý tại cột 52 đường trục của đường dây 371 E33.LƯỚI ĐIỆN CỦA HUYỆN. Do huyện chưa có trạm trung gian 110/35 kV nên việc cấp thường xuyên không én dinh, thuong phai cat dién toan huyện hoặc phải cắt một phần lưới của huyện đề sửa chữa và khi có sự cô. Lưới điện được xây dựng từ những năm 1964-1990 nên thiết bị hầu hết là lạc hậu, đã vận hành qua nhiều năm nên quá rao nát.

Đầu nguồn bố chí đóng cắt bằng cầu dao nên mỗi khi thao tác phía 35 kV thường phải cắt máy cắt từ Long Bối làm gián đoạn thời gian cung cấp điện. Đường dây 35 kV có 48 km trong đó có 14 km từ Long Bối — Cau Nghìn là dây AC70 còn lại (nhánh Ba Đọ — Quỳnh Côi, An Bài — Hệ. là dây ACS0) Đường dây 10 kV có 184 km gồm 61,7 km đường trục là dây AC50 va 122,3 km đường nhánh là dây AC35. Đường dây 0,4 kV có 380 km.

Với cơ sở vật chất kỹ thuật trên đang đủ đề phục vụ năng lượng điện cho các thành phần kinh tế của huyện. Toàn huyện có 38 xã, thi tran dén nay 100% số xã đã có điện phục vụ sinh hoạt sản xuất. Năm 2003 Quỳnh Phụ tiếp nhận sản lượng điện là 3963 1000 kWh, trong đó điện phục vu cho sinh hoạt là 21543000 kWh chiếm 54,3%. Chín tháng đầu năm 2004 tiếp nhận sản lượng điện là 32416000 kWh trong đó điện phục vụ sinh hoạt là 18379000 kWh chiếm 56,7%.

Toàn huyện có 63% số xã có lưới điện được thiết kế theo quy hoạch 37% số xã có lưới điện được phát triển từ lưới điện cũ. Tuy nhiên hệ thống trạm biến áp và dây dẫn của lưới điện huyện Quỳnh Phụ được xây dựng và vận hành trước năm 90 chưa được cải tạo, đường dây được xây dựng và vận hành lâu năm nên chất lượng kém. Trong quá trình vận hành nhất là thời kỳ mưa bão thường xây ra sự cố nên không đáp ứng được nhu cầu cung cấp điện liên tục phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt của nhân dân. Tổng công suất của 3 trạm trung gian là 13200 kVA (trạm Quỳnh GCôi là 2.3200 kVA, trạm Vũ Hạ là 2.2500 kVA, trạm An Thái là 1800 kVA.

THONG KE TRAM BIEN AP TIEU THU HIỆN CÓ CỦA HUYỆN DO TRAM TRUNG GIAN QUYNH COI CUNG CAP. 1: Thống kê các trạm biến áp tiêu thụ của lưới. Số Công suât | Cầp điện áp TT Tên trạm Xã lượ (kVA) (kV) ng (1) (2) (3) (4) (5) (6) 1 |L6 971 TG Quynh Céi 3420 2 |TBA Doan xa Quynh Hai 180 10/0.4 1 3 |TBA Quang ba Quynh Hai 100 10/0.4 1 4 |TBALé x4 Quynh Hai 180 10/0.4 1 5_ | TBA giống cây trồng Quỳnh Hưng 100 10/0.4 1 6 |TBAbom Quynh Hung — |Quynh Hung 100 10/0.4 1 7 |TBA My Gia Quynh Hung 180 10/0.4 1 8 |TBA bom giéng cay Quynh Hung 50 10/0.4 1 9 |TBA bom Tân Dân Quynh Hung 160 10/0.4 1 10 |TBA bom Quynh My Quynh My 180 10/0.4 1 11 |TBA Mỹ Châu Quỳnh Mỹ 250 10/0.4 1 12 |TBA My Hung Quynh My 160 10/0.4 1 13 |TBA bom Bắc Sơn Bac Son 100 10/0.4 1 14 |TBA Nam Dai Quỳnh Bảo 160 10/0.4 1 TBA Trinh Nguyén Quynh Nguyén 180 10/0.