CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN 1.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội của Huyện Gia Lâm Diện tích: 114,79 km2 Dân số: 243.957 người ( năm 2011) Mật độ: 1753 người/km2 Huyện Gia Lâm bao gồm 20 xã, 2 thị trấn, đó là các xã: Bát Tràng, Cổ Bi, Dương Hà, Dương Quang, Dương Xá, Đặng Xá, Đa Tốn, Đình Xuyên, Đông Dư, Kiêu Kỵ, Kim Lan, Kim Sơn, Lệ Chi, Ninh Hiệp, Phù Đổng, Phú Thị, Trung Màu, Yên Viên, Yên Thường, Văn Đức và 2 thị trấn: Yên Viên, Trâu Quỳ. Vị trí: Huyện Gia Lâm nằm ở phía Đông Bắc Thủ đô Hà Nội; phía Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Bắc Ninh; phía Nam và Đông Nam giáp tỉnh Hưng Yên; phía Tây giáp quận Long Biên và quận Hoàng Mai; phía Bắc và Tây Bắc giáp huyện Đông Anh. Gia Lâm là huyện có vị trí thuận lợi, chỉ cách thủ đô Hà Nội có 5km, cách sân bay quốc tế Nội Bài gần 30km, cách cảng biển Hải Phòng gần 100km. Nằm trong vùng kinh tế tam giác tăng trưởng : Hà Nội – Hải Phòng – Quảng Ninh.
Chạy qua huyện Gia Lâm có các tuyến trục giao thông lớn quan trọng nối liền huyện với các trung tâm kinh tế, văn hóa và thương mại của phía Bắc: Đường quốc lộ 5A và Đường cao tốc 5B(Hà Nội – Hải Phòng), tuyến đường sắt Hà Nội – Hải Phòng dài 110km, Trong Huyện có nhiều sông lớn nối Gia Lâm với các tỉnh lân cận và cảng Hải Phòng.2 Tổng quan về lưới điện huyện Gia Lâm 1.1 Đặc điểm phụ tải của lưới điện Hộ dùng điện là tất cả các thiết bị, dụng cụ, máy móc… dùng để biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác như cơ, nhiệt, quang, hóa năng… mà trực tiếp hay gián tiếp tham gia vào quá trình sản xuất và phục vụ đời sống sinh hoạt. 10 Phụ tải điện là đại lượng biểu thị mức độ tiêu thụ điện của các hộ tiêu thụ điện, có thể biểu thị qua các đại lượng như dòng điện, công suất hoặc điện năng. Lưới điện Gia Lâm bao gồm các loại phụ tải điện sau: + Phụ tải sinh hoạt + Phụ tải động lực + Phụ tải dịch vụ công cộng + Phụ tải thủy lợi *Phụ tải sinh hoạt: Bao gồm các thụ điện phục vụ cho sinh hoạt gia đình như: dụng cụ chiếu sáng (đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang), quạt gió (quạt bàn, quạt trần), đun nấu (nồi cơm điện, chảo điện, bếp điện), văn hóa giải trí ( tivi, radio, cassete, đầu video), máy tính, bàn là , tủ lạnh… *Phụ tải động lực Đây là các động cơ phục vụ sản xuất gồm các loại máy móc, máy công cụ trong các xưởng sản xuất, nhà máy, đặc biệt là sản xuất cá thể tư nhân… nó góp phần tích cực và quan trọng trong sự phát triển kinh tế xã hội của huyện. *Phụ tải dịch vụ công cộng Phụ tải công cộng là những phụ tải phục vụ các hoạt động chung của huyện, đặc điểm của phụ tải này tương đối giống phụ tải sinh hoạt, đó chủ yếu là các thiết bị chiếu sáng, quạt gió, giải trí…Có thể các thiết bị chuyên dùng khác với phụ tải sinh hoạt.
*Phụ tải thủy lợi: Phụ tải thủy lợi là phụ tải dùng cho dịch vụ tưới tiêu cho nông nghiệp.2 Sơ đồ lưới điện lộ 474 E1.38 Huyện Gia Lâm 11 Hình 1.1 Sơ đồ lưới điện lộ 474 E1.38 Huyện Gia Lâm 12 Bảng 1.1 Thông số các máy biến áp Stt Tên trạm biến áp Sđm (kVA) Un% ΔPn (W) ΔP0 (W) I0% 1 CT May Nam Sơn 560 6 4810 580 2 2 Đặng Xá 5 180 5 2090 295 2 3 Gà Nhân Lễ 320 5 3170 385 2 4 Đặng Xá 8 400 6 3820 433 2 5 Đặng Xá 400 6 3820 433 2 6 An Đà 560 6 4810 580 2 7 Đài điện ly 180 5 2090 295 2 8 Đổng Xuyên 560 6 4810 580 2 9 Nam Anh 180 5 2090 295 2 10 Dệt Tân Mai 320 5 3170 385 2 11 Đặng Xá 6 180 5 2090 295 2 12 Đặng Xá 11 250 5 2600 340 2 13 Bơm Lời 180 5 2090 295 2 14 In Bưu Điện 400 6 3820 433 2 15 In Bưu Điện 3 560 6 4810 580 2 16 Đặng Xá 7 250 5 2600 340 2 17 Đặng Xá 10 250 5 2600 340 2 18 Bơm Dốc Lời 100 5 1250 205 2 19 Phú Thị 8 400 6 3820 433 2 20 Phú Thị 10 250 5 2600 340 2 21 Xóm Sông 320 5 3170 385 2 22 Kim Sơn 10 320 5 3170 385 2 23 Kim Sơn 12 320 5 3170 385 2 24 Lệ Chi 10 320 5 3170 385 2 25 Chi Nam 400 6 3820 433 2 26 Chi Đông 320 5 3170 385 2 27 Thôn Gia Lâm 100 5 1250 205 2 28 Cổ Giang 320 5 3170 285 2 29 Sen Hồ 250 5 2600 340 2 30 Lệ Chi 9 250 5 2600 340 2 31 Thôn Lở 630 6 5570 780 1,5 13 32 Bơm Đức Hiệp 400 6 3820 433 2 33 Lệ Chi 8 250 5 2600 340 2 34 May Lệ Chi 750 6 6540 845 1,5 CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 2.1 Cơ sở của các phương pháp tính toán tổn thất điện năng Khi truyền tải điện năng từ thanh cái nhà máy điện đến các công ty, nhà máy và hộ dùng điện ta cần phải dùng dây dẫn và máy biến áp. Khi có dòng điện chạy qua, do có điện trở và điện kháng trên đường dây nên nó đã gây ra tổn thất công suất dẫn đến tổn thất về điện năng. Trị số tổn thất điện năng trong bất kì một phần tử nào của mạng điện phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của các phụ tải và sự thay đổi của phụ tải trong thời gian khảo sát. Nếu phụ tải của đường dây không thay đổi và được xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây là ∆P thì khi đó tổn thất điện năng trong thời gian t sẽ là: ∆A = ∆P.
Nhưng trong thực tế phụ tải luôn luôn biến thiên theo thời gian nên tính toán như trên không chính xác. Khi đó ta phải biểu diễn gần đúng đường cong i(t) và s(t) dưới dạng bậc thang hóa để tính toán tổn thất năng lượng với điện áp định mức. Từ biểu thức: dΔA = 3i2.dt, ta có: t t S 2 (t ) t P(t2 ) +Q(t2 ) ΔA=∫ 3Ri dt=R ∫ 2 dt=R ∫ 2 dt 0 0 U (t ) 0 U 2t Hay: (1.1) Tuy nhiên, trong tính toán thường không biết đồ thị P(t), Q(t). Để tính hao tổn năng lượng ta phải dùng phương pháp gần đúng dựa theo một số khái niệm quy ước như thời gian sử dụng phụ tải cực đại (T max), thời gian hao tổn công suất cực đại (τmax) và dòng điện trung bình bình phương (Itbbp).
Ngoài ra còn có thể sử 14 dụng một số phương pháp khác như sử dụng công tơ, tính theo đồ thị phụ tải, theo đặc tính xác suất của phụ tải… Trong đó: i(t): dòng điện qua phụ tải thay đổi theo thời gian S(t): công suất toàn phần của phụ tải thay đổi theo thời gian P(t): Công suất tác dụng của phụ tải thay đổi theo thời gian Q(t): công suất phản kháng của phụ tải thay đổi theo thời gian Dưới đây là một số phương pháp dùng để xác định tổn thất điện năng trong mạng phân phối trung áp.2 Phương pháp tính toán tổn thất điện năng theo chỉ số công tơ Phương pháp xác định tổn thất điện năng thông dụng nhất là so sánh sản lượng điện ở đầu vào lưới và năng lượng tiêu thụ tại các phụ tải trong cùng khoảng thời gian. Ưu điểm: - Phương pháp đơn giản - Không đòi hỏi chuyên môn cao Nhược điểm: - Không thể lấy được đồng thời các chỉ số của các công tơ tại đầu nguồn và ở các điểm tiêu thụ cùng một thời điểm. - Nhiều điểm tải còn thiếu thiết bị đo hoặc thiết bị đo không phù hợp với phụ tải. - Số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác nhau, việc chỉnh định đồng hồ đo chưa chính xác hoặc không chính xác do chất lượng điện không đảm bảo.3 Xác định tổn thất điện năng theo cường độ dòng điện thực tế Tổn thất điện năng trong mạng điện phân phối chủ yếu là tổn thất tỷ lệ với bình phương dòng điện chạy trong mạng và được xác định theo biểu thức: 15 T ΔA=3R ∫ I 2t .2) ∆A - Tổn thất điện năng trong mạng điện 3 pha, (kWh) It – Dòng điện chạy trong mạng, (A) R - Điện trở của mạng, (Ω) T – Thời gian khảo sát, (h) Ưu điểm: Nếu ta xây dựng được đường cong bình phương cường độ dòng điện thực tế thì phương pháp này cho kết quả chính xác.
Nhược điểm: Trong thực tế cường độ dòng điện luôn biến đổi, nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Vì vậy xác định tổn thất điện năng theo công thức trên là rất phức tạp.4 Xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải Để khắc phục sự phức tạp của việc xác định cường độ dòng điện thực tế, ta có thể xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải bằng cách biểu diễn sự biến thiên của bình phương cường độ dòng điện hoặc công suất theo thời gian: I2 = f(t) hoặc S2= f(t). Khi đó tổn thất điện năng ∆A được xác định theo công thức : n n R R 2 ∑ t ΔA= S 2 .3) Với n là số bậc thang của đồ thị phụ tải. Phương pháp xác định này tuy đơn giản nhưng đòi hỏi phải có đồ thị phụ tải mà không phải bao giờ cũng có thể xây dựng được ở tất cả các điểm nút cần thiết.
Ưu điểm: - Công thức tính toán đơn giản - Dựa vào đồ thị phụ tải năm ta có thể xác định hao tổn điện năng trong năm. Nhược điểm: - Phải xây dựng được đồ thị phụ tải năm, tức là phải khảo sát lưới điện trong thời gian khá dài. 16 - Độ chính xác của phương pháp phụ thuộc rất lớn vào việc khảo sát, thu thập số liệu của đồ thị phụ tải. Để xác định tổn thất điện năng theo phương pháp này ta phải giả thiết trong khoảng thời gian Δt ta coi giá trị của dòng điện hay công suất là không đổi, nếu Δt lớn dẫn đến sai số lớn.5 Xác định tổn thất điện năng theo thời gian hao tổn công suất cực đại 2.1 Tổn thất trên đường dây Add = 3.4 ) Hoặc Add = Pmax .5 ) Trong đó: Imax: dòng điện cực đại trong thời gian tính toán S n max I max = √3 U n (A) Smax = kđt .