Tính Toán Lựa Họn Ấu Trú Hợp Lý Ủa Mạng Điện Địa Phương.pdf

NGUYỄN NGỌC TUẤN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGÀNH : HỆ THỐNG ĐIỆN
HỆ THỐNG ĐIỆN

TÍNH TỐN LỰA CHỌN CẤU TRÚC HỢP LÝ
CỦA MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG

NGUYỄN NGỌC TUẤN

2004 - 2006
Hà Nội
2006

HÀ NỘI 2006

Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131564111000000


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

TÍNH TỐN LỰA CHỌN CẤU TRÚC HỢP LÝ
CỦA MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG

NGÀNH : HỆ THỐNG ĐIỆN
MÃ SỐ : 02-06-07
NGUYỄN NGỌC TUẤN

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN LÂN TRÁNG

HÀ NỘI 2006


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
Trang
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Mở đầu .............................................................................................................................

1

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG VÀ CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN ĐỊA
PHƯƠNG
1.1. Giới thiệu chung .....................................................................................................

4

1.2. Mục đích sử dụng điện ở mạng điện địa phương ...................................................

5

1.3. Các đặc điểm phụ tải địa phương ...........................................................................

6

1.3.1. Đối với khu vực nông thôn .........................................................................

6

1.3.2. Đối với khu vực đô thị .................................................................................

8

1.4. Các đặc điểm lưới điện địa phương .........................................................................

9

1.4.1. Hiện trạng lưới trung áp ......................................................................... …

9

1.4.2. Điện áp và dòng điện .................................................................................. 10
1.4.3. Kết cấu lưới điện ....................................................................................... 11
1.4.3.1. Lưới điện 35 kV ............................................................................ 11
1.4.3.2. Lưới điện 22 kV ............................................................................ 12

1.4.3.3. Lưới điện (6, 10) kV ...................................................................... 13
1.4.3.4. Lưới điện 380/220 V ..................................................................... 14
1.4.4. Nhận xét....................................................................................................... 14
1.5. Kết luận .................................................................................................................... 16
CHƯƠNG II
MỘT SỐ DẠNG CẤU TRÚC, SƠ ĐỒ SỬ DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN ĐỊA
PHƯƠNG
2.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 17
2.2. Một số dạng sơ đồ nối dây cơ bản ........................................................................... 18
2.2.1. Sơ đồ nối dây dạng hình tia ......................................................................... 18

Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

2.2.2

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Sơ đồ nối dây loại nối liên thông ................................................................. 19

2.2.3. Sơ đồ nối dây loại mạch vịng kín ............................................................... 20
2.2.4. Phạm vi sử dụng các loại sơ đồ nói trên ...................................................... 21
2.3. Sơ đồ lưới phân phối trung áp trên không ............................................................... 22
2.4. Lưới phân phối cáp trung áp .................................................................................... 23
2.5. Sơ đồ hệ thống phân phối điện ................................................................................ 25
2.6. Sơ đồ lưới phân phối hạ áp ...................................................................................... 26
2.7. Kết luận .................................................................................................................... 27
CHƯƠNG III

TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THAM SỐ TỐI ƯU CỦA MẠNG ĐIỆN ĐỊA
PHƯƠNG
3.1. Xác định điểm phân cơng suất trong mạng kín ....................................................... 28
3.2. Phân đoạn đường dây trong mạng hình tia (cây) ..................................................... 31
3.2.1. Đường dây không phân nhánh..................................................................... 32
3.2.2. Đường dây phân nhánh................................................................................ 35
3.2.3. Chọn vị trí đặt của cơ cấu phân đoạn .......................................................... 35
3.3. Mật độ dòng điện kinh tế ......................................................................................... 37
3.4. Khoảng chia kinh tế của đường dây cao áp ............................................................. 42
3.5. Khoảng chia kinh tế của đường dây hạ áp ............................................................... 44
3.6. Xây dựng một số đường cong chi phí tính tốn....................................................... 45
3.7. Chọn cấp điện áp tối ưu ........................................................................................... 48
3.8. Kết luận .................................................................................................................... 49
CHƯƠNG IV
MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÌM VÀ LỰA CHỌN THÔNG SỐ, CẤU TRÚC HỢP LÝ
CỦA LƯỚI ĐIỆN
4.1. Đặt bài toán xác định cấu trúc tối ưu lưới điện........................................................ 50
4.2. Phương pháp nhánh và cận để xác định cấu trúc tối ưu của lưới điện ................... 50
4.2.1. Xây dựng hàm mục tiêu .............................................................................. 50
4.2.2. Thuật tốn tìm cấu trúc tối ưu của lưới điện bằng phương pháp nhánh và
cận................................................................................................................ 54
4.2.3. Xét bài tốn tổng qt có n 1 nguồn và n 2 phụ tải........................................ 60

Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

4.3. Phương pháp thu hẹp từng bước xác định cấu trúc tối ưu của lưới điện ................. 64
4.3.1. Cơ sở toán học của phương pháp ............................................................... 64
4.3.2. Nhận xét....................................................................................................... 69
4.4. Xây dựng sơ đồ nối điện tối ưu ............................................................................... 70
4.4.1. Phương pháp hệ số phương án .................................................................... 70
4.4.2. Phương pháp mở rộng từng bước ................................................................ 71
4.4.3. Ví dụ sơ đồ nối điện tối ưu theo phương pháp mở rộng từng bước ............ 74
4.5. Lựa chọn thông số cấu trúc hợp lý bằng giản đồ khoảng chia kinh tế ................... 77
4.5.1

Các giả thiết và quy ước chung cho bài toán ............................................... 77

4.5.2. Tóm tắt bài tốn lựa chọn thơng số cấu trúc HTCCĐĐT............................ 80
4.5.2.1. Nội dung bài toán .......................................................................... 80
4.5.2.2. Các ràng buộc được xác lập trong tính tốn .................................. 80
4.5.2.3. Sơ đồ khối các bước lựa chọn thông số cấu trúc HTCCĐĐT
hợp lý ............................................................................................. 81
4.5.3. Tính tốn lựa chọn thơng số cấu trúc lưới điện hạ áp ................................. 82
4.5.4. Lựa chọn thông số cấu trúc LHA theo giản đồ khoảng chia kinh tế sử
dụng hàm chi phí vịng đời .......................................................................... 84
4.5.5. Lựa chọn cấu trúc hợp lý lưới điện trung áp trong HTCCĐĐT theo giản
đồ khoảng chia kinh tế................................................................................. 89
4.6. Kết luận .................................................................................................................... 90
CHƯƠNG V
ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP HÌNH HỌC ĐỂ TÌM CẤU TRÚC HỢP LÝ CỦA MẠNG
ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG
5.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 91
5.2. Tìm cấu trúc hợp lý của lưới điện phân phối bằng phương pháp hình học ............ 91
5.2.1. Đặt bài toán................................................................................................. 91
5.2.2. Cấu trúc lưới phân phối có xét tới ràng buộc về lãnh thổ .......................... 92

5.2.3. Xác định cấu trúc lưới phân phối có đường đi ngắn nhất bằng phương
pháp hình học ............................................................................................. 97
5.2.4. Phương pháp hình học xác định cấu trúc lưới ngắn nhất có 4 điểm........... 99

Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

5.2.5. Xác định cấu trúc lưới phân phối có chi phí quy dẫn cực tiểu bằng
phương pháp hình học ................................................................................ 101
5.2.5.1. Cấu trúc của lưới cực tiểu chi phí quy dẫn có 3 điểm ...................101
5.2.5.2. Cấu trúc của lưới cực tiểu chi phí quy dẫn có 4 điểm ...................103
5.3. Ví dụ áp dụng tìm cấu trúc hợp lý bằng phương pháp hình học ............................ 104
5.4. Áp dụng phương pháp hình học tìm cấu trúc lưới phân phối thành phố Bắc
Giang....................................................................................................................... 112
5.4.1. Giới thiệu chung về thành phố Bắc Giang ..................................................112
5.4.2. Hiện tạng hệ thống cung cấp điện ...............................................................113
5.5. Giới thiệu về lộ sau trung gian Bắc Giang hiện tại................................................. 113
5.5.1. Sơ đồ một sợi lộ sau trung gian Bắc Giang ................................................ 113
5.5.2. Số liệu về chiều dài và loại dây của lộ ...................................................... 115
5.5.3

Xác định khu vực cần cải tạo cấu trúc lưới lộ sau trung gian Bắc Giang.. 117

5.5.4. Trình tự xây dựng cấu trúc lưới cho các cụm lưới ..................................... 118
5.5.5. Số liệu phụ tải của các cụm lưới cần cải tạo cấu trúc ................................. 118
5.5.6. Xây dựng lưới có đường đi ngắn nhất ........................................................ 119

5.6. Kết luận ....................................................................................................................125
Kết luận chung của luận văn ............................................................................................ 126
Tài liệu tham khảo............................................................................................................ 127
PHỤ LỤC

Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ĐDHA

Đường dây hạ áp

ĐDRN

Đường dây rẽ nhánh

ĐDTA

Đường dây trung áp

ĐDTC

Đường dây trục chính

HTCCĐĐT

Hệ thống cung cấp điện đô thị

LPP

Lưới phân phối

MBA

Máy biến áp

MBAPP

Máy biến áp phân phối

TBAPP

Trạm biến áp phân phối

TBATG

Trạm biến áp trung gian

TTG

Trạm trung gian

Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1.

Hệ số phụ thuộc vào số lượng dây dẫn

Bảng 3.2.

Quan hệ giữa F, d và µ

Bảng 3.3.

Giới hạn trên và dưới trong khoảng chia kinh tế đường dây
10kV

Bảng 3.4.

Vốn đầu tư và điện trở của các loại dây dẫn

Bảng 3.5.

Kết quả tính tốn chi phí Z của đường dây 22 kV

Bảng 4.1.

Số liệu về công suất và khoảng cách giữa các điểm tải

Bảng 4.2.

Suất chi phí tính toán tương ứng với phụ tải các điểm

Bảng 4.3.

Kết quả tính các giá trị Z ij

Bảng 5.1.

Danh sách các Phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy

Bảng 5.2.

Số lượng và cơng suất các trạm biến áp phân xưởng

Bảng 5.3.

Tính tốn chọn tiết diện cáp và các thơng số các cụm lưới

Bảng 5.4.

Kết quả tính tốn của các cụm có đường đi ngắn nhất

Bảng 5.5.

Chiều dài và loại dây của lộ sau trung gian Bắc Giang

Bảng 5.6.

Số liệu các nút tải lộ sau trung gian Bắc Giang

Bảng 5.7.

Số liệu tính tốn các cụm lưới có đường đi ngắn nhất

Bảng 5.8.

Số liệu tính tốn các cụm lưới có đường đi ngắn nhất

Bảng 5.9.

Một số chỉ tiêu của lưới theo sơ đồ cũ và sơ đồ mới

Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 2.1.

Sơ đồ nối dây hình tia

Hình 2.2.

Sơ đồ nối dây liên thơng

Hình 2.3.

Các sơ đồ nối dây mạch vịng kín

Hình 2.4.

Sơ đồ lưới phân phối trên khơng hình tia (cây)

Hình 2.5.

Các dạng sơ đồ lưới phân phối cáp

Hình 2.6.

Sơ đồ lưới phân phối cáp khi mật độ trạm phân phối cao

Hình 2.7.

Sơ đồ hệ thống phân phối điện

Hình 2.8.

Sơ đồ phân phối hạ áp

Hình 3.1.

Sơ đồ xác định cơng suất trên các nhánh

Hình 3.2.

Mạng kín tách thành hai mạng hở

Hình 3.3.

Đường dây khơng phân nhánh khơng và có đặt phân đoạn

Hình 3.4.

Đường dây phân nhánh

Hình 3.5.

Đường cong chi phí quy đổi, xác định khoảng chia kinh tế
của đường dây

Hình 3.6 .

Đường cong xác định chi phí tính tốn của đường dây
22kV

Hình 4.1.

Graph đầy đủ

Hình 4.2.

Cây của graph

Hình 4.3.

Graph đầy đủ

Hình 4.4.

Cây của graph

Hình 4.5.

Cây phương án

Hình 4.6.

Thuật tốn nhánh và cận

Hình 4.7.

Sơ đồ khối của thuật tốn

Hình 4.8.

Sơ đồ nối tối ưu xác định theo hệ số phương án với λ = 0

Hình 4.9.

Vị trí các điểm trên mặt bằng

Hình 4.10. Sơ đồ nối điện theo phương pháp mở rộng từng bước
Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hình 4.11. Sơ đồ khối các bài tốn lựa chọn thơng số cấu trúc
HTCCĐĐT
Hình 4.12. Cấu trúc trạm biến áp phân phối đơ thị lý tưởng
Hình 5.1.

Các đoạn lưới trong điều kiện hạn chế về địa hình của xí
nghiệp hoặc đơ thị

Hình 5.2.

Lưới ngắn nhất của 3 điểm (1,2,3) trong điều kiện hạn chế
về lãnh thổ

Hình 5.3.

Miền cấu trúc cực tiểu

Hình 5.4.

Xây dựng lưới ngắn nhất có 3 điểm

Hình 5.5.

Xây dựng lưới có đường đi ngắn nhất có 4 điểm

Hình 5.6.

Xây dựng lưới cực tiểu chi phí quy dẫn có 3 điểm bất kỳ

Hình 5.7.

Lưới 4 nút có chi phí cực tiểu

Hình 5.8.

Sơ đồ mặt bằng các phân xưởng trong nhà máy

Hình 5.9.

Sơ đồ bố trí các trạm biến áp phân xưởng

Hình 5.10. Các sơ đồ minh hoạ cho phương pháp hình học
Hình 5.11. Sơ đồ một sợi lộ sau trung gian Bắc Giang
Hình 5.12. Tính tốn cho cụm lưới 1
Hình 5.13. Sơ đồ lộ sau trung gian Bắc Giang sau khi cải tạo cấu trúc
lưới

Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

MỞ ĐẦU

M.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, hệ thống điện Việt Nam trong
những năm qua đã và đang phát triển nhanh cả về qui mô lẫn cơng nghệ. Bên
cạnh việc hình thành các đường dây truyền tải để liên kết giữa các khu vực,
lưới điện phân phối cũng phát triển nhanh theo sự phát triển của các khu kinh
tế, khu công nghiệp và các khu đô thị mới...
Ở Việt Nam lưới điện trung áp đang tồn tại nhiều cấp điện áp khác
nhau: 6, 10, 15, 22, 35 kV theo chủ trương của Tổng công ty Điện lực Việt
Nam là từng bước chuyển đổi sang cấp 22 kV có trung tính trực tiếp nối đất.
Mạng điện địa phương là mạng điện phân phối cho một địa phương
hoặc cho một khu vực phụ tải không lớn lắm ví dụ như một tỉnh, một khu vực
nhỏ như khu công nghiệp, vùng mỏ, nông trường lớn, ngoại ô các thành phố
và mạng điện thành phố. Người ta hay sử dụng lưới trung áp tức là lưới có
cấp điện áp 6, 10, 22, 35 kV để phân phối điện cho các trạm phân phối trung
áp/hạ áp và phụ tải trung áp.
M.2. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Việc cấp điện cho các khu vực kinh tế và sinh hoạt là rất đa dạng với
những đặc thù rất khác nhau. Người làm công tác thiết kế quy hoạch cần khảo
sát, phân tích, cân nhắc kỹ đặc điểm, nhu cầu của từng khu vực, từng đối
tượng mới có thể đưa ra được một phương án, một cấu trúc lưới điện hợp lý.
Bài tốn tìm cấu trúc hợp lý lưới điện phân phối là một bài toán cơ bản
thường gặp trong công tác thiết kế và cải tạo mạng điện có cấp điện áp từ 35
kV trở xuống. Lưới điện có cấu trúc tối ưu bao gồm các nhánh nối giữa các
nút phụ tải và các nút nguồn đã cho trước, đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật
cũng như các chỉ tiêu kinh tế là tốt nhất.
Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Để có một lưới điện hợp lý và kinh tế, điều đặc biệt quan trọng là phải
nghiên cứu các quy luật xây dựng lưới cung cấp và phân phối để đề phịng các
sai sót có thể có khi thết kế xây dựng lưới điện và cho phép đạt được hiệu quả
kinh tế cao và cho phép nhanh chóng tìm được phương án hợp lý.
Luận văn tập trung vào nghiên cứu tính toán lựa chọn cấu trúc hợp lý
của mạng điện địa phương với mục đích chủ yếu là:
- Tính tốn lựa chọn các tham số hợp lý đối với các sơ đồ mà hiện nay
trong mạng điện địa phương đang sử dụng.
- Áp dụng một số phương pháp để tính tốn lựa chọn được một cấu trúc
hợp lý sao cho đảm bảo cung cấp điện một cách hợp lý nhất, đảm bảo được
các yêu cầu về kinh tế cũng như kỹ thuật.
M.3. NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN
Với mục tiêu trên, luận văn thực hiện theo bố cục nội dung sau:
- Chương 1: Tổng quan về mạng điện địa phương và cấu trúc lưới điện
địa phương
- Chương 2: Một số dạng cấu trúc, sơ đồ sử dụng trong mạng điện địa
phương
- Chương 3: Tính tốn xác định một số tham số tối ưu của mạng điện
địa phương
- Chương 4: Một số phương pháp lựa chọn thông số, cấu trúc hợp lý
của lưới điện
- Chương 5: Ứng dụng phương pháp hình học để tìm cấu trúc hợp lý
của mạng điện địa phương
Sau một thời gian nghiên cứu, đến nay luận văn đã hoàn thành. Tác giả
xin bày tỏ lịng biết ơn của mình đối với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo TS.
Nguyễn Lân Tráng. Xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy, cô giáo trong

Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Bộ môn Hệ thống điện - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện
giúp đỡ trong suốt qúa trình tham gia khóa học. Xin chân thành cảm ơn Trung
tâm đào tạo sau đại học, bạn bè đồng nghiệp và người thân đã tạo điều kiện
giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này.
Do hạn chế về thời gian, trình độ nên luận văn khơng thể tránh khỏi sai
sót. Tác giả rất mong nhận được những chỉ dẫn, góp ý của các thầy, cô giáo
cũng như các đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.

Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


4
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG VÀ CẤU
TRÚC LƯỚI ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Mạng điện địa phương là mạng điện phân phối cho một địa phương

hoặc cho một khu vực phụ tải khơng lớn lắm ví dụ như một tỉnh, một khu vực
nhỏ như khu công nghiệp, vùng mỏ, nông trường lớn, ngoại ô các thành phố
và mạng điện thành phố. Thông thường để phân phối điện năng trong mạng
điện địa phương người ta hay sử dụng lưới trung áp tức là lưới có cấp điện áp
6, 10, 22, 35 kV để phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp/hạ áp và
các phụ tải trung áp; lưới hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220 V.
Do mạng điện địa phương là mạng điện trực tiếp phân phối điện năng
cho các phụ tải nên mạng điện địa phương không ngừng phát triển theo phụ
tải. Chính vì vậy cho nên cơng tác quy hoạch và thiết kế mạng điện địa
phương cũng cần phải tiến hành liên tục.
Sau khi đã có quy hoạch về lưới điện khu vực, người ta mới tiến hành
quy hoạch và thiết kế mạng điện địa phương. Mục đích của quy hoạch mạng
điện địa phương là xác định nhu cầu điện năng của địa phương trong tương lai
theo thời gian dự định làm quy hoạch, dựa trên kết cấu của mạng điện khu
vực, các phụ tải dự kiến của địa phương và dựa vào kết cấu sẵn có từ trước để
tiến hành lựa chọn phương án tối ưu. Sau đó, trên cơ sở của mạng điện đã
chọn, tiến hành các bước tính toán kinh tế kỹ thuật như lựa chọn sơ đồ đấu
dây, vạch các tuyến đường dây, xác định tiết diện dây dẫn, lựa chọn máy biến
áp, tính tốn các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện vừa thiết kế.
Việc quy hoạch và xác định được một cấu trúc hợp lý của mạng điện
địa phương có liên quan đến rất nhiều quy hoạch khác như quy hoạch dân cư,

Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


5
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

quy hoạch đô thị, quy hoạch phát triển nông thôn, quy hoạch phát triển công
nghiệp và thủ công nghiệp địa phương và đặc biệt quan trọng là nó có liên
quan trực tiếp tới mạng điện sẵn có từ trước đó là các điểm đấu vào mạng
điện khu vực, vị trí và công suất của các trạm biến áp trung gian, kết cấu cụ
thể của các đường dây tải điện, các bộ phận trong lưới điện đó… cần đánh giá
được khả năng mang tải của mạng điện bao gồm khả năng mang tải của các
trạm biến áp và khả năng mang tải của đường dây cũ như thế nào để khi đưa
một nhánh nào đó cung cấp cho phần phụ tải phát triển thêm vào lưới điện để
vẫn đảm bảo được các tiêu chuẩn về kinh tế cũng như kỹ thuật.
Các số liệu đầu vào của công tác quy hoạch và lựa chọn cấu trúc của
mạng điện địa phương ảnh hưởng rất nhiều đến độ chính xác của bản quy
hoạch và thiết kế nên cần coi trọng công tác thu thập và xử lý số liệu.
Việc quy hoạch và lựa chọn được một cấu trúc mạng điện địa phương
một cách hợp lý và hồn chỉnh sẽ khơng ngừng giúp địa phương có được
những định hướng phát triển kinh tế xã hội ở địa phương mà cịn giúp cho
trung ương có những số liệu chính xác để hiệu chỉnh quy hoạch tổng thể tốt
hơn.
Việc lập quy hoạch mạng điện địa phương ở nước ta hiện nay còn chưa
được coi trọng đúng mức nên cịn gặp phải một số khó khăn như: nhiều hệ số,
chỉ tiêu, tiêu chuẩn chưa xác định rõ ràng, các số liệu thống kê cịn thiếu và
chưa chính xác, các quy hoạch khác của địa phương và mạng điện sẵn có ở
địa phương cịn chắp vá, chưa đồng bộ.
1.2. MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG ĐIỆN Ở MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG
Nhìn chung đối với khu vực địa phương điện năng được sử dụng vào
các mục đích:
- Chiếu sáng gia đình, cơng cộng (thường dùng đèn huỳnh quang, sợi
đốt, hoặc dùng đèn compact).
Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006

6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

- Phục vụ nhu cầu gia dụng (thường sử dụng điện để chạy quạt, tủ lạnh,
điều hồ khơng khí, đun nấu, bàn là, các thiết bị nghe nhìn, giải trí…).
- Phục vụ nhu cầu sản xuất và xây dựng kinh tế hộ gia đình: sử dụng
nguồn điện năng để chạy động cơ sản xuất chế biến gỗ, máy dệt kéo tơ, máy
kem đá và máy bơm nhỏ gia đình để tưới vườn, bơm nước phục vụ sinh
hoạt…
- Phục vụ cho phát triển nông nghiệp nông thôn: dùng chạy động cơ
cho các trạm bơm tưới, tiêu tập trung, cho máy xay sát, chế biến thức ăn gia
súc.
- Phục vụ cho phát triển công nghiệp địa phương: cấp điện cho các cơ
sở rèn đúc cơ khí, nhà máy chế biến thức ăn, chế biến gỗ, các sản phẩm nông
lâm, nghiệp… và các cơ sở kinh tế khác.
1.3. CÁC ĐẶC ĐIỂM PHỤ TẢI ĐỊA PHƯƠNG
1.3.1. Đối với khu vực nông thôn
Phụ tải điện khu vực nông thôn mang những đặc thù riêng biệt do ảnh
hưởng của nhiều yếu tố, cho nên việc nghiên cứu các đặc điểm của phụ tải
khu vực này nhằm tính tốn và dự báo chính xác giá trị của nó là vấn đề quan
trọng và cần thiết.
Phụ tải khu vực nơng thơn là đại lượng có tính biến thiên ngẫu nhiên và
có đặc điểm quan trọng nữa là nó mang tính mùa vụ và thời tiết trong năm.
Phụ tải thường đạt giá trị cực đại vào thời gian chính vụ, mùa hạn hay úng lụt.
Ở các thời điểm khác lưới điện thường làm việc non tải. Sự chênh lệch giữa
phụ tải cực đại và cực tiểu ở khu vực này là rất lớn. Đặc điểm này có ý nghĩa
vơ cùng quan trọng đối với việc quy hoạch và thiết kế lưới điện cho khu vực
nông thôn. Ở khu vực nông thôn thông thường nhu cầu cho chiếu sáng và tiêu

dùng dân cư chiếm tới 80÷85%, nhu cầu cho bơm tưới chiếm 5÷10%, nhu cầu
cho sản xuất và dịch vụ thường chiếm khoảng 5÷10%.
Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


7
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hầu hết các phụ tải phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và gia dụng ở địa
phương là phụ tải một pha vận hành ở điện áp định mức 220 V. Từ các thiết
bị chiếu sáng, nghe nhìn, đun nấu, máy lạnh đến các động cơ xay sát, chế biến
thức ăn gia súc, máy bơm nước phục vụ gia đình, đều là các phụ tải một pha
có cơng suất tiêu thụ điện từ 10 W đến 1 kW và có thể cao hơn nữa. Các phụ
tải này đều có điện áp định mức là 220 V, hoạt động trong điều kiện dao động
điện áp từ -10% đến +5%, có thể hoạt động được khi điện áp tụt xuống -15%
trong điều kiện hiệu suất thấp, tổn thất năng lượng cao và tuổi thọ bị giảm
nhiều.
Phụ tải phục vụ cho nhu cầu gia dụng ở nông thôn sử dụng điện áp 3
pha chủ yếu là các loại động cơ có cơng suất từ 5÷10 kW đó là các động cơ
các máy xay sát, cưa xẻ, chế biến thức ăn gia súc… Các động cơ này thường
xuất hiện ở khu vực đồng bằng hoặc các vùng ven thị xã, những khu vực có
đời sống kinh tế cao, năng lực sản xuất lớn, khả năng lưu thơng hàng hố
thuận lợi. Về thực chất các loại động cơ này trên thị trường có cả loại 3 pha
và một pha để phục vụ cho các đối tượng thích ứng với các nguồn điện hiện
có. Khu vực miền Nam sử dụng hầu hết sử dụng loại một pha, khu vực miền
Bắc sử dụng hỗn hợp cả 3 pha và một pha.
Đối với các khu vực nông thôn miền núi thì hầu hết sử dụng thiết bị
một pha, các hộ đăng ký sử dụng 3 pha chủ yếu là ở các thị xã, thị trấn và các

trung tâm cụm xã, những khu vực rất thuận lợi cho giao thông và giao lưu
hàng hố với số lượng rất ít.
Các phụ tải 3 pha ở nông thôn hiện nay chủ yếu là các trạm bơm tưới
tiêu tập trung, công suất phổ biến các động cơ là 14÷250 kW và các động cơ
cỡ vừa và lớn phục vụ cho công nghiệp địa phương như các cơ sở chế biến
thức ăn gia súc chế biến gỗ và các cơ sở tiểu thủ công nghiệp. Các phụ tải
bơm tưới tiêu thường đặt ở xa dân cư và thường xuất hiện nhiều ở khu vực
Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


8
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

đồng bằng. Ở các khu vực miền núi và trung du số lượng các trạm bơm này
rất ít vì chủ yếu tưới tiêu tự chảy. Các phụ tải công nghiệp địa phương thường
phát triển ở khu vực nông thôn đồng bằng khu vực trung tâm cụm xã và trung
tâm các xã trung du, miền núi.
Như vậy khu vực nông thôn trừ những trạm bơm tập trung, những cơ
sở sản xuất tiểu thủ cơng nghiệp quy mơ vừa và nhỏ thì hầu hết các phụ tải là
phụ tải một pha hoặc có thể chuyển sang một pha được.
1.3.2. Đối với khu vực đô thị
Về phương diện sử dụng điện năng đô thị là một phụ tải điện rất lớn, đa
dạng và là nơi tập trung cơng nghiệp, dân cư… có liên quan chặt chẽ đến các
lĩnh vực khác như giao thông, xây dựng, văn hố xã hội, bảo vệ mơi trường và
có mật độ phụ tải (kVA/km2 ) rất cao do đó lưới điện ngắn, tiết diện dây lớn,
thời gian sử dụng công suất lớn nhất của phụ tải khá lớn và cũng nằm trong
một dải rất rộng (3000-5000 giờ/năm) mật độ trạm nguồn và trạm phân phối
dày đặc, lưới đô thị thường hay sử dụng là lưới cáp.

Cấu trúc phụ tải điện đô thị chủ yếu bao gồm công nghiệp, tiểu thủ
công nghiệp, giao thông, sinh hoạt dân dụng và các cơng trình xã hội, nơng
nghiệp ngoại thành với tỷ lệ tuỳ theo mức độ phát triển đô thị.
Một đặc trưng của đô thị là công nghiệp và dân số tăng nhanh dẫn đến
mức thâm nhập rất nhanh của điện năng vào các mặt xã hội, cần phải tính đến
điều đó khi quy hoạch, thiết kế và quản lý lưới điện đơ thị.
Trong phụ tải điện đơ thị, ngồi các xí nghiệp công nghiệp, phải xét
đến một bộ phận quan trọng là dân cư đô thị. Ở bộ phận này gồm 2 loại phụ
tải điện: nhà ở và những cơ sở văn hố - xã hội. Mỗi loại có quy luật riêng về
nhu cầu điện vì vậy phải dùng các phương pháp khác nhau để xác định. Nhu
cầu điện nhà ở phụ thuộc sinh hoạt của dân cư, mức độ điện khí hố thiết bị
gia đình. Nhu cầu điện ở khu vực cơ sở công cộng chịu ảnh hưởng bởi những
Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


9
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

đặc điểm công nghệ: loại cơ quan, bệnh viện, khách sạn… Tuy nhiên cả hai
khu vực đều chịu chi phối bởi quy luật ngẫu nhiên, tổng hợp các nhiều yếu tố
không xác định trước như: thời tiết, ngày nghỉ, ngày lễ…
1.4. CÁC ĐẶC ĐIỂM LƯỚI ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG
1.4.1. Hiện trạng lưới trung áp
Lưới trung áp Việt Nam hiện nay tồn tại 5 cấp điện áp. Theo km đường
dây lưới 35 kV chiếm 28,1%; lưới 22 kV chiếm 31,9%; lưới 15 kV chiếm
20,2%; lưới 10 kV chiếm 16%; lưới 6 kV chiếm 3,9%.
Tại miền Bắc, lưới trung áp sử dụng chủ yếu ở các cấp 35, 22, 10, 6
kV. Trong đó theo km đường dây, lưới 35 kV chiếm tỷ trọng 56,2%; lưới 22

kV chiếm 7,2%; lưới 10 kV chiếm 30%; lưới 6 kV chiếm 6,6%. Trong thời
gian qua, theo Quyết định số 149NL/KHKT chọn cấp điện áp chuẩn lưới
trung áp cho toàn quốc là 22 kV và trong giai đoạn quá độ khu vực miền núi
có thể sử dụng cấp điện áp 35 kV, việc chuyển đổi cấp điện áp 6, 10 kV về
cấp điện áp 22 kV rất chậm, trừ các khu vực thành phố, thị xã có dự án lớn về
việc chuyển đổi cấp điện áp 22 kV, các khu vực khác lưới 22 kV hầu như
không phát triển được.
Chất lượng lưới trung áp khu vực miền Bắc bị xuống cấp; lưới 6, 10
kV, các trạm trung gian bị quá tải; mang tải cuộn dây 22 kV ở trạm nguồn
non tải, dẫn tới lưới 35 kV phát triển rất nhanh (bình quân trên 15%/năm).
Tại miền Nam, lưới trung áp sử dụng chủ yếu ở các cấp 35, 22, 15, 6
kV. Trong đó theo km đường dây, lưới 35 kV chiếm 2%; lưới 22 kV chiếm
53,7%; lưới 15 kV chiếm 44%; lưới 6 kV chiếm 0,3%. Chất lượng lưới trung
áp khu vực miền Nam có chất lượng tốt hơn lưới miền Bắc, lưới điện được
xây dựng theo quy chuẩn 22 kV, tiết diện dây lớn để dự phòng cho các năm
tiếp theo. Hiện nay, trừ khu vực TP. Hồ Chí Minh, hầu hết các tỉnh phía Nam
tới năm 2007 lưới trung áp về cơ bản chuyển thành lưới 22 kV.
Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006


10
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tại miền Trung, lưới trung áp tồn tại ở cả 5 cấp điện áp 35, 22, 15, 10,
6 kV. Trong đó theo km đường dây, lưới 35 kV chiếm 15%, lưới 22 kV chiếm
46%, lưới 15 kV chiếm 18%, lưới 10 kV chiếm 16,1%, lưới 6 kV chiếm
4,9%. Lưới trung áp khu vực miền Trung chủ yếu phát triển sau năm 1994, do
vậy về cơ bản lưới điện được xây dựng theo tiêu chuẩn lưới 22 kV (nếu tính

cả lưới vận hành và xây dựng theo tiêu chuẩn 22 kV chiếm tỷ trọng từ 80%
đến 90%), chất lượng lưới trung áp tốt.
1.4.2. Điện áp và dịng điện
Như trên đã trình bày lưới điện phân phối các mạng điện hiện nay chủ
yếu là lưới có điện áp định mức 6, 10, 15 (ở khu vực miền Trung và miền
Nam), 22, 35 kV và có cả lưới 3 kV sử dụng trong các khu vực mỏ và các phụ
tải chuyên dùng khác.
Dao động điện áp trên lưới vào lúc cao điểm, thấp điểm ở một vị trí
thường trong khoảng 1÷3%. Chênh lệch điện áp đầu và cuối mỗi đường dây
rất cao với đường dây dài, phụ tải lớn có thể lệch đến +15%.
Đối với các phụ tải tập trung như các thành phố, thị xã khu cơng
nghiệp, do có nhiều phụ tải 3 pha và các phụ tải một pha được phân bố cơ học
tương đối đều. Do vậy lưới điện trung áp làm việc trong những điều kiện mất
đối xứng về dòng và áp đều nhỏ. Chế độ điện áp trên lưới chủ yếu là sự chênh
lệch điện áp đầu và cuối đường dây và sự dao động lúc cao điểm và thấp
điểm.
Đối với khu vực phân tán như ở khu vực nông thôn: các phụ tải 3 pha
chiếm tỷ lệ rất ít mà hầu hết là các phụ tải 1 pha. Do trình độ quản lý thấp nên
việc phân bố tải một pha trên lưới 3 pha còn chưa hợp lý cả về thời gian và
khơng gian. Chính vì vậy mà lưới điện trung áp khu vực nông thôn thường
chịu sự mất đối xứng về dòng cao hơn mặc dù sự mất đối xứng về áp là thấp.
Tuy các sự mất đối xứng về áp là thấp song vì các đường dây dài và các phụ
Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006