đề tài phân tích chế độ trung tính của lưới điện trung áp và ảnh hưởng của nó tới việc bảo vệ an toàn trong lưới trung








Luận văn

Đề tài: Phân tích chế độ
trung tính của lưới điện
trung áp và ảnh hưởng của
nó tới việc bảo vệ an toàn
trong lưới trung áp
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 1 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
M
ỤC LỤC
Trang

M
Ụ
C L
Ụ
C 1
CÁC CH
Ữ VIẾT
T
ẮT
4
DANH M
ỤC CÁC BẢNG
5
DANH M
ỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
6
M
Ở ĐẦU
9
A. Lý do ch
ọn đề tài
9
B. Đ
ố
i tư
ợng và phạm vi nguyên cứu
10
C. M
ục tiêu
10

D. Bố cục đề tài 10
Chương I: T
ỔNG QUAN VỀ LƯỚI TRUNG ÁP
11
1.1. H
ệ thống
điện và lưới điện
11
1.1.1. Khái ni
ệm
11
1.1.2. Lư
ới hệ thống
11
1.1.3. Lư
ới điện truyền tải
11
1.1.4. Lư
ới
điện trung áp phân phối
12
1.2. Tổng quan về lưới điện phân phối 13
1.2.1. Khái quát v
ề l
ưới điệ
n phân ph
ối trong hệ thống
điện
13
1.2.2. Đ

ặc điểm của lưới điện phân phối
14
1.2.3. Các lo
ạ
i sơ đ
ồ l
ưới trung áp phân phối
15
1.3. Th
ực tế lưới điện trung áp phân phối hiện nay
22
1.3.1. Sơ đ
ồ l
ưới phân phối trung áp nông thôn
22
1.3.2. Sơ đ
ồ lưới phân p
h
ối trung áp thành phố, xí nghiệp
23
1.4. Kh
ả năng mang tải của lưới điện trung áp phân phối
24
Chương II: CÁC GI
ẢI PHÁP NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG
ĐI
ỆN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦACHÚNG
28
Đ
Ồ ÁN TỐT

NGHI
ỆP
- 2 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
2.1. Khái niệm chung 28
2.1.1. Khái ni
ệm
điểm trung tín
h 28
2.1.2. Sơ lư
ợc về lị
ch s
ử phát triển các chế độ trung tính
29
2.1.3. T
ạo
điểm trung tính
29
2.2. Tình tr
ạng làm việc của từng phương thức
31
2.2.1. M
ạng 3 pha trung tính cách
điện đối với đất
31
2.2.2. M
ạng điện 3 pha trung tính nối đất qua cuộn dập

h
ồ quang
36
2.2.3. M
ạng điện 3 pha trung tính nối đất trực tiếp
42
2.2.4. H
ệ thống nối đất hiệu quả
43
Chương III: PHÂN TÍCH VÀ L
ỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG
TH
ỨC NỐI ĐẤT LƯỚI TRUNG ÁP
48
3.1. Những vấn đề về nối đất điểm trung tính của HT 48
3.1.1. Ng
ắn mạch 1 pha tron
g HT trung tính tr
ục tiếp nối đất
48
3.1.2. Ch
ạm
đất 1 pha trong HT điểm trung tính không nối đất
50
3.2. So sánh ch
ế độ làm việc của trung tính mạng điện
trong lư
ới
điện trung áp phân phối
51

3.2.1. K
ết cấu mạch điện
51
3.2.2. Ch
ế
độ vận hành
52
3.2.3. Hậu quả của từng loại 52
3.3. Các ch
ỉ tiêu c
ơ bản để lựa chọn phương thức nối đất
lư
ới trung áp
53
3.3.1. Các ch
ỉ tiêu kỹ thuật
53
3.3.1.1. Ch
ỉ tiêu cách điện
53
3.3.1.2. Ch
ỉ tiêu về chế
độ làm việc
53
3.3.2. Ch
ỉ tiêu về chế độ quản lý vận hành
55
3.3.2.1. Đ
ối với mạng trung tính không nối đất trực tiếp
55

3.3.2.2. Đ
ối với mạng trung tính nối đất qua cuộn
d
ập hồ quang
56
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 3 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
3.3.2.3. Đối với mạng trung tính nối đất trực tiếp 56
3.3.3. Ch
ỉ tiêu về kinh tế
57
3.3.3.1. M
ạng trung tính không nối đ
ất trực tiếp 57
3.3.3.2. M
ạng trung tính nối
đất trực tiếp
57
3.3.4. T
ổng kết về các chế độ nối đất trung tính lưới điện
trung áp phân ph
ối
58

Chương IV:
ẢNH HƯỞNG CỦA NỐI ĐẤT TRUNG TÍNH
Đ
ẾN BẢO VỆ AN TOÀN TRONG LƯỚI TRUNG ÁP
61
4.1. Đ
ối với mạ
ng có trung tính cách đ
ất hoặc trung tính
không n
ối đất trực tiếp
61
4.2. Đ
ối với mạng trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang
64
4.3. M
ạng có trung tính nối đất trực tiếp
64
Chương V: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN BẢO VỆ AN TOÀN CHO
LƯ
ỚI TRUNG ÁP PHÂN PHỐI
BÌNH
ĐỊNH
65
5.1. Tính toán dòng
đi
ện chạm đất 1 pha trong lưới
trung áp phân ph
ối 35kV tỉnh Bình Định
65

5.1.1. Phương th
ức vận hành 1: Ph
ương thức vận hành cơ bản
67
5.1.2. Phương th
ức vận hành 2: Nguồn 35kV E 21 cấp đến
E Phù Cát (ngu
ồn 35kV E An Nh
ơn không vận hành)
74
5.1.3. Phương thức vận hành 3: Nguồn 35kV E An Nhơn
c
ấp
đến E19 (nguồn 35kV E 19 không vận hành)
76
5.1.4. Phương th
ức vận hành 4: Nguồn 35kV E Phù Cát
c
ấp
đến E 18 (nguồn 35kV E Phù Mỹ không vận hành)
78
5.1.5. Phương th
ức vận hành 5: Nguồn 35kV E An Nhơn
c
ấp
đến E Phù
M
ỹ (nguồn 35kV E Phù Cát không vận hành)
80
5.2. B

ảo vệ con người khỏi bị điện giật trong trường hợp
đ
ứt dây ở mạng điện 35Kv
83
Chương VI: M
ỘT SỐ GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG BẢO VỆ AN TOÀN
CHO LƯ
ỚI TRUNG ÁP PHÂN PHỐI CÓ TRUNG TÍNH CÁCH ĐẤT
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 4 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
KHU VỰC TỈNH BÌNH ĐỊNH. 88
6.1. Các nguyên lý c
ủa bảo vệ chạm
đất
88
6.1.1. B
ảo vệ chạm đất phản ứng theo dòng điện NM
88
6.1.2. B
ảo vệ chạm
đất phản ứng theo điện áp
88
6.1.3. B

ảo vệ chạm đất phản ứng theo
dòng đi
ện TTK
89
6.1.4. B
ảo vệ chạm
đất theo nguyên lý dòng điện T
TK
có hư
ớng
90
6.1.5. B
ảo vệ chạm đất 1 pha, phản ứng theo dòng NM
2 pha ch
ạm đất
90
6.1.6. Đ
ặt bảo vệ theo dòng và áp TTK
92
6.1.7. Thi
ết kế và lắp đặt rơle công suất có hướng (RCĐ)
b
ảo vệ cắt chọn lọc khi có chạm đất 1 pha
94
6.2. Chỉnh định bảo vệ chạm đất 1 pha 96
6.2.1. Dòng
điện tác động của rơle
96
6.2.2. Đ
ộ nhạy của bảo vệ

97
6.2.3. Ch
ọn thời gian của bảo vệ
97
K
ẾT LUẬN
99
TÀI LI
ỆU THAM KHẢO
101
CÁC CHỮ VIẾT TẮT:
CA : Cao áp.
CCĐ : Cung c
ấp điện.
CSV : Ch
ống sét van.
DCL : Dao cách ly.
DZ : Đư
ờng dây.
HA : H
ạ áp.
HT : H
ệ thống.
HTĐ : H
ệ thống điện.
LĐPP : Lư
ới điện phân phối.
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI

ỆP
- 5 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
PĐ : Phân đoạn.
PTVH : Phương th
ức vận hành.
PTVHCB: Phương th
ức
v
ận hành cơ bản.
MBA : Máy bi
ến áp.
MC : Máy c
ắt.
MĐ : M
ạng
điện.
NM : Ng
ắn mạch.
RCĐ : rơle công su
ất có hướng.
TA : Trung áp.
TĐD : T
ự động đóng nguồn dự trữ.
TĐL : T
ự động đóng l
ặp l

ại.
TG : Thanh góp.
TTG : Trạm trung gian.
TTK : Th
ứ tự không.
TTN : Th
ứ tự nghịch.
TTT : Th
ứ tự thuận.
XT : Xu
ất tuyến.
DANH M
ỤC CÁC BẢNG:
S
ố hiệu
b
ảng
Tên b
ảng
Trang
1.1
Kh
ả năng tải của đường dây trên không 35kV the
o t
ổn thất
đi
ện áp.
25
1.2
Kh

ả năng tải của đường dây cáp 35kV theo tổn thất điện
áp.
25
1.3
Kh
ả năng tải theo phát nóng (MW) của các đường dây.
26
5.1
Giá trị dòng điện dung theo quy phạm Quản lý kỹ thuật.
65
5.2
K
ết lưới 35kV k
hu v
ực trạm E2
1 theo PTVHCB.
67
5.3
K
ết lưới 35kV k
hu v
ực trạm E
An Nhơn theo PTVHCB.
68
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 6 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh

SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
5.4
K
ết lưới 35kV k
hu v
ực trạm E
Phù Cát theo PTVHCB.
69
5.5
Kết lưới 35kV khu vực trạm E Phù Mỹ theo PTVHCB.
70
5.6
K
ết lưới 35kV k
hu v
ực trạm E
18 theo PTVHCB.
71
5.7
K
ết lưới 35kV
khu v
ực trạm E
19 theo PTVHCB.
71
5.8
Phương th
ức vận hành

2.
774
5.9
Phương th
ức vận hành 3.
76
5.10
Phương th
ức vận hành 4.
78
5.11
Phương th
ức vận hành 5.
80
5.12
So sánh dòng ch
ạm đất trong các PTVH.
82
5.13
M
ối quan hệ dòng điện chạm đất, điện áp
bư
ớc, điện áp
d
ịch chuyển trung tính.
86
DANH M
ỤC CÁC HÌNH VẼ,
ĐỒ THỊ.
S

ố
hi
ệu
hình
v
ẽ
Tên hình v
ẽ
Trang
1.1
Ba thành ph
ần của hệ thống điện.
13
1.2
Sơ đ
ồ hình tia.
15
1.3
Sơ đ
ồ phân nhánh.
15
1.4
Sơ đ
ồ cung cấp điện kiểu phân nhánh có DZ dự ph
òng chung.
17
1.5
Sơ đồ CCĐ kiểu phân nhánh có DZ dự phòng riêng cho từng
tr
ạm biến áp.

18
1.6
Sơ đ
ồ CCĐ kiểu phân nhánh nối hình vòng.
19
1.7
Sơ đ
ồ CC
Đ kiểu hình tia cung cấp bởi hai đường dây.
20
1.8
Sơ đ
ồ CCĐ kiểu phân nhánh được cung cấp hai đường
dây.
21
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 7 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
1.9
Sơ đ
ồ CCĐ kiểu dẫn sâu.
22
2.1
T

ạo trung tính với dòng NM điều chỉnh được.
30
2.2
M
ạng 3 pha trung tính cách
điện.
31
2.3
Sơ đ
ồ mạng điện đơn giản gồm một máy phát điện, đường
dây, ph
ụ tải.
32
2.4
Ch
ạm đất 1 pha ở mạng trung tính cách đất.
33
2.5
Bi
ểu diễn vectơ c
h
ạm đất 1 pha ở mạng trung tính cách đất
.
34
2.6
Đ
ộ dịch chuyển trung tính.
35
2.7
M

ạng điện 3 pha trung tính nối qua cuộn dập hồ quang.
38-39
2.8
Phân tích h
ệ thống nối đất qua cuộn dập hồ quang.
39-40
2.9
Hoán v
ị
đường dây t
rong các
ứng dụng cuộn dập hồ quang.
42
2.10
M
ạng điện 3 pha trung tính nối đất trực tiếp.
42
2.11
Hệ thống nối đất qua điện trở.
43
2.12
Ví d
ụ mạng điện nối đất hiệu quả.
44
2.13
HT n
ối đất qua điện kháng.
45
5.1
Phương th

ức vận hành c
ơ bản lưới điện
35kV HT đi
ện Bình
Đ
ịnh.
73
5.2
Phương th
ức vận hành 2
(khi ngu
ồn 35kV E An Nhơn không
v
ận hành).
75
5.3
Phương th
ức vận hành 3
(khi ngu
ồn 35kV E19 không vận
hành).
77
5.4
Phương th
ức vận hành 4
(khi ngu
ồn 35kV E Phù Mỹ không
v
ận hành).
79

5.5
Phương th
ức vận hành 5
(khi ngu
ồn 35kV E Phù Cát không
v
ận hành).
81
5.6
Đư
ờng biểu diễn điện thế và điện áp bước.
84
5.7
Sơ đ
ồ thay thế mạng điện khi có 1 pha chạm đất.
85
6.1
Sơ đ
ồ mạch
đóng cắt máy cắt gây chạm đất.
91
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 8 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn

6.2
B
ảo vệ theo dòng và áp TTK.
92-93
6.3
Sơ đ
ồ nguyên lý RCĐ.
94
6.4
Bi
ểu
đồ xung RCĐ.
95
6.5
Sơ đ
ồ lắp ráp mạch nhị thứ của bảo vệ.
96
6.6
Sơ đ
ồ bảo vệ.
98
6.7
B
ảo vệ chạm
đất với rơle cảm ứng, nguồn thao tác xoay chiều
l
ấy điện từ máy biến dòng bão
hòa nhanh.
98
6.8

B
ảo vệ chạm
đ
ất
được kết hợp với bảo vệ NM nhiều pha.
99
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 9 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
MỞ ĐẦU.
A. Lý do ch
ọn đề tài:
Chế độ nối đất trung tính của hệ thống điện trong đó có lưới điện trung áp
phân ph
ối là một vấn đề có ý nghĩa lớn trong thiết kế, vận hành hệ thống, bở
i nó có
ảnh h
ư
ởng
t
ới
ch
ế
độ làm việc

, các ch
ỉ tiêu kinh tế
- k
ỹ thuật
, và công tác qu
ản lý,
v
ận hành hệ thống.
Ch
ế độ nối đất t
rung tính c
ủa lưới điện trung áp phân phối được
phân làm hai nhóm cơ b
ản là trung tính cách
đất và trung tính nối đất. Hiện nay,
lư
ới điện trung áp phân phối sử dụng cả hai chế độ nối đất trung tính:
- Lư
ới
điện trung áp phân phối cấp điện áp
6kV, 10kV, 35kV có ch
ế
độ trung tính
cách đất.
- Lư
ới
điện trung áp phân phối cấp điện áp
15kV, 22kV có ch
ế
độ trung tính nối

đ
ất
tr
ực tiếp
.
Ưu đi
ểm của hệ thống trung tính cách
đất là khi có sự cố ngắn mạch một pha
n
ối đất, do dòng ngắn mạch nhỏ nên lưới điện vẫn có thể làm việc tạm thời trong
kho
ảng thời gian
đủ để phát hiện ra điểm sự cố, điều này làm nâng cao độ tin cậy
cung c
ấp điện
cho ph
ụ tải tiêu thụ điện.
Tuy nhiên, do t
ốc độ phát triển nhanh chóng
c
ủa phụ tải, n
ên lư
ới điện trung áp phân phối
6-35kV tr
ở nên rất dài, phức tạp; do đó
vi
ệc t
ìm và phát hi
ện điểm xảy ra sự cố ngắn mạch nối đất ngày càng khó khăn, đòi
h

ỏi chi phí nhiề
u th
ời gian và công sức
. Ngoài ra, đ
ối với lưới điện hệ thống trung
tính cách đ
ất, khi có sự cố ngắn mạch một pha nối đất, thì sẽ gây hiện tượng quá
đi
ện áp nội b
ộ ở hai pha còn l
ại và hiện tượng quá áp này sẽ gây hư hỏng cách điện
các thiết bị như: sứ, cáp, máy biến áp, các thiết bị đo lường…; đồng thời gây nguy
hi
ểm cho người, súc vật khi đi vào vùng đất tản dòng chạm đất phải chịu điện thế
bư
ớc rất nguy hiểm
. Vì v
ậy tập trung nghiên cứu
, đ
ề xuất
các ch
ế
độ nối đất của
lư
ới điện trung áp phân phối sẽ man
g hi
ệu quả cao
trong công tác thi
ết kế, quy
ho

ạch, quản lý, vận hành
và góp ph
ần
đ
ảm bảo an toàn cho ng
ười và thiết bị
. Chính
vì các lý do trên, nên em đ
ã
ch
ọn đề tài
Phân tích ch
ế độ tr
ung tính c
ủa lưới điện
trung áp và
ảnh h
ưởng của nó tới việc bảo vệ an
toàn trong lư
ới trung áp,
và áp
dụng vào để tính toán cho lưới điện trung áp phân phối khu vực tỉnh Bình Định
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 10 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.

ĐH Quy Nhơn
hiện nay, để có những đề xuất biện pháp phù hợp nhằm đảm bảo cho công tác quản
lý vận hành đi đôi với an toàn cho con người và thiết bị.
B. Đ
ối
tư
ợng và phạm vi ng
hiên c
ứu:
Đ
ối t
ượng nghiên cứu: Lưới điện trung áp
phân ph
ối
có c
ấp
điện áp từ 35k
V
tr
ở xuống.
Ph
ạm vi nghiên cứu: Phân tích và
đ
ề xuất các biện pháp
thích h
ợp
đ
ể vận hành
lư
ới điện trung áp phân phối khu vực tỉnh

Bình
Định
nh
ằm đảm bảo
cho công tác
quản lý vận hành đi đôi với an toàn cho con người và thiết bị.
C. M
ục tiêu:
M
ục tiêu của đề tài là t
h
ấy được ý nghĩa của
các ch
ế độ nối đất trung tính lưới
trung áp phân ph
ối
trong thi
ết kế, vận hành hệ thống điện
. Ảnh h
ưởn
g c
ủa chế độ
n
ối đất trung tính đến bảo vệ an toàn cho con người và thiết bị.
D. B
ố cục đề tài:
Ngoài ph
ần mở đầu, đề tài được phân thành
6 chương v
ới các nội dung như

sau:
 Chương 1. T
ổng quan về lưới trung áp.
 Chương 2. Các gi
ải pháp nối
đất trong
h
ệ thống
điện và đặc điểm của chúng
.
 Chương 3. Phân tích và l
ựa chọn các phương thức nối đất của lưới trung áp
.
 Chương 4. Ảnh h
ư
ởng của các chế độ nối đất trung tính đến bảo vệ an toàn
trong lưới trung áp.
 Chương 5. Áp d
ụng tính toán
b
ảo vệ an toàn cho l
ư
ới trung áp phân ph
ối
Bình
Định.
 Chương 6. M
ột số giải pháp
đ
ể

tăng cư
ờng bảo vệ an toàn cho l
ưới trung áp
phân ph
ối có trung tính cách đất khu vực tỉnh
Bình
Định
.
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 11 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
Chương I:
T
ỔNG QUAN VỀ LƯỚI TRUNG ÁP
.
1.1. H
ệ thống
điện và lưới điện
:
1.1.1. Khái niệm:
H
ệ thống
điện bao gồm các
nhà máy đi

ện, các trạm biến áp
, các đư
ờng dây tải
đi
ện và các thiết bị khác (thiết bị điều khiển, thiết bị bảo vệ, tụ bù …) được nối liền
v
ới nhau tạo thành hệ thống làm nhiệm vụ sản suất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ
điện n
ăng.
T
ập hợp các bộ phận của hệ thống điện gồm các đường dây tải điện và các trạm
bi
ến áp gọi là lưới điện. Lưới điện dùng để truyền tải và phân phối điện năng từ các
nhà máy đi
ện đến các hộ tiêu thụ.
Trong thực tế vận hành hệ thống điện Việt Nam, lưới điện được chia làm hai phần:
- Lư
ới hệ thống;
- Lư
ới truyền tải (
500kV, 220kV, 110kV);
- Lư
ới phân phố
i trung áp (6kV, 10kV, 15kV, 22kV, 35kV, 110kV) và phân ph
ối
h
ạ áp (
0,4kV, 0,22kV).
1.1.2. Lư
ới hệ thống

:
Lư
ới hệ thống bao gồm phần l
ưới điện nối gi
ữa các nhà máy
đi
ện với các trạm
biến áp khu vực và giữa các trạm biến áp khu vực với nhau, trong đó trạm biến áp
khu v
ực là trạm biến áp biến
đ
ổi cấp
điện áp của hệ thống (
thư
ờng là từ 110kV
–
500kV) xu
ố
ng các c
ấp điện áp thấp hơn (
35kV – 220kV) đ
ể cung c
ấp cho l
ưới
truy
ền tải.
1.1.3. Lưới điện truyền tải:
Lư
ới
điện truyền tải bao gồm các đường dây tải điện nối liền các nhà máy điện với

các tr
ạm biến áp khu vực. Lưới điện truyề
n t
ải có các đặc điểm chính sau
:
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 12 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
-Lưới điện truyền tải có cấu trúc dạng hình tia hoặc có thể có nhiều mạch vòng
kín. Trong th
ực tế vận hành,
để thực hiện các công tác bảo dưỡng, giải quyết sự cố
trên đư
ờng dây, các mạch vòng có thể bị cắt hở ra nhưng phải đảm bảo cung cấp
đi
ện cho hệ thống mà không làm quá tải các
đường dây tải điện
.
-Lư
ới điện truyền tải trong hệ thống điện quan trọng thường vận hành kín để đảm
b
ảo cho các nhà máy phát hết công suất
đồng thời đảm bảo việc cung cấp điện an
toàn, liên t

ục và tin cậy cho phụ tải các khu vực.
-Tu
ỳ theo tiêu chuẩn và độ lớn của các hệ t
h
ống điện trên thế giới, các cấp điện áp
c
ủa lưới điện truyền tải thường từ được chọn từ cấp
110kV tr
ở lên.
-Lư
ới điện truyền tải chủ yếu được thực hiện bằng các đường dây trên không, một
s
ố trường hợp đặc biệt sử dụng
đư
ờng dây cáp ngầm cao áp.
H
ằ
ng năm lư
ới điện
truy
ền tải đều phải thực hiện các công việc bảo dưỡng và sửa chữa định kỳ.
Sơ đồ sử dụng trong lưới điện truyền tải thường có độ tin cậy cao như sơ đồ 2
thanh cái ho
ặc hai thanh cái có thanh cái vòng, đường dây mạch kép hay sơ đồ cấp
đi
ện từ hai
ngu
ồn khác nhau.
Lư
ới điện truyền tải thường có trung tính nối đất trực tiếp.

1.1.4. Lư
ới điện
trung áp phân ph
ối
:
Lư
ới điện phân phối làm nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm khu vực hoặc
t
ừ các thanh cái trung áp của nhà máy
điện đến các phụ tải. Lướ
i đi
ện phân phối
gồm hai phần:
-Lư
ới phân phối trung áp có
điện áp
: 6kV, 10kV, 15kV, 22kV, 35, 110kV phân
ph
ối điện cho các trạm biến áp phân phối trung áp/ hạ áp và các phụ tải trung áp.
-Lư
ới phân phối hạ áp cấp
điện cho các phụ tải hạ áp.
Thông thư
ờng,
ph
ần lớn các phụ tải sử dụng điện áp 0,4kV, tuy nhiên một số phụ
t
ải nh
ư: các động cơ công suất lớn
, các lò h

ồ quang tiêu thụ
điện lớn sử dụng điện
áp t
ừ 6kV đến 110kV.
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 13 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
Lưới phân phối có nhiệm vụ cung cấp điện năng với chất lượng đảm bảo cho các
ph
ụ tải ti
êu th
ụ
điện. Đôi khi việc thực hiện nhiệm vụ chính này bị gián đoạn do các
nguyên nhân như s
ự cố gây mất điện trên lưới phân phối, các yêu cầu ngừng cung
c
ấp
để đảm bảo các công tác cải tạo, xây dựng và bảo dưỡng các thiết bị điện trên
lư
ới.
C
ũng nh
ư lưới
đi

ện truyền tải, l
ưới phân phối phần lớn được xây dựng với kết cấu
có d
ạng hình tia hoặc cấu trúc kín. Nhưng trong thực tế vận hành, lưới phân phối
thư
ờng vận hành hở.
Lư
ới điện trung áp có trung tính không nối đất, hoặc nối đất trực tiếp.
1.2. T
ổng quan
v
ề l
ưới điện phân phối:
1.2.1. Khái quát v
ề lưới điện phân phối trong hệ thống điện:
H
ệ thống
đi
ện là một tập hợp gồm ba phần chính:
Hình 1.1. Ba thành ph
ần của hệ thống
điện
.
Để đi
ện n
ăng có th
ể
được truyền từ nơi s
ản xuất (nhà máy
đi

ện)
đến nơi tiêu th
ụ,
c
ần có một hệ thống l
ưới đi
ện gồm các thành phần nh
ư tr
ạm biến áp,
đường dây trên
không, cáp ng
ầm, thiết bị
đóng c
ắt trên dọc
đường dây…
Lư
ới
đi
ện phân phối
được dùng để truyền tải đi
ện n
ăng t
ừ các thanh góp hạ
áp c
ủa
các trạm biến áp khu vực đến các phụ tải tiêu thụ với khoảng cách truyền tải không
l
ớn, th
ường
v

ận hành
h
ở.
M
ột lưới phân phối tốt phải là lưới được đầu tư có hiệu quả, an toàn, cung cấp
đ
ầy
đủ điện năng ở cả hiện tại và tương lai. Để thực hiện được như vậy lưới điện
c
ần phả
i đư
ợc lựa chọn, thiết kế, lắp đặt một cách hoàn chỉnh.
Lư
ới
điện phân phối được xây dựng và lắp đặt phải đảm bảo chức năng là nhận
đi
ện từ một hay nhiều nguồn cung cấp và cung cấp đến từng bộ phận tiêu thụ như hệ
Truy
ền tải
đi
ện
và phân ph
ối
Phát đi
ện
Tiêu th
ụ
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI

ỆP
- 14 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
thống chiếu sáng, động cơ và các thiết bị điện khác.
1.2.2. Đ
ặc
điểm của lưới điện phân phối:
Đặc đi
ểm chính của hệ thống l
ưới phân phối là cung cấp đi
ện trực tiếp
đến người
s
ử dụng.
Để
đảm bảo chất lượng đi
ện n
ăng cho ph
ụ tải thì việc nghiên cứu, thiết kế
h
ệ thống l
ưới đi
ện phân phối là hết
s
ức quan trọng.
Lưới phân phối trung áp có đi
ện áp 6

kV, 10kV, 15kV, 22kV, 35kV, 110kV phân
ph
ối
đi
ện cho các trạm phân phối trung/ hạ áp, l
ưới
điện 220/380V cấp
đi
ện cho các
ph
ụ tải hạ áp.
Khi thi
ết kế lắp
đặt lưới đi
ện phân phối phải
đảm bảo các chỉ tiêu:
- An toàn cho lưới đi
ện và cho con ng
ười.
- Chi phí xây d
ựng l
ưới đi
ện là kinh tế nhất.
- Đảm bảo ít gây ra mất đi
ện nhất, bằng các biện pháp cụ thể nh
ư có th
ể có nhiều
nguồn cung cấp, có đường dây dự phòng, có nguồn thay thế như máy phát …
- Lưới đi
ện p

hân ph
ối vận hành dễ dàng, linh hoạt và phù hợp với việc phát triển
lưới đi
ện trong t
ương lai.
- Đảm bảo chất lượng đi
ện n
ăng cao nh
ất về ổn
định tần số và ổn định đi
ện áp.
Độ biến thiên đi
ện áp cho phép là
 5% U
đm
.
- Đảm bảo chi phí duy tu, bảo dưỡng là nh
ỏ nhất.
Khi phát tri
ển l
ưới đi
ện phân phối, mà
đặc biệt là ở Thành phố, có mật độ phụ tải
cao, đ
ò
i h
ỏi
độ tin cậy cao; ngoài các đư
ờng dây trên không, ng
ười ta còn xây dựng

nhi
ều tuyến cáp ngầm
được lắp đặt chôn dưới đất để đảm bảo mỹ quan, an toàn. Tùy
theo yêu c
ầu, hệ thống l
ưới phân phối được thiết kế sao cho đảm bảo được các chỉ
tiêu
ở mức thích hợp. Khi sự cố xảy ra, các thiết bị bảo vệ phải có khả n
ăng gi
ải trừ
s
ự cố nhanh, tin cậy
để tránh thiệt hại và tránh sự cố lan rộng. Đồng thời cũng phải
có các thi
ết bị tự
đóng l
ại đường dây đã cắt do sự cố nhằm khôi phục hoạt
động của
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 15 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
hệ thống khi chỉ có sự cố thoáng qua. Do đó người thiết kế phải chọn ra giải pháp
h
ợp lý nhất

để đáp
ứng
được các yêu cầu chính của lưới đi
ện phân phối.
1.2.3. Các lo
ại s
ơ đồ lưới trung áp phân ph
ối
:
Tùy theo các yêu c
ầu
c
ủa
lư
ới
điện
trung áp phân ph
ối
, các tính ch
ất của hộ
dùng đi
ện,
d
ựa
vào trình
độ vận hành thao tác của công nhân, vào vốn đầu tư
, căn c
ứ
vào k
ết quả tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật. Nói chu

ng sơ đ
ồ nối dây có 2 dạng
cơ b
ản
:
- Sơ đ
ồ hình tia
(Hình 1.2).
- Sơ đ
ồ phân nhánh
(Hình 1.3).
Hình 1.2 Hình 1.3
Sơ đ
ồ cung cấp điện
.
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 16 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
Hình 1.2: Sơ đồ hình tia.
Hình 1.3: Sơ đ
ồ phân nhánh
.
1: Thanh cái tr
ạm phân phối.

2: Đư
ờng dây
điện áp cao.
3: MBA.
4: DZ tr
ục chính
.
Sơ đ
ồ hình tia có ưu điểm là nối dây rõ ràng,
m
ỗi hộ dùng điện được cung cấp
t
ừ
m
ột đường dây,
do đó chúng ít
ảnh hưởng lẫn nhau,
đ
ộ tin cậy cung cấp điện
tương đ
ối cao,
d
ễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa,
d
ễ vận hành bảo
qu
ản.
Khuy
ết điểm của nó là vốn đầu tư lớn
. Vì v

ậy sơ đồ nối dây hình tia thường được
dùng khi cung c
ấp điện khi cung cấp điện cho h
ộ lo
ại I và II.
Sơ đồ phân nhánh có ưu, nhược điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia. Vì vậy loại
sơ đ
ồ này thường được dùng khi cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại II và III.
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 17 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
Hình 1.4. Sơ đ
ồ cung cấp
điện kiểu phân nhánh có
DZ d
ự phòng chung
.
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 18 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy

ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
Hình 1.5. Sơ đ
ồ CCĐ kiểu phân nhánh có
DZ d
ự phòng riêng cho từng trạm biến
áp.
Khi máy biến áp hoặc đường dây bị hư hỏng ta đóng đường dây dự phòng vào l àm
vi
ệc.
a. Sơ đ
ồ phân nhánh nối hình vòng
để tăng độ tin cậy:
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 19 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
Hình 1.6. Sơ đ
ồ CC
Đ kiểu phân nhánh nối hình vòng
.
Ở s
ơ đồ này
Hình 1.6 v
ới mục đích tạo điều kiện vận hành đơn giản,

thông
thư
ờng ng
ười ta cắt đôi mạch vòng
thành hai nhánh riêng r
ẽ
(ví d
ụ tại
điểm N). Khi
x
ảy ra sự cố,
sau khi c
ắt bỏ phần tử bị sự cố ra khỏi mạng, người ta nối điểm N lại
đ
ể tiếp tục cung cấp
điện .
Loại sơ đồ này thường được dùng cho mạng điện thành phố hoặc các xí nghiệp
có nhi
ều phân x
ưởn
g đư
ợc bố trí trên phạm vi rộng.
b. Sơ đ
ồ hình tia được cung cấp bằng hai đường dây để tăng độ
tin c
ậy
:
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI

ỆP
- 20 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
Đối với những hộ quan trọng, ngoài việc dùng sơ đồ hình tia, ta có thể đặt thêm
m
ột
đường d
ây song song l
ấy
điện từ nguồn thứ hai hoặc từ phân đoạn th
ứ hai tới
(Hình 1.7).
Ở phía
đi
ện áp cao của trạm biến áp người ta thường đặt máy cắt phân đoạn và
thi
ết bị tự động đóng dự trữ
(TĐD), như v
ậy độ tin cậy của sơ đồ tăng lên rõ rệt.
6 – 35kV
6 – 35kV
6 – 35kV
TĐD
TĐD
TRẠM I
TRẠM II
Hình 1.7. Sơ đ

ồ CC
Đ kiểu hình ti
a cung c
ấp bởi hai
đường dây
.
c. Sơ đ
ồ phân nhánh được cung cấp bằng hai đường dây để nâng cao độ tin
c
ậy:
Đ
ộ tin cậy của sơ đồ này tương đối cao
(Hình 1.8). Phía đi
ện áp cao của trạm biến
áp có th
ể đặt máy cắt phân đoạn v
à thi
ết bị tự động đóng dự trữ như ở
Hình 1.7
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 21 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
a)
b)

Hình 1.8. Sơ đ
ồ CCĐ kiểu phân nhánh được cung cấp hai đường dây
.
a) Có thanh cái phân đo
ạn ở phía
điện cao áp
.
b) Không có thanh cái
ở phía điện cao áp
.
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 22 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
Hình 1.9. Sơ đ
ồ CC
Đ kiểu dẫn sâu
.
1.3. Thực tế lưới điện trung áp phân phối hiện nay :
Tùy theo m
ật
độ phụ tải,
và yêu c
ầu về
độ tin cậy cung

c
ấp
điện, vào trình độ
qu
ản lý
, vào kh
ả năng kinh tế, kỹ thuật của mỗi nước mà lưới trung á
p có th
ể có các
c
ấu trúc, sơ đồ khác nhau.
Theo th
ực tế quản lý
- v
ận hành hiện nay, có thể chia
lư
ới
trung áp phân ph
ối
ra 2 d
ạng
sơ đ
ồ
như sau:
1.3.1. Sơ đ
ồ l
ưới phân phối trung áp nông thôn:
Các vùng nông thôn thư
ờng có phụ tải bé,
phân tán, yêu c

ầu về độ tin cậy
cung c
ấp điện không cao và việc xây dựng lại thường có
m
ặt bằng (không gian
)
rộng rãi nên thường chủ yếu sử dụng đường dây trên không. Đường dây trên không
có ưu đi
ểm là vốn đầu tư bé,
thu
ận tiện dễ dàng trong việc đấu nối cũng nh
ư trong
vi
ệc tìm kiếm và loại trừ sự cố so với
đường dây cáp. Vì các phụ tải L
ĐPP nông
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 23 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
thôn không đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện (CCĐ ) cao nên trong trường hợp này
LĐPP trên không thư
ờng có dạng s
ơ đồ hình tia và khi sự cố phụ tải có thể bị mất
đi

ện tron
g m
ột thời gian nhất định để cách l
y và lo
ại trừ sự cố (
t
ối đa khoảng
02
gi
ờ).
Trong sơ đ
ồ hình tia,
t
ừ trạm nguồn có nhiều trục chính đi ra cấp điện cho từng
nhóm tr
ạm phân phối.
Đ
ầu các trục chính (
t
ại các trạm CA/TA)
có các máy c
ấp
ngu
ồn có trang bị tự
đ
ộng đóng lặp lại và điều khiển từ xa. Vì đường dây trên không
thư
ờng khá dài nên ngoài máy cắt đầu nguồn,
các tr
ục chính còn có thể được phân

đo
ạn bằng các máy cắt phân đoạn h
o
ặc
dao c
ắt phụ tải, dao cách l
y đ
ể nâng cao độ
tin c
ậy của L
ĐPP. Các thi
ết bị p
hân đo
ạn có thể tự động đóng lặp lại
và đi
ều khiển
t
ừ xa. Giữa các trục chính của một trạm nguồn hoặc của các trạm nguồn khác nhau
có th
ể được nối liên thông để dự phòng khi cần thiết. Các máy cắt hoặc dao cách
ly
liên lạc thường mở trong chế độ làm việc b ình thường (lưới phân phối vận hành hở).
Dây d
ẫn của các đường trục chính phải được kiểm tra theo điều kiện sự cố để có thể
t
ải
điện dự ph
òng cho các tr
ạm khác khi sự cố
.

1.3.2. Sơ đ
ồ lưới phân phối trung áp thành phố, xí nghiệp:
Các thành ph
ố,
xí nghi
ệp công nghiệp th
ường có mật độ phụ tải lớn và có
yêu c
ầu cao về độ tin cậy CCĐ, mặt khác do yêu cầu về mỹ quan và an toàn nên
lư
ới
điện trung áp thường là cáp ngầm. Nhược điểm của cáp ngầm là đắt tiền và khó
khăn phức tạp trong việc lắp đặt cũng như phát hiện và loại trừ sự cố, lưới điện lúc
này thư
ờng có dạng kín (vận hành hở)
được cung cấp từ một nguồn
(tr
ạm trung
gian) khác. C
ũng có khi nhiều trạm biến áp phụ tải (TA/HA) được dùng chung một
đư
ờng dây dự phòng hoặc các trạm gần nha
u có s
ự liên lạc dự phòng cho nhau (ở
phía cao hay h
ạ áp
). V
ới các phụ tải có yêu cầu độ tin cậy CCĐ cao hơn thì có thể
đư
ợc CC

Đ bằng trạm có 2 máy biến áp theo 2 đường dây song song từ hai nguồn
đ
ộc lập. Để tăng cường độ tin cậy CCĐ thường sử dụng các thi
ết bị mới có các tính
năng cao như các thi
ết bị tự động đóng lặp lại (recloser) điều khiển từ xa với sự trợ
giúp c
ủa máy tính điện tử.
Đ
Ồ ÁN TỐT
NGHI
ỆP
- 24 - GVHD: ThS. H
ồ Quang Thịnh
SVTH: Nguy
ễn Quang Tào.
ĐH Quy Nhơn
1.4. Kh
ả năng mang tải của lưới điện trung áp phân phối:
Ch
ọn cấp
điện áp cho lưới điện
trung áp phân ph
ối
là m
ộ
t trong nh
ững vấn
đề
cơ b

ản của việc thiết kế, quy hoạch cung cấp điện. Bởi vì cấp điện áp có ảnh hưởng
tr
ực tiếp tới s
ơ đồ cung cấp điện, tói việc chọn các thiết bị điện, tổn thất công suất,
đi
ện năng, chi phí quản lý, vận hành… Căn cứ vào nhu cầu phụ tải
, kho
ảng cách đến
ph
ụ tải, khả n
ăng phát triển mà chọn cấp điện áp trung áp vận hành phù hợp cho
t
ừng khu vực.
M
ỗi nước khác nhau sử dụng các cấp điện áp trung áp khác nhau. Ở Việt Nam
có các c
ấp điện áp trung áp là 6
kV, 10kV, 15kV, 22kV, 35kV, 110kV làm c
ấp điện
áp chính cho lư
ới trung áp.
Kh
ả năng tải của lưới điện là công suất lớn nhất mà một đường dây của lưới
đi
ện có thể tải điện mà không gây ra các nguy hại cho bản thân đường dây điện,
h
ệ
thống điện và phụ tải điện.
Nguy h
ại cho bản thân đường dây điện là sự phát nóng dây dẫn do dòng điện tải

vư
ợt quá trị số cho phép (
cp
I
) c
ủa dây dẫn,
kh
ả năng này cần phải được xét đến cho
t
ất cả các loại lưới điện.
Nguy h
ại cho hệ thống điện là
có th
ể gây
ra m
ất ổn định tĩnh,
kh
ả năng này chỉ
xét đ
ến ở các đường dây liên lạc hệ thống.
Nguy h
ại cho phụ tải là chất lượng điện áp có thể không bả
o đ
ảm (tổn thất điện
áp quá l
ớn
) kh
ả năng này cần xét đến chủ yếu ở lưới truyền tải và lưới phân phối.
Kh
ả n

ăng t
ải của lưới điện 35
kV cho
ở các bảng như sau: