đồ án kỹ thuật điện điện tử Nghiên cứu, cải tạo lưới điện Phường Chí Minh –Thị xã Chí Linh – tỉnh Hải Dương

LỜI MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Hiện nay điện lực được coi là ngành mũi nhọn quan trọng. Ngành đã không
ngừng phát triển mạnh góp phần không nhỏ trong công cuộc phát triển đất nước.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thì nhu cầu sử dụng điện
năng càng cao và đòi hỏi chất lượng điện phải ổn định, đảm bảo đầy đủ các chỉ tiêu
kinh tế, kỹ thuật. Để đáp ứng được yêu cầu trờn thỡ hệ thống lưới điện cần phải
được nâng cấp và cải tạo lại.
Xuất phát từ những yêu cầu trên, được sự phân công của Bộ môn Điện kỹ thuật
– Khoa Cơ Điện – Trường Đại học Nông Nghiệp – Hà Nội, dưới sự chỉ bảo tận tình
của các thầy cô giáo trong bộ môn và các cán bộ của Điện Lực Chí Linh. Đặc biệt là
sự chỉ bảo tận tình của Thầy giáo Th.S. Phan Văn Thắng, tôi tiến hành thực hiện đề
tài:
“ Nghiên cứu, cải tạo lưới điện Phường Chí Minh –Thị xã Chí Linh – tỉnh Hải
Dương”
Tuy đề tài không có gì mới mẻ nhưng nó lại rất cần thiết đối với một Phường
đang trên đà phát triển lớn mạnh như Thị Xã Chí Linh và sự đòi hỏi cần có thêm hay
nâng cấp trạm biến áp để đảm bảo cung cấp điện cho dân cư.
2. Mục đích nghiên cứu
Chúng tôi thực hiện đề tài này nhằm nghiên cứu, đánh giá thực trạng lưới điện
hiện tại của Phường xem có đảm bảo chất lượng điện áp ở thời điểm hiện tại và
trong tương lai hay không. Nếu không đảm bảo chúng tôi đưa ra phương án nâng
cấp và cải tạo lại lưới điện nhằm đáp ứng được những yêu cầu cần thiết của lưới điện
hiện nay.
3. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu thực trạng lưới điện phường Chí Minh
Tính toán tổn thất lưới điện phường Chí Minh
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
1

Nghiên cứu phương pháp cải tạo lưới điện hạ áp của phường
Dự toán vốn đầu tư và lựa chọn phương án cải tạo lưới điện hạ áp
Đánh giá một số chỉ tiêu của lưới điện sau cải tạo
Đề tài gồm có 4 chương:
Chương I: Nghiên cứu thực trạng lưới điện phường Chí Minh – thị xã Chí
Linh – tỉnh Hải Dương
Chương II: Tính toán tổn thất lưới điện phường
Chương III: Nghiên cứu phương pháp cải tạo lưới điện
Chương IV: Dự toán vốn đầu tư – Lựa chọn phương án cải tạo lưới điện
phường Chí Minh - thị xã Chí Linh
4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu chủ yếu của đề tài dựa trên cơ sở:
Khảo sát lưới điện hiện tại của phường
Thu thập số liệu từ thực tế thông qua việc đo đếm trực tiếp, các số liệu thống
kê trong quỏ trình vận hành lưới điện Phường Chí Minh trong những năm quá khứ.
Từ đó áp dụng lý thuyết và các công thức đã học vào việc tính toán, xử lý số liệu.
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
2

CHƯƠNG I: NGHIấN CỨU THỰC TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHƯỜNG CHÍ
MINH - THỊ XÃ CHÍ LINH -TỈNH HẢI DƯƠNG
1.1. Đặc điểm tự nhiên – Kinh tế xã hội của phường Chí Minh
1.1.1. Đặc điểm tự nhiên
Phường Chí Minh nằm ở phía Đông - Bắc của Tỉnh Hải Dương có quốc lộ 18
đi qua.
Địa giới hành chính Phường gồm:
+ Phía Bắc giáp phường Sao Đỏ
+ Phía Đông giáp phường Thái Học
+ Phía Nam giáp xã Tõn Dõn
+ Phía Tây giáp phường Văn An

Tổng diện tích đất tự nhiên 1147.22ha, trong đó diện tích đất canh tác là 750ha
diện tích đất thổ cư và xây dựng công trình văn hoá là 120ha.
Phường Chí Minh - thị xã Chí Linh nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa
chịu ảnh hưởng của biển có hai mùa rõ rệt. Mùa hè nóng ẩm mưa nhiều, thời gian từ
tháng 4 đến tháng 10. Mùa đông khô hanh có nhiều gió mùa Đông bắc, thời gian từ
tháng 11 đến tháng 3 năm sau.
Phường Chí Minh nằm trong miền khí hậu phía Bắc và Bắc Trung bộ nờn cú
những đặc điểm chính sau:
- Ít lạnh hơn vùng Đông Bắc, Việt Bắc gần biển nờn cú mùa đông lạnh vừa.
Nhiệt độ trung bình năm 14,3 – 29,5
0
C
- Mùa ẩm và mùa khô không đồng nhất giữa các vùng, khí hậu thuộc loại
nóng ẩm mưa nhiều, cường độ mưa khá lớn, bão và giông thường tập trung vào cỏc
thỏng 7 - 9 bão có ảnh hưởng trực tiếp đến toàn phường. Lượng mưa trung bình hàng
năm khoảng 1281 – 1800 mm.
- Độ ẩm trung bình hàng năm khoảng 88 - 92%, chế độ gió thay đổi theo mùa,
mùa hè thường có gió Nam và Đông nam, mùa đông có gió Bắc và Đông bắc.
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
3

1.1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội
Qua kết quả điều tra dân số toàn phường năm 2010 là 8448 người chiếm
4,5 % dân số toàn thị xã, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên là 0,86% .
* Sản xuất nông nghiệp
Theo báo cáo năm 2010 tốc độ tăng trưởng kinh tế trung bình hàng năm của
Phường là 10,5 ữ11%, năng suất lúa đạt 60,4 tạ/ha. Tổng diện tích đất gieo trồng cây
lương thực là 450ha (trồng lúa và hoa màu).
Về chăn nuôi: theo thống kê chưa đầy đủ trên địa bàn phường hiện nay có
khoảng 1087 con gia súc và 1253 con gia cầm các loại.

Về công tác thủy lợi và phòng chống bão lụt: đã triển khai chỉ đạo tu sửa các
công trình hư hỏng phục vụ phòng chống bão lụt. Xây dựng một số công trình mới và
nâng công suất máy bơm để đáp ứng nhu cầu tưới tiêu của toàn phường.
* Sản suất Tiểu thủ công nghiệp
Sản xuất Tiểu thủ công nghiệp của Phường chủ yếu là nhỏ lẻ do tư nhân
quản lý như các xưởng cơ khí, xưởng mộc, xưởng say xát gạo
* Kinh doanh - Dịch vụ
Lĩnh vực Kinh doanh và Dịch vụ của Phường phát triển mạnh phù hợp theo
với yêu cầu phân phối các sản phẩm tới người tiêu dùng. Một số mặt hàng cao cấp
đã được chú trọng để xuất khẩu. Ngoài ra, bộ phận buôn bán các mặt hàng tiêu dùng
cũng có thể kể tới, nhất là trên trục đường 18 đi qua địa bàn phường.
Thành phần Kinh doanh dịch vụ đã đóng vai trò rất quan trọng trong việc tạo
thị trường cho các sản phẩm nông nghiệp, cung cấp hàng hoá tiêu dùng cho nhân
dân, góp phần đưa nền kinh tế phường phát triển mạnh mẽ.
* Văn hoá xã hội
Toàn Phường có 1 trường tiểu học, 1 trạm Y tế và nhiều công trình phục vụ
công cộng và phúc lợi xã hội khác.Phường đã chỉ đạo nâng cao chất lượng giáo dục
toàn diện ở các cấp học và tăng cường giáo dục toàn diện ở các trường học.
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
4

Mấy năm gần đây mạng lưới thông tin được phát triển mạnh, hiện nay toàn
phường có 98% số hộ gia đình có máy điện thoại cố định.
1.1.3. Phương hướng phát triển kinh tế xã hội đến năm 2016
Định hướng phát triển
Phát triển nền kinh tế hàng hoá nhiều thành phần theo định hướng xã hội
chủ nghĩa(XHCN), phấn đấu sản xuất tăng về mọi mặt. Phát triển sản xuất công
nghiệp - tiểu thủ công nghiệp(CN – TTCN), theo hướng đa dạng hoá sản phẩm,
tăng cường thu hút đầu tư để xây dựng và phát triển các khu công nghiệp, chú
trọng phát triển các làng nghề truyền thống để từng bước giải quyết vấn đề lao

động dư thừa, tăng thu nhập và nâng cao đời sống cho người lao động.
Về sản xuất nông nghiệp: mạnh dạn chuyển đổi cơ cấu giống cây trồng vật
nuôi theo hướng đa dạng hoá.
Nhiệm vụ cụ thể:
* Sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp( CN - TTCN ).
Nhanh chóng xây dựng một số điểm công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp mới.
Xây dựng cơ sở hạ tầng phục vụ đời sống và sản xuất của nhân dân. Giải quyết việc
làm cho người lao động nâng cao đời sống nhân dân, quan tâm bảo vệ môi trường.
Phấn đấu tốc độ tăng trưởng đạt từ 14 - 15% /1 năm.
* Sản xuất Nông nghiệp
Đẩy mạnh chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp theo hướng công nghiệp hoá - hiện
đại hoá(CNH – HĐH), từng bước đưa chăn nuôi trở thành ngành sản suất chính, tạo
bước phát triển mới về kinh tế, phấn đấu đến năm 2016 bình quân lương thực đầu
người đạt khoảng 550 - 600 kg/người. Giá trị sản xuất trên một ha canh tác đạt 55
triệu đồng trở lên.
Về thuỷ lợi tiếp tục thực hiện chương trình kiên cố hoá kênh mương, kiểm tra
thường xuyên các công trình thuỷ lợi, trạm bơm tưới tiêu để sẵn sàng chống úng,
chống hạn có hiệu quả khi thiên tai xảy ra.
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
5

* Về kinh doanh, dịch vụ
Tiếp tục mở rộng và phát triển cơ sở hiện có nhằm nâng cao chất lượng hàng
hóa và phục vụ nhân dân được tốt hơn.
* Văn hoá xã hội
Tu sửa các con đường trục lớn đã xuống cấp đảm bảo giao thông thuận lợi.
Xây dựng nhà văn hóa thư viện, đẩy nhanh việc xây mới và tu sửa các trường
học, trạm Y tế. Phấn đấu đến năm 2016 giảm tỷ lệ sinh xuống còn 0,98%.
1.2. Đặc điểm của lưới điện hiện tại
1.2.1. Đặt vấn đề

Trên địa bàn phường có 3 máy biến áp cung cấp cho các cơ quan Nhà Nước,
điện sinh hoạt và sản xuất của nhõn dõn.
1.2.2.1. Thực trạng nguồn điện
Toàn bộ Trạm biến áp của Phường được cung cấp điện từ lộ 371- E84 thuộc
trạm biến áp trung gian Nam Sách 110kV E8.4 T1 – 115/38,5/23kV.
Trạm biến áp Văn Giai: 320 kVA – 35/0,4 kV cấp điện cho năm lộ với tổng số
hộ dân là 1258 và UBND Phường, trường mần non, trường Tiểu học và trường
Trung học cơ sở của phường.
Trạm biến áp Nẻo: 180 kVA – 35/0,4 kV cấp điện cho ba lộ với tổng số hộ dân
là 1066 và cung cấp điện cho trường mần non, Trạm xá, Bưu điện văn hoá.
Trạm biến áp Khang Thọ 250 kVA – 35/0,4 kV cấp điện cho một số hộ
dõn hụ̣ dõn của phường và phần lớn cṍp điợ̀n cho phường Thái Học
1.2.2.2. Thực trạng lưới điện hạ áp
* Trạm biến áp Văn Giai có năm lộ.
- Lộ một từ cột 1 đến cột 21 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*95, từ cột
30 đến 32, cột 44 đến 46, cột 41/3 đến 41/5 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 3*35
cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn 2*35, 2*25 và 2*16.
- Lộ hai từ cột 1-3 đến cột 16 sử dụng cáp vặn xoắn XPLE-1KV 4*70, từ cột
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
6

16-50 đến cột 58 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 58 đến cột 66 dựng
cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*35, từ cột 66 đến cột 69 dựng cỏp vặn xoắn
Al/XPLE-1KV 2*25 cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 2*35,
2*25 và 2*16.
- Lộ ba từ cột 1 đến cột 3 sử dụng cáp vặn xoắn XPLE-1KV 4*70, từ cột 3-8
đến cột 70-78 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 78 đến cột 80/2 dựng
cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*35, từ cột 80 đến cột 87 dựng cỏp vặn xoắn
Al/XPLE-1KV 3*35 cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 2*35,
2*25 và 2*16.

- Lộ bốn từ cột 1-14 đến cột 41-49 sử dụng cáp vặn xoắn XPLE-1KV 4*70, từ
cột 49 đến cột 56 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 56 đến cột 60 dựng
cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*35, cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-
1KV 2*35, 2*25 và 2*16.
- Lộ năm từ cột 1đến cột 10 sử dụng dây AC70, từ cột 10 đến cột 20 dựng dõy
AC50, từ cột 20 đến cột 31 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 31 đến
cột 36 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*35, từ cột 36 đến cột 40 dựng cỏp vặn
xoắn Al/XPLE-1KV 2*35 cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV
2*35, 2*25 và 2*16.
- Lộ một từ cột 1 đến cột 17 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*95, từ cột
17 đến 26 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*70, từ cột 26 đến 34 dựng cỏp vặn
xoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 15-37 đến 41 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV
4*35, cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 2*35, 2*25 và 2*16.
- Lộ hai từ cột 1 đến cột 12 sử dụng dây AC70, từ cột 2-43 đến cột 47 sử dụng
cáp vặn xoắn XPLE-1KV 4*70, từ cột 47 đến cột 57 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-
1KV 4*50, từ cột 52 đến cột 52/3 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*35 cỏc
nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 2*35, 2*25 và 2*16.
- Lộ ba từ cột 1 đến cột 14 sử dụng cáp vặn xoắn XPLE-1KV 4*95, từ cột 14-
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
7

17 đến cột 19-26 dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*70, từ cột 26 đến cột 33 dựng
cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 4*50, từ cột 17 đến cột 40 dựng cỏp vặn xoắn
Al/XPLE-1KV 4*35 cỏc nhỏnh của lộ dựng cỏp vặn xoắn Al/XPLE-1KV 2*35,
2*25 và 2*16.
* Trạm biến áp Khang thọ
Cung cấp cho một số hụ̣ dõn trờn địa bàn phường nên ta không xét đến.
Sơ đồ hiện trạng lưới điện hạ áp của xã thể hiện trên cỏc hình 1.1 (sơ đồ tổng
thể), hình 1.2, hình 1.3, hình 1.4 và hình 1.5:
1.2.4. Tổ chức quản lý và kinh doanh lưới điện hiện tại

Nguồn điện năng cung cấp cho phường Chí Minh hiện thuộc quyền quản lý của
chi nhánh điện lực Chí Linh
Chi nhánh điện thị xã Chí Linh, điện năng được bán trực tiếp tới công tơ tổng
trạm biến áp tiêu thụ trong phường.
* Quá trình kinh doanh
Trong những năm gần đõy cùng với việc thay đổi cơ chế quản lý của Nhà Nước
cũng như của ngành điện, việc kinh doanh của Chi nhánh điện Chí Linh cũng có
nhiều thay đổi xu hướng ngày càng tăng,hiệu quả kinh doanh mua bán điện. Song do
tình trạng lưới điện quá cũ nát không đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của phụ
tải. Cũng như hình thức quản lý cũn thiếu nhiều điều kiện để áp dụng các phương
tiện tiên tiến nên hoạt dộng kinh doanh của Chi nhánh cũn bị hạn chế.
* Hiệu quả kinh doanh
Khác với hình thức kinh doanh điện trước kia (lưới điện do HTX xã quản lý),
nay chỉ do một số người quản lý. Họ nhận thức được rằng muốn kinh doanh được tốt
tức là lãi càng nhiều thì họ phải cú cỏc biện pháp tổ chức và quản lý thật tốt để sao
cho mất mát điện năng do hao tổn và ăn cắp càng nhỏ càng tốt. Vì vậy có thể khẳng
định hiệu quả kinh doanh là rất cao.
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
8

1.3. Tính toán phụ tải hiện tại của phường
1.3.1. Cơ sở lý thuyết
Để tính toán phụ tải chúng ta có nhiều phương pháp khác nhau như:
- Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao năng lượng.
- Xác định phụ tải theo hệ số cực đại.
- Xác định phụ tải theo hệ số đồng thời.
- Xác định phụ tải theo hệ số nhu cầu.
Sau khi nghiên cứu các phương pháp, ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu
để xác đinh phụ tải tính toán của một hộ gia đình, các cơ quan hành chính và phụ tải
sản xuất vỡ nú cú ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện tuy nhiên nó cũng có một

số nhược điểm là kém chính xác.
* Tính toán phụ tải theo hệ số nhu cầu:
Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị cú cựng chế độ làm việc được tính theo
biểu thức: P
tt
= k
nc
.
∑
=
n
i
i
P
1
(1-1)
Trong đó:
Pi
- Công suất tiêu thụ trung bình của loại thiết bị thứ i được xác
định bởi công thức:
Pi
= P
di
.f
i
( 1-2 )
f
i
=
n

m
i
P
di
- Công suất đặt trung bình của thiết bị thứ i
f
i
- Tần suất xuất hiện của thiết bị loại i trong tập mẫu n
n- Số thiết bị quan sát
m
i
- Số lượng thiết bị khảo sát của thiết bị loại i
k
nc
- Hệ số nhu cầu phụ thuộc chế độ sử dụng diện và số lượng thiết bị gia
dụng được xác định bởi công thức:
k
nc
= k
sd
∑
+
hd
sd
n
k1
Σ
−
(1-3)
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện

9

n
hd
- Số lượng hiệu dụng của nhóm thiết bị dùng điện
+ Phương phỏp tính n
hd

Nếu số lượng thụ điện n < 5 thì n
hd
được xác định theo công thức:
n
hd
=
( )
∑
∑
=
=






n
i
di
n
i

di
P
P
1
1
2
2
(1 - 4)
Nếu số lượng thụ điện n > 5 thì trình tự tính n
hd
như sau:
- Chọn những thiết bị có công suất lớn mà công suất định mức của mỗi thiết bị
này bằng hoặc lớn hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong
nhóm.
- Xác định số n
1
– là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công
suất của thiết bị có công suất lớn nhất, và ứng với giá trị n
1
này xác định tổng công
suất định mức:
∑
=
1n
1J
nj
P
.
- Xác định n và tổng công suất định mức ứng với n:
∑

=
n
1i
ni
P
.
- Tỡm các giá trị:
n
*
=
n
n
j
và P
*
=
∑
∑
=
=
n
1i
ni
1n
1j
nj
P
P
- Xác định giá trị tương đối n
hd

*
theo biểu thức:
n
hd
*
=
*
1
2
)
*
1(
*
2
*
95,0
n
P
n
P
−
−
+

- Xác định số lượng hiệu dụng:
n
hd
= n
hd
*

. n (1-5)
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
10

k
sd
∑

- Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị điện được xác định theo công thức:
k
sd
∑

=
∑
∑
=
=
n
i
i
sdi
n
i
i
P
kP
1
1
.

(1-6)
k
sdi
- Hệ số mang tải của thiết bị loại i
k
sdi
= k
mti
. k
lvi
k
mti
- Hệ số mang tải của thiết bi loại i ( Trong đồ án ta chọn k
mti
=1)
k
lvi
- Hệ số làm việc của thiết bị loại i được xác định theo thời gian làm việc
trong ngày:
k
lvi
=
24
i
t
1.3.2. Tính toán phụ tải sinh hoạt
Để tính toán phụ tải sinh hoạt của hộ gia đình ta tiến hành điều tra, khảo sát 40
hộ với tổng số thiết bị cho trong bảng, áp dụng các công thức tính toán trên ta xác
định được công suất tính toán phụ tải sinh hoạt cho một hộ gia đình. Kết quả được
trình bày trong bảng bảng 1.2.

Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
11

Bảng 1.2 Kết quả tính toán công suất
Stt
Tên thụ điện P
n
(W) f
i
T
i
( h ) k
sdi
P
i
( W) k
sdi
. P
i
1
Đèn sợi đốt 75 0.78 4 0.167 58.5 9.7695
2
Đèn sợi đốt 60 1.51 6 0.25 90.6 22.65
3
Đèn huỳnh quang 40 1.96 6.5 0.271 78.4 21.2464
4
Quạt bàn, cây 60 1.8 6 0.25 108 27
5
Quạt trần 80 0.2 3 0.125 16 2
6

Nồi cơm điện 650 0.78 2 0.083 507 42.081
7
ấm điện 1000 0.1 1 0.042 100 4.2
8
Bàn là 1000 0.2 0.3 0.013 200 2.6
9
Ti vi 80 0.8 7 0.292 64 18.688
10
Đầu Video - Vcd 60 0.42 3 0.125 25.2 3.15
11
ổn áp 15 0.5 1.5 0.063 7.5 0.4725
12
Máy tính 250 0.01 8 0.333 2.5 0.8325
13
Bơm nước 360 0.12 0.5 0.021 43.2 0.9072
14
Tủ lạnh 125 0.02 2 0.083 2.5 0.2075
15
Radio - Casset 40 0.2 2.5 0.104 8 0.832
Tổng 3895 1311.4 156.637
áp dụng công thức (2-6)
k
sd
∑

=
∑
∑
=
=

15
1
15
1
.
i
i
sdi
i
i
P
kP
=
4,1311
637,156
= 0,119
Số lượng hiệu dụng n
hd
được xác định như sau:
- Chọn thiết bị có công suất lớn nhất P
max
= 1000. Tổng công suất của nhóm
thiết bị lớn :
∑
=
1n
1J
nj
P
= 1000 + 1000 + 650 + 500 = 3150 ; n

j
= 4
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
12

- n
*
=
n
n
j
=
15
4
= 0,267 và P
*
=
∑
∑
=
=
n
i
ni
n
j
nj
P
P
1

1
1
=
3895
3150
= 0,809
- n
hd
*
=
*
1
2
)
*
1(
*
2
*
95,0
n
P
n
P
−
−
+
=
267,01
2

)809,01(
267,0
2
809,0
95,0
−
−
+
= 0,379
- n
hd
= n
hd
*
. n = 0,379. 15 = 5,685 ≅ 6
Thay các giá trị vào công thức (2-3) ta có:
k
nc
= k
sd
∑
+

hd
sd
n
k
Σ
−
1

= 0,119 +
6
119,01
−
= 0,479
Vậy công suất tính toán của 1 hộ gia đình được xác định theo công thức (2-1)
P
tt
= k
nc
.
∑
=
14
1i
i
P
= 0,479. 1311,4 = 628,161 (W)
1.3.3. Tính toán phụ tải Công cộng và dịch vụ
Để biết được tình hình sử dụng điện của phụ tải công cộng và dịch vụ ta tiến
hành điều tra và thống kê tương đối đầy đủ các thiết bị điện hiện có trong các cơ
quan hành chính sự nghiệp trên địa bàn phường. Đối với loại phụ tải này chúng
thường hoạt động theo một quy luật nhất định nào đó, nếu là các cơ quan hành chính
sự nghiệp thỡ chỳng thường hoạt động theo giờ hành chính. Sau khi điều tra và
thống kê ta thu được kết quả ở bảng 1.3
Bảng 1.3 Bảng kê phụ tải công cộng
1 Bưu điện Văn hoá 1 5 4 2 5
2 UBND Phường 4 30 40 20 15
3 Trạm xá 1 20 10 5 3
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện

13

4 Trường THCS 2 30 150 40 25
5 Trường Tiểu học 2 30 180 30 30
6 Trường mầm non 0 15 20 5 3
8 Chùa 0 7 10 3 5
10 Nhà văn hoá 0 10 25 5 4
11 Đường trục 0 120 0 0 0
Vd: Tính P
tt
cho Uỷ ban nhân dân Phưũng Chí Minh
Bảng 1.4 Bảng kê phụ tải UBND phường
2 Đèn sợi đót 75 15 1125 8 0.333 374.625
3 Đèn tuýp 40 12 480 8 0.333 159.84
4 Quạt trần 100 8 800 8 0.333 266.4
5 Quạt bàn 60 10 600 8 0.333 199.8
Ttt Tổng 4005 11025.38
áp dụng công thức (2-6)
k
sd
∑

=
∑
∑
=
=
5
1
5

1
.
i
i
sdi
i
i
P
kP
=
4005
38,11025
= 0.276
Số lượng hiệu dụng n
hd
được xác định như sau:
- Chọn thiết bị có công suất lớn nhất P
max
= 250 W. Tổng công suất của
nhóm thiết bị lớn :
∑
=
1n
1J
nj
P
= 250 + 250 + 250 + 250 = 1000 W ; n
j
= 4
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện

14

- n
*
=
n
n
j
=
49
4
= 0,082 và P
*
=
∑
∑
=
=
n
1i
ni
1n
1j
nj
P
P
=
4005
1000
=0,25

- n
hd
*
=
*
1
2
)
*
1(
*
2
*
95,0
n
P
n
P
−
−
+
=
082,01
2
)25,01(
082,0
2
25,0
95,0
−

−
+
= 0,102
- n
hd
= n
hd
*
. n = 0,102. 49 = 4,998 ≅ 5
Thay các giá trị vào công thức (2-3) ta có:
k
nc
= k
sd
∑
+

hd
sd
n
k
Σ
−
1
= 0,276 +
5
276,01−
= 0,614
Vậy công suất tính toán phụ tải sản xuất được xác định theo công thức :
P

sx
= k
nc
.
∑
=
6
1i
i
P
= 0,614. 4005 = 2459,07 (kW)
Sau khi xử lý và tính toán số liệu ta thu được kết quả trong bảng 1.5:
Bảng 1.5: Tính toán phụ tải công cộng và dịch vụ
Stt Tên cơ quan K
sd
Σ
K
nc
P
tt
(W)
1 Bưu điện Văn hoá 0,26 0,451 462,275
2 UBND Xã 0,276 0,316 2095,08
3 Trạm xá 0,2372 0,348 549,84
4 Trường THCS 0,278 0,276 4142,76
5 Trường Tiểu học 0,273 0,27 4344,3
6 Trường mầm non 0,257 0,349 582,83
8 Chùa 0,14 0,387 385,06
10 Nhà văn hoá 0,272 0,348 607,26
11 Đường trục 0,333 0,28 840

1.3.4. Tính toán phụ tải sản xuất
Kinh tế của Phường dựa chủ yếu vào nông nghiệp và một ngành nghề truyền
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
15

thống như sản xuất đồ mộc dân dụng, cơ khớ, Cho nờn thiết bị sản xuất khá đa
dạng và số lượng khác nhau phụ thuộc vào điều kiên sản xuất và điều kiện kinh
doanh của mỗi hộ. Để biết được tình hình sử dụng điện của các thiết bị điện sản xuất
trên địa bàn phường ta tiến hành điều tra các xưởng mộc, xưởng cơ khí, máy xay
xát và thống kê số liệu được ghi trong bảng 1.6.
1.3.5. Tính toán tổng hợp phụ tải
Phụ tải của cụm dân cư được tổng hợp bằng hệ số đồng thời. Hệ số đồng thời
được xác định như sau:
- Giả sử trong nhóm n thiết bị ở thời điểm xột cú m thụ điện được đóng vào
lưới thì hệ số đồng thời được xác định theo biểu thức:
k
đt
=
∑
∑
=
=
n
i
ni
m
j
nj
P
P

1
1
- Đối với nhóm thụ điện đồng nhất hệ số đồng thời có thể xác định theo công
thức sau: k
đt
=
n
m
- Trong thực tế các thụ điện đóng vào lưới một cách ngẫu nhiên. Cho nên việc
xác định hệ số đồng thời chỉ có thể dựa trên quan điểm xác xuất thống kê. Giả sử sự
phân bố của phụ tải theo quy luật phân bố chuẩn. Khi đó hệ số đồng thời được xác
định theo biểu thức:
k
đt
= p + β
N
qp.
Trong đó:
p - Xỏc suất đóng điện trung bình của hộ tiêu thụ điện vào lưới
q =1 - p
β - Hệ số tin cậy ( Với xác suất 95 - 97% ta lấy β = 1,5)
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
16

N - Số hộ tiêu thụ điện
Phương pháp này công suất tính toán được xác định dựa vào công suất lớn
nhất tại các thời điểm. Công suất tính toán là giá trị lớn nhất trong các giá trị công
suất ở các thời điểm cực đại. Thông thường ta chọn hai thời điểm là cực đại ngày và
cực đại đêm, lúc đó:
k

n
đt
.
∑
=
n
i
ni
P
1
k
đ
đt
.
∑
=
n
i
ni
P
1

Trong đó: k
n
đt
, k
đ
đt
– hệ số đồng thời tại các thời điểm cực đại ngày và cực đại
đêm

p
n
, p
đ
- Được tra trong sổ tay thiết kế nó phụ thuộc vào số lượng thụ điện.
Đối với những phụ tải khác nhau được tổng hợp theo phương pháp số gia. Phụ
tải tính toán được xác định bằng cách cộng giá trị của phụ tải lớn với phụ tải nhỏ:
P
db
= P
1
+ k
2
.P
2
nếu P
1
> P
2
P
db
= P
2
+ k
1
.P
1
nếu P
2
> P

1

Trong đó: k
i
=
( )
5
04,0
Pi
- 0,41
Ví dụ: Xác định công suất tính toán cho nút 1 lộ 1 Trạm biến áp Văn Giai
* Tính toán phụ tải sinh hoạt
Tại nút 1 có 34 hộ dân, công suất tiêu thụ mỗi hộ là 870,17 W, xác suất đóng
điện giờ cao điểm với thụ điện nông nghiệp là p
đ
= 0,75 với ban đêm và p
n
= 0,3 đối
với ngày.
áp dụng công thức:
k
đt
n
= p
n
+ β
N
qp.
= 0,3 + 1,5
34

7,0.3,0
= 0,42
k
đt
đ
= p
đ
+ β
N
qp.
= 0,7 + 1,5
34
25,0.75,0
= 0,86
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
17
P
tt
= Max

Thay các giá trị vào công thức ta xác định được:
P
n
sh
= k
n
đt
*N*P
tt
= 0,42*870,17*34 = 12,59 (kW)

P
đ
sh
= k
đ
đt
*N*P
tt
= 0,86*870,17*34 = 25,78 (kW)
* Tính toán phụ tải sản xuất
Tại nút 1 có máy xát và một xưởng mộc, các thiết bị động lực được trình bày
dưới bảng 1.7:
Bảng 1.7 Bảng kê phụ tải sản xuất
Stt Tên thiết bị P
đm
Số
lượng T
lv
k
sdi
P
i
P
i
.k
sdi
1
Máy cưa
vòng 4 1 4 0.17 4 0.68
2 Máy cưa 1.5 1 6 0.25 1.5 0.38

3 Máy bào 1 1 7 0.29 1 0.29
4 Máy khoan 0.4 1 6 0.25 0.4 0.1
5 Máy xát 7 1 5 0.21 7 1.47
6
Máy xay
3 1 5 0.21 3 0.63
7 Máy nghiền 7.5 1 4 0.17 7.5 1.28
Tổng 24.4 4.83
áp dụng công thức (1-6)
k
sd
∑

=
∑
∑
=
=
5
1
5
1
.
i
i
sdi
i
i
P
kP

=
4,24
83,4
= 0,198
Số lượng hiệu dụng n
hd
được xác định như sau:
- Chọn thiết bị có công suất lớn nhất P
max
= 7,5 kW. Tổng công suất của nhóm
thiết bị lớn:
∑
=
1
1
n
J
nj
P
= 7,5 + 7 +4 = 18,5 kW ; n
j
= 3
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
18

- n
*
=
n
n

j
=
7
3
= 0,429 và P
*
=
∑
∑
=
=
n
i
ni
n
j
nj
P
P
1
1
1
=
4,24
5,18
= 0,758
- n
hd
*
=

*
1
2
)
*
1(
*
2
*
95,0
n
P
n
P
−
−
+
=
429,01
2
)758,01(
429,0
2
758,0
95,0
−
−
+
= 0,658
- n

hd
= n
hd
*
. n = 0,658*7 = 4,6 ≅ 5
Thay các giá trị vào công thức (2-3) ta có:
k
nc
= k
sd
∑
+
hd
sd
n
k
Σ
−
1
= 0,198 +
5
198,01
−
= 0,557
Vậy công suất tính toán phụ tải sản xuất được xác định theo công thức:
P
sx
= k
nc
.

∑
=
7
1i
i
P
= 0,557. 24,4 = 13,58 (kW)
Chọn hệ số tham gia vào cực đại của phụ tải sản xuất ở cao điểm ngày và đêm
tương ứng là k
n
đt
= 1 ; k
đ
đt
= 0,6 ta có:
Phụ tải sản xuất ở thời điểm
- Cực đại ngày P
n
sx
= k
n
đt
. P
sx
= 1*13,58 = 13,58 kW
- Cực đại đêm P
đ
sx
= k
đ

đt
. P
sx
= 0,6*13,58 = 8,15 kW
* Tính toán phụ tải công cộng và dịch vụ
Tại nút 1 của lộ 1 Trạm biến áp Văn Giai có Nhà văn hoá và đường trục. Số
liệu phụ tải được thể hiện dưới bảng 1.8:
Bảng 1.8 Bảng kê phụ tải công cộng và dịch vụ
Stt Tên cơ sở P
n
(W) k
đt
n
k
đt
đ
P
n
.k
đt
n
P
n
.k
đt
đ
1 Nhà văn hoá 607.26 0.35 0.6 212.54 364.4
2 Đường trục 840 0 1 0 840
Tổng 212.54 1204
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện

19

Hệ số đồng thời tổng tại thời điểm cực đại được xác định theo biểu thức:
k
đt
Σ
=
∑
∑
=
=
n
i
ni
n
i
dtini
P
kP
1
1
.
ứng với các thời điểm cực đại ngày và đêm ta xác định được:
k
đt
n
=
∑
∑
=

=
n
i
ni
n
i
n
dtini
P
kP
1
1
.
=
26,1447
54,212
= 0,147
k
đt
đ
=
∑
∑
=
=
n
i
ni
n
i

d
dtini
P
kP
1
1
.
=
26,1447
4,1204
= 0,832
Vậy công suất tính toán tại các thời điểm tương ứng là:
P
cc
n
= k
đt
n
.
∑
=
2
1i
ni
P
= 0,147*1447,26 = 212,54 W
P
cc
đ
= k

đt
đ
.
∑
=
2
1i
ni
P
= 0,832*1447,26 = 1204,36 W
* Tổng hợp phụ tải tại nút 1 của lộ 1 Trạm biến áp Văn Giai
Theo kết quả tính toán ở trên ta có bảng 1.9:
Bảng 1.9 Bảng kê phụ tải tại các thời điểm cực đại
Nhóm phụ tải
P
tt
ở các thời điểm, kW
Cực đại ngày Cực đại đêm
Sinh hoạt 12,59 25,78
Sản xuất 13,58 8,15
Công cộng & dịch vụ 0,213 1,20
Phụ tải tổng hợp giữa phụ tải công cộng dịch vụ và phụ tải sản xuất xác định
theo phương pháp số gia:
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
20

P
I
n
= 13,58 +

59,12.41,0
5
59,12
04,0








−






= 21,48 (Kw)
P
I
đ
= 25,78 +
15,8.41,0
5
15,8
04,0









−






= 30,75 (Kw)
Phụ tải tổng hợp của toàn bộ điểm dân cư tại các thời điểm cực đại:
P
Σ
n
= 2148 +
213,0.41,0
5
213,0
04,0









−






= 21,58 (Kw)
P
Σ
đ
= 30,75 +
20,1.41,0
5
20,1
04,0








−







= 31,39 (Kw)
Hệ số công suất Cosϕ được xác định theo tỷ lệ giữa công suất ngày, đêm và
theo bảng 2.11 giáo trình Quy hoạch ta có trong bảng 1.10:
Bảng 1.10 Giá trị hệ số công suất Cos
ϕ

< 0,35 0,6 0,85 1,15 1,4 > 1,41
Cosϕ
n
0,92 0,88 0,83 0,78 0,76 0,73
Cosϕ
đ
0,94 0,91 0,89 0,85 0,80 0,76
Căn cứ vào kết quả tính toán
d
n
P
P
= 0,688 ta xác định được Cosϕ = Cosϕ
đ
=
0,9. Vậy công suất tính toán của điểm dân cư là P
tt
= 31,39 kW với Cosϕ = 0,9 khi
đó công suất biểu kiến sẽ là:
S =
ϕ
Cos

P
tt
=
9,0
39,31
= 34,88 (kVA)
Phụ tải của cỏc nỳt còn lại tính toán tương tự và được cho trong phục lục PL
1.1 đến PL1.8.
1.4. Dự báo phụ tải
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
21
d
n
P
P

1.4.1. Đặt vấn đề
Như ta đã biết phụ tải điện là đại lượng ngẫu nhiên, chịu tác động của nhiều
yếu tố, trong quá trình làm việc các thụ điện đóng cắt một cách ngẫu nhiên. Tuy
nhiên ta cũng thấy sự thay đổi của phụ tải con tuân theo một quy luật nhất định,
đó là quy luật hoàn toàn lặp lại theo quy luật ngày đêm, tuàn tháng, năm. Quy
luật khách quan của quá trình tiêu thụ điện năng được thiết lập bởi các nhân tố
thiên văn, khí tượng, xã hội. Các nhân tố này chịu tác động theo một chu trình
nhất định. Có thể chọn chu trình của phụ tải tuân theo chu trình hoạt động của
con người: năm tháng tuần ngày mặc dù không có chu trình nào trong số kể
trên là chính xác cả. Từ năm này qua năm khác, từ tháng này qua thỏng khỏc đều
có sự thay của phụ tải
Đồ thị phụ tải có ý nghĩa rất to lớn đối với việc tính toán thiết kế và đặc biệt
trong việc vận hành mạng điện. Có rất nhiều tham số quan trọng được xác định từ
đồ thị phụ tải như : thời gian sử dụng công suất cực đại, thời gian hao tổn cực đại,

hệ số điền kín, hệ số mang tải mà thông qua đó người ta có thể chọn thiết bị,
xác định lượng điện năng tiêu thụ, tổn thất điện năng, đánh giá chế độ làm việc
của mạng điện Đồ thị phụ tải không những cho ta biết sự biến thiên theo thời
gian của phụ tải mà còn cho phép ta giải quyết nhiều vấn đề trong trong thiết kế
và vận hành lưới điện.
* Trên phương diện thời gian có thể chia ra như sau:
Dự báo dài hạn 25 – 40 năm thậm chí đến 100 năm. Ở đây phải xét đến sự ra
đời của các loại công nghệ mới, của các nguồn năng lượng mới, phương pháp truyền
tải điện năng mới Dự báo ở đây không phải là sự phỏng đoán mà là sự phân tích
bằng các phương pháp khác nhau.
Dự báo hạn trung 10 – 25 năm: Trong loại dự báo này người ta thường dựa
vào số liệu quan sát thực hơn của các dự án mới nảy sinh trước đó. Mức độ chính
xác đòi hỏi cao hơn so với dự báo dài hạn.
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
22

Dự báo hạn vừa 5 – 10 năm thường được dựa vào các dự án đó cú nhưng chưa
được thực thi. ở đây các thông tin cần thiết phải có độ tin cậy cao. Các bài toán dự báo
hạn vừa được sử dụng trong quá trình thiết kế các công trình điện. Phân tích về sự khác
nhau giữa dự báo và lập dự án là một vấn đề phức tạp. Mặc dù giữa dự báo và lập dự án
có những cái chung nhưng về phương diện toán học chúng được hình thành theo cách
khác nhau, việc giải bài toán cũng khác nhau.
Dự báo ngắn hạn còn gọi là dự báo điều độ dùng để lập kế hoạch hàng năm,
mùa hoặc tháng, hàng tuần, thậm chí hàng ngày hoặc hàng giờ. Bài toán này yêu cầu
độ chính xác rất cao. Nhìn chung thời hạn dự báo càng ngắn thì mức độ yêu cầu
chính xác càng cao.
* Trên phương diện lãnh thổ có thể phân biệt như sau:
Dự báo ở cấp quốc gia
Dự báo khu vực
Dự báo địa phương

1.4.2. Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải.
1.4.2.1. Phương pháp thu thập thông tin
Phụ tải điện chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố, phụ thuộc vào tính chất,
đặc điểm của hộ dùng điện, các tham số của hệ thống mạng điện, các đặc điểm
kinh tế, xã hội và tự nhiên của cỏc vựng cung cấp điện Điều này cho thấy
việc xây dựng đồ thị phụ tải điện rất phức tạp , cần có sự trợ giúp của toán xác
suất thống kê và đòi hỏi phải có những phương pháp nghiên cứu khoa học và
lụgớc mới để có thể đảm bảo được độ tin cậy cần thiết của bài toán. Vấn đề đầu
tiên của việc nghiên cứu đồ thị phụ tải là thu thập các thông tin.
Việc thu thập thông tin về đồ thị phụ tải là công việc tốn rất nhiều thời gian
và công sức vỡ nú đòi hỏi theo dõi liên tục trong một thời gian đủ để đảm bảo độ
tin cậy cần thiết. Tuỳ theo từng điều kiện cụ thể mà ta chọn một tổng các phương
pháp thu thập thông tin sau:
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
23

Phương pháp đo đếm từ xa
Phương pháp bán tự động
Phương pháp gián tiếp
Phương pháp đo đếm trực tiếp
Qua nghiên cứu đặc điểm của các phương pháp và điều kiện thực tập chúng
tôi tiến hành chọn phương pháp đo đếm trực tiếp để xây dựng đồ thị phụ tải.
* Nội dung của phương pháp
Để xây dựng đồ thị phụ tải ngày điển hình các mùa đông và hè, trước hết ta
chọn cỏc thỏng tiêu thụ điện năng điển hình. Thường là tháng mùa đông và tháng
mùa hè. Sau đó tiến hành đo đếm các đại lượng điện như công suất, dòng điện,
điện năng bằng các đồng hồ thông dụng như : ampe kỡm, vụnmột hoặc công
tơ chỉ số của các khí cụ điện được theo dõi và ghi trong những khoảng thời
gian nhất định. Nếu đo đếm phụ tải bằng công tơ thì công suất tiêu thụ trung
bình có thể xác định theo biểu thức sau:

P
tb
=
t
A
, kW
Trong đó: P
tb
– giá trị trung bình của phụ tải trong khoảng thời gian t, kW.
A - điện năng tiêu thụ xác định theo chỉ số công tơ trong
khoảng thời gian t , kWh
Việc đo đếm phải được tiến hành trong nhiều ngày, số ngày đo đếm càng
nhiều thì đồ thị phụ tải điển hình mùa ngày càng chính xác và nó đại diện cho
tính chất làm việc của phụ tải cả mùa.
1.4.2.2. Xử lý số liệu và xây dựng đồ thị phụ tải
Đồ thị phụ tải biểu thị sự biến thiên của đồ thị phụ tải trong khoảng thời gian
ngày đêm gọi là đồ thị phụ tải hàng ngày. Đây là loại đò thị phụ tải cơ bản nhất
bởi vì thông qua đó ta có thể xây dựng được đồ thị phụ tải hàng tháng, hàng
năm Việc xử lý số liệu, tính toán và xây dựng đồ thị phụ tải được dựa trên các
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
24

quy luật xác suất thống kê.
Số liệu sau khi thu thập được cần được xử lý sơ bộ để loại bỏ những sai số
có thể xuất hiện trong các phép đo và sắp xếp trong các bảng biểu thích hợp để
tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý tiếp theo.
Có thể coi sự phân bố xác suất của phụ tải theo quy luật phân phối chuẩn.
F(p) =
πσ
2

1
.
( )
e
pMp
σ
)(
2
2
1
−
−

Giá trị phụ tải giờ thứ i được xác định như sau:
P
i
= M(P) +
n
δβ
.
,kW
Trong đó: M(P) – Kỳ vọng toán của công suất sau n lần đo được xác định
theo công thức sau:
M(P) =
n
Pi
n
i
∑
=1

,kW
β - độ lệch quy định, nó phản ánh xác suất phụ tải nhận giá trị lân cận kỳ
vọng toán với độ tin cậy từ 95 – 97% . Trong phần tính toán chúng tôi chọn β =
1,5.
δ - Độ lệch chuẩn của P xác định theo công thức :
δ
2
=
( )
n
PM
P
i
n
i
∑
=
−
1
2
)(
Như vậy với chuỗi thời gian biến thiên từ 1÷24 ta sẽ có chuỗi số liệu phụ tải
P
i
tương ứng. Biểu diễn mối quan hệ này trên hệ trục toạ độ với trục tung là phụ
tải và trục hoành là thời gian ta sẽ nhận được đồ thị phụ tải hàng ngày.
1.4.2.3. Các tham số của đồ thị phụ tải.
Phụ tải trung bình :
Trường ĐHNN – HN Khoa: Cơ Điện
25