CHƯƠNG I. VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA VIỆC TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG 1.KHÁI QUÁT CHUNG Bên cạnh các giải pháp đảm bảo cung ứng nguồn điện, việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả sẽ góp phần quan trọng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, góp phần phát triển kinh tế - xã hội. Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là một giải pháp thiết thực giúp cải thiện hiệu quả của nền kinh tế, đồng thời giúp bảo tồn nguồn năng lượng quốc gia, bảo vệ môi trường và giảm phát thải khí nhà kính, đóng góp cho công cuộc giảm thiểu các tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu. An ninh năng lượng và phát triển ngành năng lượng bền vững luôn là mối quan tâm hàng đầu của Chính phủ Việt Nam.
Nghị quyết 55 của Bộ Chính trị đề ra mục tiêu tổng quát là “Bảo đảm vững chắc an ninh năng lượng quốc gia; cung cấp đầy đủ năng lượng ổn định, có chất lượng cao với giá cả hợp lý cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững, bảo đảm quốc phòng, an ninh, nâng cao đời sống của nhân dân”. Theo kết quả đánh giá của Bộ Công Thương và Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) về kế hoạch cung cấp điện giai đoạn 2020 - 2025, việc đảm bảo cung cấp điện trong giai đoạn này sẽ gặp nhiều khó khăn, thách thức nhất là trong trường hợp xảy ra các hiện tượng thời tiết cực đoan. Vì vậy, song song với việc khai thác các nguồn năng lượng sơ cấp để đáp ứng nhu cầu về năng lượng của nền kinh tế và toàn xã hội, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia. Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả còn là một trong những giải pháp hữu hiệu nhất giúp giảm áp lực trong việc khai thác, chế biến và cung ứng các dạng năng lượng, giúp cải thiện hiệu quả của nền kinh tế, đồng thời giúp bảo tồn nguồn 10 Luan van năng lượng quốc gia, bảo vệ môi trường và giảm phát thải khí nhà kính, đóng góp cho công cuộc giảm thiểu các tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu.
Trước tình hình đó việc thực hiện “ Tiết kiệm điện năng’’ đã trở thành vấn đề hết sức nóng bỏng và cấp thiết đòi hỏi sự quan tâm, ý thức, và quyết tâm của các nhà máy, xí nghiệp doanh nghiệp, các hộ dùng điện…Sự căng thẳng và gia tăng giá nhiên liệu trong cân bằng năng lượng, lại càng khẳng định nhiệm vụ to lớn của việc thực hiện tiết kiệm điện năng. Muốn đưa ra các giải pháp tiết kiệm điện, chúng ta phải đi nghiên cứu về các nguyên nhân. CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG. Tổn thất điện năng kỹ thuật trên lưới a.
Đường dây phân phối dài Trong thực tế đường dây phân phối ở các vùng nông thôn thường được kéo dài để cung cấp cho các phụ tải phân tán trên một khu vực rộng lớn, điều này dẫn đến điện trở dây cao gây nên tổn thất điện năng cao. Tiết diện dây không đủ Tiết diện của dây dẫn phải được lựa chọn trên cơ sở công suất kVA x km của dây dẫn tiêu chuẩn cho một cấp điện áp định mức. Tuy nhiên, tải nông thôn thường bị phân tán và thường được cung cấp bởi các đường dây dài nên tiết diện dây có thể không đủ, dẫn đến tổn thất điện năng và tổn thất điện áp.Máy biến áp phân phối lắp cách xa trung tâm phụ tải Trong hầu hết các trường hợp máy biến áp phân phối không được đặt ở vị trí trung tâm đối với hộ tiêu thụ. Do đó, hộ tiêu thụ ở xa nhất có điện áp rất thấp mặc dù mức điện áp được duy trì đúng ở đầu cực máy biến áp.
Điều này dẫn đến tổn thất điện áp cao hơn. Hệ số công suất PF thấp Đối với một tải nhất định, nếu hệ số công suất PF thấp, dòng điện tăng cao dẫn đến tổn thất tỷ lệ với bình phương của dòng điện sẽ gia tăng nhanh hơn. Do đó, 11 Luan van tổn thất đường dây do PF kém có thể được giảm bằng cách nâng cao hệ số công suất. Theo quy định hiện nay, hệ số công suất cần cao hơn 0.95 nhằm làm giảm tỷ lệ tổn thất.
Điều này có thể được thực hiện bằng cách gắn các tụ mắc song song nhằm bù lượng công suất phản kháng đã tiêu thụ để nâng cao hệ số công suất. Tổn thất do mối nối, tiếp xúc điện Mối nối, tiếp xúc điện xấu là nguồn gây nên tổn thất điện năng và gây mất điện. Kỹ thuật nối dây tốt bảo đảm mối nối vững chắc và giảm tổn thất do điện trở mối nối. Cần kiểm tra đường dây và mối nối bằng cách sử dụng loại camera hồng ngoại đo nhiệt độ.
Việc thay thế dây dẫn và cách điện bị xuống cấp cũng cần được thực hiện kịp thời để tránh mọi nguyên nhân gây rò rỉ và mất điện. Cân bằng tải Một trong những cách đơn giản giúp giảm tổn thất của hệ thống phân phối là cân bằng tải trên mạch ba pha. Cân bằng tải giúp dòng điện trên 3 pha cân bằng, giảm dòng điện trên dây trung tính dẫn đến giảm tổn thất điện năng. Cân bằng tải cũng giúp cân bằng điện áp giữa các pha làm cho khách hàng ba pha cân bằng điện áp tốt hơn.
Độ lệch điện áp giữa các pha cũng ít hơn khi bị đứt dây trung hòa. Cân bằng tải 3 pha định kỳ trên toàn lưới có thể giảm tổn thất đáng kể. Nó có thể được thực hiện tương đối dễ dàng với lưới trên không, nhờ đó giúp giảm đáng kể tổn thất mà không tốn nhiều chi phí. Phụ tải thay đổi ảnh hưởng đến tổn thất Điện năng tiêu thụ của khách hàng thay đổi trong suốt cả ngày và theo mùa.
Tải khách hàng sinh hoạt thường tiêu thụ cao nhất vào buổi tối. Tải khách hàng thương mại lại thường đạt đỉnh vào đầu giờ chiều. Tải nông nghiệp và dịch vụ thường biến động theo mùa. Tải tăng cao vào giờ cao điểm và theo các mùa trong 12 Luan van năm sẽ gây nên tổn thất điện năng cao, vì vây nếu giữ mức tải ít biến động trong suốt cả ngày và trong các mùa sẽ làm giảm tổn thất.
Nên việc kiểm soát phụ tải tiêu thụ trong ngày bằng cách áp dụng các biểu giá điện khác nhau tùy theo giờ tiêu thụ trong ngày. Tổn thất điện năng trong máy biến áp Ta đã biết cấu tạo chung của máy biến áp gồm hai phần chính là cuộn dây và lõi thép nên trong quá trình truyền tải năng lượng qua máy biến áp, một phần công suất tác dụng và công suất phản kháng bị tiêu hao trong máy, đó chính là tổn hao đồng trên điện trở của các dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp và tổn hao sắt từ trong lõi thép do dòng điện xoáy và do từ trễ, ngoài ra còn kể đến tổn hao do dòng điện xoáy trên vách thùng dầu và các bu lông lắp ghép. Tổn thất công suất trong máy biến áp gồm hai phần chính: Phần không đổi và phần thay đổi. Phần tổn thất không đổi S Fe = PFe + jQFe không liên quan đến phụ tải của máy mà phụ thuộc vào từ thông chính.
Tổn hao này phụ thuộc vào đặc tính của thép như suất tổn hao trong lá thép, từ cảm trong lá thép, bề dày và khối lượng của thép. Đó cũng chính là tổn thất khi công suất đưa ra phía thứ cấp máy biến áp, bằng không nếu ta bỏ qua tổn hao trên công suất tổn hao điện trở dây quấn sơ cấp do dòng không tải nhỏ và lúc đó toàn bộ công suất tổn hao được coi là tổn hao sắt từ trong lõi thép. Vì vậy tổn hao sắt từ trong lõi thép được xác định qua thí nghiệm không tải. Phần tổn thất công suất thay đổi U nm %.S dm SCu = PCu + jQCu = 3.
2 100 Unm%: Số phần trăm điện áp rơi trên cảm kháng của cuộn dây của máy biến áp khi làm thí nghiệm ngắn mạch. Inm: Dòng điện ngắn mạch. R: Điện trở cuộn dây máy biến áp. 13 Luan van Thành phần này thay đổi theo dòng điện và công suất phụ tải của máy biến áp.
Nó là phần tổn hao trên điện trở dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp máy biến áp. Tổn thất này phụ thuộc vào tiết diện dây, điện trở suất và chiều dài dây, dòng điện phụ tải. Khi phụ tải tăng thì tổn thất này cũng tăng lên. Khi phụ tải là định mức, tổn thất công suất tác dụng trong cuộn dây máy biến áp sẽ là định mức và bằng tổn thất công suất tác dụng lúc làm thí nghiệm ngắn mạch.
Còn tổn thất công suất phản kháng trong cuộn dây của máy biến áp lấy bằng tổn thất tản từ. Tổn thất điện năng do sóng hài Các tải công nghiệp: Các thiết bị điện tử công suất, lò hồ quang, máy hàn, bộ khởi động điện tử, thao tác đóng cắt mạch máy biến áp công suất lớn… Các tải dân dụng: Đèn phóng điện chất khí, tivi, máy photocopy, máy tính, lò vi sóng… Với nhiều các biện pháp khác nhau, người ta có thể giảm sóng hài đến một giá trị nhỏ không đáng kể. Việc khử bỏ hoàn toàn chúng là không thể hoàn toàn thực hiện được Tác hại của sóng hài Sóng hài là dạng nhiễu không mong muốn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng điện năng, xuất hiện khi sử dụng những tải không tuyến tính và ảnh hưởng rất xấu đến những thiết bị, máy móc được sử dụng trong nhà máy như: Giảm tuổi thọ động cơ. Quá tải CB, quá nhiệt và gây cháy nổ máy biến áp.
Máy cắt, Aptomat, cầu chì có thể bị tác động mà không rõ nguyên nhân. Giảm tuổi thọ tụ bù, thậm chí gây nổ tụ bù bất thường. Gây nhiễu ảnh hưởng đến các thiết bị viễn thông, hệ thống tự động hóa. Các thiết bị đo hoạt động không chính xác.
Gây lãng phí năng lượng… 14 Luan van Với các thiết bị khác:Các sóng hài cũng làm tăng nhiệt và tổn thất, ảnh hưởng tới chế độ làm việc bình thường của thiết bị.Sóng hài có thể làm cho cáp bị quá nhiệt, phá hỏng cách điện. Động cơ cũng có thể bị quá nhiệt hoặc gây tiếng ồn và sự dao động của momen xoắn trên rotor dẫn tới sự cộng hưởng cơ khí và gây rung. Tụ điện quá nhiệt và trong phần lớn các trường hợp có thể dẫn tới phá huỷ chất điện môi. Các thiết bị hiển thị sử dụng điện và đèn chiếu sáng có thể bị chập chờn, các thiết bị bảo vệ có thể ngắt điện, máy tính lỗi và thiết bị đo cho kết quả sai.