(TIỂU LUẬN) NGHIÊN cứu và đề XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM tổn THẤT điện NĂNG TRÊN lƣới điện PHÂN PHỐI – áp DỤNG tại CÔNG TY điện lực tây NINH

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

LÊ TẤN ĐẠT

NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT
ĐIỆN NĂNG TRÊN LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI – ÁP DỤNG
TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC TÂY NINH
Chuyên ngành: Quản lý năng lƣợng
Mã số: 60340416

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƢỢNG

Ngƣời hƣớng dẫn: TS Trƣơng Huy Hoàng

HÀ NỘI 2015


LỜI CẢM ƠN
Trƣớc tiên tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến tất cả các Quý Thầy/Cô đã giảng
dạy trong chƣơng trình cao học Quản lý năng lƣợng - trƣờng Đại học Điện lực,
những ngƣời đã truyền đạt cho tôi những kiến thức hữu ích về Quản lý năng lƣợng,
làm cơ sở cho tôi thực hiện luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Trƣơng Huy Hồng đã tận tình hƣớng
dẫn, chỉ bảo, cho tơi nhiều kinh nghiệm trong thời gian thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy/Cô đang giảng dạy tại khoa Quản
lý năng lƣợng - trƣờng Đại học Điện lực, các đồng nghiệp của Công ty Điện lực
Tây Ninh đã giúp đỡ tơi trong việc trong q trình thu thập dữ liệu, thơng tin của
luận văn, đóng góp ý kiến và bổ sung những thiếu sót cho luận văn của tôi.
Sau cùng tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình đã ln tạo điều kiện tốt
nhất cho tơi trong q trình học cũng nhƣ thực hiện luận văn.

Do thời gian có hạn, kinh nghiệm nghiên cứu chƣa có nên cịn nhiều thiếu
sót, tơi rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của Q Thầy/Cơ và các anh chị học
viên.


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tơi dƣới sự
hƣớng dẫn của TS Trƣơng Huy Hồng, tơi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ
cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cám ơn và các thơng tin trích dẫn trong
luận văn này đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả

Lê Tấn Đạt


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT........................................... 7
DANH MỤC HÌNH ẢNH......................................................................................................... 8
DANH MỤC BẢNG BIỂU....................................................................................................... 9
MỞ ĐẦU............................................................................................................................................. 10
1. Lý do chọn đề tài...................................................................................................................... 10
2. Mục đích nghiên cứu của luận
văn…...............................................................11

3. Phạm vi nghiên cứu................................................................................................................. 11
4. Đối tƣợng nghiên cứu …………......................................................................................... 11
5. Phƣơng pháp nghiên cứu....................................................................................................... 11
6. Ý nghĩa khoa học và thực
tiễn………………………………………………..11

7. Những đóng góp mới của đề tài.......................................................................................... 12
CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG...........13
1.1 Khái niệm tổn thất điện năng…………....................................................................... 13
1.1.1 Định nghĩa tổn thất điện năng................................................................................ 13
1.1.2 Các nguyên nhân gây ra tổn thất điện năng trên lƣới phân phối...............13
1.1.2.1 Tổn thất kỹ thuật……............................................................................................ 14
1.1.2.2 Tổn thất thƣơng mại….......................................................................................... 16
1.2 Phƣơng pháp xác định tổn thất điện năng................................................................... 17
1.2.1 Xác định TTĐN thực hiện qua hệ thống công tơ đo đếm……………...17
1.2.2 Xác định TTĐN của lƣới điện qua tính tốn tổn thất kỹ thuật…………17

1.2.2.1 Xác định tổn thất trong máy biến áp................................................................ 17
1.2.2.2 Xác định tổn thất trên đƣờng dây...................................................................... 20
1.2.3 Xác định tổn thất kỹ thuật và tổn thất thƣơng mại.………….…………25


1.3 Các yếu tố tác động đến TTĐN …………………………….............................26
1.4 Ý nghĩa của việc giảm tổn thất điện năng............................................................. 27
1.5 Các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lƣới điện phân phối.................28
1.5.1 Các giải pháp giảm tổn thất điện năng khâu kỹ thuật, vận hành………28
1.5.2 Các giải pháp quản lý kinh doanh giảm tổn thất điện năng……………28
1.6 Tính tốn và phân tích lƣới điện bằng phần mềm PSS/ADEPT
28
1.6.1 Giới về phần mềm PSS/ADEPT........................................................................ 28
1.6.2 Các bƣớc triển khai thực hiện tính tốn bằng phần mềm......................... 29
1.6.3 Tính tốn phân bố cơng suất…………………………….........................30
1.6.3.1 Giới thiệu………….............................................................................. 30
1.6.3.2 Mơ hình máy điện…………….......................................................... 31
1.6.4 Xác định vị trí bù tối ƣu…...…………………………….....................33
TĨM TẮT CHƢƠNG I............................................................................................................ 35

CHƢƠNG II. THỰC TRẠNG TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TẠI CÔNG TY
ĐIỆN LỰC TÂY NINH............................................................................................................. 36
2.1 Khái quát về Công ty Điện lực Tây Ninh....................................................... 36
2.1.1 Giới thiệu chung về Công ty Điện lực Tây Ninh............................................ 36
2.1.2 Cơ cấu tổ chức Công ty Điện lực Tây Ninh…………………….............39
2.1.2.1 Giới thiệu chung về Cơng ty Điện lực Tây Ninh.…………….............39
2.1.2.2 Q trình hình thành và phát triển của Cty Điện lực Tây Ninh………40
2.1.2.3 Cơ cấu tổ chức của Cty Điện lực Tây Ninh…………………………..41

2.1.3 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh của PCTN......................................... 44
2.1.3.1 Mục tiêu………………………………………….................................... 45
2.1.3.2 Ngành nghề kinh doanh………………………….................................... 45
2.1.3.3 Kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh của PCTN 2010-2014……...45


2.1.3.4 Thành tích thi đua của PCTN trong những năm gần đây……...............47
2.1.3.5 Những thuận lợi, khó khăn của PCTN 2010-2014...................................... 48

2.2 Đặc điểm cung cấp điện của Công ty Điện lực Tây Ninh.....................49
2.2.1 Đặc điểm phụ tải……………………………………………………….49
2.2.2 Đặc điểm hệ thống cung cấp điện…………………………....................51
2.2.2.1 Nguồn điện 110kV và trạm điện 110/22kV……………......................... 51
2.2.2.2 Lƣới điện trung hạ thế………………………………….........................52

2.3 Thực trạng tổn thất điện năng tại Công ty Điện lực Tây Ninh..53
2.3.1 Thực trạng...................................................................................................................... 53
2.3.2 Đánh giá chung............................................................................................................ 54
2.3.3 Tổn thất kỹ thuật tính tốn....................................................................................... 59
2.3.4 Tổn thất thƣơng mại.................................................................................................. 68

2.4 Tiềm năng giảm TTĐN tại Cơng ty Điện lực Tây Ninh……….70

TĨM TẮT CHƢƠNG II

72

CHƢƠNG III: CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TẠI
CÔNG TY ĐIỆN LỰC TÂY NINH…………............................................................ 73
3.1 Các giải pháp kỹ thuật nhằm giảm tổn thất điện năng……............................ 73
3.1.1 Cải tạo, hoàn thiện lƣới điện phân phối đúng tiêu chuẩn kỹ thuật……..73

3.1.2 Công tác quản lý kỹ thuật, quản lý vận hành……………………...…...75
3.1.3 Cải tạo lƣới điện trung trung áp trục chính tuyến 480TH........................... 76
3.1.4 Giải pháp lắp đặt tụ bù trên các xuất tuyến phân phối.................................. 79
3.1.5 Sửa chữa cải tạo lƣới hạ thế có tổn thất điện năng cao trên 15%.............84

3.2 Giải pháp tổ chức quản lý…………….……………................................86
3.2.1 Nâng cao chất lƣợng trong công tác quản lý vận hành................................ 86


3.2.2Các giải pháp giảm tổn thất điện năng khâu kin

3.2.3Nâng cao chất lƣợng công tác dịch vụ khách h

3.3

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ

3.3.1 Phƣơng pháp phân tích hiệu quả kinh tế .....................................

3.3.2 Hiệu quả việc áp dụng giải pháp kỹ thuật giảm TTĐN……………….90

TÓM TẮT CHƢƠNG 3........................................................................
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................
1. Kết luận ........................................................................................................
1.1

Những kết quả đã đạt đƣợc ...

1.2

Hạn chế của luận văn ........

2. KIẾNNGHỊ.....................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
HTĐ: Hệ thống điện
SXKD: Sản xuất kinh doanh
MBA: Máy biến áp.
TTĐN: Tổn thất điện năng.
TP: Thành phố
PCTN: Công ty Điện lực Tây Ninh
PSS/ADEPT: Power System Simulato/Advanced Distribution Engineering
Productivity Tool
CAPO: Tối ƣu hóa vị trí đặt tụ điện cố định và điều chỉnh


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Ngun nhân tổn thất điện năng…………………………………13
Hình 1.2: Sơ đồ thay thế MBA hai cuộn dây............................................................. 18

Hình 1.3: Sơ đồ thay thế MBA hai cuộn dây khi điện áp ≤ 220kV..................19
Hình 1.4: Sơ đồ thay thế đƣờng dây hình Π............................................................. 21
Hình 1.5: Sơ đồ thay thế đƣờng dây lƣới điện phân phối................................... 22
Hình 1.6: Sơ đồ thay thế hai đoạn đƣờng dây và hai phụ tải.............................. 22
Hình 1.7 Các bƣớc triển khai thực hiện tính tốn phần mềm............................30
Hình 2.1 Sơ đồ hành chính tỉnh Tây Ninh………………………...................37
Hình 2.2 Sơ đồ tổ chức Cty Điện lực Tây Ninh…………………..................43
Hình 2.3 Biểu đồ sản lƣợng điện của Cty Điện lực Tây Ninh……………..46

Hình 2.4 Biểu đồ phản ánh cơ cấu điện thƣơng phẩm của PCTN...................55
Hình 2.5 Biểu đồ phản ánh TTĐN của PCTN 2010-2014................................... 57
Hình 2.6 Biểu đồ tổn thất điện năng theo quý của PCTN................................... 59
Hình 2.7: Sơ đồ đơn tuyến lƣới điện tuyến 476SD, huyện Châu
Thành……………………………………………………………...................60
Hình 2.8: Dịng điện tại lộ ra tuyến 476SD lúc 23h-5h mô phỏng trên
PSS/ADEPT......................................................................................................................... 62
Hình 2.9: Dịng điện tại lộ ra tuyến 476SD lúc 5h-8h mơ phỏng trên
PSS/ADEPT......................................................................................................................... 63
Hình 2.10: Dịng điện tại lộ ra tuyến 476SD lúc 8h-17h mơ phỏng trên
PSS/ADEPT........................................................................................................................... 63
Hình 2.11: Dịng điện tại lộ ra tuyến 476SD lúc 17h-23h mơ phỏng trên
PSS/ADEPT........................................................................................................................... 63
Hình 2.12: Dịng điện lớn nhất tại lộ ra tuyến 476SD mơ phỏng trên
PSS/ADEPT………………………………………………………………...64
Hình 3.1 Mơ tả dịng tiền của giải pháp...................................................................... 93

8


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Nhóm phụ tải ….............................................................................................. 33
Bảng 2.1: Tổng hợp doanh thu, thƣơng phẩm, GBBQ năm 2010-2014……46

Bảng 2.2: Thống kê khối lƣợng đƣờng dây và trạm PCTN quản lý...............46
Bảng 2.3: Một số chỉ tiêu SXKD đạt đƣợc trong giai đoạn 2010-2014…….47
Bảng 2.4: Thƣơng phẩm theo 5 thành phần phụ tải ………………………..50
Bảng 2.5: Cơ cấu thành phần phụ tải PCTN năm 2010-2014………………54

Bảng 2.6: Tình hình thực tế TTĐN của PCTN năm 2010-2014……………57
Bảng 2.7: Tình hình thực tế TTĐN của các Điện lực trực thuộc…………...58
Bảng 2.8: Tổng điện năng nhận, thƣơng phẩm, tổn thất lƣới hạ áp……………... 58

Bảng 2.9: Các thông số kỹ thuật chi tiết tuyến 476SD.......................................... 61
Bảng 2.10: Dịng điện trung bình năm tuyến tuyến 476SD……....................61
Bảng 2.11 So sánh kết quả tổn thất tính tốn và thực tế …………................67
Bảng 3.1 Thông số tuyến 480TH sau khi thay dây dẫn đƣờng trục ……….76
Bảng 3.2: Kết quả tính tốn TTĐN tuyến 480TH sau khi thay dây dẫn........79
Bảng 3.3 So sánh đặc tính kinh tế- kỹ thuật của máy bù và tụ tù....................81
Bảng 3.4: Kết quả tính tốn bù cơng suất phản kháng 476SD...........................82
Bảng 3.5: Kết quả tính tốn TTĐN sau khi lắp bù ở các phát tuyến 22kV..83
Bảng 3.6: Thống kê tổn thất điện năng lƣới hạ thế trên hệ thống CMIS…..84
Bảng 3.7: Thống kê các trạm có tổn thất điện năng lƣới hạ thế trên 15%....85
Bảng 3.8: TTĐN các trạm trên 15% sau khi cải tạo sửa chữa lƣới hạ thế…85
Bảng 3.9: Kết quả tính tốn tổng chi phí đầu tƣ thay dây dẫn 480TH, lắp bù
ở các phát tuyến và sửa chữa lƣới hạ thế ……........................................................ 90
Bảng 3.10: Sản lƣợng điện năng mất do không phát triển đƣợc phụ tải
480TH………………………………………………………………………91
Bảng 3.11: Chi phí phát sinh mua điện dầu nguồn……………......................92
Bảng 3.12 Dòng tiền dự án…………………………………………………93
Bảng 3.13 Kết quả tính tốn lợi nhuận quy về hiện tại (NPV)......................... 94

9


LỜI NÓI ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Điện năng là một loại sản phẩm có vị trí hết sức quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân. Vị trí quan trọng đó thể hiện ở chỗ: điện năng là năng lƣợng đầu vào của
hầu hết các ngành kinh tế quốc dân, điện năng là năng lƣợng đƣợc sử dụng nhiều
nhất so với các dạng năng lƣợng khác trong lĩnh vực sản xuất, là nguồn cung cấp
năng lƣợng chủ yếu trong quá trình sản xuất để thực hiện nhiều phƣơng pháp cơng
nghệ khác nhau trong quá trình chế tạo sản phẩm và các hoạt động dịch vụ khác.
Tổn thất điện năng dƣờng nhƣ đang là mối quan tâm hàng đầu, nỗi trăn trở
của Tập đồn Điện lực Việt Nam (EVN) nói chung, Tổng Công ty Điện lực miền
Nam (EVN SPC) và Công ty Điện lực Tây Ninh (PCTN) nói riêng. Đối với một
doanh nghiệp hoạt động sản xuất kinh doanh điện năng nhƣ PCTN thì việc tiết kiệm
điện năng và giảm tổng chi phí sản xuất thơng qua việc giảm tỷ lệ tổn thất điện năng
là một nhiệm vụ quan trọng.
Trong quá trình kinh doanh, truyền tải và phân phối điện năng ln tồn tại hai
loại tổn thất chính đó là: Tổn thất kỹ thuật và tổn thất thƣơng mại. Nếu nhƣ tổn thất
kỹ thuật là tất yếu (tỷ lệ điện dùng để phân phối điện) thì tổn thất thƣơng mại theo
lý thuyết có thể giảm tới con số khơng. Giảm tổn thất điện năng cần gắn chặt với
công tác kinh doanh, vận hành, đầu tƣ xây dựng và cải tạo lƣới điện. Vì vậy, hàng
năm PCTN đều có những kế hoạch và chƣơng trình giảm tổn thất điện năng.
Đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu về vấn đề giảm tổn thất điện năng tại
các Cơng ty Điện lực nói chung, nhƣng chƣa có cơng trình nào đi sâu nghiên cứu,
phân tích về việc làm thế nào để giảm tổn thất điện năng tại PCTN nói riêng. Vì vậy
u cầu làm rõ cơ sở lý luận và thực tiễn đối với tổn thất điện năng và các giải pháp
giảm tổn thất điện năng tại PCTN trở nên cấp bách, tạo cơ sở để PCTN thực hiện tốt
chức năng nhiệm vụ của mình trong nền kinh tế thị trƣờng. Do đó đề tài “Nghiên

cứu và đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lƣới điện phân phối – áp
dụng tại Công ty Điện lực Tây Ninh” đƣợc em chọn nghiên cứu làm luận văn thạc

10


sĩ Quản lý năng lƣợng nhằm đƣa ra những giải pháp giảm tổn thất điện năng có
tính khả thi tại PCTN.

2.

Mục đích nghiên cứu của luận văn

Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu đề xuất các giải pháp giảm tổn thất
điện năng của PCTN, cụ thể các giải pháp kỹ thuật, các giải pháp quản lý nhằm thực
hiện giảm tổn thất điện năng tại Công ty.

3.

Phạm vi nghiên cứu

Công tác giảm tổn thất điện năng của PCTN, nghiên cứu thu thập số liệu
thực tế để tính tốn các chỉ tiêu liên quan đến tổn thất điện năng để từ đó đề xuất các
giải pháp giảm tổn thất điện năng một cách hiệu quả.

4.

Đối tƣợng nghiên cứu

Nghiên cứu, tính toán đề xuất các biện pháp giảm tổn thất điện năng tại

PCTN và một số đơn vị liên quan.

5. Phƣơng pháp nghiên cứu
-

Nghiên cứu các vấn đề lý luận có liên quan đến phân tích hiệu quả hoạt

động kinh doanh, từ đó vận dụng để phân tích thực trạng hoạt động sản xuất kinh
doanh tại PCTN.
-

Nghiên cứu thực trạng lƣới điện và phụ tải của PCTN để xác định các tổn

thất điện năng.
-

Phân tích đánh giá những điểm mạnh và điểm yếu của đơn vị để đƣa ra các

giải pháp khả thi nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh tại PCTN.
-

Sử dụng phần mềm CMIS và PSS/ADEPT để phân tích tổn thất từ đó đƣa

ra các giải pháp làm giảm tổn thất điện năng của Công ty.

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Việc nghiên cứu và đề xuất các biện pháp giảm tổn thất điện năng trên lƣới
điện phân phối giúp cho ngành điện chủ động đƣợc kế hoạch thực hiện phát triển
nguồn và lƣới điện để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện của các phụ tải điện, không
ngừng nâng cấp, cải tạo và mở rộng lƣới điện hiện có, đề ra những biện pháp,

11


phƣơng thức vận hành hợp lý để nâng cao chất lƣợng điện năng, khai thác lƣới
điện hiệu quả, giảm tổn thất điện năng trong quá trình truyền tải và phân phối đến
mức thấp nhất để có thể đáp ứng ngày càng tốt hơn những đòi hỏi về chất lƣợng
điện năng đồng thời tiết kiệm chi phí đầu tƣ, sản xuất, truyền tải và phân phối điện.

7.

Những đóng góp mới của đề tài

Đã thu thập, khảo sát hiện trạng tổn thất trên lƣới điện phân phối tỉnh Tây
Ninh; đã phân tích tổng hợp dữ liệu thu đƣợc phục vụ cho tính toán tổn thất điện
năng trên lƣới bằng phần mềm PSS/ADEPT.
Đã xây dựng đƣợc sơ đồ tính tốn cơ bản và bộ dữ liệu đầu vào cần thiết cho
phép tính tốn tổn thất kỹ thuật lƣới điện phân phối tỉnh Tây Ninh với kết quả chính
xác và thời gian tính tốn nhanh;
Trên cơ sở kết quả tính tốn thu đƣợc đã xác định đƣợc vị trí đặt bù tối ƣu
với các dung lƣợng bù cho trƣớc.

12


CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TỔN THẤT ĐIỆN
NĂNG 1.1 Khái niệm tổn thất điện năng
1.1.1 Định nghĩa tổn thất điện năng
Tổn thất theo nghĩa đơn giản là sự hao hụt về trị số của một quá trình. Tổn
thất điện đƣợc tính bằng hiệu số của điện sản xuất ra và điện tiêu thụ (điện thƣơng

phẩm). Tỷ lệ tổn thất là số % của điện tổn thất so với điện sản xuất.
Tổn thất điện năng trên lƣới điện là lƣợng điện năng tiêu hao cho quá trình
truyền tải và phân phối điện khi tải điện từ ranh giới giao nhận với các nhà máy phát
điện qua các lƣới điện truyền tải, lƣới điện phân phối tới các hộ tiêu thụ điện. Tổn
thất điện năng còn đƣợc gọi là điện năng dùng để truyền tải và phân phối điện.
Trong hệ thống điện, tổn thất điện năng phụ thuộc vào mạch điện, lƣợng điện
truyền tải, khả năng phân phối và vai trị của cơng tác quản lý.

1.1.2 Các ngun nhân gây ra TTĐN trên lƣới phân phối
Các nguyên nhân gây ra tổn thất điện năng đƣợc minh hoạ qua sơ đồ:

Tổn thất điện năng

Tổn thất điện năng
trong quá trình sản
xuất

Tổn thất điện năng
trong quá trình truyền
tải và phân phối

Tổn thất điện năng
trong quá trình
tiêu thụ

Tổn thất
Thƣơng mại

Tổn thất
Kỹ thuật

Sơ đồ 1.1. Nguyên nhân tổn thất điện năng

13


Tổn thất điện năng trong quá trình tuyền tải và phân phối điện đƣợc chia làm
hai nguyên nhân nhƣ sau:

1.1.2.1 Tổn thất kỹ thuật
Điện năng đƣợc sản xuất ra từ các nhà máy điện, muốn tải đến các hộ tiêu
thụ điện phải qua hệ thống lƣới điện cao áp, trung áp, xuống hạ áp (hệ thống bao
gồm các máy biến áp, đƣờng dây và các thiết bị điện khác). Trong q trình truyền
tải, dịng điện tiêu hao một lƣợng nhất định khi qua máy biến áp, qua điện trở dây
dẫn và mối nối tiếp xúc làm phát nóng dây, qua các thiết bị điện, thiết bị đo lƣờng,
công tơ điện... gây tổn thất điện năng. Chƣa kể đƣờng dây dẫn điện mang điện áp
cao từ 110 kV trở lên còn có tổn thất vầng quang; dịng điện qua cáp ngầm và tụ
điện cịn tổn thất do điện mơi. Vì thế mà tổn thất điện năng còn đƣợc định nghĩa là
điện năng dùng để truyền tải và phân phối điện. Đó chính là tổn thất điện năng kỹ
thuật và xảy ra tất yếu trong quá trình truyền tải điện từ nhà máy phát qua hệ thống
lƣới điện cao hạ áp đến các hộ sử dụng điện.
Tổn thất kỹ thuật trong mạng lƣới điện đặc biệt quan trọng bởi vì nó dẫn tới
tăng vốn đầu tƣ để sản xuất và truyền tải điện năng cũng nhƣ chi phí về nhiên liệu.
Tổn thất kỹ thuật đƣợc xác định theo các thông số chế độ và các thông số trong
phần tử mạng lƣới điện.
Tổn thất kỹ thuật bao gồm: tổn thất công suất tác dụng và tổn thất công suất
phản kháng. Tổn thất công suất phản kháng do từ thơng rị, gây từ trong các máy
biến áp và cảm kháng trên đƣờng dây. Tổn thất cơng suất phản kháng chỉ làm lệch
góc và ít ảnh hƣởng đến tổn thất điện năng. Tổn thất công suất tác dụng có ảnh
hƣởng đáng kể đến tổn thất điện năng.

Việc tính tốn tổn thất điện năng thơng thƣờng thực hiện theo phƣơng pháp
dòng điện đẳng trị phụ thuộc vào đồ thị phụ tải hoặc theo thời gian sử dụng công
suất lớn nhất. Tổn thất công suất tác dụng bao gồm tổn thất sắt do dòng điện
Foucault trong lõi thép và tổn thất đồng do hiệu ứng Joule trong máy biến áp.

14


-

Tổn thất điện năng do đốt nóng các dây dẫn trong mạng điện. Lƣợng tổn

thất điện năng có thể tính tốn đƣợc một cách tƣơng đối chính xác thơng qua cơng
thức sau:
 3I 2.R..103

A
dd

Trong đó:
Add : Tổn thất điện năng do đốt nóng các dây dẫn trong mạng điện (kWh).
S

I=

m

3.U
Sm : Công suất cực đại truyền tải trên đƣờng dây (KVA).

U:

Điện áp định mức của mạng lƣới điện (KV).

 .l
R= s : Điện trở của đƣờng dây ();





: Điện trở suất của đƣờng dây (mm2/km).

l:

Chiều dài của đƣờng dây (km).

s:

Tiết diện của đƣờng dây (mm ).

2

 : Thời gian chịu công suất lớn nhất (h).

-

Tổn thất điện năng trong máy biến áp. Lƣợng tổn thất điện năng này đƣợc
xác định nhƣ sau:


∆AABA = ∆Po . t + ∆PN .


BA



: Tổn thất điện năng trong các máy biến áp (kWh).
pt max

P0 : Tổn thất công suất khi không tải của máy biến áp (kW).

PN : Tổn thất công suất khi ngắn mạch của máy biến áp (kW).

: Công suất cực đại của phụ tải (kVA).

S

Sdm : Công suất định mức của máy biến áp (kVA).

t:

Thời gian tính tổn thất điện năng (h).

:D


15

 : Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất (h).

- Tổn thất khác bao gồm nhƣ (tiếp xúc, rò điện, …) ký hiệu làAkh .



Đƣờng dây phân phối quá dài, bán kính cấp điện lớn;

 Tiết diện dây dẫn quá nhỏ, đƣờng dây bị xuống cấp, không đƣợc cải tạo
nâng cấp;
 Máy biến áp phân phối thƣờng xuyên mang tải nặng hoặc quá tải;
 Máy biến áp là loại có tỷ lệ tổn thất cao hoặc vật liệu lõi từ không tốt dẫn
đến sau một thời gian tổn thất tăng lên;
 Vận hành không đối xứng liên tục dẫn đến tăng tổn thất trên MBA;
 Nhiều thành phần sóng hài của các phụ tải cơng nghiệp tác động vào các
cuộn dây máy biến áp làm tăng tổn thất;
 Vận hành với hệ số cosφ thấp do thiếu công suất phản kháng.
Tổn thất kỹ thuật là một yếu tố khách quan, chỉ có thể giảm thiểu đƣợc tổn
thất kỹ thuật chứ khơng thể loại bỏ đƣợc chúng hồn tồn. Mức độ tổn thất điện
năng kỹ thuật lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào cấu trúc lƣới điện, chất lƣợng thiết bị, chất
lƣợng đƣờng dây tải điện và phƣơng thức vận hành hệ thống điện.

1.1.2.2 Tổn thất thƣơng mại
Tổn thất thƣơng mại hay còn gọi là tổn thất điện năng phi kỹ thuật do tình
trạng vi phạm sử dụng điện nhƣ: lấy cắp điện dƣới nhiều hình thức (câu móc trực
tiếp, làm sai lệch hệ thống đo đếm điện năng, gây hƣ hỏng, chết cháy công tơ, các
thiết bị đo lƣờng, ...). Do chủ quan của đơn vị quản lý khi TU mất pha, TI quá tải,
suy giảm tỷ số biến, công tơ chết cháy không xử lý, thay thế kịp thời, sự khơng hồn
thiện kín hóa của hệ thống đo đếm. Sai số của các thiết bị dùng để đo đếm điện
năng, cơng tác quản lý cịn sơ hở dẫn đến thất thu tiền điện, khách hàng còn vi phạm

quy chế sử dụng điện.
Tổn thất thƣơng mại phản ánh trình độ quản lý của doanh nghiệp sản xuất
kinh doanh điện, trình độ quản lý càng cao thì tổn thất thƣơng mại càng thấp. Mục

16


tiêu của các doanh nghiệp này là phấn đấu đƣa tổn thất thƣơng mại về gần bằng
không.

1.2 Phƣơng pháp xác định tổn thất điện năng
Xác định tổn thất khu vực và nhận dạng tổn thất điện năng (do kỹ thuật hay
kinh doanh) nhằm giúp cho ngƣời quản lý nhận biết rõ tổn thất điện năng ở khu vực
nào, do kỹ thuật hay kinh doanh để có biện pháp xử lý.

1.2.1 Xác định TTĐN thực hiện qua hệ thống công tơ đo đếm
Các đơn vị thu thập số liệu điện năng nhận vào lƣới và điện năng giao đi từ
lƣới điện. Tính tốn TTĐN thực hiện:
A=AN–AG
Trong đó:
- A: là tổn thất điện năng trên lƣới điện đang xét (kWh).
- AN: là tổng điện nhận vào lƣới điện (kWh).
- AG: là tổng điện giao đi vào lƣới điện (kWh).
Tỉ lệ TTĐNA:
A
A =
100%



AN

1.2.2 Xác định TTĐN của lƣới điện qua tính tốn tổn thất kỹ thuật
1.2.2.1 Xác định tổn thất trong máy biến áp
a. Tổn thất cơng suất trong MBA: Ngồi các thơng số định mức của máy
biến áp: công suất định mức Sđm, điện áp định mức của 2 cuộn dây U 1đm và U2đm
cịn có các thơng số: Tổn thất khơng tải △Po, tổn thất công suất tác dụng khi ngắn
mạch △PN , dịng điện khơng tải phần trăm so với dòng điện định mức I o, điện áp
ngắn mạch phần trăm so với điện áp UN. Máy biến áp hai cuộn dây đƣợc
thay thế bằng sơ đồ hình ⌈với các tham số Rb, Xb, Gb, Bb (hình 1.2).
Theo cấu trúc sơ đồ hình 1.2 ta có: (1.2) Zb = Rb+jXb và Yb = Gb+jBb

17


Rb

jXb

Gb

-

jBb

Hình 1.2: Sơ đồ thay thế MBA hai cuộn dây

Trong đó: Rb: Tổng trở cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đã quy đổi về phía cao áp;

(1.3)

Xb : Điện kháng của máy biến áp hai cuộn dây:
(1.4)
Gb: Điện dẫn tác dụng của MBA hai cuộn dây
(1.5)
Bb: Điện dẫn phản kháng của MBA hai cuộn dây
(1.6)
Khi điện áp định mức của lƣới ≤ 220kV thành phần điện dẫn và điện kháng khơng
xét đến do có giá trị khơng đáng kể. Do đó có thể dùng sơ đồ thay thế MBA hai
cuộn dây nhƣ hình 1.2.
Tổn thất trong MBA đƣợc chia ra tổn thất không phụ thuộc tải
trong lõi thép) và tổn thất phụ thuộc tải

(tổn thất của cuộn dây).

18

(tổn thất


∆S=+
Khi đó tổn thất khơng tải MBA hay tổn thất trong lõi thép là △S0. Tổn thất
không tải không phụ thuộc vào cơng suất tải qua MBA, nó chỉ phụ thuộc vào cấu
tạo của MBA.
Rb

jXb

△So = △Po + jQo

Hình 1.3: Sơ đồ thay thế MBA hai cuộn dây khi điện áp ≤ 220kV
Tổn thất không tải đƣợc xác định theo các số liệu kỹ thuật của MBA:
△S0 =△P0 + j △Q0 (kVA)

Trong đó: △P0 - Tổn thất cơng suất tác dụng không tải (theo số liệu nhà sản
xuất); △Q0 - Tổn thất cơng suất phản kháng khơng tải.

I0 là dịng điện khơng tải tính theo phần trăm.
Thành phần tổn thất phụ thuộc vào công suất tải qua MBA hai cuộn dây hay
còn gọi là tổn đồng đƣợc xác định nhƣ sau:

(1.9)

(1.11)

19


Trong đó: S là cơng suất tải của MBA đơn vị là VA, kVA, MVA; Sđm là công
suất định mức của MBA và △PN là tổn thất ngắn mạch.
Vậy tổng tổn thất công suất trong máy biến áp là:

b. Tổn thất điện năng trong MBA hai cuộn dây: Tƣơng tự nhƣ tổn thất cơng
suất trong MBA thì tổn thất điện năng trong MBA cũng gồm hai thành phần: Phần
không phụ thuộc vào tải xác định theo thời gian làm việc của MBA và phần phụ
thuộc vào tải, xác định theo đồ thị phụ tải. Tổn thất điện năng 1 năm trong MBA
tính theo cơng thức sau:

Trong đó: Tb là thời gian vận hành trong năm của MBA ≈ 8760 h; Smax
là phụ tải cực đại của MBA.



= ( 0,124 + Tmax.10-4)2.8760 ( giờ)

1.2.2.2 Xác định tổn thất trên đƣờng dây
Trƣớc hết cần lựa chọn sơ đồ thay thế của một lƣới điện và tính tốn các
thơng số của chúng. Sau đó lắp các sơ đồ thay thế của từng phần tử theo đúng trình
tự mà các phần tử đƣợc nối vào nhau trong lƣới và quy đổi các thông số của sơ đồ
thay thế về cùng cấp điện áp. Các thông số của đƣờng dây: điện trở, điện kháng,
điện dẫn và dung dẫn hầu nhƣ phân bố dọc theo đƣờng dây.
Trong tính tốn đối với những đƣờng dây có chiều dài ≤ 300km có thể dùng
thơng số tập trung. Khi đó sơ đồ thay thế đƣờng dây nhƣ hình 1.3. Trong đó: Tổng
trở tập trung Z = R + jX và R, X lần lƣợt là điện trở và điện kháng của đƣờng dây.
Tổng dẫn

20


Tổng dẫn Y thể hiện sự có mặt của thành phần điện dẫn tác dụng G do tổn
thất công suất tác dụng rò qua sứ và tổn thất vầng quang, đồng thời cũng thể hiện sự
có mặt của thành phần phản kháng (dung dẫn B) do điện dung giữa dây dẫn các pha
và đất.

Hình 1.4: Sơ đồ thay thế đƣờng dây hình ℿ
Truyền tải điện năng trong các mạng phân phối đƣợc thực hiện bằng các
đƣờng dây trên không và đƣờng dây cáp. Mạng điện phân phối thƣờng vận hành
hở và có điện áp ≤ 35kV. Ở lƣới điện phân phối khi phân tích và tính tốn chế độ
thƣờng khơng tính:

(4)

(1)

Tổng dẫn Y của đƣờng dây;

(2)

Thành phần ngang của điện áp giáng;

(3)

Tổn thất cơng suất khi xác định các dịng công suất.

Sự khác nhau của điện áp nút khi xác định tổn thất công suất

và điện áp trong mạng. Khi đó, sơ đồ thay thế đối với lƣới điện phận phối
(điện áp ≤ 35kV) nhƣ hình 1.5

U1

Rn

Xn

In

21

U2

Hình 1.5: Sơ đồ thay thế đƣờng dây lƣới điện phân phối
Xét mạng phân phối có sơ đồ thay thế nhƣ hình 1.6

S2

S3

Hình 1.6: Sơ đồ thay thế hai đoạn đƣờng dây và hai phụ tải
Biết công suất các phụ tải

,

, tổng trở các đoạn đƣờng dây

,

, điện áp đầu đƣờng dây

.

Công suất chạy trên các đoạn đƣờng dây đƣợc xác định nhƣ sau:
S23 = S3, S12 = S2 + S3
Đồng thời công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên các
đoạn đƣờng dây bằng:

P23 = P3, P12 = P2 + P3
Q23 = Q3,Q12 = Q2 + Q3
Khi đó tổn thất cơng suất, tổn thất điện áp, tổn thất điện năng đƣợc xác định
nhƣ sau:

a. Tổn thất công suất trên đƣờng dây: Tổn thất công suất trên đƣờng dây với
hai phụ tải có sơ đồ thay thế nhƣ hình 2.5 đƣợc xác định bởi cơng thức:
(1.17)
Trong đó: Z12 và Z23 lần lƣợt là tổng trở trên các đoạn đƣờng dây từ 1÷2 và
2÷3 đƣợc xác định theo cơng thức (1.18) và (1.19)
Z12 = R12 + jX12(Ω)
R12 = r012 x L12(Ω)
X12 = x012 x L12(Ω)

22


Z23 = R23 + jX23(Ω)
R23 = r023 x L23(Ω)
X23 = x023 x L23(Ω)
r012, r023 lần lƣợt là điện trở đơn vị của đƣờng dây 1÷2, 2÷3 (Ω/km)

x012, x023 lần lƣợt là điện kháng đơn vị của đƣờng dây 1÷2, 2÷3 (Ω/km)
L12, L23 lần lƣợt là chiều dài đoạn đƣờng dây 1÷2, 2÷3

(km)

Tổn thất cơng suất trên đƣờng dây có n phụ tải đƣợc xác định bởi công thức
(1.18)

△S⅀= △S1 + △S2 + △S3 + ...... + △S

b. Tổn thất điện áp trên đƣờng dây: Xét sơ đồ thay thế đƣờng dây nhƣ hình
1.6, ta có: Tổn thất điện áp trên đoạn đƣờng dây 23 là

Tổn thất điện áp trên đoạn đƣờng dây 12 là

Tổn thất điện áp trong mạng điện hình 1.5 bằng

UU
Trƣờng hợp tổng quát: tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện

23


Ở đây: △U - tổn thất điện áp trên đoạn thứ i; m l- số lƣợng đoạn đƣờng dây;
Pi, Qi - công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đoạn dây thứ i và R i, Xi là
điện trở và điện kháng trên đoạn dây thứ i.
c. Tổn thất điện năng trên đƣờng dây: Phần điện năng bị mất đi trong quá
trình truyền tải gọi là tổn thất điện năng. Trị số tổn thất điện năng trong bất kỳ một
phần tử nào của mạng điện đều phụ thuộc vào tính chất và sự thay đổi của phụ tải
trong thời gian khảo sát. Trong thời gian khảo sát, nếu phụ tải của mạng điện khơng
thay đổi, và có tổn thất cơng suất tác dụng là △P, thì tổn thất điện năng sẽ bằng:
△A = △P.t
Nhƣng thực tế phụ tải đƣờng dây của mạng điện luôn luôn thay đổi theo thời
gian, vì vậy dùng phƣơng pháp tích phân để tính tốn tổn thất điện năng:
(1.26)
Thơng thƣờng △P là một hàm số phúc tạp của thời gian t, rất khó tính tốn,
biểu thức (1.26) chỉ mang tính lý thuyết. Do đó, ngƣời ta phải dùng các phƣơng
pháp khác nhau nhƣ: xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải, xác định tổn
thất điện năng theo thời gian tổn thất cơng suất lớn nhất ....
Trong nội dung đề tài trình bày và áp dụng phƣơng pháp xác định tổn thất
điện năng theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Đây là phƣơng pháp đơn giản
thuận tiện nhất. Trong các trạng thái, ta chọn trạng thái có tổn thất cơng suất lớn
nhất, và ta tính tổn thất cơng suất ở trạng thái này gọi là △Pmax.

Vậy tổn thất điện năng trong một năm bằng tích số của △Pmax với thời gian
tổn thất công suất lớn nhất :

△A = △Pmax.

24