Nghiên cứu giải pháp bù công suất phản kháng để nâng cao chất lượng điện năng cho lưới điện phân phối thị xã từ sơn, tỉnh bắc ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI


TRẦN THỊ SEN


NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
ðỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ðIỆN NĂNG CHO LƯỚI
ðIỆN PHÂN PHỐI THỊ XÃ TỪ SƠN – TỈNH BẮC NINH


LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT


Chuyên ngành: ðiện khí hóa sản xuất nông nghiệp và nông thôn
Mã số ngành: 60.52.54

N
gười hướng dẫn khoa học: PGS. TS ðặng Quốc Thống



Hà Nội - 2012
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng: Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn
đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ
nguồn gốc.

Tác giả luận văn

Trần Thị Sen







Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


ii

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự
giúp đỡ nhiệt tình của tập thể và cá nhân các Thầy Cô giáo: Trường ĐHNN Hà Nội,
Trường ĐHBK Hà Nội, gia đình và của các bạn bè đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS Đặng Quốc Thống – ĐHBK Hà Nội.
Cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn cung cấp và sử dụng điện, Khoa cơ điện,
Viện sau Đại học trường ĐHNN Hà Nội. Cảm ơn các bạn bè và đồng nghiệp đã tận

tình giúp đỡ tôi nghiên cứu hoàn thành luận văn này.
Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn, vì thời gian và trình độ
có hạn, nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp
chân thành của các Thầy Cô và bạn bè đồng nghiệp.

Tác giả luận văn


Trần Thị Sen





Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


iii

MỤC LỤC

PHẦN 1: ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ
XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN THỊ XÃ TỪ
SƠN 3

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN XÃ HỘI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG
PHÁT TRIỂN KINH TẾ. 3

CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP
ĐIỆN 7

PHẦN 2: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI
PHÂN PHỐI 16
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 16
1.1.

CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI 16

1.2.

SỰ TIÊU THỤ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 17

1.2.1. Khái niệm về CSPK 17

1.2.2. Sự tiêu thụ CSPK 18

1.3.

CÁC NGUỒN PHÁT CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI
ĐIỆN 19

1.4.

Ý NGHĨA CỦA VIỆC BÙ CSPK TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI 22

1.4.1. Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện 22

1.4.2. Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện 22

1.4.3. Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp 22

1.5.

CÁC TIÊU CHÍ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI
PHÂN PHỐI 23

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


iv

1.5.1. Tiêu chí kỹ thuật 23

1.5.2. Tiêu chí kinh tế 27


CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG - XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ
CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 30

2.1. Xác định dung lượng bù CSPK để nâng cao hệ số công suất cosφ 30
2.2. Chọn thiết bị bù 30
2.3. Tính bù CSPK theo điều kiện cực tiểu tổn thất công suất 30

2.4. Bù công suất phản kháng theo điều kiện điều chỉnh điện áp 36

2.5.

Lựa chọn dung lượng bù theo quan điểm kinh tế 48

2.6. Phương pháp tính toán lựa chọn công suất và vị trí bù tối ưu trong mạng điện

phân phối 54

2.7. Vị trí đặt thiết bị bù 61
CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI TỤ VÀ PHƯƠNG THỨC ĐIỀU
KHIỂN TỤ BÙ TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 64

3.1. SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI TỤ BÙ TĨNH 64

3.1.1. Nối tụ điện theo sơ đồ hình tam giác (∆) 64

3.1.2. Nối tụ điện theo sơ đồ hình sao (Y) 64

3.1.3. Các kiểu đấu nối bộ tụ điện ba pha 65

3.2. SƠ ĐỒ NỐI DÂY VÀ ĐIỆN TRỞ PHÓNG ĐIỆN 66

3.2.1. Sơ đồ nối dây của tụ điện điện áp cao 66

3.2.2 . Sơ đồ đấu dây tụ điện điện áp thấp 67

3.2.3. Bù riêng 68

3.2.4. Bù nhóm 68

3.2.5. Bù tập trung 69

3.3. NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ BÙ SỬ DỤNG TỤ ĐIỆN
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

v

TĨNH 70

3.3.1. Cơ sở điều khiển 70

3.3.2. Điều chỉnh dung lượng bù 71

3.4.THIẾT BỊ BÙ BÙ NGANG CÓ ĐIỀU KHIỂN (SVC) 74

3.4.1. Cấu tạo cơ bản của SVC 74

3.4.2. Hoạt động của thiết bị bù ngang có điều khiển SVC 75

3.4.3. Mô hình của thiết bụ bù tĩnh có điều khiển băng Thyristor 78

CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ BÙ ĐẾN THỐNG SỐ
THIẾT KẾ VÀ VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 85

4.1.

ẢNH HƯỞNG CỦA TB BÙ ĐẾN THÔNG SỐ THIẾT KẾ 85

4.1.1.

Đặt vấn đề 85

4.1.2. Các ảnh hưởng của thiết bị bù đến thông số thiết kế của mạng điện 86

4.2. ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ BÙ ĐẾN TỔN THẤT CÔNG

SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG. 90

4.2.1. Lưới phân phối có một phụ tải 90

4. 2.2. Lưới phân phối có phụ tải phân bố đều trên trục chính 93

4.3. ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ BÙ ĐẾN CHẾ ĐỘ ĐIỆN ÁP CỦA
LƯỚI PHÂN PHỐI 95

4.3.1. Phân tích ảnh hưởng của TB bù CSPK đối với chất lượng điện áp 95

4.3.2. Các hạn chế của công suất bù phản kháng đối với chất lượng điện 108

4.3.3. Một số giải pháp chống quá điện áp khi đóng cắt tụ 111

PHẦN 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ĐỂ TÍNH
TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO LĐPP
THỊ XÃ TỪ SƠN 113
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT. 113

1.1. Mô hình lưới điện trên chương trình PSS/ADEPT 117
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


vi

1.2. Giao diện của PSS/ADEPT 117
1.3. Chức năng tính toán của chương trình PSS/ADEPT 117
1.4. Mô phỏng LĐPP trên chương trình PSS/ADEPT 117
CHƯƠNG 2: TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO XT 471E74

BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 117
2.1. Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 471-E74 117

2.2. Cơ sở tính toán bù CSPK bằng chương trình PSS/ADEPT 118

2.3 Xác định vị trí đặt tụ bù tối ưu (CAPO) 120

2.4. Xây dựng sơ đồ tính toán 126

3.4. Xác định dung lượng, vị trí bù tối ưu kinh tế trên lộ 471E74 132

PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 138

4.1. KẾT LUẬN 138

4.2. KIẾN NGHỊ 139



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


vii

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình số Tên hình

Hình 1 Bản đồ hành chính Từ Sơn
Hình 2 Phường Đông Kỵ

Hình 3 Sơ đồ phân bố điện năng
Hình 4 Sơ đồ một sợi lưới điện trung áp Từ Sơn
Hình 5 Mạch điện đơn giản RL
Hình 6 Quan hệ giữa công suất P và Q
Hình 7 Phân phối dung lượng bù trong mạng hình tia
Hình 8 Phân phối dung lượng bù trong mạng phân nhánh
Hình 9 Sơ đồ mạng điện dùng máy bù đồng bộ để điều chỉnh điện áp
Hình 10 Sơ đồ mạng điện có phân nhánh
Hình 11 Sơ đồ mạng điện kín: a, Sơ đồ nối dây; b, Sơ đồ thay thế
Hình 12 Mạng điện có đặt bù tụ điện tại hai trạm biến áp T
b
và T
c

Hình 13 Điều chỉnh điện áp trong mạng điện kín bằng tụ điện
Hình 14 Sơ đồ mạng điện 1 phụ tải
Hình 15 Sơ đồ mạch tải điện có đặt thiết bị bù
Hình 16 Đồ thi phụ tải phản kháng năm
Hình 17 Sơ đồ tính toán dung lượng bù tại nhiều điểm
Hình 18 Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung
Hình 19 Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có một bộ tụ
Hình 20 Các đường biểu thị độ giảm tổn thất công suất ứng với các độ bù và
các vị trí trên đường dây có phụ tải phân bố đều (
λ
= 0)
Hình 21 Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có bù 2 bộ tụ
Hình 22 Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có bù 3 bộ tụ
Hình 23 Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có bù 4 bộ tụ
Hình 24 So sánh độ giảm tổn thất đạt được khi số tụ bù n = 1,2,3 và ∞ trên
đường dây có phụ tải phân bố đều (λ = 0)

Hình 25 Tụ đấu tam giác
Hình 26 Tụ đấu sao
Hình 27 Sơ đồ nối dây của tụ điện điện áp cao
Hình 28 Sơ đồ đấu dây của tụ điện điện áp cao bù riêng cho động cơ
Hình 29 Sơ đồ đấu dây tụ điện điện áp thấp
Hình 30 Bù nhóm
Hình 31 Bù tập trung
Hình 32 Sự phân bố CSPK theo thời gian
Hình 33 Ví dụ về điều chỉnh dung lượng bù
Hình 34 Sơ đồ điều chỉnh tự động dung lượng bù theo điện áp
Hình 35 Sơ đồ điều chỉnh tự động dung lượng bù theo nguyên tắc thời gian
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


viii

Hình 36 Nguyên lý cấu tạo SVC
Hình 37 Sơ đồ giải thích nguyên lý làm việc của SVC
Hình 38 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của Thyristor
Hình 39 Sơ đồ biểu diễn đặc tính làm việc của SVC
Hình 40 Đặc tính điều chỉnh của SVC
Hình 41 Sơ đồ tính toán chế độ xác lập
Hình 42 Đặc tính của CSTD
Hình 43 Đặc tính CSPK của máy phát
Hình 44 Mô hình SVC
Hình 45 Các dạng đặc tính của SVC
Hình 46 a. Sơ đồ nguyên lý b. sơ đồ tính toán
Hình 47 Sơ đồ mạch tải điện
Hình 48 Phân tính các dung lượng bù

Hình 49 Lưới phân phối có phụ tải phân bố đều
Hình 50a Sơ đồ mô phỏng
Hình 50b Sóng điện áp và dòng điện trên tụ khi U
C
(0) = 0, t = 5ms
Hình 51a Sơ đồ mô phỏng quá độ đóng điện vào trạm tụ làm việc song song
Hình 51b Sóng điện áp và dòng điện trên tụ khi U
C
(0) = 0 và t = 5ms
Hình 52a Sơ đồ mô phỏng quá độ với hiện tượng phóng điện trước
Hình 52b Dạng sóng điện áp và dòng điện trên tụ khi U
C
(0) = 0
Hình 53a Sơ đồ mô phỏng quá độ với hiện tượng phóng điện trở lại
Hình 53b Dạng sóng điện áp và dòng điện trên tụ khi U
C
(0) = 0
Hình 54 Quá độ trên lưới phân phối khi đóng tụ bù [5]
Hình 55a Sóng cơ bản và sóng hài bậc ba đồng pha
Hình 55b Sóng cơ bản và sóng hài bậc ba lệch pha
Hình 56 Mạch cộng hưởng LC
Hình 57 Các cửa sổ View trong PSS
Hình 58 Sơ đồ áp dụng triển khai trong PSS
Hình 59 Sơ đồ lộ 471 E74
Hình 60 Hộp thoại thiết đặt thông số trong CAPO
Hình 61 Hộp thoại thông số kinh tế trong CAPO
Hình 62 Kết quả tính CAPO
Hình 63 Sơ đồ lộ 471 E74 trên nền PSS/ADEPT
Hình 64 Thư viện thiết lập
Hình 65 Thẻ thiết lập thông số đường dây

Hình 66 Thẻ thiết lập thông số MBA
Hình 67 Thẻ nhập thông số kinh tế
Hình 68 Thông số kinh tế cho bù hạ áp giờ thấp điểm
Hình 69 Thông số kinh tế cho bù trung áp giờ thấp điểm
Hình 70 Đồ thị phụ tải những ngày điển hình năm 2010 của lộ 479 E28.4
Hình 71 Thẻ phân loại phụ tải
Hình 72 Thẻ xây dụng đồ thị phụ tải
Hình 73 Cách xác định hao tổn của lộ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


ix

Hình 74 Thẻ tính toán dung lượng bù

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


x

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

CĐXL: Chế độ xác lập
CSPK: Công suất phản kháng
CSTD: Công suất tác dụng
GTO: Các cửa đóng mở - Gate Turn Off
HTĐ: Hệ thống điện
MBA: Máy biến áp
LPP: Lưới phân phối
SVC: (Static Var Compensator) Thiết bị bù ngang dùng để tiêu thụ CSPK

có thể điều chỉnh bằng cách tăng hay giảm góc mở của thyristor
TCR: Kháng điều chỉnh bằng thyristor – Thyristor Controlled Reactor
TSC: Bộ tụ đóng mở bằng thyristor – Thyristor Switched Capacitor
TSR: Kháng đóng mở bằng thyristor – Thyristor Switched Reactor

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


xi

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng số Tên bảng

Bảng 1 Kết quả tổn thất 2009-2011
Bảng 3 Suất tổn thất công suất tác dụng của các thiết bị bù
Bảng 4 Điện trở của MBA
Bảng 5 Giá thành đường dây trên không 1 mạch điện áp 110kV
Bảng 6 Giá trị biên độ xung áp và dòng
Bảng 7 Giá trị biên độ xung áp và dòng
Bảng 8 Giá trị biên độ xung áp và dòng
Bảng 9 Giá trị biên độ xung áp và dòng
Bảng 10 Các thông số kinh tế cho lặp đặt tụ bù [4]
Bảng 11 Kết quả tính toán trên lưới khi điện áp thanh cái lưới trung áp đặt
22kV
Bảng 12 Kết quả tính toán trên lưới khi điện áp thanh cái lưới trung áp đặt 23
kV (bù tự nhiên)
Bảng 13 Vị trí và dung lượng bù cố định ở lưới trung áp
Bảng 14 Vị trí và dung lượng bù đóng cắt ở lưới trung áp
Bảng 15 Vị trí và dung lượng bù cố định ở phía thanh cái hạ áp

Bảng 16 Vị trí và dung lượng bù đóng cắt ở phía thanh cái hạ áp
Bảng 17 Kết quả tính toán trên lưới sau khi bù trung áp
Bảng 18 Kết quả tính toán trên lưới sau khi bù hạ áp
Bảng 19 Kết quả lượng tổn thất công suất giảm được so với bù tự nhiên
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

1

LỜI NÓI ðẦU
Với sự phát triển chung của hệ thống điện Việt Nam, lưới điện Thị xã Từ
Sơn – Tỉnh Bắc Ninh cũng đã phát triển không ngừng, phụ tải luôn luôn tăng trưởng
rất cao, lưới điện càng ngày càng được mở rộng và hiện đại hoá với tổng sản lượng
chiếm tới hơn 1/3 cả tỉnh, Chi nhánh Điện Từ Sơn có 318 trạm biến áp, tổng công
suất 325 nghìn KVA, 151.145km đường dây trung thế và 235km đường dây hạ thế,
44.400 khách hàng, công suất tiêu thụ 31 triệu Kwh/tháng (theo báo điện tử Bắc
Ninh – 30/10/2011). Do vậy, việc đảm bảo cung cấp điện một cách tin cậy và chất
lượng song song với việc nâng cao hiệu quả kinh tế trong việc sử dụng điện năng là
một yêu cầu bức xúc đối với lưới điện phân phối (LĐPP) Thị xã Từ Sơn – Tỉnh Bắc
Ninh hiện nay.
Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật, nguồn điện
cũng phải đáp ứng được những đòi hỏi về công suất và chất lượng. Vấn đề công
suất phát ra phải được đưa đến và tận dụng một cách hiệu quả nhất, không để lảng
phí quá nhiều ảnh hưởng đến kinh tế là một bài toán được rất nhiều đề tài nghiên
cứu. Tổn hao công suất là vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng nguồn điện và kinh tế,
để giảm nó một trong những biện pháp khá hiệu quả là bù công suất phản khảng
cho lưới điện.
Một số các hệ thống lưới điện trên các tỉnh thành của nước ta không có hệ thống
bù công suất phản kháng thậm chí còn không quan tâm đến vấn đề này. Do đó hệ số
công suất cosφ có giá trị nhỏ điều này ảnh hưởng rất lớn đến các tham số kinh tế kỹ
thuật của mạng điện như: Giảm chất lượng điện áp, tăng tổn thất công suất và tăng

đốt nóng dây dẫn, tăng tiết diện dây dẫn, hạn chế khả năng truyền tải công suất tác
dụng, không sử dụng hết khả năng của động cơ sơ cấp, giảm chất lượng điện, tăng
giá thành điện năng.
Hiện nay một số tỉnh đã quan tâm đến vẫn đề này như Bắc Ninh, Hà Nội, Hải
Dương, Nam Định, Ninh Bình…. nhưng việc thực thi thì rất ít. Nếu có hệ thống bù
công suất phản kháng thì chỉ là bù tĩnh, thiết bị bù không có cơ cấu tự động điều
chỉnh mang lại hệ số công suất cosφ lớn cỡ trên 0,9 điều này cũng dẫn đến những
ảnh hưởng đáng kể như vào giờ thấp điểm có hiện tượng dòng công suất phản
kháng chạy ngược, làm tăng tổn thất và quá áp cục bộ điều này gây hậu quả nghiêm
trọng đến các thiết bị điện. Vị trí đặt thiết bị bù thường được chọn sao cho dễ vận
hành chứ không xét đến hiệu quả kinh tế của thiết bị, vì vậy chưa tận dụng được
hiệu quả làm việc của thiết bị, dẫn đến sự lãng phí.
Để khắc phục những nhược điểm đó đề tài đi nghiên cứu phương pháp bù công
suất phản kháng, để xác định dung lượng và vị trí bù tối ưu cho lưới phân phối,
đồng thời luận văn cũng đi nghiên cứu phần mền PSS/ADEPT để tính toán dung
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


2

lượng và vị trí bù cho lưới điện Từ Sơn – Tỉnh Bắc Ninh.
Với sự nỗ lực của bản thân, sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn TS
Đặng Quốc Thống, tập thể giảng viên Bộ môn Cung Cấp Điện –Khoa Cơ Điện
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội. Luận văn đã hoàn thành gồm các phần sau:
PHẦN 1: ðÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ Xà HỘI VÀ
HIỆN TRẠNG LƯỚI ðIỆN THỊ XÃ TỪ SƠN.
Chương 1: Đặc điểm tự nhiên xã hội và phương hướng phát triển kinh tế.
Chương 2: Hiện trạng lưới điện và tình hình cung cấp điện.
PHẦN 2: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI.
Chương 1. Tổng quan về bù công suất phản kháng trên lưới phân phối

Chương 2. Tính toán dung lượng - xác định vị trí bù công suất phản kháng
trên lưới phân phối.
Chương 3: Sơ đồ nối tụ và phương thức điều khiển tụ bù trong lưới điện
phân phối.
Chương 4: Ảnh hưởng của thiết bị bù đến thông số thiết kế và vận hành của
lưới điện phân phối.
PHẦN 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ðỂ TÍNH TOÁN BÙ CÔNG
SUẤT PHẢN KHÁNG CHO LðPP THỊ XÃ TỪ SƠN.
Chương 1: Giới thiệu về phần mềm PSS/ADEPT.
Chương 2: Tính toán bù công suất phản kháng cho XT 491-E74 bằng phần
mềm PSS/ADEPT
PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

3

PHẦN 1: ðÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ
XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG LƯỚI ðIỆN THỊ XÃ TỪ SƠN.
CHƯƠNG 1: ðẶC ðIỂM TỰ NHIÊN XÃ HỘI
VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ.

1.1. ðẶC ðIỂM TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI CỦA TỪ SƠN.
Từ Sơn là một thị xã cửa ngõ phía nam của tỉnh Bắc Ninh cửa ngõ phía bắc
của thành phố Hà Nội được Thủ tướng Chính phủ ký quyết định thành lập ngày 24
tháng 9 năm 2008 trên cơ sở toàn bộ diện tích tự nhiên và dân số của huyện Từ Sơn
cũ.
Vị trí: Từ Sơn, phía Bắc tiếp giáp với các huyện Yên Phong (Bắc Ninh),
phía Đông Bắc và Đông tiếp giáp với huyện Tiên Du (Bắc Ninh), phía Nam và Tây
Nam tiếp giáp với huyện Gia Lâm (Hà Nội), phía Tây giáp với huyện Đông Anh

(Hà Nội). Từ Sơn là thị xã nằm giữa Hà Nội và thành phố Bắc Ninh và cũng là một
trong hai trung tâm của trấn Kinh Bắc xưa.

Hình 1: Bản ñồ hành chính thị xã Từ Sơn – Bắc Ninh
Hành chính: Thị xã Từ Sơn thành lập ngày 24 tháng 09 năm 2008 trên cơ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


4

sở toàn bộ huyện Từ Sơn, gồm có 07 phường và 05 xã:
Các phường gồm: Châu Khê (497,58 ha và 17.905 nhân khẩu); Đình Bảng
(830,10 ha và 16.771 nhân khẩu); Đông Ngàn (111,04 ha và 8.548 nhân khẩu);
Đồng Nguyên (688,29 ha và 15.423 nhân khẩu); Đồng Kỵ (334,29 ha và 15.997
nhân khẩu); Tân Hồng (491,20 ha và 11.291 nhân khẩu); Trang Hạ (255,69 ha và
5.510 nhân khẩu);
Các xã gồm: Hương Mạc, Phù Chẩn, Phù Khê, Tam Sơn, Tương Giang.
Diện tích: 61,33 km².
Dân số: Tổng dân số Từ Sơn là 143.843 người (tính đến 31 tháng 12 năm
2006). Mật độ dân số là 2.345 người/km², gấp 2 lần mật độ dân số bình quân vùng
đồng bằng sông Hồng, gấp 1,8 lần mật độ dân số của Hải Phòng, gấp 1,2 lần mật độ
dân số của Hà Nội mới và là một trong những thị xã đông dân nhất Việt Nam.
Kinh tế - Xã hội: Từ Sơn là thị xã cửa ngõ của tỉnh Bắc Ninh, là đô thị vệ
tinh của Thủ đô Hà Nội và là một trong hai trung tâm kinh tế - văn hóa - giáo dục
của tỉnh Bắc Ninh (sau Thành phố Bắc Ninh). Từ Sơn là một đô thị công nghiệp với
nhiều khu công nghiệp, nhiều làng nghề truyền thống nổi tiếng như Đa Hội, Đồng
Kỵ, Phù Khê, Mai Động và có nhiều trường cao đẳng, đại học: Đại học thể dục
thể thao TW1 (nay là ĐH thể dục thể thao Bắc Ninh), trường CĐ Công nghệ Bắc
Hà, trường CĐ thủy sản, trường CĐ quản lý kinh tế công nghiệp
Đến năm 2011, thị xã Từ Sơn luôn là một trong những vùng kinh tế trọng

điểm của tỉnh, nơi tập trung nhiều cơ quan, đơn vị, trường học của Trung ương và
địa phương. Với vị trí địa lý và hệ thống giao thông thuận tiện, có nhiều khu, cụm
công nghiệp và làng nghề truyền thống sau hơn 10 năm tái lập thị xã Từ Sơn đã và
đang phát triển mạnh mẽ với vóc dáng văn minh, hiện đại.

Hình 2: Phường ðồng Kỵ-Một trong những ñịa phương có kinh tế phát triển mạnh
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


5

Là một trong những trung tâm kinh tế tác động trực tiếp đến quá trình đô thị
hóa, công nghiệp hóa của tỉnh nói riêng và cả vùng nói chung, thị xã Từ Sơn luôn
giữ được tốc độ tăng trưởng kinh tế cao bình quân 5 năm (2006-2010) đạt 16,2%,
vượt Nghị quyết Đại hội Đảng bộ thị xã đề ra. Trong đó, CN-TTCN từng bước phát
triển nhanh theo hướng hiện đại và bền vững với tốc độ tăng bình quân là 21,7%,
được xác định là ngành kinh tế chủ lực trong phát triển kinh tế-xã hội của địa
phương. Đến nay thị xã Từ Sơn có 12 khu, cụm công nghiệp (tăng 5 khu, cụm công
nghiệp so với năm 2005) và 30 làng nghề.
Trong đó, 7 cụm công nghiệp đang hoạt động hiệu quả, điển hình như: Cụm
công nghiệp sản xuất (CNSX) sắt thép Châu Khê 1, cụm CNSX đồ gỗ mỹ nghệ
Đồng Quang, cụm CN đa nghề Đình Bảng; cụm CN-TTCN trung tâm thị xã Hiện
thị xã có 545 doanh nghiệp và hợp tác xã cùng 4.640 hộ đăng ký sản xuất CN-
TTCN. Trong đó, 531 doanh nghiệp và hộ cá thể thuê đất trong các khu, cụm công
nghiệp và đã có 482 cơ sở đi vào hoạt động sản xuất kinh doanh, thu hút 11.000-
13.000 lao động. Giá trị sản xuất CN-TTCN năm 2010 của thị xã ước đạt 4.603 tỷ
đồng, tăng 22,7% so với năm 2009.
Công nghiệp phát triển kéo theo các hoạt động thương mại, dịch vụ sôi động
và phong phú với tổng mức bán lẻ hàng hoá và dịch vụ năm 2010 ước đạt 3.283 tỷ
đồng, tăng 26,6% so năm 2009. Kim ngạch xuất, nhập khẩu tăng cao: Giá trị xuất

khẩu ước đạt 77,2 triệu USD, tăng 18,5% so với năm 2009; giá trị nhập khẩu ước
đạt 120,8 triệu USD, tăng 20%. Một số loại hình dịch vụ tăng trưởng cao như vận
chuyển hàng hoá và khách hàng, thương mại, khách sạn, tài chính, bưu chính viễn
thông… Đặc biệt, hệ thống ngân hàng mở rộng và phát triển với 11 đơn vị (tăng 6
ngân hàng so với năm 2005), đáp ứng nhu cầu tín dụng và dịch vụ ngân hàng với
hàng nghìn tỷ đồng vốn vay cho các doanh nghiệp và người dân.
Cơ cấu kinh tế của thị xã chuyển dịch theo hướng tích cực tăng tỷ trọng công
nghiệp và thương mại, dịch vụ. Hết năm 2010, tỷ trọng công nghiệp-xây dựng cơ
bản ước chiếm 74,5% (tăng 4,2% so với năm 2005); Thương mại-dịch vụ chiếm
21,7%; nông-lâm nghiệp-thủy sản chiếm 3,8%, giảm 4,4%. Mặc dù diện tích đất
nông nghiệp ngày càng thu hẹp nhưng hiệu quả sản xuất hàng hoá không ngừng
nâng cao. Riêng năm 2010, giá trị sản xuất nông-lâm-ngư nghiệp ước đạt 171,1 tỷ
đồng, tăng 0,3% so với năm 2009. Nông nghiệp phát triển theo hướng sản xuất hàng
hóa. Trên địa bàn đã hình thành và phát triển một số vùng chuyên canh cây hàng
hoá có giá trị kinh tế cao như: Vùng sản xuất hoa, rau màu, lúa nếp hàng hoá kết
hợp trồng xen canh, nuôi trồng thuỷ sản và mô hình trang trại VAC… tập trung
nhiều ở Đình Bảng, Tân Hồng, Phù Chẩn và Tam Sơn đưa giá trị trồng trọt ước
đạt 77 triệu đồng/ha canh tác (theo giá hiện hành) tăng 10,6% so với năm 2009. Mô
hình trang trại được duy trì và phát triển với 220 trang trại, trong đó có hàng chục
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


6

trang trại cho thu lãi trên 50 triệu đồng/năm.
Kinh tế phát triển, thị xã có tiềm lực đầu tư các dự án, các công trình lớn.
Theo thống kê của thị xã, 5 năm qua địa phương đã đầu tư 1.671,2 tỷ đồng xây
dựng hạ tầng kinh tế, đô thị và hạ tầng nông thôn. Trong đó, nhiều công trình đã
hoàn thành, đưa vào sử dụng như: Tỉnh lộ 295B, đường 295 đi cầu Nét, nút giao
giữa tỉnh lộ 277 đi Quốc lộ 1A, đường Đền Đô-Đền Đầm, đường cầu Chạp-Châu

Khê… Khu lưu niệm đồng chí Ngô Gia Tự, công viên Lý Thái Tổ và hạ tầng các
khu đô thị… từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các đô thị được mở rộng, phát triển
làm cho vóc dáng thị xã trẻ ngày càng hiện rõ.
Cùng với phát triển kinh tế, thị xã Từ Sơn luôn quan tâm phát triển văn hoá-
xã hội, nhất là phát triển con người và đã đạt được những tiến bộ đáng kể. Giáo
dục-Đào tạo phát triển cả về quy mô và chất lượng, cơ sở vật chất tiếp tục đựơc tăng
cường. Đời sống văn hóa, tinh thần của nhân dân ngày càng được cải thiện. Ước
hết năm 2010 thị xã có 55/81 làng, khu phố và 83% số hộ gia đình đạt danh hiệu
văn hoá; 57/81 thôn, làng, khu phố có nhà văn hoá thôn, khu phố riêng… GDP bình
quân đầu người ước đạt 2.824 USD, vượt xa so với mục tiêu Đại hội. Tỷ lệ hộ
nghèo giảm còn 1,78% theo tiêu chí cũ, đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân
được nâng lên rõ rệt.
Những thành tựu này đã và đang tạo cho thị xã Từ Sơn thế và lực mới để
từng bước xây dựng thị xã trẻ ngày càng giàu đẹp, văn minh, xứng đáng là vùng
kinh tế trọng điểm của tỉnh.
1.2. ðỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Từ Sơn đang ra sức phấn đấu trở thành một đô thị công nghiệp - văn hoá -
giáo dục - y tế quan trọng của tỉnh Bắc Ninh cũng như trở thành một đô thị vệ tinh
quan trọng của vùng Thủ đô Hà Nội. Hy vọng Từ Sơn sẽ trở thành đô thị vệ tinh
của Hà Nội trong tương lai không xa và mong rằng Từ Sơn sẽ mời thêm được nhiều
trường đại học, cao đẳng mới cũng như mời thêm được một số bệnh viện lớn.


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

7

CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG LƯỚI ðIỆN
VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ðIỆN.

2.1 NGUỒN CẤP ðIỆN
Lưới điện thị xã Từ Sơn thuộc hệ thống lưới điện tỉnh Bắc Ninh. Hiện nay
nguồn điện cung cấp chủ yếu cho lưới điện trung thế thị xã Từ Sơn được cấp nguồn
điện từ: trạm 110KV Châu Khê (E27.3), trạm 110KV Tiên Sơn (E27.1) và trạm
biến áp E7.4 của thành phố Bắc Ninh. Các trạm này cấp điện cho 318TBA (trạm
biến áp) phân phối của thị xã Từ Sơn với tổng công suất 325 nghìn KVA, 151 km
đường dây trung thế và 235 km đường dây hạ thế, 44.400 khách hàng, công suất
tiêu thụ 31 triệu Kwh/tháng. Với các lộ dây: lộ dây 35 KV: 371- E27.3, 372- E27.3,
373- E27.3, 374- E27.3, 375- E27.3, 376- E27.3, 371- E27.1, 372- E27.1, 373-
E27.1; lộ dây 22 KV: 471-E74, 484-E74; lộ dây 10KV: 971-TGL, 972-TGL, 974-
TGL, 972-TGTP và lộ dây 6KV: 679-TGTX. Các đường dây 35KV đều được nối
mạch vòng liên lạc với nhau, đường dây 10KV được cấp từ trạm trung gian Tri
Phương (TGTP) và trung gian Lim (TGL), đường dây 6KV được cấp điện từ trung
gian Trịnh Xá (TGTX). Trạm 110kV Châu Khê được cấp điện từ lộ Mạch kép
110KV PL-ĐA. Trạm 110 kV điện áp 110/35/10 cấp điện cho thị xã Từ Sơn – tỉnh
Bắc Ninh.
2.2. LƯỚI TRUNG THẾ

Hiện tại lưới điện trung thế thị xã Từ Sơn có 4 cấp điện áp là 35KV, 22KV,
10KV và 6KV, chủ yếu sử dụng đường dây trên không (ĐDK). Lưới 35KV nhận
điện từ trạm 110KV Châu Khê (E27.3), trạm 110KV Tiên Sơn (E27.1); 22KV nhận
điện từ trạm biến áp E7.4 của thành phố Bắc Ninh; Lưới 10KV nhận điện từ trạm
trung gian Tri Phương (TGTP) và trung gian Lim (TGL). Việc tồn tại song song
nhiều cấp điện áp khác nhau trong lưới trung áp sẽ gây khó khăn trong công tác
quản lý, vận hành đặc biệt khi xảy ra sự cố.


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

8

Hình 3: Sơ ñồ phân bố ñiện năng của Từ Sơn


a. Khối lượng ñường dây trung thế.
Khối lượng đường dây trung thế đang đựơc quản lý vận hành là:
Tổng khối lượng đường dây ĐDK: 151.145Km chủ yếu là đường dây AC-
120 đến AC-35.
Tổng khối lượng cáp ngầm: 9.507Km; Cáp loại Cu(3x120), Cu(3x95),
Cu(3x70), Cu(3x50).

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

9

Bảng : Khối lượng đường dây trung thế thị xã Từ Sơn
ðường dây 35
kV (km)
ðường dây 22
kV (km)
ðường dây 10
kV (km)
ðường dây 6
kV (km)
ðDK
Cáp
ngầm

ðDK
Cáp
ngầm
ðDK
Cáp
ngầm
ðDK

Cáp
ngầm
115.011

5.315 10.286 2.230 23.789 1,102 1.96 0,860
b. Lưới 35KV.
Lưới điện 35KV có tổng chiều dài 125.351Km được cấp điện từ trạm 110KV
Châu Khê (E27.3), Tiên Sơn (E27.1)
Lưới 35kV có các lộ như sau:
TT

Tên ðZ
Chiều
dài (Km)

Tiết diện
Tổng CS ñặt
các TBA
thuộc tuyến
ðZ (kVA)
Công suất
Pmax cả

tuyến (kW)
1 Trục 371-E27.3 3.53 AC-185

25320

22126

2 Trục 372-E27.3 8.373 AC-240

42550

28491

3 Trục 373-E27.3 3.53 AC-185

15000

11518

4 Trục 374-E27.3 7.460 AC-240

40250

32735

5 Trục 376-E27.3 2.705 AC-120

33040

16367

6 Trục 371-E27.1 72.306 AC-95, AC-120

53950

19520

7 Trục 372-E27.1 15.678 AC-185

32060

23036

Tổng số TBA vận hành ở lưới điện 35kV là 312TBA/320MBA với tổng
công suất đặt là 217.746 kVA.
c. Lưới 22KV.
Lưới 22kV có các lộ như sau:
TT

Tên ðZ
Chiều
dài (Km)

Tiết diện
Tổng CS ñặt
các TBA
thuộc tuyến
ðZ (kVA)
Công suất
Pmax cả

tuyến (kW)
1 Trục 471-E74 11.769 AC-120

32640

20914

2 Trục 484-E74 3.53 AC-185

15000

11518

Tổng số TBA vận hành ở lưới điện 22kV là 93TBA/95MBA với tổng công
suất đặt là 47.640 kVA.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

10



d. Lưới 10 kV
Lưới 10KV có chiều dài 23.789Km nhận điện từ trạm trung gian Tri Phương
(TGTP) và trung gian Lim (TGL).
* Lưới 10 kV có các lộ sau:

TT
Tên ðZ
Chiều dài

(Km)
Tiết diện
Tổng CS
ñặt các
TBA thuộc
tuyến ðZ
(kVA)
Công
suất
Pmax cả
tuyến
(kW)
1 Trục 972-TG Tri Phương 8.062 AC-50

1970

1386

2 Trục 972-TG Lim 15.727 AC-50,AC-95

2300

1039

Tổng số TBA vận hành ở lưới điện 10 kV là 21TBA/21MBA với tổng công
suất đặt là 23.789 kVA.

e. Lưới 06 kV
Lưới 6KV có chiều dài 1.960Km nhận điện từ trạm trung gian Trịnh Xá
(TGTX).

TT
Tên ðZ
Chiều dài
(Km)
Tiết diện
Tổng CS
ñặt các
TBA thuộc
tuyến ðZ
(kVA)
Công
suất
Pmax cả
tuyến
(kW)
1 Đường dây 679-TG Trịnh Xá
1.96
AC-35.50
320 208
Tổng số TBA vận hành ở lưới điện 6 kV là 2TBA/2MBA với tổng công suất
đặt là 320 kVA.
2.3. Hiện trạng tải của các máy biến áp.
Tổng số trạm biến áp (TBA): 318 trạm /358 máy/ 325.320kVA.
Với các trạm biến áp cung cấp điện sinh hoạt: đã được thực hiện bù công
suất phản kháng khoảng 10%S
đmMBA
, cosϕ ≈0.85÷0.9.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

11

Đối với các TBA khách hàng: cosϕ ≈0.7÷0.85.


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

12

Bảng tổng hợp dung lượng MBA phân phối (MBAPP).
Tài sản Tổng số TBA

Tổng số
MBA
Dung lượng
MBAPP (kVA)
ĐL 187 220 231.130

KH 131 138 94.190

Tổng cộng 318 358 325.320

Trên ñịa bàn thị xã có các kiểu trạm:
Kiểu trạm ðL KH Tổng cộng
Treo cột 101 66 167
Treo 0 3 3
Nửa kín 68 40 108
Kín 18 14 32

Kiots 0 6 6
Treo trên trụ 0 1 1
Ngoài trời 1 0 1
2.4. Sơ ñồ lưới ñiện trung thế thị xã Từ Sơn.



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

12


Hình 4: Sơ ñồ 1 sợi lưới ñiện trung áp TX Từ Sơn