BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN XÁC SUẤT THỐNG KÊ KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH


BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
MƠN XÁC SUẤT THỐNG KÊ KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
GVHD : ĐẶNG TUẤN KHANH
NHĨM : 13
HỌC KÌ : 211

DANH SÁCH THÀNH VIÊN:
STT

Họ và tên

MSSV

1

Nguyễn Thiên Phú

2011831

2

Phan Nguyễn Phước Tài

2011999

3

Vũ Thị Ngọc Lan

2011506

Thành phố Hồ Chí Minh - 2021

Chữ ký


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU....................................................................................................................1
PHẦN NỘI DUNG................................................................................................................2
I. Bài 1 – Xác định đặc tính điện áp phóng điện cho vật liệu cách điện rắn ở điện áp xoay
chiều tần số công nghiệp (5 điểm).........................................................................................2
1.1. Yêu cầu đề bài..............................................................................................................2
1.1.1. Mô tả bài tốn........................................................................................................2
1.1.2. Sinh viên cần tìm hiểu...........................................................................................2
1.2. Mục đích bài tốn........................................................................................................2
1.3. Cơ sở lý thuyết.............................................................................................................. 2
1.3. Các khái niệm cơ bản về phóng điện chọc thủng điện mơi rắn, phân phối Student
và cách xác định khoảng tin cậy........................................................................................3
1.3.1. Các khái niệm cơ bản về phóng điện chọc thủng điện mơi rắn...........................3
1.3.2. Phân phối Student.................................................................................................5
1.3.3. Cách xác định khoảng tin cậy...............................................................................6
1.4. Tính tốn......................................................................................................................9
1.4.1. Lời giải tính tay......................................................................................................9
1.4.2. Giải bài tốn trên excel........................................................................................10
1.5. Nhận xét, đánh giá.....................................................................................................13
II. Bài 2 – Đánh giá độ tin cậy của hệ thống nguồn điện (5 điểm)....................................13
2.1. Yêu cầu đề bài............................................................................................................13

2.1.1. Mơ tả bài tốn......................................................................................................13
2.1.2. Sinh viên cần tìm hiểu.........................................................................................13
2.2. Mục đích bài tốn......................................................................................................14
2.3. Cơ sở lý thuyết............................................................................................................14
2.3.1. Các khái niệm cơ bản về nguồn điện (nhà máy điện), hệ số ngừng cừng cưỡng
bức FOR, phụ tải đỉnh, đường cong đặc tính tải..........................................................14
2.3.2. Các kiến thức về thống kê như phân phối chuẩn và phân phối nhị thức..........17
2.4. Tính tốn....................................................................................................................21
2.4.1. Tính tốn bằng tay...............................................................................................21
2.4.2. Tính tốn bằng excel...........................................................................................51
2.5. Nhận xét, đánh giá.....................................................................................................58
PHẦN KẾT LUẬN............................................................................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................60


PHẦN MỞ ĐẦU
Hầu hết các hiện tượng trong cuộc sống đều xảy ra một cách ngẫu nhiên khơng thể đốn
biết được. Chúng ta luôn đứng trước những lựa chọn và phải quyết định cho riêng mình. Khi
lựa chọn như thế thì khả năng thành cơng là bao nhiêu? Phương án lựa chọn đã tối ưu chưa?
Cơ sở của việc lựa chọn là gì? Khoa học về Xác suất sẽ giúp ta định lượng khả năng thành
công của từng phương án để có thể đưa ra quyết định đúng đắn hơn.
Thống kê là khoa học về cách thu thập, xử lý và phân tích dữ liệu về hiện tượng rồi đưa
ra kết luận có tính quy luật của hiện tượng đó. Phân tích thống kê dựa trên cơ sở của lý
thuyết xác suất và có quan hệ chặt chẽ với xác suất. Nó khơng nghiên cứu từng cá thể riêng
lẻ mà nghiên cứu một tập hợp cá thể - tính quy luật của toàn bộ tổng thể. Từ việc điều tra và
phân tích mẫu đại diện, có thể tạm thời đưa ra kết luận về hiện tượng nghiên cứu nhưng với
khả năng xảy ra sai lầm đủ nhỏ để có thể chấp nhận được.
Xác suất thống kê được sử dụng nhiều để giải quyết các bài toán trong khối ngành kỹ
thuật nói chung và Điện – Điện tử nói riêng. Với định hướng cải tiến chương trình và nội
dung gắn liền thực tiễn, Bài tập lớn môn Xác suất thống kê có vai trị ứng dụng các lý thuyết

được học vào chuyên ngành mang tính thực tiễn, ứng dụng.
Với những dữ kiện đề bài cho trước, nhóm 13 chúng em xin thực hiện đề tài Bài tập
lớn môn Xác suất thống kê để trình bày cơ sở lý thuyết, cùng những phương pháp, phân
tích số liệu thống kê nhằm mục đích có thể khai thác hiệu quả các thơng tin, phục vụ
công tác nghiên cứu về đề tài được giao.


PHẦN NỘI DUNG
I. Bài 1 – Xác định đặc tính điện áp phóng điện cho vật liệu cách điện rắn ở điện áp
xoay chiều tần số công nghiệp (5 điểm)
1.1. u cầu đề bài
1.1.1. Mơ tả bài tốn
Trong bài thí nghiệm xác định độ bền điện của điện môi rắn thuộc mơn Vật liệu kỹ thuật
điện (EE3091), điện áp phóng điện chọc thủng của mẫu điện môi rắn (giấy cách điện dùng
trong máy biến áp cao áp) được ghi nhận qua 15 lần đo được cho trong bảng 2.1. Yêu cầu:
Xác định khoảng phóng điện chọc thủng của mẫu điện môi này với độ tin cậy 95%.
Lần đo
Upd(kV)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

2.62

2.85

2.66

2.54

2.73

2.6

3.07

3.15

2.77

2.69

2.54

2.58

2.54

2.66

2.81

2

0

0

6

6

6

8

2

4

8

6

4

6

0

2

Bảng 2.1. Điện áp phóng điện chọc thủng của giấy cách điện trong 15 lần đo
1.1.2. Sinh viên cần tìm hiểu
- Các khái niệm cơ bản về phóng điện chọc thủng điện mơi rắn.
- Phân phối Student và cách xác định khoảng tin cậy.
1.2. Mục đích bài tốn
Ứng dụng phân phối Student để xác định khoảng phóng điện chọc thủng của mẫu điện
mơi với độ tin cậy 95% nằm trong khoảng 2.546 kV (Umin) và 3.152 kV (Umax)
1.3. Cơ sở lý thuyết
Để giải được bài tập 1, đòi hỏi người làm cần nắm rõ các lý thuyết về phóng điện chọc
thủng điện mơi chất rắn, về phân phối Student và cách áp dụng phân phối Student để tìm ra
khoảng tin cậy.

- Phóng điện chọc thủng:
+ Khái niệm cơ bản về phóng điện chọc thủng điện môi rắn
3


+ Cơ chế phóng điện trong điện môi rắn khác nhau tuỳ thuộc vào các hoàn cảnh cụ thể
- Phân phối Student:
+ Khái niệm về phân phối Student
+ Ứng dụng tính chất phân phối Student để giải bài tập 1, cùng với cách sử dụng bảng
giá trị tới hạn Student
+ Cách xác định khoảng tin cậy với trường hợp được đặt ra cho bài tập 1 (cụ thể là n <
30, tổng thể có phân bố chuẩn, chưa biết phương sai)
1.3. Các khái niệm cơ bản về phóng điện chọc thủng điện môi rắn, phân phối Student và
cách xác định khoảng tin cậy.
1.3.1. Các khái niệm cơ bản về phóng điện chọc thủng điện mơi rắn.
a. Khái niệm
- Bất kì một điện môi nào khi ta tăng dần điện áp đạt trên điện mơi, đến một lúc nào đó sẽ
xuất hiện dịng điện có giá trị lớn chạy qua điện mơi từ điện cực này sang điện cực khác khi
đó điện mơi mất đi tính chất cách điện của nó. Hiện tượng này là hiện tượng đánh thủng.
- Trị số mà điện áp ở đó xảy ra đánh thủng điện môi được gọi là điện áp đánh thủng (U đt),
trị số tương tương của cường độ điện trường là cường độ đánh thủng hay cường độ điện
trường cách điện của điện môi (Eđt)
Eđt =

Uđ m
Uđ t
, h = K.
E đt
h

- Nghiên cứu phóng điện trong điện mơi rắn khó khăn hơn mơi trường lỏng và khí vì sau
khi phóng điện khơng khơi phục lại được tính cách điện chứ khơng có tính thuận nghịch như
mơi trường khí và lỏng. Khi phóng điện trong chất rắn thì mọi điểm khơng giống nhau, nên
cần dùng lý thuyết xác suất thông kê để tính tốn.
- Cường độ cách điện của điện mơi rắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loại phân tử, loại
liên kết phân tử, lượng tạp chất trong điện môi, các yếu tố môi trường: độ ẩm, nhiệt độ…
- Một số yêu cầu đối với chất khí cách điện:
4


+ Phải là khí trơ, khơng gây phản ứng hóa học với chất cách điện khác trong kết cấu
cách điện hoặc với kim loại của thiết bị điện
+ Có cường độ cách điện cao để làm giảm kích thước kết cấu cách điện của thiết bị
+ Nhiệt độ hóa lỏng thấp, để dùng ở áp suất cao
+ Giá rẻ, dễ chế tạo
+ Tản nhiệt tốt
b. Cơ chế phóng điện trong điện môi rắn khác nhau tuỳ thuộc vào các hoàn cảnh cụ thể và
được phân loại như sau
- Phóng điện do điện trong điện môi đồng nhất:
+ Dạng phóng điện này xảy ra tức thời và không gây tăng nhiệt ở mẫu vật liệu.
+ Dưới tác dụng của điện trường các điện tử tự do sẽ tích luỹ năng lượng khi va chạm
với mạng tinh thể của vật liệu sẽ giải thoát điện tử từ các mạng tinh thể đó và tiếp theo là quá
trình hình thành thác điện tử và tia lửa điện...
+ Độ bền điện trong trường hợp này đạt trị số rất cao đặc biệt trong loại vật liệu có liên
kết tinh thể vững chắc.
- Phóng điện do điện trong điện môi không đồng nhất:
+ Do chế tạo trong cách vật liệu cách điện thể rắn thường xuất hiện các khuyết tật dưới
dạng bọt khí có kích thước và hình dáng khác nhau. Đặc biệt là ở các vật liệu xốp thì số
lượng bọt khí rất lớn và chiếm tỷ lệ đáng kể trong toàn bộ thể tích của vật liệu.
+ Vì hằng số điện môi của chất khí bé hơn hằng số điện môi của môi trường vật liệu

xung quanh nên sẽ có sự tăng cục bộ của điện trường trong các bọt khí dẫn đến các quá trình
ion hóa và phóng điện cục bộ...
+ Các quá trình trên sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của phóng điện chọc
thủng toàn khối điện môi và kết quả là độ bền điện giảm đi rất nhiều so với các điện môi có
kết cấu đồng nhất.

5


Đường 1 ứng với khi điện trường đồng nhất, đường 2 khi điện trường không đồng nhất.
- Phóng điện do nguyên nhân điện hoá:
+ Dạng phóng điện này chỉ xuất hiện trong trường hợp khi vật liệu cách điện làm việc
trong môi trường có nhiệt độ và độ ẩm cao. Quá trình điện phân phát triển trong nội bộ vật
liệu sẽ làm giảm điện trở cách điện. Sự biến đổi này là không thuận nghịch nghĩa là phẩm
chất cách điện không thể phục hồi được.
+ Đó là hiện tượng biến già của điện môi trong điện trường, độ bền điện giảm dần dần
và cuối cùng điện môi bị chọc thủng ở điện áp thấp hơn nhiều so với trường hợp phóng do
điện.
- Phóng điện do nguyên nhân điện nhiệt:
+ Phóng điện do nguyên nhân điện- nhiệt được biểu hiện bởi sự phóng điện có kèm theo
tăng nhiệt độ ở mẫu vật liệu. Dưới tác dụng của điện trường tổn hao trong điện môi sẽ nung
nóng vật liệu và khi cường độ điện trường đạt tới giới hạn nào đó thì nhiệt độ sẽ tăng cao tới
mức đủ để gây nên các phân hủy do nhiệt và biến dạng cơ học trong nội bộ điện môi.
+ Những biến đổi này sẽ làm tăng thêm điện dẫn và do đó tổn hao điện môi càng tăng.
Nhiệt độ tiếp tục tăng cao khiến cho các quá trình phân huỷ do nhiệt và biến dạng cơ học
càng trầm trọng thêm, cuối cùng sẽ dẫn đến phóng điện chọc thủng.
1.3.2. Phân phối Student
a. Khái niệm
- Phân phối Student còn được gọi là phân phối T hay phân phối T Student, trong tiếng
6

anh là T Distribution hay Student’s t-distribution.
- Phân phối Student có hình dạng đối xứng trục giữa gần giống với phân phối chuẩn.
Khác biệt ở chỗ phần đuôi nếu trường hợp có nhiều giá trị trung bình phân phối xa hơn sẽ
khiến đồ thị dài và nặng. Phân phối Student thường ứng dụng để mô tả các mẫu khác nhau
trong khi phân phối chuẩn lại dùng trong mô tả tổng thể. Do đó, khi dùng để mơ tả mẫu càng
lớn thì hình dạng của 2 phân phối càng giống nhau.
b. Ứng dụng
- Phân phối Student thường được dùng rộng rãi trong việc suy luận phương sai tổng thể
khi có giả thiết tổng thể phân phối chuẩn, đặc biệt khi cỡ mẫu càng nhỏ thì độ chính xác
càng cao. Ngồi ra, còn được ứng dụng trong kiểm định giả tiết về trung bình khi chưa biết
phương sai tổng thể là bao nhiêu.
- Phân phối này được ứng dụng trong cả xác suất thống kê và kinh tế lượng.
c. Tính chất
2

- Nếu như Y N ( 0,1 ) ; Z X ( k ) và độc lập với Y thì

X=

phân phối Student có:

Y

√

Z
k

∼T ( k )

. Trong trường hợp này

+ Hình dạng đối xứng gần giống phân phối chuẩn hóa.
+ Khi cỡ mẫu càng lớn càng giống phân phối chuẩn hóa.
+ Cỡ mẫu càng nhỏ, phần đuôi càng nặng và xa hơn.
k +1
(
2 )
f
(
x
)
=
- Hàm mật độ:
k
z
√ nk T ( )( 1+ )
2
k
T

2 k+1
2

- Trung bình: μ=0

, x∈R

2
- Phương sai: σ =

1.3.3. Cách xác định khoảng tin cậy

7

k
; k ≥2
k−2


8


9


- Ước lượng trung bình tối đa, sử dụng bảng phân vị trái Student:
α 1= α ; α 2= 0; −∞< α < x +

s
⋅ t α ( n−1 )
√n 2

- Ước lượng trung bình tối thiểu, sử dụng bảng phân vị phải Student:
α 1= 0; α 2= α ; x−

s
⋅t α ( n−1 ) <α <+ ∞

√n 2

- Ước lượng trung bình đối xứng, sử dụng bảng phân vị Student đối xứng:
s
s
α
α 1=α 2= ; x− ⋅t α ( n−1 ) <α < x+ ⋅t α ( n−1 )
2
√n 2
√n 2

- Độ chính xác : ε =

s
⋅t α ( n−1 )
√n 2

- Độ dài khoảng ước lượng đối xứng I = 2ε
- Trong đó:

s: Độ lệch mẫu hiệu chỉnh.
n: kích thước mẫu.
( n−1)

tα
2

: tra bảng Student, cột

α

, dịng (n-1).
2

Khoảng ước lượng đối xứng: ( x−ε; x + ε), với x là trung bình mẫu.
- Ứng với các dạng bài tốn tìm khoảng tin cậy, ta có bảng tóm tắt các công thức sau:

+ Đối với trường hợp n > 30, phân phối Student xấp xỉ phân phối Chuẩn tắc.

10


1.4. Tính tốn
Đối với bài tập 1 cùng với thơng số ban đầu đã cho, Dạng bài toán xác định khoảng
cho giá trị trung bình, trường hợp n =15 < 30, tổng thể có phân bố chuẩn, chưa biết
phương sai; nên nhóm quyết định sẽ áp dụng cơng thức hàng thứ 3 của bảng tóm tắt
cơng thức để tìm khoảng tin cậy cho bài tốn.
1.4.1. Lời giải tính tay
Khoảng phóng điện chọc thủng của giấy cách điện có dạng: (U Pd−ε ;U Pd +ε ) kV
U Pd là điện áp phóng điện chọc thủng trung bình

Trong đó:

ε là sai số của điện áp phóng điện chọc thủng.

Điện áp phóng điện chọc thủng trung bình của giấy cách điện:
U Pd=

15
U P d +U P d +U P d +…+ U P d + U P d + U P d
1

ni U P d =
∑
15 i=1
15
1

2

3

13

14

15

i

=

2.622+ 2.850+2.660+…+2.546+ 2.660+2.812
=2.7283 ( kV )
15

Phương sai mẫu hiệu chỉnh:
n

S =∑
2

2

( U pd −U pd )
n−1

i =1

2

=(2.622−2.7283) + ¿ ¿

= 0.03375  S = √ S 2=0.1837
Khoảng xác định phóng điện chọc thủng của mẫu điện mơi này với độ tin cậy 95% là:
Kích thước mẫu: n = 15, độ tin cậy: γ=1−α=95 % → α =5 %=0.05
Ta có: ɛ =

Tα . s

√n

→ ɛ=

n−1
14
với T α được lấy từ bảng Student → T α =t α =t 0.025 =2.145
2

2.145 ×0.1837
=0.1017
√15

Khoảng xác định của U pd là ( U pd −ɛ ; U pd + ɛ ) ( kV )
→ U pd ϵ ( 2.7283−0.1017 ; 2.7283+0.1017 ) →U pd ϵ ( 2.6266 ; 2.8300 ) ( kV )
11


Vậy với độ tin cậy 95%, khoảng xác định phóng điện chọc thủng của mẫu điện môi này

( U pd ) từ 2.6266 kV đến 2.8300 kV
1.4.2. Giải bài toán trên excel
Để góp phần tăng tính chắc chắn đối với kết quả bài 1 mà nhóm đã làm, nhóm sẽ áp
dụng excel để giải lại bài tốn, từ đó đối chiếu với kết quả và đưa ra kết luận.
Các bước tiến hành:
Nhập bảng số liệu:

Bước 1: Chọn chương trình Descriptive Statistics trong công cụ Data Analysis rồi bấm OK:

Bước 2: Điền các thông số như sau rồi ấn OK:
- Input range: địa chỉ dữ liệu đầu vào
- Group by: Row
- Chọn Labels in first row
- Output range: chọn địa chỉ ô nhận kết quả
12


- Chọn Summary statistics
- Chọn Confidence Level for Mean: 95%

Bước 3: Ta được bảng kết quả như sau:

13


( n−1)

Bước 4: Dùng hàm TINV để tínht α2

Tính ε bằng biểu thức ε =

s (n−1)
Tα
√n 2

Suy ra: Upd max (kV) = U Pd + ε và Upd min (kV) = U Pd−ε

Kết quả:

Kết luận: Vậy khoảng điện áp để phóng điện chọc thủng của mẫu điện mơi này với độ tin
cậy 95% là là từ 2.6265 (kV) đến 2.8300 (kV).

14


1.5. Nhận xét, đánh giá
- Nhận xét: Qua hai lần giải bài tốn 1 bằng hai cách là tính tay bằng cách áp dụng các
cơng thức, tính chất của phân phối Student và tính tốn bằng cách áp dụng các chương trình
có sẵn trong excel; ta nhận được hai kết quả với độ sai số rất nhỏ (cận dưới U pd hai cách giải
lệch nhau 0.0001 và cận trên giống nhau). Vì vậy nên kết quả hồn tồn chính xác.
- Đánh giá: Sau khi xác định được mục đích của bài tốn, cơ sở lý thuyết cần có để hiểu
và giải bài tốn 1, từ đó áp dụng phân phối Student để giải bài toán bằng cả hai cách như

trên; nhóm đã nắm được rõ cách vận dụng xác suất thống kê vào ngành Điện.
II. Bài 2 – Đánh giá độ tin cậy của hệ thống nguồn điện (5 điểm)
2.1. u cầu đề bài
2.1.1. Mơ tả bài tốn
Hệ thống nguồn điện gồm 12 tổ máy 4.5 MW, mỗi tổ máy có hệ số FOR = 0.02; dự báo
phụ tải đỉnh là 50 MW với độ lệch chuẩn σ = 2%; đường cong đặc tính tải trong năm là
đường thẳng nối từ 100% đến 50% so với đỉnh như hình 2.1. Yêu cầu:
- Xác định thời gian kỳ vọng thiếu hụt công suất nguồn LOLE (Loss of Load Expectation)
trong năm
-Xác định lượng điện năng kỳ vọng bị thiếu LOEE (Loss of Energy Expectation) trong
năm
2.1.2. Sinh viên cần tìm hiểu
- Các khái niệm cơ bản về nguồn điện (nhà máy điện), hệ số ngừng cừng cưỡng bức FOR,
tải đỉnh, đường cong đặc tính tải.
- Các kiến thức về thống kê như phân phối chuẩn và phân phối nhị thức

15


Hình 2.1 Đặc tính tải trong năm
2.2. Mục đích bài toán
Ứng dụng các kiến thức về thống kê để xác định thời gian kỳ vọng thiếu hụt công suất
nguồn LOLE (Loss of Load Expectation) trong năm và lượng điện năng kỳ vọng bị thiếu
LOEE (Loss of Energy Expectation) trong năm.
2.3. Cơ sở lý thuyết
Để hiểu rõ về các khái niệm được đề cập trong bài tốn 2 và tìm được hướng giải quyết
bài toán, ta phải nắm rõ được các khái niệm cơ bản về nguồn điện(nhà máy điện), hệ số
ngừng cừng cưỡng bức FOR, phụ tải đỉnh, đường cong đặc tính tải và Các kiến thức về
thống kê như phân phối chuẩn và phân phối nhị thức.
2.3.1. Các khái niệm cơ bản về nguồn điện (nhà máy điện), hệ số ngừng cừng cưỡng bức

FOR, phụ tải đỉnh, đường cong đặc tính tải.
2.3.1.1. Khái niệm nguồn điện, điện được tạo ra từ các nhà máy thủy, nhiệt điện; hạt nhân:
a. Nguồn điện
- Là thiết bị điện tạo ra điện nǎng. Về nguyên lý, nguồn điện là thiết bị biến đổi các dang
nǎng lượng như cơ nǎng, hóa nǎng, nhiệt nǎng, v.v… thành điện nǎng.
- Ví dụ: Pin, ắc quy biến đổi hóa nǎng thành điện nǎng. Máy phát điện biến đổi cơ nǎng
thành điện nǎng. Pin mặt trời biến đổi nǎng lượng búc xa mặt trời thành điện nǎng, v.v…
- Trong mỗi nguồn điện đều tồn tại hai cực đó là cực âm (–) và cực dương (+). 
b. Các loại nguồn điện
- Nguồn điện được chia làm hai loại đó là nguồn điện 1 chiều và nguồn điện 2 chiều.
- Nguồn điện 1 chiều: Nguồn điện 1 chiều là những nguồn cung cấp dòng điện 1 chiều –
dòng điện không có tần số (f=0). Nguồn điện 1 chiều có cực âm và cực dương cố định không
biến đổi theo thời gian. Một số nguồn điện 1 chiều có thể kể đến như: pin Ắc-quy, máy phát
điện 1 chiều…

16


- Nguồn điện xoay chiều: Nguồn điện xoay chiều là nguồn cung cấp dòng điện xoay
chiều. Nguồn điện này, cực dương và cực âm luôn biến đổi theo thời gian chứ không cố định
như nguồn điện 1 chiều. Một cực có thể đóng vai trò là cực âm và cực dương tại các thời
điểm khác nhau. Hiểu một cách đơn giản là tại thời điểm t1 cực này có thể đóng vai trò là
cực dương song tại thời điểm t2 sẽ đổi lại thành cực âm.
c. Nhà máy điện
- Nhà máy điện là nhà máy sản xuất điện năng ở quy mô công nghiệp. Bộ phận chính yếu
của hầu hết các nhà máy điện là máy phát điện. Đó là thiết bị biến đổi cơ năng
thành điện năng thông thường sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ. Tuy nhiên nguồn năng
lượng để chạy các máy phát điện này lại không giống nhau.
- Điện được tạo ra từ các nhà máy thủy điện:
+ Nhà máy thủy điện là những nhà máy sử dụng nǎng lượng, sức nước để tạo ra điện.

Nước là một trong những nǎng lượng tự nhiên đầu tiên được đưa vào sản xuất điện. Nước
chảy với lưu lượng nhiều, sức chảy mạnh sẽ sinh ra cơ nǎng. Dòng nước chảy cho tuabin
quay làm cho cục nam châm trong máy phát điện quay, tạo ra từ trường biến đổi. Từ trường
biến đổi cảm ứng tạo ra dòng điện trong cuộn dây quấn ở xung quanh để máy phát điện sinh
điện.
+ Các nhà máy điện được xây dựng tại các dịng sơng lớn, nơi có lưu lượng nước lớn, ổn
định. Nhà máy thủy điện Tam Hiệp (Trung Quốc) là nhà máy thủy điện lớn nhất thế giới.
Tại Việt Nam, nhà máy thủy điện Sơn La, Hịa Bình,… là những nhà máy lớn với lượng
điện được tạo ra cung cấp cho mạng lưới điện cả nước.
- Điện được tạo ra từ các nhà máy nhiệt điện:
+ Nhiệt nǎng cũng là một trong những nguồn nǎng lượng để tạo ra điện. Nguyên liệu của
các nhà máy nhiệt điện có thể là than, dầu mỏ, khí đốt, nhiệt nǎng tù lòng trái đất,...
+ Các nguyên liệu này được đốt để tạo nhiệt cho q trình đun nước chuyển hóa thành
hơi. Hơi nước này sẽ làm quay tuabin và chạy máy phát điện. Sau đó, hơi nước ngưng tụ
trong bình ngưng và tuần hồn lại nơi mà nó được làm nóng bán đầu tạo nên chu trình
Rankine.
17


+ Các nhà máy nhiệt điện thường được xây dựng tại những nơi có nhiều dầu mỏ, than,…
Một trong số những nhà máy nhiệt điện ở nước ta là Uông Bí, Phả Lai,…

- Nhà máy điện hạt nhân:
+ Đây là một trong những cách để tạo ra lượng điện năng lớn mà không tốn nhiều
nguyên
liệu, tuy nhiên độ nguy hiểm tiềm ẩn là vô cùng cao. Điện từ các nhà máy hạt nhân được
sinh ra từ các phản ứng phân hủy hạt nhân trong các lò phản ứng hạt nhân với nguyên liệu
chính là Urani 235. Sau phản ứng hạt nhân các neutron và một lượng nhiệt nǎng lớn sẽ được
sinh ra. Lượng nhiệt nǎng này sẽ được dẫn qua hệ thống làm mát khép kín tới các máy trao
đổi nhiệt, lượng nhiệt này đun sôi nước để tạo ra hơi làm quay tuabin phát điện và tạo ra

dòng điện.
Với 1kg Urani 235 chúng ta có thể sản xuất ra một lượng điện tương đương với 1500 tấn
than. Trên thế giới hiện nay, có khoảng 10 – 15% sản lượng điện được tạo ra bằng nǎng
lượng hạt nhân. Các cường quốc về điện hạt nhân chính là Mỹ, Nhật, Nga, Pháp,…
2.3.1.2. Hệ số ngừng cưỡng bức FOR.
- Tỷ lệ ngắt điện cưỡng bức FOR là xác suất hỏng hóc của máy phát điện và nó thường
được đo bằng tỷ số giờ hỏng hóc trên tổng số giờ sử dụng và sửa chữa. Khi FOR được sử
dụng cho đường truyền, nó cho biết tỷ lệ hỏng hóc của đường truyền.
2.3.1.3. Khái niệm về phụ tải điện:
- Là hàm số của nhiều yếu tố theo thời gian P(t).
- Đo bằng tổng công suất tiêu thụ của các thiết bị điện trong một thời điểm.
- Không tuân thủ theo một qui luật nhất định.
- Là một thông số quan trọng để lựa chọn các thiết bị của hệ thống điện.
- Xác định phụ tải điện (phụ tải tính tốn) khơng chính xác xảy ra hai trường hợp:

18


+ Nhỏ hơn phụ tải thực tế thường dẫn đến các sự cố hoặc làm giảm tuổi thọ các thiết bị,
là nguy cơ tiềm ẩn cho các sự cố tai nạn sau này.
+ Lớn hơn phụ tải thực tế sẽ gây lãng phí do các thiết bị khơng được khai thác, sử dụng
hết công suất.
+ Xác định đúng phụ tải điện (tính tốn) có vai trị rất quan trọng trong thiết kế và vận
hành hệ thống cung cấp điện.
2.3.1.4. Khái niệm về phụ tải đỉnh.
- Đây là phụ tải lớn nhất xuất hiện trong thời gian ngắn 1 ÷ 2 giây thường xuất hiện khi
khởi động các động cơ.
- Các phương pháp xác định phụ tải điện:
+ Nhóm phương pháp dựa trên kinh nghiệm vận hành, thiết kế và được tởng kết lại
bằng các hệ số tính tốn có đặc điểm thuận lợi nhất cho việc tính tốn, nhanh chóng đạt kết

quả, nhưng thường cho kết quả kém chính xác.
+ Nhóm phương pháp dựa trên cơ sở của lý thuyết xác suất và thống kê có đặc điểm cho
kết quả khá chính xác, song cách tính lại rất phức tạp.
2.3.1.5. Đường cong đặc tính tải.
- Đường cong đặc tính tải: là đường biểu diễn công suất của tải theo thời gian.
- Đồ thị phụ tải điện là quan hệ của công suất phụ tải theo thời gian và đặc trưng cho nhu
cầu điện của từng thiết bị, nhóm thiết bị, phân xưởng hay xí nghiệp. 
- Đồ thị phụ tải là số liệu ban đầu rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện.
2.3.2. Các kiến thức về thống kê như phân phối chuẩn và phân phối nhị thức
2.3.2.1. Phân phối chuẩn
a. Khái niệm
- Phân phối chuẩn là một trong các phân phối xác suất quan trọng nhất của toán thống kê,
phản ánh giá trị và mức độ phân bố của các dữ liệu đang nghiên cứu. Thế giới tự nhiên, cũng
như nhiều các quy luật kinh tế xã hội tuân theo luật phân phối chuẩn này
19