HIỆU QUẢ KINH TẾ KHI MUA ĐIỆN Ở CẤP ĐIỆN ÁP 35 kV THAY CHO CẤP ĐIỆN ÁP 6kV và ỨNG DỤNG THIẾT BỊ MỚI NHẰM TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG TỔNG THỂ CHO PHỤ TẢI CÔNG NGHIỆP

HIỆU QUẢ KINH TẾ KHI MUA ĐIỆN Ở CẤP ĐIỆN ÁP
35 kV THAY CHO CẤP ĐIỆN ÁP 6kV
KS. Vũ Thế Nam
KS. Phạm Thanh Liêm
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ
Chương trình mục tiêu Quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả đang được triển khai trên diện rộng trong các ngành công nghiệp, trong đó
có ngành Than. Trong thời gian qua, kết hợp với các đơn vị thành viên của Tập
đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ
đã thực hiện việc kiểm toán và đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử
dụng điện năng cho một số đơn vị trong ngành. Hiệu quả kinh tế trong quá trình
triển khai áp dụng các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng đã được
đề xuất trong các công trình này.
Hiện tại, có một thực tế là còn có một số Công ty đang quản lý vận hành các
trạm biến áp 35/6 kV nhưng các công tơ mua bán điện lại được lắp ở phía 6 kV
và việc thanh toán tiền điện hàng tháng đều được thanh toán theo biểu giá ở cấp
điện áp 6 kV. Tuy nhiên, từ ngày 1/3/2009, giá điện năm 2009 được thực hiện
theo Quyết định số 21/2009/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ, ban hành ngày
12/2/2009 cùng với Thông tư số 05/TT-BCT của Bộ Công thương về giá bán
điện năm 2009 và Hướng dẫn thực hiện, ban hành ngày 26/2/2009 và theo biểu
1
giá này thì giá điện ở cấp điện áp này cao hơn nhiều so với ở cấp điện áp 35 kV.
Việc chuyển mua điện từ cấp điện áp 6 kV lên cấp điện áp 35 kV đã được đề cập
đến nhiều, nhưng việc tính toán hiệu quả cụ thể đối với một đơn vị sử dụng điện
lại chưa được đề cập. Vì vậy, trong bài báo này chúng tôi muốn trình bày rõ hơn
hiệu quả kinh tế khi chuyển đổi việc mua bán điện lên cấp điện áp 35 kV để các
đơn vị tham khảo.
* Thông tin yêu cầu và phương pháp tính toán:
- Thông số cần có để tính toán chuyển mua điện từ 6kV sang mua 35kV
+ Các thông số kỹ thuật của máy biến áp (
0

P∆
;
n
P∆
; S
đm
;
2
ϕ
Cos
;
β
);
+ Đơn giá tiền điện theo công tơ ba giá;
+ Thống kê số liệu tiêu thụ điện theo công tơ 3 của Công ty.
- Hiệu suất của máy biến áp được tính theo công thức sau đây:
100)
cos
1(%
2
02
2
0
nđm
n
PPS
PP
∆+∆+
∆+∆
−=

βϕβ
β
η
(1)
Trong đó:
0
P∆
- Tổn hao công suất không tải của máy biến áp (kW);
n
P∆
- Tổn hao công suất ngắn mạch (kW);
đm
S
- Công suất định mức (kVA);
2
ϕ
Cos
- Hệ số công suất ở phía sơ cấp;
β
- Hệ số mang tải.
* Tính toán khi thực hiện việc chuyển đổi mua điện ở cấp điện áp 6kV sang
mua điện ở cấp điện áp 35 kV:
2
- Thông số của máy biến áp MBA 4800 kVA 35/6,6 được trình bày trong
Bảng 1
Bảng 1. Các thông số kỹ thuật của máy biến áp
TT

S
(kVA)

∆Po
(kW)
io
(%)
Un
(%)
∆Pn
(kW)
Cosϕ
1 4.800 5,756 0,65 6,9 38,5 0,80
Thay các thông số của bảng 1 vào công thức (1) tính được hiệu suất của máy
biến áp, các giá trị tính toán được thể hiện trong bảng 2.
Bảng 2: Hiệu suất máy biến áp khi tải thay đổi
Chỉ tiêu
Hệ số mang tải β (%)
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Hiệu suất
(%)
98,43 99,06 99,21 99,23 99,21 99,16 99,09 99,02 98,94 98,86
Từ bảng hiệu suất máy biến áp khi tải thay đổi ta vẽ được biểu đồ mối
quan hệ giữa hiệu suất và hệ sô mang tải của máy biến áp.
3
Hình 1: Biểu đồ hiệu suất máy biến áp theo hệ số mang tải
- Theo Quyết định số 21/2009/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về biểu
giá điện ở cấp điện áp 35 kV và 6 kV áp dụng từ tháng 3 được nêu trong bảng 3.
Bảng 3. Biểu giá điện ở cấp điện áp 35 kV và 6 kV.
Biểu giá điện Giờ bình thường Giờ cao điểm Giờ thấp điểm
Biểu giá 35kV; (đ/kwh) 870 475 1.755
Biểu giá 6kV; (đ/kwh) 920 510 1.830
Tỉ lệ giảm (%) 5,43 6,86 4,10

Từ hình 1 ta có thể thấy hiệu suất thấp nhất của máy biến áp lúc mang tải
10% là 98,43%. Ta chọn hiệu suất máy biến áp lúc mang tải 10% để xác định
điện năng tổn thất trong máy biến áp khi chuyển sang đo điện phía 35kV.
- Công suất tiêu thụ quy đổi từ phía thứ cấp (6kV) sang sơ cấp (35kV) máy
biến áp như sau
35
6
%
P
P
=
η
→
%
6
35
η
P
P
=
(2)
35
P
: Công suất tiêu thụ phía 35kV
6
P
: Công suất tiêu thụ phía 6kV
- Công suất tiêu thụ vào giờ bình thường khi mua điện 35kV
P
35 bình thường

=P
6 bình thường
*100/98,43
P
35 bình thường
= 5.102.163*100/98.43 = 5.183.758
- Các kết quả tính toán tương tự cho giờ cao điểm và giờ thấp điểm được
ghi trong Bảng 4.
4
Bảng 4. Điện năng tiêu thụ và điện năng tính toán khi chuyển sang cấp
điện áp 35 kV
Thông số
Điện năng tiêu thụ ở cấp điện
áp 6 kV (kWh)
Điện năng tiêu thụ khi chuyển đổi sang
cấp điện áp 35 kV (kWh)
Giờ bình
thường
Giờ cao
điểm
Giờ thấp
điểm
Giờ bình
thường
Giờ cao
điểm
Giờ thấp
điểm
Tổng
5.102.16

3
1.717.43
5
2.565.01
0 5.183.758 1.744.901 2.606.030
Từ số liệu tiêu thụ điện năng trong bảng 4 ta có thể tính chi phí khi mua ở
cấp điện áp 6kV là:
ΣC
6
= 5.102.163*920+1.717.435*510+2.565.010*1830 = 10.263.850.110 đ
Khi chuyển lên mua điện 35kV, chi phí khi mua ở cấp điện áp 35 kV là:
ΣC
35
= 5.183.758*870+1.744.901*475+2.606.030*1755 = 9.912.279.860 đ
Chi phí tiết kiệm được khi chuyển đổi việc mua điện từ cấp điện áp 6 kV
sang mua điện ở cấp điện áp 35 kV sẽ là:
E= ΣC
6
- ΣC
35
= 10.263.850.110 – 9.912.279.860 = 351.570.250 đ
* Kết luận:
Chuyển đổi việc mua điện từ cấp điện áp 6 kV sang 35 kV mang lại hiệu
quả kinh tế rõ rệt cho Công ty. Việc chuyển đối này không có gì phức tạp, chi
phí đầu tư thiết bị để tiến hành việc chuyển đổi cũng không quá tốn kém và hoàn
toàn có thể bù đắp các chi phí này trong thời gian ngắn do tiết kiệm chi phí điện
năng hàng tháng của Công ty.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
5
1. Kỹ Thuật Điện/ Đặng Văn Đào. –H : Giáo dục, 1994,- 188 27cm 6C2 Mã

số : 7B201T5
2. Брускин Д.Э. и др. Электрические машины: В 2-х ч. Ч.1, 2-е изд.
Перераб. И доп. М.: Высш. шк., 1987. 319 с.: ил.
6
ỨNG DỤNG THIẾT BỊ MỚI NHẰM TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG TỔNG
THỂ CHO PHỤ TẢI CÔNG NGHIỆP
-Lưu Quang Vũ-
Ngày nay vấn đề tiết kiệm năng lượng không chỉ là của mỗi doanh nghiệp
mà là mục tiêu của cả quốc gia. Nghành công nghiệp mỏ là nghành tiêu thụ rất
nhiều năng lượng trong đó điện năng chiếm tỷ lớn. trong những năm gần đây
các doanh nghiệp mỏ đã chú ý đầu tư các thiết bị tiết kiệm điện năng, tuy nhiên
hầu hết các thiết bị này chỉ lắp cho một thiết bị, cụm thiết bị nhỏ mà chưa được
lắp tổng thể cho một nhóm thiết bị lớn. Khi tiến hành đầu tư cho từng thiết bị
các thiết bị công suất nhỏ thường bị bỏ qua, hoạt động tiết kiệm năng lượng
không được thực hiện một cách triệt để. Thiết bị enerkeeper là một loại thiết bị
được phát triển để có thể lắp đặt, giúp tiết kiệm một cách tổng thể.
Nguồn điện có dạng sóng hình sin chuẩn theo một chu kỳ và biên độ nhất
định. Tuy nhiênTrong quá trình sử dụng các dụng cụ hoặc thiết bị điện các thiết
bị này sẽ sinh ra các sóng hài bậc cao gây méo sóng hình sin. Các sóng hài bậc
cao gây rung động cơ, máy biến áp khi hoạt động, nung nóng cuộn dây máy biến
áp, giảm hiệu suất từ của động cơ từ đo làm giảm hiệu suất sử dụng điện, làm
tăng mức tiêu thụ điện, giảm hiệu quả sử dụng và rút ngắn tuổi thọ của các thiết
bị. trong một số trường hợp nghiêm trọng còn tác động đến các thiết bị bảo vệ
làm các thiết bị hoạt động sai lệch, thiếu chính xác. Các thiết bị sinh ra sóng hài
bậc cao chủ yếu là các thiết bị điện tử công suất, máy tính, thiết bị chiếu sáng
điện tử, máy biến áp hoạt động bị bão hòa từ, thiết bị điều khiển, máy hàn, thiết
7
bị lưu điện (UPS). Các thiết bị trên được sử dụng ở hầu hết các mỏ, đặc biệt gần
đây các đơn vị sản xuất mỏ đầu tư sử dụng rất nhiều biến tần và khởi động mềm
là các thiết bị gây ra rất nhiều sóng hài bậc cao.

Enerkeeper sẽ giúp giải quyết triệt để các yếu tố gây ra sự lãng phí năng
lượng trên từ đó giúp chất lượng điện được cung cấp ổn định và hiệu quả
hơn.Lắp đặt Enerkeeper cho phép bạn tiết kiệm mức tiêu thụ điện lên tới 15%.
Không chỉ giúp tiết kiệm điện, thiết bị còn giúp nâng cao hiệu suất hoạt động
của các máy móc hoặc thiết bị khi sử dụng, đồng thời kéo dài tuổi thọ của
chúng.
Hình 1 Một số loại Enerkeeper
a, Dùng cho dân dụng; b, Dùng cho tòa nhà; c, Dùng trong công nghiệp
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Enerkeeper là một thiết bị tiết kiệm điện được chế tạo theo công nghệ
đường Zig Zag (như hình 2). Đó là một biến thế được thiết kế đề tự động kiểm
8
soát sự lệch pha giữa hiệu điện áp và dòng điện thông qua cấu trúc bù từ thông
bằng cách cuốn dây dẫn trên mỗi lõi sắt của mỗi pha theo chiều ngược nhau.
Ngoài ra máy còn chứa thành phần L-C là yếu tố giúp giảm đáng kể hiện tượng
sóng hài và thất thoát điện. Theo công nghệ cuốn dây trên dòng điện trung tính
sẽ bù cho nhau do được chuyển đổi pha và dòng điện trong mỗi pha có giá trị
tổng hợp lớn hơn. Có thể nói quy luật hoạt động này giúp dòng điện trung tính
(chứa các hiện tượng sóng hài , mất cân bằng pha) chạy theo đường Zig Zag do
trở kháng giảm. Ngoài ra giúp điều chỉnh dòng điện trong pha ngược chiều
không chạy theo đường Zig Zag.
Hình 2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Enerkeeper
9
Hình 3 Các cuộn dây đấu chéo trong lõi của Enerkeeper
Hiện tượng sóng hài và mất cân bằng pha được cải thiện, do đó dòng điện có
chất lượng tốt hơn giảm sự lệch pha và nâng cao hệ số công suất điện.
Hình 4 Dao động dòng điện trước và sau khi lắp Enerkeeper
Hình 5 Độ lệch pha trước và sau khi ứng dụng Enerkeeper
Khả năng tiết kiệm của thiết bị phụ thuộc vào điều kiện hoạt động, tỷ lệ
sử dụng phụ tải. Thông thường tỷ lệ tiết kiệm sẽ cao hơn khi sử dụng tải phức

tạp (có nhiều loại thiết bị khác nhau), tỷ lệ sử dụng tải càng cao thì tiềm năng
tiết kiệm càng lớn. Dưới đây là khả năng tiết kiệm của Enerkeeper với một số
loại tải.
Bảng 1 Khả năng tiết kiệm của Enerkeeper ứng dụng cho các loại phụ tải
Tải vận hành
trong thiết bị
Sử dụng hơn
3 loại tải
Sử dụng hơn
2 loại tải
Tải thuần
Đèn chiếu sáng Thiết bị nhiệt Động cơ
>70% 15%±3% 13%±3% 10% 10% 8%
>50% 12%±2% 10%±2% 9% 9% 7%
>40% 10%±2% 8%±2% 8% 8% 6%
10
>30% 8%±2% 6%±2% 6% 6% 5%
Trong công nghiệp mỏ có rất nhiều tiềm năng để có thể ứng dụng được
Enerkeeper. Hệ thống sản xuất của các mỏ có nhiều thiết bị được bố trí theo cụm
là các công trường, phân xưởng, dây truyền. Tại mỗi khâu công nghệ đều có số
lượng thiết bị sử dụng điện rất lớn, thuộc nhiều chủng loại có công suất từ 1,5
đến hàng trăm kW, chế độ hoạt động khác nhau tùy thuộc vào chức năng của
thiết trong toàn bộ hệ thống. Các cụm thiết bị này được cấp điện bằng một máy
biến áp của các phụ tải rất khác nhau riêng hoặc tủ phân phối. Khi ứng dụng
Enerkeeper được lắp đặt tại đầu ra của máy biến thế hoặc tại mạch rẽ để tiết
kiệm cho toàn bộ một công trường, phân xưởng hay một dây truyền sản xuất.
Thiết bị hoạt động cực kỳ hiệu quả trên mọi chủng loại thiết bị. Hơn nữa khi sử
dụng ta chỉ cần nắp một thiết bị cho toàn bộ hệ thống trong khi sản phẩm của
các hãng sản xuất khác phải nắp kết hợp hai hoặc ba máy cho một hệ thống.
Thiết bị Enerkeeper ứng dụng cho xí nghiệp công nghiệp được sản xuất dạng tủ

có đầy đủ các thiết bị bảo vệ, thiết bị đo điện năng, các đầu vào ra được kết nối
như các tủ điện trọn bộ khác do đó quá trình lắp đặt dễ dàng, nhanh gọn không
ảnh hưởng nhiều đến sản xuất.

11
Hình 6 Sơ đồ kết nối Enerkeeper vào
trong mạng
a, Lắp cho một phân xưởng
b, Lắp cho một dây truyền sản xuất
a) b)
Enerkeeper được chế tạo cho các thiết bị hạ áp bao gồm cả thiết bị 1 pha
và 3 pha, cấp điện áp lớn nhất là 600V. Dải dòng điện hoạt động rất lớn đối với
công nghiệp và tòa nhà dòng làm việc lớn nhất của nó có thể lên tới 455A (1
pha), 4.558A (3 pha).
Hiện tại trong nghành mỏ chưa có đơn vị nào lắp Enerkeeper nhưng các
đơn vị thuộc các lĩnh vực sản xuất khác đã lắp đặt có hiệu quả. Kết quả sau khi
lắp đặt tại một số đơn vị thuộc các lĩnh vực khác nhau.
Bảng 2 Kết quả lắp đặt Enerkeeper tại một số đơn vị.
Cao ốc văn phòng Trường đại học, viện nhiên cứu
• Công suất: 1.200 kVA (600kVA x 2)
• Tải: Chiếu sáng, PC, Motors, vv
• Sử dụng: 53%
• Công suất: 950kVA (450kVA, 250kVa
x 2)
• Tải: Chiếu sáng, Motors, vv
12
• Tỷ lệ tiết kiệm: 13,4%
• Sử dụng: 57%
• Tỷ lệ tiết kiệm: 12,3%
Sản xuất cơ khí Xưởng đúc

• Công suất: 1.000 kVA (600kVA,
400kVA)
• Tải: Motors, hers, vv
• Sử dụng: 73%
• Tỷ lệ tiết kiệm: 11,4%
• Công suất: 400kVA
• Tải: Motors, vv
• Sử dụng: 43%
• Tỷ lệ tiết kiệm: 9,2%
13