NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ÁP DỤNG TẠI HUYỆN MAI SƠN TỈNH SƠN LA

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
---------------------------------

NGUYỄN HỮU NGHỊ

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT
ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI - ÁP DỤNG
TẠI HUYỆN MAI SƠN TỈNH SƠN LA

Chuyên ngành: Quản lý năng lượng
Mã số: 60340416
LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. Dương Trung Kiên

Hà Nội 2014


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên tôi xin được gửi lời cảm ơn đến tất cả các Quý Thầy/Cô đã
giảng dạy trong chương trình cao học Quản lý năng lượng - trường Đại học
Điện Lực, những người đã truyền đạt cho tôi những kiến thức hữu ích về
Quản lý Năng Lượng, làm cơ sở cho tôi thực hiện luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Dương Trung Kiên đã tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo, cho tôi nhiều kinh nghiệm trong thời gian thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy/Cô đang giảng dạy tại khoa
Quản lý Năng Lượng - trường Đại học Điện Lực, các đồng nghiệp của Điện lực
Sơn la đã giúp đỡ tôi trong việc trong quá trình thu thập dữ liệu, thông tin của
luận văn, đóng góp ý kiến và bổ sung những thiếu sót cho luận văn của tôi.
Sau cùng tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình đã luôn tạo điều
kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học cũng như thực hiện luận văn.

Do thời gian có hạn, kinh nghiệm nghiên cứu chưa có nên còn nhiều thiếu
xót, tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của Quý Thầy/Cô và các anh chị
học viên.

1


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới
sự hướng dẫn của TS Dương Trung Kiên, tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự
giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cám ơn và các thông tin trích
dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả

Nguyễn Hữu Nghị

2


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................. 6
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................ 9
DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................... 7
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 9
1. Lý do chọn đề tài: .................................................................................................. 10
2. Mục đích nghiên cứu: ............................................................................................ 10
3. Nhiệm vụ nghiên cứu: ........................................................................................... 11
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ........................................................................ 11
5. Phương pháp nghiên cứu:...................................................................................... 11
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG ............................. 12

1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN NĂNG VÀ KINH DOANH ĐIỆN NĂNG ..................... 12
1.1.1 Tổng quan về điện năng ................................................................................... 12
1.1.1.1Khái niệm điện năng ...................................................................................... 12
1.1.1.2 Đặc điểm của điện năng ................................................................................ 12
1.1.1.3 Vai trò của điện năng .................................................................................... 13
1.1.2 Tổng quan về kinh doanh điện năng ................................................................ 14
1.2 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG .................................................................................... 14
1.2.1 Khái niệm tổn thất điện năng ........................................................................... 14
1.2.2 Phân loại tổn thất điện năng ............................................................................. 15
1.2.2.1 Tổn thất kỹ thuật............................................................................................ 15
1.2.2.2 Tổn thất thương mại ...................................................................................... 15
1.2.3 Các công thức tính tổn thất điện năng .............................................................. 16
1.2.3.1 Xác định tổn thất trong máy biến áp hai cuộn dây ....................................... 16
1.2.3.2 Xác định tổn thất trên đường dây ................................................................. 19
1.2.4 Các yếu tố tác động đến tổn thất điện năng và các biện pháp nhằm giảm
tổn thất điện năng ...................................................................................................... 24
1.2.4.1 Các yếu tố tác động đến tổn thất điện năng .................................................. 24

3


1.2.4.2Các biện pháp nhằm giảm tổn thất điện năng ............................................... 28
1.2.5 Ý nghĩa của việc giảm tổn thất ......................................................................... 29
1.3. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSS/ADEPT ............................................................ 30
1.3.1 Các bước triển khai thực hiện tính toán bằng phần mềm ............................... 31
1.3.1.1 Thiết lập thông số mạng lưới: ....................................................................... 32
1.3.1.2 Tạo sơ đồ và nhập thông số kỹ thuật lưới điện: ............................................ 32
1.3.2 Các phương pháp xử lý số liệu đầu vào ........................................................... 32
1.3.2.1 Phương pháp công suất tiêu thụ trung bình.................................................. 32
1.3.2.2 Công thức tính toán lưới phân phối theo năng lượng tiêu thụ phụ tải ......... 33

Tóm tắt chương I ....................................................................................................... 34
CHƯƠNG II: THỰC TRẠNG TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TẠI ĐIỆN LỰC MAI
SƠN – SƠN LA .......................................................................................................... 35
2.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐIỆN LỰC ............................................................................... 35
2.1.1 Giới thiệu chung ............................................................................................... 35
2.1.2 Chức năng, nhiệm vụ ....................................................................................... 36
2.1.3 Cơ cấu tổ chức .................................................................................................. 37
2.2 THỰC TRẠNG CUNG CẤP ĐIỆN TẠI ĐIỆN LỰC MAI SƠN GIAI ĐOẠN
2010 ÷ 2012: ............................................................................................................. 42
2.2.1 Nguồn điện ....................................................................................................... 42
2.2.2 Tình hình sử dụng điện địa bàn huyện Mai Sơn giai đoạn 2010-2012: ........... 45
2.2.2.1 Đặc trưng phụ tải .......................................................................................... 45
2.2.2.2 Điện thương phẩm, doanh thu và giá bán bình quân ................................... 48
2.2.3 Thực trạng tổn thất lưới điện Mai Sơn từ năm 2010-2012 .............................. 53
2.2.3.1 Thực trạng tổn thất điện năng lưới điện trung áp ........................................ 53
2.2.3.2 Thực trạng tổn thất lưới hạ áp ....................................................................... 58
2.2.3.3Thực trạng tổn thất điện năng toàn Điện lực ................................................. 60
2.2.3.4 Đánh giá tổn thất điện năng Điện lực Mai Sơn ............................................ 61
2.2.4 Tính toán tổn thất kỹ thuật lưới điện phân phối Điện lực Mai Sơn ................. 63
2.2.4.1 Các bước thực hiện ....................................................................................... 63

4


2.2.4.2 Tính toán tổn thất điện năng kỹ thuật các lộ đường dây trung thế ............... 64
Tóm tắt chương II ...................................................................................................... 75
CHƯƠNG III: CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TẠI ĐIỆN
LỰC MAI SƠN – TỈNH SƠN LA ............................................................................... 76
3.1 Giải pháp kỹ thuật nhằm giảm tổn thất điện năng tại Điện lực Mai Sơn ........... 76
3.1.1 Cải tạo, hoàn thiện kết cấu lưới điện phân phối đúng tiêu chuẩn kỹ thuật ...... 76

3.1.2 Nâng cao chất lượng công tác quản lý và bảo dưỡng đường dây .................... 78
3.1.2.1 Quản lý đường dây ........................................................................................ 78
3.1.2.2 Bảo dưỡng đường dây ................................................................................... 78
3.1.3 Xóa bỏ trạm trung gian 35/6,3kV, cải tạo lưới điện trung áp 6kV lên
35kV .......................................................................................................................... 79
3.1.4 Cải tạo lưới điện lộ 378-E17.2 Sơn La: .......................................................... 83
3.1.5 Giải pháp lắp đặt tụ bù trên các xuất tuyến phân phối, lựa chọn vị trí lắp
đặt tụ bù: .................................................................................................................... 87
3.2 GIẢI PHÁP TỔ CHỨC, QUẢN LÝ GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TẠI
ĐIỆN LỰC MAI SƠN:............................................................................................... 91
3.2.1 Hoàn thiện cơ cấu tổ chức kinh doanh ............................................................. 91
3.2.2 Tăng cường tổ chức quản lý sản xuất .............................................................. 92
3.2.3 Tăng cường tổ chức kiểm tra, kiểm soát .......................................................... 92
3.2.4 Tổ chức các hoạt động tuyên truyền sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu
quả: ............................................................................................................................ 94
3.3.2 Hiệu quả việc áp dụng một số giải pháp kỹ thuật giảm tổn thất điện năng: .... 95
Tóm tắt chương III .................................................................................................. 102
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 103

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 107

5


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ĐL MS

Điện lực Mai Sơn.

HĐKD

Hoạt động kinh doanh .

HTĐ

Hệ thống điện.

MBA

Máy biến áp.

PCSL

Công ty Điện lực Sơn La

TTĐN

Tổn thất điện năng.

6


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1 Các hệ số K1, K2 ...................................................................................... 33
Bảng 2. 1 Lượng điện năng sử dụng theo các thành phần kinh tế ............................ 47
Bảng 2. 2 Kết quả hoạt động kinh doanh điện năng tại Điện lực Mai Sơn từ
năm 2010 đến 2012 ................................................................................................... 50
Bảng 2. 3 Sản lượng điện thương phẩm Điện lực Mai Sơn ..................................... 51
Bảng 2. 4 Doanh thu Điện lực Mai Sơn từ năm 2010 đến 2012 ............................... 52

Bảng 2. 5 Giá bán bình quân Điện lực Mai Sơn từ năm 2010 đến 2012 .................. 52
Bảng 2. 6 Điện năng nhận, thương phẩm, tổn thất lưới 35kV .................................. 54
Bảng 2. 7 Điện năng nhận, thương phẩm, tổn thất lưới 6kV .................................... 55
Bảng 2. 8 Tổng điện năng nhận, thương phẩm, tổn thất lưới hạ áp giai đoạn
2010 ÷ 2012 ............................................................................................................... 58
Bảng 2. 9 Điện năng nhận, thương phẩm, tổn thất Điện lực Mai Sơn ...................... 60
Bảng 2. 10 Chỉ tiêu tổn thất Công ty Điện lực Sơn La giao Điện lực Mai Sơn ...... 62
Bảng 2. 11 Thông số lưới điện 6kV sau TBA trung gian Mai Sơn .......................... 65
Bảng 2. 12 Dòng vận hành lớn nhất lộ đường dây 6kV - TG Mai Sơn .................... 66
Bảng 2. 13 Bảng kết quả thống số Pmax, Qmax các TBA sau TBA TG Mai Sơn........ 67
Bảng 2. 14 Phân bố công suất và tổn thất công suất ................................................. 68
Bảng 2. 15 Bảng thông số kỹ thuật các MBA lưới 6kV Mai Sơn ............................. 69
Bảng 2. 16 So sánh kết quả tính toán và thực tế ....................................................... 70
Bảng 3. 1 Thông số đường dây lưới 6kV-Trung gian Mai Sơn sau khi thay dây dẫn .... 80
Bảng 3. 2 Thông số đường dây lưới 6kV-Trung gian Mai Sơn sau khi thay dây dẫn .... 81
Bảng 3. 3 Kết quả tính toán tổn thất điện năng lưới 6kV sau cải tạo thay thế

7


dây dẫn và vận hành cấp điện áp 35kV ..................................................................... 83
Bảng 3. 4 Tổn thất không tải các MBA trên nhánh 126 ............................................ 85
Bảng 3. 5 Kết quả tính toán tổn thất điện năng sau cải tạo lộ 378-E17.2 và
lưới 6kV .................................................................................................................... 87
Bảng 3. 6 So sánh đặc tính kinh tế- kỹ thuật của máy bù và tụ tù ............................ 89
Bảng 3. 7 Kết quả tính toán bù công suất phản kháng .............................................. 90
Bảng 3. 8 Kết quả tính toán tổn thất điện năng lộ 378-E17.2 sau cải tạo và lắp
đặt tụ bù. .................................................................................................................... 90
Bảng 3. 9 Tổng điện năng tổn thất giảm được sau cải tạo ........................................ 91
Bảng 3. 10 Chi phí khái toán của dự án .................................................................... 95

Bảng 3. 11 Sản lượng điện năng dự kiến phát triển được khi cải tạo lưới 6kV ........ 96
Bảng 3. 12 Chi phí phát sinh mua điện đầu nguồn ................................................... 97
Bảng 3. 13 Dòng tiền dự án sau cải tạo..................................................................... 97
Bảng 3. 14 Các chỉ tiêu kinh tế ................................................................................. 99

8


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1 Sơ đồ thay thế MBA hai cuộn dây ............................................................ 16
Hình 1. 2 Sơ đồ thay thế MBA hai cuộn dây khi điện áp ≤ 220kV .......................... 17
Hình 1. 3 Sơ đồ thay thế đườngdây hình  .............................................................. 19
Hình 1. 4 Sơ đồ thay thế đường dây lưới điện phân phối ......................................... 20
Hình 1. 5 Sơ đồ thay thế hai đoạn đường dây và hai phụ tải .................................... 20
Hình 1. 6 Các bước triển khai thực hiện tính toán phần mềm .................................. 31
Hình 2. 1 Sơ đồ tổ chức điện lực Mai Sơn – tỉnh Sơn La ......................................... 37
Hình 2. 2 Sơ đồ nguyên lý lưới điện Điện lực Mai Sơn ........................................... 44
Hình 2. 3 Mô hình quản lý truyền tải điện năng ....................................................... 45
Hình 2. 4 Phân cấp quản lý điện năng tại điện lực Mai Sơn ..................................... 46
Hình 2. 5 Biểu đồ thể hiện điện năng thương phẩm sử dụng của các thành
phần kinh tế năm 2010, 2011, 2012 .......................................................................... 47
Hình 2. 6 Biểu đồ thể hiện tỷ lệ phần trăm điện năng sử dụng của các thành
phần kinh tế năm 2010, 2011, 2012 .......................................................................... 48
Hình 2. 7 Biểu đồ thể hiện sản lượng điện thương phẩm giai đoan 2010-2012 ....... 51
Hình 2. 8 Biểu đồ thể hiện doanh thu Điện lực Mai Sơn giai đoan 2010-2012....... 52
Hình 2. 9 Biểu đồ thể hiện gia điện Điện lực Mai Sơn giai đoan 2010-2012 ........... 53
Hình 2. 10 Biểu đồ thể hiện tỷ lệ tổn thất lưới 35kV khu vực Mai Sơn ................... 55
Hình 2. 11 Biểu đồ thể hiện tỷ lệ tổn thất lưới 35kV khu vực Mai Sơn ................... 56
Hình 2. 12 Biểu đồ thể hiện tỷ lệ tổn thất điện năng lưới 0,4kV sau các TBA
thuộc lộ đường dây 378, 382-E17.2 .......................................................................... 59

Hình 2. 13 Biểu đồ thể hiện tỷ lệ tổn thất điện năng lưới 0,4kV sau các TBA
thuộc lộ đường dây 6kV ............................................................................................ 59
Hình 2. 14 Tỷ lệ tổn thất điện năng giai đoạn 2010 ÷ 2012...................................... 61
Hình 2. 15 Sơ đồ nguyên lý lưới điện 6kV sau trạm trung gian Mai Sơn ................ 64
Hình 3. 1 Dòng tiền của giải pháp............................................................................. 98

9


MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, xã hội, nhu cầu sử dụng điện của mỗi
quốc gia đều tăng nhanh, việc đảm bảo đáp ứng kịp thời và đầy đủ nhu cầu điện
năng, truyền tải điện an toàn đến từng hộ tiêu thụ với chất lượng điện năng cao là
tiêu chí quan trọng hàng đầu của mỗi quốc gia.
Mục tiêu được đặt ra là đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện ngày càng cao, tỷ lệ tổn
thất giảm, quản lý, vận hành thuận lợi, chi phí vận hành nhỏ.
1. Lý do chọn đề tài
Giảm tổn thất là một trong những mục tiêu quan trọng trong sản xuất kinh
doanh điện. EVN phấn đấu giảm tỷ lệ tổn thất điện năng năm 2013 (bao gồm cả tiếp
nhận bán điện đến hộ dân) xuống dưới 8,8%. Nhằm giảm, hạn chế thấp nhất tổn
thất của đơn vị và chung tay góp sức cùng EVN trong công cuộc giảm tổn thất điện
năng. Cần nghiên cứu, thực hiện các giải pháp giảm tổn thất điện năng phù hợp với
từng khu vực của đơn vị.
Trong những năm gần đây nhu cầu về điện tăng cao, trong khi đó hệ thống
lưới điện còn cũ nát, xây dựng chắp nối chưa theo kịp quy hoạch, chưa đáp ứng
được yêu cầu việc cung cấp điện dẫn đến tổn thất điện năng cao.
Do vậy cần thiết phải tính toán đưa ra các giải pháp giảm tổn thất tối ưu
nhằm đáp ứng yêu cầu cung cấp điện an toàn, ổn định, liên tục và chất lượng phục
vụ chính trị, an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế xã hội và nhu cầu sinh hoạt của

nhân trên địa bàn huyện Mai Sơn.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của luận văn là nghiên cứu cơ sở lý thuyết, áp dụng một số phương
pháp nhằm giải quyết các vấn đề trong lĩnh vực quản lý vận hành hệ thống điện tại
huyện Mai Sơn. Đặc biệt là giúp giảm tổn thất trong kinh doanh điện tại Huyện Mai
Sơn tỉnh Sơn La.

10


3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Phân tích, đánh giá hiện trạng lưới điện của huyện Mai Sơn và nhu cầu điện
năng cho triển kinh tế xã hội trong giai đoạn tiếp theo. Từ đó đề xuất ra các giải
pháp giảm tổn thất điện năng, nâng cao hiệu quả cho hệ thống cung cấp điện.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đôi tượng nghiên cứu của luận văn là toàn bộ Lưới điện phân phối trong
phạm vi huyện Mai Sơn – Tỉnh Sơn La
5. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp được sử dụng trong đề tài: Khỏa sát, Phân tích, đánh giá
thực trạng lưới điện, hiện trạng tổn thất tại lưới điện của địa phương. Từ đó phân
tích đưa ra giải pháp giải quyết những vấn đề đặt ra.

11


CHƯƠNG I:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN NĂNG VÀ KINH DOANH ĐIỆN NĂNG
1.1.1 Tổng quan về điện năng
1.1.1.1Khái niệm điện năng

Điện năng là năng lượng sinh ra bởi sự chuyển dời có hướng của các electron
theo thời gian. Nói cách khác điện năng là lượng công suất tác dụng của dòng điện
sản xuất, truyền tải hoặc tiêu thụ trong một khoảng thời gian (kWh).
Căn cứ vào nguồn năng lượng sơ cấp dùng để sản xuất điện năng, các nhà
máy điện được phân thành: nhà máy thủy điện, nhiệt điện và điện nguyên tử. Ngoài
các nhà máy thủy điện, nhiệt điện, điện nguyên tử còn có các nhà máy điện dùng
năng lượng sơ cấp là mặt trời, gió, địa nhiệt, thủy chiều ....
1.1.1.2 Đặc điểm của điện năng
Đặc tính đặc biệt của điện là một dạng năng lượng không dự trữ được nên
bắt buộc phải có sự thích ứng tức thời gữa nguồn sản xuất với một nhu cầu luôn
thay đổi.
Điện năng được phân biệt với các sản phẩm hàng hóa vì khả năng đáp ứng
nhanh chóng những biến đổi của nhu cầu tại mọi thời điểm. Điều này là đặc điểm
khác biệt đối với các sản phẩm năng lượng khác.
Điện năng hầu như không thể dự trữ được dưới dạng thành phẩm hay sản
phảm dở dang (những dự trữ như acquy hay thủy điện tích năng là quá nhỏ bé so
với sản lượng điện tiêu dùng). Do đó, tất cả các dây truyền sản xuất, truyền tải và
phân phối điện năng phải luôn ở trong trạng thái sẵn sàng đáp ứng nhu cầu phụ tải ở
mọi thời điểm.
Vì các phương tiện sản xuất đặc biệt là ở khu vực sản xuất (nhà máy nhiệt
điện chạy than, chạy khí, thủy điện, điện nguyên tử) rất khác nhau cả về tính năng
lẫn khả năng mang tải, mức độ linh hoạt trong cung ứng,…nên người ta dễ dàng
nhận thấy chi phí cung cấp 1kWh phụ thuộc rất nhiều vào thời điểm mà hệ thống
điện yêu cầu.

12


1.1.1.3 Vai trò của điện năng
Năng lượng mà đặc biệt là điện năng đóng vai trò quan trọng trong sự phát

triển kinh tế xã hội. Việc phát triển ngành điện luôn phải đi trước một bước và đã
được nhà nước ta nhiều năm nay rất quan tâm.
Đại hội Đảng lần thứ XI đã ra định hướng, nhiệm vụ chủ yếu về kế hoách
phát triển kinh tế - xã hội giai đoạn 2011 – 2020: “Phát huy mọi nguồn lực để phát
triển sản xuất, đẩy mạnh công nghiệp hóa hiện đại hóa, tập trung sức lực cho mục
tiêu đạt tốc độ phát triẻn kinh tế bình quân từ 7% - 8%,…”. Để thực hiện tốt nhiệm
vụ trên, Đại hội cũng nêu rõ “Ngành điện phải tăng nhanh nguồn điện, hoàn thành
và xây dựng một số cơ sở phát điện lớn để tăng thêm khoảng 90 ÷ 100 tỷ kWh
điện”. Đồng bộ với nguồn, có chính sách và biện pháp tích cực, hữu hiệu để sử
dụng điện hợp lý và tiết kiệm.
Từ phương hướng và nhiệm vụ nêu trên, qua thực tế giúp ta thấy rõ điện
năng là đầu vào thiết yếu, quan trộng bậc nhất, nó tham gia, có mặt trong hầu hết
các hoạt động kinh tế - xã hội của cả nước. Giá thành điện ảnh hưởng trực tiếp đến
giá thành các loại sản phẩm khác của nền kinh tế. Lượng điện năng có liên quan mật
thiết đến chất lượng các loại sản phẩm có quy trình sản xuất sử dụng điện.
Trong lĩnh vực kinh tế, điện năng giúp cho sản xuất công nghiệp tăng năng
suất, chất lượng và hiệuqủa, giảm bớt sức lao động của con người. Đặc trưng của
nền sản xuất công nghiệp hiện đại hóa là tự động hóa. Muốn tự động hóa các nhà
máy phải chạy bằng điện. Điện năng giúp cho việc tưới tiêu, thủy lợi, sản xuất nông
nghiệp đảm bảo. Trong lĩnh vực kinh doanh – dịch vụ, điện năng là thành phần
không thể thiếu để đẩy mạnh loại hình hoạt động này.
Trong lĩnh vực văn hóa xã hội, điện phục vụ cho các công trình công cộng,
phục vụ chiếu sáng sinh hoạt, cung cấp thông tin, nâng cao dân trí, góp phần giảm
bớt tệ nạn xã hội, giúp người dân tiếp cận với tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến
trên thế giới.
Như vậy, ta thấy được rằng điện năng có vị trí quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân, góp phần tích cực vào sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất

13

nước, nâng cao đời sống văn hóa, tinh thần của người dân trong cả nước nói chung
và người dân các vùng xa, biên giới, hải đảo nói riêng. Do đó ngành điện phải nâng
cao hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh điện năng bằng cách đầu tư thiết bị kỹ
thuật thích hợp nhằm đáp ứng nhu cầu phụ tải gia tăng mạnh mẽ như hiện nay.
1.1.2 Tổng quan về kinh doanh điện năng
Phân tích hoạt động kinh doanh là quá trình nghiên cứu đánh giá toàn bộ quá
trình và kết quả của hoạt động kinh doanh, nhận dạng tiềm năng có thể khai thác ở
doanh nghiệp. Trên cơ sở đó đề ra các phương án và giải pháp để nâng cao hiệu quả
hoạt động sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp.
Đối với ngành điện, phân tích hoạt động kinh doanh sẽ đánh giá các chỉ tiêu
về kinh doanh như: doanh thu, số lượng khách hàng, tốc độ tăng trưởng phụ tải,…
cũng như các chỉ tiêu: tổn thất điện năng, giá bán bình quân. Ngoài ra nhận biết
những khu vực, thời điểm tổn thất bất thường của đơn vị và tiềm năng có thể khai
thác của đơn vị. Trên cơ sở đó đề ra các phương án giảm tổn thất nhằm nâng cao
hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh của đơn vị.
1.2 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
1.2.1 Khái niệm tổn thất điện năng
Theo định nghĩa tổng quát thì tổn thất điện năng chính là phần điện năng
hao hụt để phục vụ cho một quá trình công nghệ nhất định.
Tổn thất điện năng tồn tại trong cả 3 khâu của quá trình sản xuất kinh doanh
điện năng: Trong khâu sản xuất (phát điện), trong khâu truyền tải phân phối và
trong khâu tiêu thụ điện năng tại các phụ tải.
Trong khâu phát điện thì tổn thất được định nghĩa là lượng điện năng tiêu
hao trong các thiết bị như trong máy phát, máy biến áp và trong hệ thống trạm phân
phối cũng như một phần trên dây dẫn của nhà máy.
Tổn thất điện năng trên lưới điện (trong khâu truyền tải và phân phối) là
lượng năng lượng tiêu hao cho quá trình truyền tải và phân phối điện khi tải điện từ
ranh giới giao nhận với các nhà máy phát điện qua lưới điện truyền tải, lưới điện phân
phối đến các hộ tiêu thụ điện. Trong đó bao gồm cả tổn thất điện năng trên dây dẫn,

14


tổn thất trong hệ thống trạm biến áp và trong các phần tử khác của hệ thống như công
tơ, thiết bị bù,… TTĐN còn được gọi là điện năng dùng để truyền tải và phân phối
điện. Trong hệ thống điện, TTĐN phụ thuộc vào đặc tính của mạch điện, lượng điện
truyền tải, khả năng của hệ thống và vai trò của công tác quản lý.
Trong khâu tiêu thụ thì tổn thất điện năng được biết đến chính là lượng
điện năng hao hụt do các thiết bị sử dụng điện, do đường dây sau công tơ đén phụ
tải và do cách sử dụng điện của người sử dụng điện.
1.2.2 Phân loại tổn thất điện năng
Tổn thất điện năng tồn tại trong tất cả các khâu sản xuất, truyền tải, phân
phối và tiêu thụ điện năng. Và trong các khâu này, tổn thất đều gồm hai loại đó là
tổn thất kỹ thuật và tổn thất thương mại.
1.2.2.1 Tổn thất kỹ thuật
Trong quá trình truyền tải và phân phối điện năng từ các nhà máy điện đến
các hộ tiêu thụ điện, diễn ra một quá trình vật lý là dòng điện khi đi qua máy biến
áp, dây dẫn và các thiết bị điện trên hệ thống lưới điện làm phát nóng máy biến áp,
dây dẫn đường dây và các thiết bị điện dẫn đến làm tiêu hao điện năng, đường dây
dẫn điện có cấp điện áp từ 110kV trở lên còn có tổn thất vầng quang, dòng điện qua
cáp ngầm, tụ điện còn có tổn thất do điện môi, đường dây điện đi song song với
đường dây khác như dây chống sét, dây thông tin có tổn hao điện năng do hỗ cảm.
Tổn thất điện năng kỹ thuật phụ thuộc nhiều vào dòng điện và điện áp. Tổn thất
điện năng là sự tiêu hao tất yếu xảy ra trong quá trình này.
Tổn thất kỹ thuật trong các mạng điện là đặc biệt quan trọng, bởi vì nó dẫn
đến tăng vốn đầu tư để sản xuất và truyền tải điện năng.Tổn thất kỹ thuật được xác
định theo thông số chế độ và các thông số của các phần tử trong mạng điện.
1.2.2.2 Tổn thất thương mại
Cùng với tổn thất kỹ thuật còn có một thành phần tổn thất khác chiếm tỷ lệ

không nhỏ đó là tổn thất thương mại.
Tổn thất thương mại có thể do sự không hoàn thiện của hệ thống đo đếm điện
năng, sai số của các thiết bị dùng để tính điện năng, do công tơ bị kẹt, cháy,thất thu
tiền điện do tình trạng vi phạm trong sử dụng điện, lấy cắp điện,...

15


1.2.3 Các công thức tính tổn thất điện năng
Lượng tổn thất được xác định theo công tơ đo đếm:

A  AN  AG
Trong đó:
- A : Tổn thất điện năng trên lưới điện đang xét. (kWh)
- AN : Tổng điện nhận vào lưới điện. (kWh)
- AG : Tổng điện giao từ lưới điện. (kWh)
Tỉ lệ TTĐN A %:
A %=

A
100%
AN

Mức tổn thất điện năng về mặt giá trị được tính bằng lượng điện tổn thất
về mặt hiện vật nhân với giá bán điện bình quân của 1 kWh điện trong thời kỳ
xét tổn thất.
GH  Ptb  A .

Trong đó:

- GH : Giá trị điện năng bị tổn thất. (VNĐ);
- Ptb : Giá điện bình quân của 1 kWh điện (VNĐ);
- A : Lượng điện năng tổn thất.

1.2.3.1 Xác định tổn thất trong máy biến áp hai cuộn dây
Tổn thất công suất trong MBA
Ngoài các thông số định mức của máy biến áp: công suất định mức S đm, điện
áp định mức của 2 cuộn dây U1đm và U2đm còn có các thông số: Tổn thất không tải
Po, tổn thất công suất tác dụng khi ngắn mạch PN , dòng điện không tải phần
trăm so với dòng điện định mức Io, điện áp ngắn mạch phần trăm so với điện áp UN.
Máy biến áp hai cuộn dây được thay

Rb

jXb

thế bằng sơ đồ hình  với các tham số Rb,
Xb, Gb, Bb(hình 1.1)
Gb

Theo cấu trúc sơ đồ hình 1.1 ta có:

-jBb

Zb = Rb + jXb

Yb = Gb + jBb

Hình 1. 1 Sơ đồ thay thế MBA
hai cuộn dây

16


Trongđó:
Rb : Tổng trở tác dụng của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đã quy đổi về phía cao áp
𝑅𝑏 =

2
∆𝑃𝑁 × 𝑈đ𝑚
2
𝑆đ𝑚

× 103 (, 𝑘𝑊, 𝑘𝑉, 𝑘𝑉𝐴)

(1.3)

Xb : Điện khángcủa máy biến áp hai cuộn dây
𝑋𝑏 =

2
𝑈𝑁 % × 𝑈đ𝑚

𝑆đ𝑚

× 10 (, 𝑘𝑉, 𝑘𝑉𝐴)

(1.4)

Gb: Điện dẫn tác dụng của MBA hai cuộn dây

𝐺𝑏 =

∆𝑃0

2
𝑈đ𝑚

× 10−3 (−1 , 𝑘𝑊, 𝑘𝑉)

(1.5)

Bb: Điện dẫn phản kháng của MBA hai cuộn dây
𝐵𝑏 =

𝐼0 𝑆đ𝑚 10−5
2
𝑈đ𝑚

(−1 , 𝑘𝑉𝐴, 𝑘𝑉)

(1.6)

Khi điện áp định mức của lưới ≤ 220kV có thể dùng sơ đồ thay thế MBA hai
cuộn dây như hình 1.2

Rb

jXb

So = Po + jQo

Hình 1. 2 Sơ đồ thay thế MBA hai cuộn dây khi điện áp ≤ 220kV
Ta chia tổn thất trong máy biến áp thành phần: tổn thất không phụ thuộc tải
̇ (tổn thất trong các cuộn dây
∆𝑆0̇ (tổn thất trong lõi thép) và tổn thất phụ thuộc∆𝑆𝐶𝑢
MBA)
(1.7)

∆Ṡ=∆Ṡ0 +∆ṠCu

Khi đó tổn thất không tải MBA hay tổn thất trong lõi thép là S0. Tổn thất
không tải không phụ thuộc vào công suất tải qua MBA, nó chỉ phụ thuộc vào cấu
tạo của MBA. Tổn thất không tải được xác định theo các số liệu kỹ thuật của MBA

17


S0 = P0 + jQ0

(kVA)

(1.8)

P0: Tổn thất công suất tác dụng không tải (theo số liệu nhà sản xuất).
Q0: Tổn thất công suất phản kháng không tải.
∆𝑄0 =

𝐼0 % × 𝑆đ𝑚
100

I0: dòng điện không tải tính theo phần trăm
Thành phần tổn thất phụ thuộc vào công suất tải qua MBA hai cuộn dây hay
còn gọi là tổn đồng được xác định như sau:

̇ = ∆𝑃𝐶𝑢 + 𝑗∆𝑄𝐶𝑢
∆𝑆𝐶𝑢

(1.9)

∆𝑃𝐶𝑢 = 3𝐼 2 × 𝑅𝑏 =

𝑃2 +𝑄2

∆𝑄𝐶𝑢 = 3𝐼 2 × 𝑋𝑏 =

𝑃2 +𝑃𝑄2

𝑈2

× 𝑅𝑏 = 𝑃𝑁 × (

𝑈2

× 𝑋𝑏 =

𝑆
𝑆đ𝑚

)2

(1.10)

𝑈𝑁 𝑆 2

(1.11)

100𝑆đ𝑚

Trong đó:
S : Công suất tải của MBA đơn vị là VA, kVA, MVA
Sđm : Công suất định mức của MBA đơn vị là VAr, kVAr, MVAr
PN: Tổn thất ngắn mạch
Vậy tổn thất công trong máy biến áp hai cuộn dây là
∆𝑃 = ∆𝑃0 +

∆𝑃𝑁 .𝑆 2

1.12)

2
𝑆đ𝑚

∆𝑄 =
𝑢𝑁 %.𝑆 2

𝐼0 %.𝑆đ𝑚
100

+

(1.13)

100.𝑆đ𝑚

Tổn thất điện năng trong MBA hai cuộn dây
Tương tự như tổn thất công suất trong MBA thì tổn thất điện năng trong
MBA cũng gồm hai thành phần đó là phần không phụ thuộc vào tải xác định theo
thời gian làm việc của MBA và phần phụ thuộc vào tải xác định theo đồ thị phụ tải.
Tổn thất điện năng 1 năm trong MBA tính theo công thức sau:
∆𝐴𝐵 = ∆𝑃0 × 𝑇𝑏 + ∆𝑃𝑚𝑎𝑥 × 𝜏
= ∆𝑃0 × 𝑇𝑏 + ∆𝑃𝑁

2
𝑆𝑚𝑎𝑥
×𝜏
2
𝑆đ𝑚

18

(1.14)


Trong đó:
Tb : Thời gian vận hành trong năm của MBA  8760 h
Smax: Phụ tải cực đại của MBA.
 = ( 0,124 + Tmax.10-4)2.8760 ( giờ)
1.2.3.2 Xác định tổn thất trên đường dây
Sơ đồ thay thế đường dây
Thành lập sơ đồ thay thế lưới điện là giai đoạn đầu của công việc tính toán

về điện. Thành lập sơ đồ thay thế của một lưới điện bất kỳ, gồm có: lựa chọn sơ đồ
thay thế của một lưới điện và tính toán các thông số của chúng, sau đó lắp các sơ đồ
thay thế của từng phần tử theo đúng trình tự mà các phần tử được nối vào nhau
trong lưới và quy đổi các thông số của sơ đồ thay thế về cùng cấp điện áp.
Các thông số của đường dây: điện trở, điện kháng, điện dẫn và dung dẫn hầu
như phân bố dọc theo đường dây.
Trong tính toán đối với những đường dây có chiều dài ≤ 300km có thể dùng
thông số tập trung. Khi đó sơ đồ thay thế đường dây như hình 1.3

Hình 1. 3 Sơ đồ thay thế đườngdây hình 
Trong đó:
Tổng trở tập trung Z = R + jX
R, X lần lượt là điện trở và điện kháng của đường dây.

19


Tổng dẫn
𝑌 𝐺
𝐵
= +𝑗
2 2
2
Tổng dẫn Y thể hiện sự có mặt của thành phần điện dẫn tác dụng G do tổn thất
công suất tác dụng rò qua sứ và tổn thất vầng quang, đồng thời cũng thể hiện sự có mặt
của thành phần phản kháng (dung dẫn B) do điện dung giữa dây dẫn các pha và đất.
Truyền tải điện năng trong các mạng phân phối được thực hiện bằng các
đường dây trên không và đường dây cáp. Mạng điện phân phối thường vận hành hở
và có điện áp ≤ 35kV. Ở lưới điện phân phối khi phân tích và tính toán chế độ
thường không tính:

1. Tổng dẫn Y của đường dây
2. Thành phần ngang của điện áp giáng.
3. Tổn thất công suất khi xác định các dòng công xuất.
4. Sự khác nhau của điện áp nút khi xác định tổn thất công suất và điện áp
trong mạng.
Khi đó, sơ đồ thay thế đối với lưới điện phận phối (điện áp ≤ 35kV) như hình 1.4

Hình 1. 4 Sơ đồ thay thế đường dây lưới điện phân phối
Xét mạng phân phối có sơ đồ thay thế như hình 1.5

Hình 1. 5 Sơ đồ thay thế hai đoạn đường dây và hai phụ tải
Biết công suất các phụ tải 𝑆2̇ , 𝑆3̇ , tổng trở các đoạn đường dây
𝑍̇12 = 𝑅12 + 𝑗𝑋12 , 𝑍̇23 = 𝑅23 + 𝑗𝑋23 , điện áp đầu đường dây 𝑈̇1 .

20


Công suất chạy trên các đoạn đường dây được xác định như sau:
S23 = S3, S12 = S2 + S3

(1.15)

Đồng thời công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên các đoạn
đường dây:
P23 = P3,

P12 = P2 + P3

Q23 = Q3,

Q12 = Q2 + Q3

(1.16)

Khi đó tổn thất công suất, tổn thất điện áp, tổn thất điện năng được xác định
như sau
Tổn thất công suất trên đường dây
Tổn thất công suất trênđường dâyvới hai phụ tải có sơ đồ thay thế như hình
2.5 được xác định bởi công thức:
2

2

̇ + ∆𝑆23
̇ = ( 𝑆12 ) 𝑍12 + ( 𝑆23 ) 𝑍23
∆𝑆̇ = ∆𝑆12
𝑈đ𝑚

𝑈đ𝑚

(1.17)

Trong đó: Z12 và Z23 lần lượt là tổng trở trên các đoạn đường dây từ 1÷2 và
2÷3 được xác định theo công thức (1.18) và (1.19)
Z12 = R12 + jX12

()

R12 = r012 x L12

()

X12 = x012 x L12

()

Z23 = R23 + jX23

()

R23 = r023 x L23

()

X23 = x023 x L23

()

(1.18)

(1.19)

r012, r023 lần lượt là điện trở đơn vị của đường dây 1÷2, 2÷3

(/km)

x012, x023 lần lượt là điện kháng đơn vị của đường dây 1÷2, 2÷3 (/km)
L12, L23 lần lượt là chiều dài đoạn đường dây 1÷2, 2÷3

(km)

Tổn thất công suất trên đường dây có n phụ tải được xác định bởi công thức (1.20)
S = S1 + S2 + S3 + ...... + Sn
(1.20)
∆𝑆𝑖 = 𝑃𝑖 + 𝑗𝑄𝑖 =

𝑃𝑖2 +𝑄𝑖2
2
𝑈đ𝑚

𝑅+𝑗

21

𝑃𝑖2 +𝑄𝑖2
2
𝑈đ𝑚

𝑋

(1.21)


Tổn thất điện áp trên đường dây
Xét sơ đồ thay thế đường dây như hình 1.5
Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 23 là:
∆𝑈23
=

𝑃23 𝑅23 + 𝑄23 𝑋23

𝑈đ𝑚

(1.22)

Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 12 là
∆𝑈12
=

𝑃12 𝑅12 + 𝑄12 𝑋12
𝑈đ𝑚

(1.23)

Tổn thất điện áp trong mạng điện hình 2.5 bằng
U = U12 + U23 =

𝑃12 𝑅12 +𝑄12 𝑋12
𝑈đ𝑚

+

𝑃23 𝑅23 +𝑄23 𝑋23

(1.24)

𝑈đ𝑚

Trường hợp tổng quát: tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện
𝑚

∆𝑈𝐿 = ∑ ∆𝑈𝑖
𝑖=1
𝑚

= ∑
𝑖=1

𝑃𝑖 𝑅𝑖 + 𝑄𝑖 𝑋𝑖
𝑈đ𝑚

(1.25)

Ui : Tổn thất điện áp trên đoạn thứ i
m

: Số lượng đoạn đường dây.

Pi, Qi : Công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đoạn dây thứ i
Ri, Xi : Điện trở và điện kháng trên đoạn dây thứ i.
Tổn thất điện năng trên đường dây
Phần điện năng bị mất đi trong quá trình truyền tải gọi là tổn thất điện
năng.Trị số tổn thất điện năng trong bất kỳmột phần tử nào của mạng điện đều phụ
thuộc vào tính chất và sự thay đổi của phụ tải trong thời gian khảo sát.
Trong thời gian khảo sát t, nếu phụ tải của mạng điện không thay đổi, và có
tổn thất công suất tác dụng la P thì tổn thất điện năng sẽ bằng:
A = P.t

22

Nhưng thực tế phụ tải đường dây của mạng điện luôn luôn thay đổi theo thời
gian, vì vậy dùng phương pháp tích phân để tính toán tổn thất điện năng:
𝑡

∆𝐴 = ∫0 ∆𝑃. 𝑑𝑡

(1.26)

Thông thường P là một hàm số phức tạp của thời gian t, rất khó tính toán,
biểu thức (1.26) chỉ mang tính lý thuyết. Do đó, người ta phải dùng các phương
pháp khác nhau như: xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải, xác định tổn
thất điện năng theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất,...
Trong nội dung đề tài trình bàyáp dụng phương pháp xác định tổn thất điện
năng theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Đây là phương pháp đơn giản thuận
tiện nhất. Trong các trạng thái, ta chọn trạng thái có tổn thất công suất lớn nhất, và
ta tính tổn thất công suất ở trạng thái này gọi là Pmax. Vậy tổn thất điện năng
trong một năm bằng tích số của Pmax với thời gian tổn thất công suất lớn nhất :
A = Pmax.
ΔA= ∑ ΔP0𝐵𝐴 ×
𝑇𝑉𝐻 +(∑ ΔPd + ∑ ΔPcuBA ).τ

(1.27)

Trong đó:
 TVH: Thời gian lưới vận hành trong 1 năm,lấy TVH=8760 h.
 𝜏: Thời gian tổn thất công suất lớn nhất
 ∑ ΔPd : Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn
 ∑ ΔPcu : Tổng tổn thất công suất tác dụng trong MBA khi mang tải của các
MBA trên lưới
 ∑ ΔPo : Tổng tổn thất công suất tác dụng không tải của các MBA trên lưới

Thời gian tổn thất công suất lớn nhất là thời gian mà trong đó nếu mạng điện
liên tục tải với công suất Pmax( hay Imax) thì sẽ gây ra một tổn thất điện năng trong
mạng điện vừa đúng bằng tổn thất điện năng trên thực tế.
Trường hợp đường dây cấp điện cho phụ tải thì thời gian tổn thất công suất
lớn nhất  được tính toán thống kê theo Tmax theo công thức:
 = ( 0,124 + Tmax.10-4)2.8760 ( giờ)

23

(1.28)


Ý nghĩa của  rất rõ ràng, nếu dòng điện lưới Imax = Const thì thời gian  nó
gây ra tổn thất đúng bằng tổn thất điện năng do dòng điện thực tế gây ra trong thời
gian một năm.
Điện năng phụ tải tiêu thụ trong một năm bằng
n

A=Pmax ×Tmax =P1 ×∆t1 +P2 ×∆t2 ……+Pi ×∆ti = ∑ Pi ×∆ti (1.29)
i=1

Trong đó:
Pmax : Công suất tiêu thụ lớn nhất
Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất, là thời gian mà trong đó nếu tất
cả các hộ dùng điện đều sử dụng công suất lớn nhất Pmax thì năng lượng điện truyền
tải trong mạng điện sẽ vừa đúng bằng năng lượng điện thực tế được truyền tải trong
mạng điện sau thời gian vận hành t.
1.2.4 Các yếu tố tác động đến tổn thất điện năng và các biện pháp nhằm giảm
tổn thất điện năng
1.2.4.1 Các yếu tố tác động đến tổn thất điện năng

Điện năng từ khi sản xuất ra đến nơi tiêu thụ luôn có một lượng điện năng
tổn thất lượng điện năng tổn thất nhiều hay ít phụ thuộc và nhiều yếu tố khác nhau.
Các yếu tố khách quan
Tổn thất điện năng do yếu tố khách quan khó có thể lường trước như các yếu
tố tự nhiên như khí hậu, thời tiết, địa hình. Điện năng sản xuất ra để đưa tới nơi tiêu
thụ phải thông qua hệ thống truyền tải và phân phối. Hệ thống điện bao gồm các
TBA và các đường dây tải điện gồm nhiều bộ phận khác nhau như MBA, máy cắt,
dao cách ly, tụ bù, sứ xuyên thanh cái, cáp ngầm, cột, đường dây trên không, phụ
kiện đi nối dây dẫn và dây chống sét với cột, sứ cách điệnv..v…Các bộ phận này
đều phải chịu tác động của thiên nhiên (gió, mưa, ăn mòn, sét, dao động, nhiệt độ,
bão từ, rung động do gió, văng bật dây,).
Hệ thống điện của nước ta phần lớn là nằm ở ngoài trời, do đó tất yếu sẽ chịu
ảnh rất lớn của điều kiện tự nhiên. Sự thay đổi, biến động của môi trường tự nhiên
có ảnh hưởng rất lớn tới tổn thất điện năng của ngành điện. Nước ta nằm ở vùng

24