tổn thất điện năng phi kỹ thuật trong hệ thống điện

1


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
o0o



NGUYỄN DUY TRƢỜNG



TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG PHI KỸ THUẬT
TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN


LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT







THÁI NGUYÊN 2012

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung
thực và chƣa hề đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.

Thái Nguyên, ngày 20 tháng 06 năm 2012
Ngƣời cam đoan


Nguyễn Duy Trƣờng

















Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
3

LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu tổn thất điện năng phi kỹ thuật trong hệ thống điện để đạt đƣợc
các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật tối ƣu là một bài toán có ý nghĩa thực tiễn cao. Đây
là đề tài còn khá mới mẻ ở Việt nam, lại có tính phức tạp nên đòi hỏi khá nhiều
công sức nghiên cứu.
Với sự hƣớng dẫn tận tình, sự giúp đỡ vô tƣ của các thầy cô giáo trong bộ
môn Hệ thống điện, trƣờng ĐHBK Hà Nội và đặc biệt là sự chỉ bảo tận tình của
thầy giáo hƣớng dẫn là PGS.TS Đặng Quốc Thống, tôi đã hoàn thành bản luận văn
đúng thời hạn, đạt đƣợc các mục tiêu đề ra.
Vì vậy, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn Hệ thống
điện, trƣờng ĐHBK Hà Nội. Xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đặng Quốc Thống đã
dành nhiều thời gian và công sức để hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập
tài liệu, số liệu, nghiên cứu thiết kế để tôi có thể hoàn thành đƣợc đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình tôi, bạn bè, đồng nghiệp và ngƣời thân
đã hết lòng động viên, ủng hộ, giúp đỡ về cả tinh thần và vật chất, kinh nghiệm để
tôi có thể chuyên tâm nghiên cứu.
Do thời gian có hạn, có nhiều khó khăn về tài liệu, thiết bị thực nghiệm và
trình độ bản thân còn hạn chế nên bản luận văn này vẫn còn có nhiều thiếu sót. Tôi
rất mong nhận đƣợc ý kiến góp ý quý báu của các thầy, cô giáo và đồng nghiệp để
bản luận văn này đƣợc hoàn thiện thêm.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
Thái Nguyên, tháng 06 năm 2012
Học viên


Nguyễn Duy Trƣờng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
4

MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU……………………………………………………
1
CHƢƠNG 1
TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
………………………………………………………………………………….

3
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ……………………………………………………………
4
1.2 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN………………….
5
1.2.1 Chất lượng điện năng………………………………………………
5
1.2.2 Các phương pháp điều chỉnh điện áp………………………………
8
1.2.2.1 Nguyên nhân gây biến động điện áp và ảnh hƣởng………….
8
1.2.2.2 Quan hệ công suất phản kháng với điện áp…………………
10
1.2.2.3 Các phƣơng pháp điều chỉnh điện áp………………………
11
1.3 ĐỘ LỆCH ĐIỆN ÁP……………………………………………………….
13
1.3.1 Độ lệch điện áp tại phụ tải………………………………………….
13
1.3.2 Độ lệch điện áp trong lưới hạ áp…………………………………

14
1.3.3 Diễn biến của điện áp trong lưới điện……………………………
15
1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐỘ LỆCH ĐIỆN ÁP…………….
17
1.5 TỔN THẤT KỸ THUẬT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN…………………
18
1.5.1 Xác định tổn thất điện năng với sự trợ giúp của các thiết bị đo…….
19
1.5.1.1 Xác định tổn thất điện năng theo các chỉ số công tơ………
19
1.5.1.2 Xác định tổn thất điện năng bằng đồng hồ đo đếm tổn thất…
20
1.5.2 Xác định tổn thất điện năng theo phương pháp điện trở đẳng trị…
21
1.5.3 Xác định tổn thất điện năng theo các đặc tính xác suất của phụ tải
22
1.5.3.1 Tổn thất trên đƣờng dây……………………………………
22
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
5

1.5.3.2 Tổn thất trong các máy biến áp……………………………
23
1.5.4 Xác định tổn thất điện năng theo đường cong tổn thất……………….
25
1.5.5 Xác định tổn thất điện năng theo cường độ dòng điện thực tế………
26
1.5.6 Xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải………………………
27

1.5.7 Xác định tổn thất điện năng theo thời gian tổn thất công suất cực
đại………………………………………………………………………………………

27
1.5.7.1 Phƣơng pháp xác định theo η………………………………
27
1.5.7.2 Phƣơng pháp xác định theo η
p
và η
q
………………………….
29
1.5.7.3 Phƣơng pháp 2η……………………………………………
29
1.5.8 Xác định tổn thất điện năng theo dòng điện trung bình bình phương
30
1.6 NTL VÀ PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NTL…………………………….
32
1.6.1 NTL…………………………………………………………………………
32
1.6.2 Phương pháp xác định NTL………………………………………………
32
CHƢƠNG 2
HIỆN TRẠNG GIAN LẬN ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
VIỆT NAM…………………………………………………………………….

33
2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………………………….
34
2.2 HIỆN TRẠNG TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG DO GIAN LẬN ……………

34
2.3 CÁC HÌNH THỨC GIAN LẬN ĐIỆN ……………………………………
37
2.3.1 Công tơ điện cao thế (12kV hoặc 24kV, 3 pha, 3 hoặc 4 dây sơ cấp)
38
2.3.2 Can thiệp vào các đầu nối của công tơ
38
2.3.3 Phá hủy dây điều khiển …………………………………………………
38
2.3.4 Can thiệp vào các mối hàn công tơ điện ……………………………….
39
2.3.5 Nối ngắn mạch các dây trong mạch đo lường điều khiển……………
39
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
6

2.3.6 Thay đổi đầu nối điện áp ………………………………………………
39
2.3.7 Nối trực tiếp với lưới điện cao thế……………………………………….
39
2.3.8 Can thiệp vào công tơ điện……………………………………………….
39
2.3.9 Tổ đấu dây của máy biến dòng điện (TI) ………………………………
51
2.3.10 Công tơ điện hạ áp (điện áp pha 220 V)………………………………
51
2.3.11 Đấu trực tiếp với lưới điện…………………………………………
52
2.3.12 Sử dụng dây trung tính………………………………………………
52

2.3.13 Đấu nối vào điện áp dây……………………………………………
52
CHƢƠNG 3
TÍNH TOÁN ÁP DỤNG CHO LƢỚI ĐIỆN HUYỆN VĂN LÂM –
HƢNG YÊN……………………………………………………………………

53
3.1 THỰC TRẠNG LƢỚI ĐIỆN HUYỆN VĂN LÂM……………………….
54
3.1.1 Nguồn điện cấp cho Văn Lâm……………………………………………
54
3.1.2 Khái quát về lưới điện lộ 971-7………………………………………….
54
3.1.3 Sơ đồ lưới điện một sợi của lộ 971-7……………………………………
55
3.2 PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LỘ 971-7…….
56
3.2.1 Nhận xét về các phương pháp tính tổn thất điện năng………………
56
3.2.2 Phương pháp tính tổn thất điện năng cho lộ 971-7……………………
57
3.3 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỂN HÌNH CỦA LỘ 971-7………….
61
3.3.1 Xây dựng đồ thị phụ tải điển hình mùa đông………………………….
62
3.3.2 Xây dựng đồ thị phụ tải điển hình mùa hè……………………………
64
3.3.3 Xây dựng đồ thị phụ tải điển hình năm…………………………………
66
3.4 TÍNH TOÁN HỆ SỐ COSθ CỦA LỘ 971-7……………………………

69
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
7

3.4.1 Công suất tính toán của các trạm……………………………………….
69
3.4.2 Sử dụng phần mềm LOADFLOW tính tổn thất điện năng kỹ thuật
cho lộ 971-7…………………………………………………………………………….

72
3.4.3 Chương trình tính toán tổn thất điện năng kỹ thuật…………………
77
3.4.4 Kết quả tính toán của Chương trình……………………………………
85
3.5 NHẬN XÉT………………………………………………………………
86
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………………………………
90
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………
92
.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
8

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Thông số của Ampemet điện từ……………………………………
40
Bảng 2.2 Thông số của Vôn mét điện từ……………………………………….
41
Bảng 2.3 Thông số của Oát mét suất điện động và VAr mét suất điện động….
41
Bảng 2.4 Thông số của công tơ tác dụng và công tơ phản kháng……………
42
Bảng 2.5 Thông số của tần số kế………………………………………………
42
Bảng 2.6 Kết quả tính toán sai số của TI khi tăng chiều dài dây nối tính từ thứ
cấp TI đến các dụng cụ đo……………………………………………………


45
Bảng 2.7 Kết quả tính toán sai số của TI khi giữ nguyên chiều dài dây nối tính
từ thứ cấp TI đến các dụng cụ đo………………………………………………

46
Bảng 2.8 Kết quả tính toán sai số của TI khi giảm chiều dài dây nối tính từ
thứ cấp TI đến các dụng cụ đo…………………………………………………

47
Bảng 2.9 Kết quả tính toán sai số của TI khi giữ nguyên tiết diện dây nối thứ
cấp TI đến các dụng cụ đo…………………………………………………

48
Bảng 2.10 Kết quả tính toán sai số của TI khi tăng tiết diện dây nối thứ cấp TI
đến các dụng cụ đo…………………………………………………………….

49
Bảng 3.1 Hệ số đồng thời theo số lƣợng trạm biến áp…………………………
61
Bảng 3.2 Công suất đo ngày điển hình mùa đông của lộ 971-7 Văn Lâm……
62
Bảng 3.3 Công suất đo ngày điển hình mùa hè của lộ 971-7 Văn Lâm………
64
Bảng 3.4 Số liệu công suất tiêu thụ trong năm 2011…………………………
66
Bảng 3.5 Điện năng đo đƣợc trong các ngày điển hình………………………
69
Bảng 3.6 Công suất tính toán của các trạm thuộc lộ 971-7…………………….
70



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
9

DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Dạng sóng điện áp lý tƣởng và các thay đổi của điện áp…………….
6
Hình 1.2 Sự thay đổi của điện áp trên phụ tải trong ngày……………………
7
Hình 1.3 Miền chất lƣợng của điện áp…………………………………………
14
Hình 1.4 Đồ thị đánh giá chất lƣợng điện áp…………………………………
14
Hình 1.5 Diễn biến điện áp dọc theo lƣới điện………………………………
16
Hình 1.6 Quan hệ tuyến tính giữa điện áp dọc trục và điện áp ngang trục……
17
Hình 1.7 Quan hệ phi tuyến giữa điện áp dọc trục và điện áp ngang trục……
17
Hình 1.8 Biểu đồ tổn thất điện năng……………………………………………
25
Hình 2.1 Cấu tạo cơ bản của Công tơ điện một pha…………………………
36
Hình 2.2 Công tơ điện thế hệ cũ……………………………………………….
37
Hình 2.3. Công tơ điện thế hệ mới……………………………………………
37
Hình 2.4 Sơ đồ đấu nối công tơ điện 3 pha …………………………………
38
Hình 2.5 Cấu tạo công tơ hạ áp………………………………………………
51
Hình 3.1 Đồ thị phụ tải ngày mùa đông điển hình của lộ 971-7
63

Hình 3.2 Đồ thị phụ tải ngày mùa hè điển hình của lộ 971-7
65
Hình 3.3 Đồ thị phụ tải năm của lộ 971-7
68
Hình 3.4 Sơ đồ thuật toán của chƣơng trình tính tổn thất điện năng kỹ thuật…
76
Hình 3.5 Giao diện chƣơng trình tính tổn thất điện năng kỹ thuật…………….
77
Hình 3.6 Giao diện vào liệu trực tiếp cho lƣới điện……………………………
78
Hình 3.7 Sơ đồ vào liệu trực tiếp cho nhánh 6 (đi Nghĩa Lộ)………………….
79
Hình 3.8 Sơ đồ vào liệu trực tiếp cho nhánh 5 (đi Hoàng Nha-Minh Hải)…….

80
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
10

Hình 3.9 Sơ đồ vào liệu trực tiếp cho nhánh 4 (đi Lƣơng Tài)………………
81
Hình 3.10 Sơ đồ vào liệu trực tiếp cho nhánh 3 (đi Việt Hƣng)……………….
82
Hình 3.11 Sơ đồ vào liệu trực tiếp cho nhánh 2 (đi Lƣơng Tài-Việt………….
83
Hình 3.12 Sơ đồ vào liệu trực tiếp cho nhánh 1 (Xuất tuyến lộ 971-7)……….
84
Hình 3.13 Giao diện tính tổn thất điện năng kỹ thuật………………………….
85

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
11

PHẦN MỞ ĐẦU
Nhƣ chúng ta đã biết tổn thất điện năng chung bao gồm tổn thất điện năng kỹ
thuật và tổn thất điện năng phi kỹ thuật (Non-Technical Losses - NTL). Thông thƣờng
các Công ty Điện lực chỉ cho chúng ta biết con số tổn thất điện năng chung mà không
chỉ rõ tỷ lệ tổn thất điện năng của từng loại tổn thất, có thể vì nhiều yếu tố nhƣ: Điều
kiện để tiến hành đo đạc không cho phép, thiết bị đo chƣa đủ hiện đại để phát hiện,
công tác quản lý chƣa tốt…Những yếu tố này ảnh hƣởng không nhỏ đến chỉ tiêu kinh
doanh, một trong những chỉ tiêu quan trọng của ngành điện và đến một thời điểm nào

đó các Công ty Điện lực cần phải tiến hành nâng cấp thiết bị và tăng cƣờng quản lý
chặt chẽ hơn. Giải pháp hiện tại đang đƣợc sử dụng phổ biến là cài đặt các công tơ
theo ba biểu giá tỏ ra không thích hợp nhất là đối với những khu vực có nhu cầu sử
dụng điện lớn nhƣ các khu công nghiệp, do các nguyên nhân sau:
- Tình trạng vi phạm trong sử dụng điện: Gian lận điện dƣới nhiều hình thức
(câu móc điện trực tiếp, tác động làm sai lệch mạch đo đếm điện năng, gây hƣ hỏng,
chết cháy công tơ…).
- Do sự chủ quan của các Công ty điện lực khi công tơ hỏng không thay thế kịp
thời, bỏ sót hoặc ghi sai chỉ số, do không thực hiện đúng chu kỳ kiểm định và thay thế
công tơ định kỳ theo quy định của nhà nƣớc.
Do vậy, luận văn này tập trung điều tra bản chất của NTL, từ đó tìm ra các biện
pháp giảm NTL trong Hệ thống điện.
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Điều tra bản chất của NTL và mức độ ảnh hƣởng của nó tới tổn thất chung
trong Hệ thống điện.
ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu các nguyên nhân dẫn tới NTL và xác định NTL thông qua tổn thất
điện năng kỹ thuật, từ đó đƣa ra các biện pháp giảm NTL để giảm đƣợc tổn thất điện
năng chung.






Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
12

NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
Chương 1: Tổn thất điện năng trong Hệ thống điện

Chương 2: Hiện trạng gian lận điện năng trong Hệ thống điện Việt Nam
Chương 3: Tính toán áp dụng cho lƣới điện huyện Văn Lâm - Hƣng Yên
Trong luận văn này đề cập đến vấn đề mang tính thực tiễn, các kết quả tính toán
dựa trên cơ sở số liệu thống kê từ lƣới điện thực tế, các giải pháp đề ra dựa trên cơ sở
lý thuyết và thực tiễn, phù hợp với điều kiện kinh tế hiện nay ở các Công ty Điện lực
trên cả nƣớc.





















Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
13

CHƢƠNG 1
TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN














Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
14

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Một bài báo đánh giá việc gian lận điện năng ở Việt Nam làm thất thoát hàng
chục tỉ đồng mỗi năm
[
1
]
. Đánh giá trên là khởi nguồn cho đề tài nghiên cứu này. Tổn
thất điện năng trong Hệ thống điện nói chung bao gồm tổn thất kỹ thuật và NTL.
Trong đó, tổn thất điện năng kỹ thuật là lƣợng tổn thất gây ra do tổn thất công suất
trên đƣờng dây và các thiết bị điện trong hệ thống điện, bên cạnh đó thì NTL lại là tổn
thất điện năng do gian lận điện, do sai số của các thiết bị đo đếm điện năng hoặc do lỗi
quản lý hệ thống đo đếm điện năng. Ngoài ra, ngƣời đóng vai trò là quản lý cũng là
một trong những nguyên nhân gây lên NTL.
Để nghiên cứu về NTL, vốn là một phần của tổn thất chung trong các Hệ thống
điện, bƣớc tất yếu đầu tiên là cần hiểu đƣợc bức tranh tổng thể về các loại tổn thất
trong các hệ thống điện.
Tổn thất kỹ thuật là những tổn hao xảy ra do những đặc trƣng vật lý của Hệ
thống điện (gây ra bởi những hoạt động bên trong Hệ thống điện) và chủ yếu là do sự
tiêu tán năng lƣợng trên các phần tử của Hệ thống điện nhƣ đƣờng dây, máy biến áp,
các hệ thống đo lƣờng…có thể tính toán và kiểm soát những tổn hao này khi biết trƣớc
thông số của tải tiêu thụ.
Bên cạnh đó, NTL là kết quả của những hành động cố ý bên ngoài tác động vào
Hệ thống điện, hoặc có thể gây ra bởi những tải hay các thông số không đƣợc đƣa vào
để tính toán tổn thất kỹ thuật. Việc tính toán NTL sẽ khó khăn hơn tổn thất kỹ thuật
bởi tổn hao này thƣờng không xác định đƣợc khi vận hành Hệ thống và do đó thông tin
không đƣợc lƣu lại. Những nguyên nhân chính gây lên NTL là:
 Gian lận điện năng bằng nhiều hình thức khác nhau.
 Hóa đơn điện không đƣợc thanh toán tiền bởi ngƣời sử dụng.
 Sai sót trong việc tính toán những tổn hao thuộc về kỹ thuật.

 Sai sót trong kế toán và lƣu giữ số liệu khiến các thông tin về kỹ thuật bị thay
đổi.
Gian lận điện năng là nguyên nhân nổi bật nhất của NTL. Tuy nhiên, ba nguyên
nhân còn lại của NTL đƣợc nhắc đến ở trên không đƣợc phân tích trong luận văn này,
vì thế vai trò của chúng chƣa đƣợc biết đến. Các hình thức gian lận điện năng cụ thể sẽ
đƣợc đề cập ở Chƣơng 2.



[
1
]

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
15

1.2 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
Tổn thất của một Hệ thống điện bất kỳ bao gồm 2 thành phần: Tổn thất kỹ thuật
và NTL. Tổn thất kỹ thuật là những tổn hao xảy ra do đặc trƣng vật lý của trang thiết
bị và cơ sở hạ tầng Hệ thống điện, nhƣ tổn hao trên đƣờng dây, tổn hao trong máy biến
áp, máy cắt và máy phát điện Thực tế, khi tổn thất trên các phần tử càng nhỏ thì phụ
tải sẽ đƣợc cung cấp nhiều điện năng hơn. Tổn thất kỹ thuật có thể đƣợc tính toán dựa
trên các đặc điểm tự nhiên của các phần tử trong Hệ thống điện: điện trở, điện kháng,
điện dung, điện áp, dòng điện, và công suất trên các phần tử. Mặc dù dữ liệu và công
cụ cho việc tính toán tổn thất trong Hệ thống điện là có sẵn, nhƣng những phƣơng
pháp hiện tại cũng có những hạn chế nhất định khi thực hiện những phép tính này. Vấn
đề này sẽ đƣợc bàn đến ở phần “Tổn thất kỹ thuật trong các hệ thống điện” bên dƣới.
Ngoài ra, tổn thất điện năng kỹ thuật còn liên quan đến việc đánh giá chất lƣợng
điện năng. Chất lƣợng điện năng đƣợc đánh giá theo nhiều yếu tố và nó phản ánh trực
tiếp hiện trạng lƣới điện của một khu vực là tốt hay chƣa tốt.

1.2.1 Chất lượng điện năng
Lƣới điện đƣợc đánh giá theo 4 tiêu chuẩn chính:
1- An toàn điện.
2- Chất lƣợng điện năng.
3- Độ tin cậy cung cấp điện.
4- Hiệu quả kinh tế.
Chất lƣợng điện áp là một chỉ tiêu trong tiêu chuẩn chất lƣợng điện năng, nó
mang tính cục bộ và đƣợc đánh giá bởi các chỉ tiêu sau:
1- Độ lệch điện áp trên cực của thiết bị dùng điện so với điện áp định mức.
2- Độ dao động điện áp.
3- Độ không đối xứng.
4- Độ không sin (sự biến dạng của đƣờng cong điện áp, các thành phần
sóng hài bậc cao )
Chất lƣợng cung cấp điện bị ảnh hƣởng đáng kể bởi chất lƣợng điện áp cung
cấp cho khách hàng, nó bị tác động bởi các thông số trên các đƣờng dây khác nhau. Có
thể có các dạng nhƣ: sự biến đổi dài hạn của điện áp so với điện áp định mức, điện áp
thay đổi đột ngột, những xung dốc dao động hoặc điện áp ba pha không cân bằng. Hơn
nữa tính không đồng đều nhƣ tần số thay đổi, sự không tuyến tính của hệ thống hoặc
trở kháng phụ tải sẽ làm méo dạng sóng điện áp, các xung nhọn do các thu lôi sinh ra
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
16

cũng có thể lan truyền trong hệ thống cung cấp điện. Các trƣờng hợp này đƣợc mô tả
trong Hình 1.1.

Hình 1.1. Dạng sóng điện áp lý tưởng và các thay đổi của điện áp.
a) Dạng sóng điện áp lý tưởng.
b) Các dạng thay đổi của sóng điện áp.
Các xung nhọn, xung tuần hoàn và nhiễu tần số cao có tính chất khu vực. Nó
đƣợc sinh ra một số do quá trình phóng điện của các thu lôi, do tác động đóng cắt của

các van điện tử công suất, do hồ quang của các điện cực, vì vậy chỉ có thể lan truyền
trong phạm vi nhỏ và thời điểm nhất định. Cũng nhƣ vậy sự biến đổi tần số thƣờng do
các lò trung, cao tần sinh ra và mức độ lan truyền cũng không lớn. Đối với hiện tƣợng
điện áp thấp và điện áp cao thì có thể xảy ra ở mọi nơi và xuất hiện dài hạn.
Để ngăn ngừa các hiệu ứng có hại cho thiết bị của hệ thống cung cấp trong một
mức độ nhất định, luật và các quy định khác nhau đã tồn tại trong các vùng khác nhau
để chắc rằng mức độ của điện áp cung cấp không lệch ra ngoài dung sai đã quy định.
Các đặc tính của điện áp cung cấp đƣợc chỉ rõ trong các tiêu chuẩn chất lƣợng điện áp
thƣờng đƣợc mô tả bởi tần số, độ lớn, dạng sóng và tính đối xứng của điện áp 3 pha.
Trên thế giới có sự dao động tƣơng đối rộng trong việc chấp nhận các dung sai có liên
quan đến điện áp. Các tiêu chuẩn luôn luôn đƣợc phát triển hợp lý để đáp lại sự phát
triển của kỹ thuật, kinh tế và chính trị.
Do một vài tình tiết ảnh hƣởng đến điện áp cung cấp là ngẫu nhiên trong thời
gian và không gian (vị trí) nên một vài đặc trƣng có thể đƣợc mô tả trong các tiêu
chuẩn với các tham số tĩnh để thay thế cho các giới hạn đặc biệt. Một khía cạnh quan
trọng trong việc áp dụng các tiêu chuẩn là để xem xét ở nơi nào và ở đâu trong mạng
cung cấp, các đặc tính của điện áp là định mức. Tiêu chuẩn châu Âu EN50160 chỉ rõ
các đặc điểm của điện áp ở các đầu cuối cung cấp cho khách hàng dƣới các điều kiện
vận hành bình thƣờng. Các đầu cuối cung cấp đƣợc định nghĩa là điểm kết nối của
khách hàng nối vào hệ thống cộng cộng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
17

EN50160 chỉ ra rằng, trong các tiêu chuần của Eropean Communities - Cộng
đồng Châu Âu, dải biến đổi giá trị hiệu dụng (RMS) của điện áp cung cấp trong 10
phút (điện áp pha hoặc điện áp dây) là U
n
± 10% với 95% thời gian trong tuần. Với hệ
thống 3 pha 4 dây, U
n

= 230 V giữa dây pha và dây trung tính.
Nói đúng ra, điều này có nghĩa là mỗi tuần có hơn 8 giờ không có giới hạn cho
giá trị của điện áp cung cấp. Cũng có một số chỉ trích rằng dung sai điện áp U
n
± 10%
là quá rộng. Đến năm 2003, điện áp danh định và dung sai có thể sẽ khác, các giá trị đã
bắt đầu cao hơn phù hợp hơn với HD472S1. Trong thời gian chuyển tiếp, các vùng có
hệ thống 220/380V có thể sẽ đƣa ra điện áp 230/400V + 6%/-10%, các vùng khác có
hệ thống 240/415V sẽ đƣa ra điện áp 230/400 V +10%/-6%.
Tần số của hệ thống cung cấp phụ thuộc sự tƣơng tác giữa các máy phát và phụ
tải, giữa dung lƣợng các máy phát và nhu cầu của phụ tải. Điều này có nghĩa là sẽ khó
khăn hơn cho các hệ thống nhỏ, cô lập, để duy trì chính xác tần số so với các các hệ
thống nối liền đồng bộ với một hệ thống lân cận.
Trong Eropean Communities – Theo tiêu chuẩn của Cộng đồng Châu Âu thì tần
số danh định (định mức) của điện áp cung cấp đƣợc quy định là 50Hz. Theo EN50160
giá trị trung bình của tần số cơ bản đo đƣợc trong thời gian hơn 10s với hệ thống phân
phối nối liền đồng bộ với một hệ thống lân cận là 50Hz ±1% trong suốt 95% thời gian
trong tuần và 50Hz +4% /-6% trong 100% thời gian trong tuần.
Hệ thống phân phối không nối liền đồng bộ với một hệ thống lân cận có dải
dung sai tần số là ± 2%. Dung sai tần số của EN50160 cũng giống với quy định hiện
thời của các nƣớc thành viên.
Trong một chuỗi nghiên cứu về mức độ thay đổi điện áp ở hộ tiêu thụ, một
Công ty điện lực ở Anh đã ghi lại các giá trị điện áp cực đại và cực tiểu của một số
khách hàng mỗi giờ một lần. Từ các thông tin giá trị trung bình của điện áp cực đại và
cực tiểu trên khách hàng vẽ đƣợc đồ thị nhƣ Hình 1.2.

Hình 1.2. Sự thay đổi của điện áp trên phụ tải trong ngày.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
18

Từ đồ thị biểu diễn trên ta nhận thấy sự phụ thuộc của giá trị điện áp vào các
thời điểm trong ngày, hay nói khác hơn là phụ thuộc vào quy luật hoạt động của phụ
tải.
Tại Việt Nam, chất lƣợng điện năng đƣợc quy định tại mục 2, điều 31 của nghị
định số 45/2001/NĐ- CP ngày 02/08/2001 của Chính phủ nhƣ sau:
1-Về điện áp:
Trong điều kiện vận hành bình thƣờng, điện áp đƣợc phép dao động trong
khoảng (5% so với điện áp danh định và đƣợc xác định tại phía thứ cấp của máy biến
áp cấp điện cho bên mua hoặc tại vị trí khác do hai bên thỏa thuận trong hợp đồng khi
bên mua đạt hệ số công suất cosθ = 0,85 và thực hiện đúng biểu đồ phụ tải đã thỏa
thuận trong hợp đồng).
Trong trƣờng hợp lƣới điện chƣa ổn định, điện áp đƣợc dao động từ 5% đến
10%.
2-Về tần số: Trong điều kiện bình thƣờng, tần số hệ thống điện đƣợc dao động trong
phạm vi (0,2Hz so với tần số định mức là 50Hz). Trƣờng hợp hệ thống chƣa ổn định,
cho phép độ lệch tần số là (0,5Hz).
3-Trong trƣờng hợp bên mua cần chất lƣợng điện năng cao hơn tiêu chuẩn quy định tại
các khoản 1 và 2, điều này, các bên phải thỏa thuận trong hợp đồng.
Với các quy định trên ta nhận thấy tiêu chuẩn chất lƣợng điện năng của nƣớc ta
khá cao so với tiêu chuẩn của cộng đồng châu Âu.
Hầu hết các lƣới điện đều có những biến động của điện áp nhƣ đã mô tả ở trên.
Điện áp thấp thƣờng thấy ở các khu vực cuối các đƣờng dây dài cấp điện cho các khu
vực nông thôn. Điện áp cao xuất hiện tại các phụ tải gần đầu nguồn do điều áp dƣới tải
không phù hợp, do đặt đầu phân áp không chƣa hợp lý hoặc do vận hành quá bù ở các
trạm phân phối gần đầu nguồn. Dao động điện áp, xung điện áp, sóng hài, thƣờng xuất
hiện tại các khu vực sản xuất công nghiệp lớn.
1.2.2 Các phương pháp điều chỉnh điện áp
1.2.2.1 Nguyên nhân gây biến động điện áp và ảnh hƣởng của nó đến chế độ làm
việc của mạng và thiết bị điện
Nếu điện áp đặt vào phụ tải không đúng với điện áp định mức của phụ tải yêu

cầu thì ít hay nhiều tình trạng làm việc của phụ tải đó cũng trở nên không tốt. Nói cách
khác, độ lệch điện áp càng lớn thì chỉ tiêu kinh tế của các thiết bị dùng điện càng thấp.
Theo định nghĩa độ lệch điện áp bằng:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
19

δU = U – U
đm
(V, kV) (1-1)
Độ lệch điện áp tính theo phần trăm so với điện áp định mức bằng:
%100.%
đm
đm
U
UU
U



(1-2)
Trong đó:
U: là điện áp thực tế đặt vào phụ tải (V, kV).
U
đm
: là điện áp định mức của mạng điện (V, kV).
Độ lệch điện áp sinh ra ở nơi tiêu thụ điện là do bởi hai nguyên nhân:
Nguyên nhân phát sinh ở bản thân các hộ dùng điện và nguyên nhân phát sinh
do sự biến đổi về tình trạng vận hành của hệ thống điện. Phụ tải của các hộ dùng điện
luôn thay đổi gây nên độ lệch điện áp, vì phụ tải thay đổi khiến công suất chuyên chở
trong mạng điện thay đổi, mức tổn thất công suất và tổn thất điện áp trong mạng điện

cũng thay đổi, gây ra các độ lệch khác nhau về điện áp. Đây là các biến đổi tự nhiên và
chậm. Khi phƣơng thức vận hành của các nhà máy điện trong hệ thống hoặc một sự
thay đổi nào đó trong cấu trúc lƣới cũng khiến cho sự phân bố công suất trong toàn bộ
hệ thống bị thay đổi, do đó mức tổn thất điện áp cũng thay đổi và làm biến đổi luôn cả
độ lệch điện áp nơi dùng điện. Đối với động cơ không đồng bộ, khi điện áp trên đầu
cực động cơ bị giảm thấp thì mô men quay và tốc độ sẽ giảm, dòng điện tăng lên làm
tăng phát nóng trong động cơ, động cơ khó khởi động, thời gian khởi động kéo dài.
Đối với thiết bị chiếu sáng thì khi điện áp giảm, quang thông của đèn nung nóng sẽ
giảm, điện áp giảm 5% thì quang thông giảm 10%, dẫn đến giảm năng suất và chất
lƣợng lao động, không đảm bảo an toàn lao động. Khi điện áp tăng cao, tuổi thọ của
đèn sẽ giảm. Điện áp tăng quá cao gây nguy hiểm cho thiết bị hệ thống điện. Điện áp
thấp làm giảm ổn định tĩnh của hệ thống tải điện, giảm khả năng ổn định động và ổn
định tổng quát, nếu thấp quá có thể gây mất ổn định phụ tải. Đối với máy biến áp , khi
điện áp tăng, làm tăng tổn thất không tải, tăng tự cảm ứng trong lõi thép và có thể đẫn
đến nguy hiểm do máy bị phát nóng cục bộ, khi điện áp tăng cao quá sẽ làm hỏng cách
điện. Điện áp giảm sẽ làm giảm lƣợng công suất phản kháng do máy phát điện và các
thiết bị bù sinh ra. Mức điện áp trong hệ thống điện ảnh hƣởng lớn đến tổn thất công
suất và tổn thất điện năng trong hệ thống điện. Độ lệch điện áp thƣờng xuất hiện trong
lúc sự cố: Dây đứt hoặc máy phát lớn nhất của nhà máy điện bị hỏng phải ngừng hoạt
động …Trên thực tế không thể nào giữ đƣợc điện áp ở phụ tải luôn luôn đúng bằng
định mức, nhƣng nếu giữ đƣợc với một độ lệch điện áp tƣơng đối nhỏ thì các phụ tải
điện vẫn giữ đƣợc một chỉ tiêu kinh tế tốt.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
20

Độ lệch điện áp đƣợc quy định nhƣ sau:
- Đối với các động cơ điện ở các xí nghiệp công nghiệp.
- 5% ≤ δU ≤ + 10%. (1-3)
- Đối với thiết bị chiếu sáng trong các xí nghiệp công nghiệp, trong các công sở và
chiếu sáng công cộng

- 2,5% ≤ δU ≤ + 5%. (1-4)
- Đối với các thiết bị dùng điện khác ở thành phố và xí nghiệp.
- 5% ≤ δU ≤ + 5%. (1-5)
- Đối với các thiết bị dùng điện đấu vào mạng điện nông nghiệp.
- 10 ≤ δU ≤ + 10%. (1-6)
Trong trạng thái sự cố, cho phép tăng giới hạn thêm + 2,5% và giảm dƣới hạn
dƣới thêm 5%.
1.2.2.2 Quan hệ công suất phản kháng với điện áp
Nhu cầu công suất phản kháng thay đổi gây ra sự biến đổi điện áp. Trong lƣới
điện trung áp và hạ áp R khá lớn dòng công suất tác dụng cũng ảnh hƣởng đến điện áp.
Nhƣng không thể dùng cách điều chỉnh dòng công suất tác dụng để điều chỉnh điện áp
đƣợc, vì công suất tác dụng là yêu cầu của phụ tải để sinh ra năng lƣợng, chỉ có thể
đƣợc cung cấp từ các nhà máy điện. Còn công suất phản kháng không sinh công, nó
chỉ là dòng công suất gây từ trƣờng dao động trên lƣới điện, rất cần thiết nhƣng có thể
cấp tại chỗ cho phụ tải. Do đó trong các lƣới này vẫn phải điều chỉnh điện áp bằng
cách điều chỉnh cân bằng công suất phản kháng. Khi điện áp một điểm nào đó của hệ
thống điện nằm trong phạm vi cho phép thì có nghĩa là công suất phản kháng của
nguồn đủ đáp ứng yêu cầu của phụ tải tại điểm đó. Nếu điện áp cao thì thừa công suất
phản kháng, còn khi điện áp thấp thì thiếu công suất phản kháng. Công suất phản
kháng thƣờng thiếu trong chế độ phụ tải max cần phải có thêm nguồn, còn trong chế
độ phụ tải min lại có nguy cơ thừa do điện dung của đƣờng dây và cáp gây ra, cần phải
có thiết bị tiêu thụ. Cân bằng công suất phản kháng vừa có tính chất hệ thống vừa có
tính chất cục bộ. Do đó, điều chỉnh cân bằng công suất phản kháng phải thực hiện cả ở
cấp hệ thống lẫn cấp địa phƣơng. Ở cấp hệ thống điều chỉnh điện áp ở mức trung bình
của hệ thống, còn ở cấp địa phƣơng điều chỉnh nhằm đạt đƣợc yêu cầu điện áp cụ thể
của địa phƣơng. Cân bằng công suất phản kháng đƣợc thực hiện bằng hai cách:
- Điều chỉnh công suất phản kháng của các nguồn công suất phản kháng nhƣ nhà máy
điện, máy bù đồng bộ, các bộ tụ bù.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
21

- Điều chỉnh dòng công suất phản kháng hay phân bố lại công suất phản kháng trên
mạng điện bằng cách điều chỉnh đầu phân áp ở các máy biến áp, điều chỉnh bù dọc
Khi tính toán điều chỉnh điện áp chỉ cần xét hai chế độ đặc trƣng của phụ tải, đó
là chế độ phụ tải công suất cực đại (max) và chế độ công suất cực tiểu phụ tải (min).
Nếu đảm bảo chất lƣợng điện áp ở hai chế độ này thì sẽ đảm bảo điện áp ở các chế độ
còn lại.
Khi tính toán điều chỉnh điện áp cũng không cần phải xét đến mọi điểm trong
mạng điện hạ áp, chỉ cần xét đến một số điểm, bảo đảm chất lƣợng điện áp ở các điểm
đó thì các điểm còn lại cũng đƣợc bảo đảm, đó là những điểm kiểm tra. Những điểm
kiểm tra đƣợc chọn là những điểm gần nguồn nhất và xa nguồn nhất. Trong vận hành
phải thƣờng xuyên theo dõi điện áp ở các điểm kiểm tra, đƣa ra các biện pháp điều
chỉnh điện áp thích hợp để đảm bảo chất lƣợng điện áp. Khi phụ tải luôn thay đổi theo
thời gian, cần phải kịp thời đề ra và thực hiện các biện pháp sao cho chất lƣợng điện áp
luôn đạt tiêu chuẩn quy định.
1.2.2.3 Các phƣơng pháp điều chỉnh điện áp
Để điều chỉnh điện áp ta có thể thực hiện các biện pháp sau:
a. Điều chỉnh điện áp máy phát điện bằng cách điều chỉnh dòng điện kích thích.
b. Điều chỉnh điện áp đầu ra của máy biến áp tăng áp và của máy biến áp giảm áp bằng
cách đặt đầu phân áp cố định hoặc điều áp dƣới tải.
c. Điều chỉnh điện áp trên đƣờng dây tải điện bằng máy biến áp điều chỉnh và máy
biến áp bổ trợ.
d. Đặt các thiết bị bù ngang có điều chỉnh để thay đổi tổn thất điện áp trên đƣờng dây,
có thể dùng bộ tụ điện, máy bù đồng bộ hoặc động cơ điện đồng bộ có điều chỉnh kích
từ.
e. Đặt thiết bị bù dọc trên đƣờng dây để thay đổi điện kháng đƣờng dây nhằm thay đổi
tổn thất điện áp.
Theo bản chất vật lý, chỉ có hai phƣơng pháp điều chỉnh điện áp, hoặc thêm
nguồn công suất phản kháng hoặc phân bố lại công suất phản kháng trên mạng điện,
phƣơng pháp sau chỉ có hiệu quả khi hệ thống điện có đủ công suất phản kháng. Khi

hệ thống điện thiếu công suất phản kháng, phƣơng pháp duy nhất để điều chỉnh điện
áp là tăng thêm các nguồn công suất phản kháng.
Do sự phức tạp về cấu trúc hệ thống điện, về chế độ làm việc của phụ tải, sự
phân cấp trong khi thiết kế, thi công và quản lý vận hành, mà việc điều chỉnh điện áp
một cách thống nhất trong toàn hệ thống điện là không thể thực hiện đƣợc. Nhiệm vụ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
22

điều chỉnh điện áp đƣợc phân chia cho từng khu vực của hệ thống điện. Ở nhà máy
điện, ở mạng điện khu vực và mạng điện địa phƣơng. Ở mỗi khu vực điều chỉnh điện
áp nhằm đảm các yêu cầu về điện áp ở đầu ra và đƣợc tiêu chuẩn hoá. Ở nhà máy điện
điều chỉnh điện áp nhằm nhằm đảm bảo điện áp đầu vào của mạng điện khu vực bằng
cách điều chỉnh điện áp máy phát phối hợp với sử dụng đúng đầu phân áp máy biến áp
tăng áp. Điều chỉnh điện áp ở mạng điện khu vực phải đảm bảo điện áp đầu ra của
trạm biến áp khu vực đã đƣợc quy định. Còn mạng điện phân phối trực tiếp cung cấp
điện năng cho các cho các hộ tiêu thụ, nên việc điều chỉnh điện áp ở đây rất quan trọng
và là nhiệm vụ chính để đảm bảo chất lƣợng điện áp. Để có thể điều chỉnh tốt điện áp
quá trình điều chỉnh đƣợc chia theo thời gian thành ba giai đoạn là điều chỉnh sơ cấp,
điều chỉnh thứ cấp và điều chỉnh cấp ba.
a. Điều chỉnh sơ cấp là quá trình đáp ứng nhanh và tức thời các biến đổi nhanh và ngẫu
nhiên điện áp của thiết bị điều chỉnh điện áp máy phát điện và các máy bù tĩnh. Điều
chỉnh sơ cấp thực hiện tự động trong thời gian vài chục phần trăm giây. Điều chỉnh sơ
cấp nhằm mục đích giữ điện áp lƣới điện ở mức an toàn, tránh nguy cơ sụt áp trong
chế độ vận hành bình thƣờng và nhất là khi sự cố.
b. Điều chỉnh thứ cấp để đối phó với các biến đổi chậm của điện áp. Điều chỉnh thứ
cấp hiệu chỉnh lại các giá trị các giá trị điện áp chỉnh định của các thiết bị điều chỉnh
sơ cấp trong miền nó phụ trách và điều chỉnh các tụ bù, các kháng điện và các máy
biến áp điều áp dƣới tải trong từng miền. Quá trình này kết thúc trong vòng 3 phút.
Mức diện áp trong mỗi miền đƣợc điều chỉnh bằng một hệ thống điều chỉnh thứ cấp
riêng. Hệ thống này tác động nhanh và có phối hợp với các nguồn công suất phản

kháng trong miền. Hoạt động của hệ thống dựa trên cơ sở theo dõi và điều chỉnh điện
áp tại một điểm đặc biệt của miền gọi là điểm quan sát. Thiết bị điều chỉnh đặt ở điều
độ miền nhận giá trị điện áp đo tại điểm quan sát và so sánh với giá trị của điểm này đã
đƣợc tính trƣớc. Nếu có sự sai khác thì đƣa ra lệnh điều khiển đến các nguồn công suất
phản kháng và các máy biến áp điều áp dƣới tải ở trong miền. Lệnh này có thể tăng
thêm công suất phản kháng phát ra, cũng có thể tiêu thụ công suất phản kháng thừa. Sự
phân chia miền làm cho quá trình điều chỉnh điện áp nhanh và đáp ứng đƣợc yêu cầu
cục bộ. Tuy nhiên, chia hệ thống điện thành các miền độc lập không phải dễ, các miền
vẫn có ảnh hƣởng và phụ thuộc lẫn nhau, cho nên hệ thống điều khiển phối hợp với
mức độ tự động hoá cao, ngày nay đã đƣợc phát triển và áp dụng giải quyết vấn đề
này.
c. Điều chỉnh cấp 3 để điều hoà mức điện áp giữa các miền điều chỉnh thứ cấp, với
mục đích tối ƣu hoá mức điện áp của hệ thống điện theo tiêu chuẩn kinh tế và an toàn.
Quá trình này có thể thực hiện bằng tay hay tự động. Thực hiện nhiệm vụ này do hệ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
23

thống điều độ trung tâm đảm nhiệm. Điều chỉnh điện áp miền có thể là điều chỉnh tập
trung tại các trung tâm cung cấp điện và cũng có thể điều chỉnh cục bộ trục tiếp tại các
hộ tiêu thụ. Tuỳ theo đặc điểm thay đổi của phụ tải. Điều chỉnh ổn định điện áp đƣợc
thực hiện đối với hộ tiêu thụ thực tế phụ tải là không đổi, ví dụ nhƣ các nhà máy, xí
nghiệp làm việc ba ca cần phải giữ mức điện áp không đổi. Điều chỉnh điện áp bậc 2
thƣờng đƣợc thực hiện với loại hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải 2 bậc. Còn trƣờng hợp phụ
tải thay đổi suốt ngày đêm thì ta phải thực hiện điều chỉnh đối ứng. Với một giá trị phụ
tải sẽ có một trị số điện áp và tổn thất điện áp. Để độ lệch điện áp không trong miền
giá trị cho phép, cần phải điều chỉnh điện áp, ví dụ nhƣ điều chỉnh điện áp theo sự thay
đổi dòng điện phụ tải. Thực tế phụ tải biến đổi không chỉ trong ngày đêm mà còn thay
đổi trong suốt năm. Tuỳ theo vĩ độ của mỗi nƣớc, nhƣ ở nƣớc ta phụ tải lớn nhất trong
năm là vào mùa hè và nhỏ nhất là vào mùa đông. Vậy điều chỉnh đối ứng bao gồm
việc thay đổi điện áp theo phụ tải không chỉ trong ngày đêm mà còn theo mùa trong

năm. Nhƣ vậy cần phải giữ điện áp tại thanh cái nhà máy điện và trạm biến áp cao hơn
trong thời gian có phụ tải max và hạ thấp đến điện áp điện áp định mức trong thời gian
phụ tải min.
1.3 ĐỘ LỆCH ĐIỆN ÁP
1.3.1 Độ lệch điện áp tại phụ tải
Là độ lệch giữa điện áp thực tế trên cực của các thiết bị điện so với điện áp định
mức của thiết bị đƣợc xác định theo (1-1).
Độ lệch điện áp phải thoả mãn điều kiện:
δU
-
< δU < δU
+
. (1-7)
Với δU
+
, δU
-
là giới hạn trên và giới hạn dƣới của độ lệch điện áp.
Tiêu chuẩn về độ lệch điện áp của các nƣớc khác nhau là khác nhau. Nghị định
số 45/2001/NĐ- CP của Chính phủ quy định điện áp (Thƣờng đƣợc xác định tại điểm
đo đếm) dao động ± 5% so với điện áp định mức trong chế độ vận hành bình thƣờng
và +5%, -10% so với điện áp định mức với lƣới chƣa ổn định.
Vậy độ lệch điện áp trong chế độ vận hành bình thƣờng là:






5% + = U

5% - = U
-






Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
24

1.3.2 Độ lệch điện áp trong lưới hạ áp
Lƣới phân phối hạ áp cấp điện cho hầu hết thiết bị điện. Trong lƣới phân phối
hạ áp chỗ nào cũng có thể đấu nối thiết bị sử dụng điện, vì vậy trong toàn bộ lƣới phân
phối hạ áp và trong mọi thời gian, điện áp phải thoả mãn tiêu chuẩn:
δU
-
< δU
xt
< δU
+
. (1-8)
Với x – vị trí điểm; t- thời gian.
Song ta thấy rằng có hai vị trí và hai thời điểm mà ở đó chất lƣợng điện áp đáp
ứng yêu cầu thì tất cả các vị trí còn lại và trong mọi thời gian sẽ đảm bảo đạt yêu cầu
về độ lệch điện áp. Đó là điểm đầu lƣới (điểm B) và điểm cuối lƣới (điểm A) trong hai
chế độ max và min của phụ tải. Phối hợp các điều kiện trên ta lập thành 4 tiêu chuẩn,
trong đó quy ƣớc số 1 chỉ chế độ max, số 2 chỉ chế độ min:

Từ đồ thị trên ta nhận thấy độ lệch điện áp phải luôn nằm trong vùng gạch chéo
trên Hình 1.3 gọi là miền chất lƣợng. Nếu sử dụng tiêu chuẩn (1-9) thì phải đo đạc
điện áp tại 2 điểm A và B trong cả 2 chế độ max và min.
Giả thiết rằng tổn thất điện áp trên lƣới hạ thế đƣợc cho trƣớc, ta chỉ đánh giá
tổn thất điện áp trên lƣới trung áp. Vì vậy ta có thể qui đổi về đánh giá chất lƣợng điện
năng chỉ ở điểm B là điểm đầu của lƣới phân phối hạ áp và cũng là điện áp trên thanh
cái 0,4 kV của trạm phân phối.
Ta biết rằng:




H2B2A2
H1B1A1
U - U = U
U - U = U


(1-9)
Với ∆U
H
là tổn thất trên lƣới hạ áp.
Hình 1.3
Hình 1.4
Trạm phân phối
Lƣới hạ áp
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
25

Thay vào (1-8) ta đƣợc:















UUU
UUU
UUUU
UUUU
B
B
HB
HB




2
1

22
11
(1-10)


Chuyển ∆U
H1
và ∆U
H2
sang hai vế:
Ta nhận thấy nếu 2 bất phƣơng trình trên thoả mãn vế trái thì 2 bất phƣơng trình
sau cũng thoả mãn, còn nếu 2 bất phƣơng trình sau thoả mãn vế phải thì 2 phƣơng
trình trên cũng thoả mãn, do đó tiêu chuẩn CLĐA chỉ còn là:









UUUU
UUUU
BH
BH


22
11

(1-11)
Trên Hình 1.4 là đồ thị biểu diễn tiêu chuẩn (1-11), chế độ max ứng với công
suất P
max
còn chế độ min ứng với công suất P
min
của phụ tải. Tiêu chuẩn này đƣợc áp
dụng nhƣ sau: Cho biết ví dụ 5% theo tiêu chuẩn tổn thất điện áp trên lƣới hạ áp. Biết
P
max
, P
min
ta sẽ tính đƣợc tỉ số (P
min
/P
max
), sau đó lập đồ thị đánh giá chất lƣợng điện áp
nhƣ trên Hình 1.4. Sau đó đo điện áp trên thanh cái trạm phân phối trong chế độ max
và min, tính ∆U
B1
và ∆U
B2
. Đặt 2 điểm này vào đồ thị rồi nối chúng bằng một đƣờng
thẳng, đó là đƣờng điện áp thực tế. Nếu đƣờng này nằm gọn trong miền CLĐA thì
CLĐA của lƣới phân phối đạt yêu cầu (đƣờng 1) nếu có phần nằm ngoài nhƣ đƣờng 2
và 3 thì CLĐA không đạt yêu cầu. Tuỳ theo vị trí của đƣờng điện áp mà ta có thể rút
ra cách thức cải thiện điện áp. Ví dụ với đƣờng 2 điện áp không đạt yêu cầu song ta có
thể cải thiện bằng cách thay đổi đầu phân áp cố định của máy biến áp phân phối, cụ thể
là dùng nấc điện áp ra cao hơn, đƣờng điện áp sẽ tịnh tiến lên trên và đi vào miền
CLĐA. Trong trƣờng hợp của đƣờng 3 thì không thể thay đổi đầu phân áp cố định để

cải thiện CLĐA đƣợc vì nếu đạt trong chế độ max thì chế độ min sẽ quá áp, nếu đạt
trong chế độ min thì chế độ max điện áp sẽ thấp. Trong trƣờng hợp này ta chỉ có thể
dùng biện pháp xoay ngang đƣờng điện áp bằng các biện pháp nhƣ điều áp dƣới tải ở
các trạm biến áp, dùng tụ có điều chỉnh, hoặc tăng tiết diện dây dẫn để giảm tổn thất
điện áp.
1.3.3 Diễn biến của điện áp trong lưới điện
Xét LPP nhƣ trên Hình 1.5.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên