Đánh giá ảnh hưởng của nguồn thủy điện nhỏ đến chất lượng điện năng của lưới điện khu vực

Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

PHỤ LỤC
PHỤ LỤC ...................................................................................................................1
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................4
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................5
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................6
DANH MỤC CÁC BẢNG.........................................................................................7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ CÁC ĐỒ THỊ ...................................................9
MỞ ĐẦU...................................................................................................................10
1.
2.
3.
4.

Lý do chọn đề tài..........................................................................................10
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................11
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu................................................................11
Phương pháp nghiên cứu. ............................................................................11

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN, NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN,
CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG ...........................12
I.

GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN .....................................................................12
1. Định nghĩa:...................................................................................................12
2. Xét sơ đồ lưới điện và hệ thống điện cụ thể ................................................12

II. NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN..........................................................................14

1. Giới thiệu chung...........................................................................................14
2. Nguồn điện gió.............................................................................................15
3. Nguồn thủy điện nhỏ....................................................................................16
4. Nguồn điện mặt trời .....................................................................................18
5. Nhận xét .......................................................................................................19
III. CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG ......................................................................20
1. Khái niệm:....................................................................................................20
2. Các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng điện năng ............................................21
2.1 Chất lượng tần số:.....................................................................................21
2.2 Chất lượng điện áp:...................................................................................21
2.3 Độ tin cậy cung cấp điện ..........................................................................24
3. Những ảnh hưởng cơ bản khi chất lượng điện năng không đảm bảo ..........24
IV. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG.............................................................................24
1. Khái niệm chung về tổn thất điện năng .......................................................24
Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-1-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

1.1 Định nghĩa ................................................................................................24
1.2 Phân loại tổn thất ......................................................................................25
1.3 Vấn đề xác định tổn thất điện năng ..........................................................26
2. Các phương pháp tính tổn thất điện năng ....................................................26
2.1 Xác định tổn thất điện năng theo phương pháp đo lường ........................27
2.2 Xác định tổn thất điện năng dựa trên mô phỏng.......................................27

V. KẾT LUẬN: ...................................................................................................37
CHƯƠNG II.............................................................................................................37
GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM TÍNH TOÁN ......................................................37
I.

MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN................................................................37
1. Các chế độ của hệ thống điện ......................................................................37
2. Yêu cầu đối với các chế độ của hệ thống điện.............................................38
3. Sự cân bằng công suất trong hệ thống điện .................................................39
4. Những khó khăn gặp phải khi tính lưới phân phối, yêu cầu tính toán.........40

II. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM TÍNH TOÁN – ETAP 12.6.0....................41
III. KẾT LUẬN. ...................................................................................................42
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN, LƯỚI ĐIỆN TỈNH LÀO CAI PHỤC
VỤ CHO MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI..........................................43
I.

GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CỦA TỈNH LÀO CAI........43
1. Đặc điểm kinh tế, xã hội khu vực: ...............................................................43
2. Hiện trạng hệ thống điện khu vực................................................................45

II. HIỆN TRẠNG QUY HOẠCH LƯỚI ĐIỆN VÀ NGUỒN ĐIỆN TỈNH LÀO
CAI.........................................................................................................................50
1. Dự báo nhu cầu phụ tải ................................................................................50
2. Lưới điện ......................................................................................................51
2.1 Lưới điện 220 kV giai đoạn 2016 - 2020: ................................................52
2.2 Lưới điện 110kV giai đoạn 2016-2020: ...................................................52
2.3 Nguồn điện ...............................................................................................54
III. HIỆN TRẠNG TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
CỦA LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC TỈNH LÀO CAI.................................................58

1. Đặc điểm phân bố phụ tải khu vực tỉnh Lào Cai. ........................................58
2. Nguồn điện phân tán tại tỉnh Lào Cao. ........................................................58
IV. KẾT LUẬN ....................................................................................................59
CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN ĐỂ XEM XÉT ẢNH
HƯỞNG CỦA DỰ ÁN THUỶ ĐIỆN NẬM CỦN TỈNH LÀO CAI .................60
Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-2-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

I.

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

GIỚI THIỆU VỀ THỦY ĐIỆN NẬM CỦN ................................................60
1. Tổng quan ....................................................................................................60
2. Các giải pháp kỹ thuật chính phần thiết bị công nghệ .................................62

2.1 Sơ đồ nối điện chính:................................................................................62
2.2 Sơ đồ điện tự dùng 0,4kV xoay chiều và 220V một chiều.......................65
2.3 Máy phát thuỷ lực.....................................................................................65
2.4 Máy biến áp lực chính ..............................................................................66
2.5 Thiết bị điện điện áp máy phát .................................................................66
2.6 Thiết bị của Trạm phân phối 110kV.........................................................67
II. MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC LÀO CAI BẰNG PHẦN MỀM
ETAP 12.6.0 .......................................................................................................67
1. Các căn cứ lập sơ đồ lưới điện khu vực Lào Cai bằng phần mềm ETAP ...67

2. Tổng hợp số liệu các thủy điện và phụ tải trong khu vực tính toán.............68
3. Sơ đồ lưới điện trước và sau khi mô phỏng bằng phần mềm ETAP ...........71
4. Bảng kết quả tính toán tổn thất công suất sau khi chạy phần mềm ETAP. .75
4.1 Tổn thất công suất. .......................................................................................79
4.2 Tổn thất điện năng........................................................................................80
5. Ảnh hưởng đến điện áp các nút ...................................................................82
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN......................................................................................88
1. Tính thực tiễn của đề tài...............................................................................88
2. Phạm vi áp dụng...........................................................................................88
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................90
PHỤ LỤC MỘT SỐ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP CÁC NÚT CỦA CÁC
THÁNG ĐIỂN HÌNH……………………………………………………....……..89

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-3-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những vấn đề được trình bày trong bản luận văn này là những
nghiên cứu của riêng cá nhân tôi. Các số liệu thống kê, báo cáo, các tài liệu khoa
học trong luận văn được sử dụng của các công trình khác đã nghiên cứu được chú
thích đấy đủ, đúng quy định.
Hà Nội, tháng 10 năm 2016

Nguyễn Hữu Luyến

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-4-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn đến BGH trường Đại học Bách Khoa Hà Nội,
các Viện, Khoa chuyên ngành, các thầy cô giáo viện Điện và viện Đào tạo sau đại
học, đặc biệt các thầy cô trong bộ môn Hệ thống điện đã tạo điều kiện và chỉ bảo
cho tôi trong quá trình học tập và khi thực hiện luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn trân thành nhất tới TS. Bạch Quốc Khánh trong suốt thời
gian qua đã nhiệt tình chỉ dạy và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 1
(PECC1), người thân trong gia đình, bạn bè, đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong
suốt quá trình học tập cũng như quá trình thực hiện luận văn.
Do thời gian có hạn, kiến thức còn hạn chế mặc dù tôi đã rất cố gắng thực hiện,
tuy nhiên khối lượng công việc lớn nên luận văn này không tránh khỏi những thiếu
sót. Tôi kính mong các thầy, cô giáo chỉ bảo, đóng góp ý kiến để tôi có thể hoàn
thiện

và

tiếp

tục

nghiên

cứu

để

phát

triển

đề

tài.

Tác giả luận văn

Nguyễn Hữu Luyến

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-5-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT

Từ viết tắt

Diễn giải

1

HTĐ

Hệ thống điện

2

MBA

Máy biến áp

3

TC

Thanh cái

4

TTĐN

Tổn thất điện năng

5

ĐTPT

Đồ thị phụ tải
Flexible Alternating Current Transmission Systems

6

FACTS

7

TĐ

Thủy điện

8

NMTĐ

Nhà máy thủy điện

(Các thiết bị điều khiển xoay chiều linh hoạt)

Electrical Transients and Analysis Program
9

ETAP

(Chương trình phân tích chế độ quá độ trong kỹ thuật điện)

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-6-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: quan hệ giữa Tmax và

..............................................................................36

Bảng 3.1: Thống kê các Nhà máy thủy điện tỉnh Lào Cai tính đến 12/2015 ................46
Bảng 3.2: Các TBA hiện có trên địa bàn tỉnh Lào Cai .................................................48
Bảng 3.3: Dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh Lào Cai giai đoạn 2015-2020 ........................51
Bảng 3.4: Dự báo nhu cầu phụ tải hiệu chỉnh tỉnh Lào Cai .........................................51
Bảng 3.5: Quy mô các công trình lưới điện 220kV tỉnh Lào Cai trong giai đoạn 20162020:..............................................................................................................................52
Bảng 3.6: Bảng Khối lượng cải tạo và xây dựng lưới điện 110kV dự kiến giai đoạn
2016-2020 ......................................................................................................................53
Bảng 3.7: Các dự án thủy điện nhỏ dự kiến phát điện năm 2015 nhưng chậm tiến độ
thể hiện ở bảng sau........................................................................................................54
Bảng 3.8: Các nguồn thủy điện nhỏ dự kiến xây dựng trong giai đoạn 2016-2020 .....56

Bảng 4.1: Các thông số chính của thủy điện Nậm Củn ................................................61
Bảng 4.2: Tổng hợp các thủy điện điển hình trong khu vực tính toán ..........................68
Bảng 4.3: Tổng hợp trung bình theo tháng của các phụ tải điển hình trong khu vực
tính toán .........................................................................................................................69
Bảng 4.4: Biểu đồ phát điện trung bình theo tháng của các Nhà máy điện thuộc khu
vực tính toán ..................................................................................................................70
Bảng 4.5: biểu đồ phụ tải trung bình theo tháng của các phụ tải................................71
Bảng 4.6: Kết quả tính toán tổn thất công suất khi chưa đấu nối NMTĐ Nậm Củn vào
lưới điện khu vực – Kết quả từ tháng 1 đến tháng 6 được suất ra sau khi mô phỏng
bằng phần mềm ETAP ...................................................................................................75
Bảng 4.7: Kết quả tính toán tổn thất công suất khi chưa đấu nối NMTĐ Nậm Củn vào
lưới điện khu vực – Kết quả từ tháng 7 đến tháng 12 được suất ra sau khi mô phỏng
bằng phần mềm ETAP ...................................................................................................76
Bảng 4.8: Kết quả tính toán tổn thất công suất khi đấu nối NMTĐ Nậm Củn vào lưới
điện khu vực – Kết quả từ tháng 1 đến tháng 6 được suất ra sau khi mô phỏng bằng
phần mềm ETAP ............................................................................................................76
Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-7-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Bảng 4.9: Kết quả tính toán tổn thất công suất khi đấu nối NMTĐ Nậm Củn vào lưới
điện khu vực – Kết quả từ tháng 7 đến tháng 12 được suất ra sau khi mô phỏng bằng
phần mềm ETAP ............................................................................................................77
Bảng 4.10: Tổng hợp tổn thất điện năng khi chưa đấu nối và sau khi đấu NMTĐ Nậm

Củn vào lưới điện khu vực.............................................................................................79
Bảng 4.11 Tổng hợp tổn thất điện năng giảm được sau khi đấu NMTĐ Nậm Củn vào
lưới điện khu vực ...........................................................................................................80
Bảng 4.12: kết quả điện áp các nút trước khi đấu nối Nhà máy thủy điện Nậm Củn vào
lưới điện khu vực tỉnh Lào Cai ......................................................................................82
Bảng 4.13: kết quả điện áp các nút sau khi đấu nối Nhà máy thủy điện Nậm Củn vào
lưới điện khu vực tỉnh Lào Cai ......................................................................................84
Bảng 4.14: Kết quả phân tích điện áp các nút xung quanh TĐ Nậm Củn trước và sau
khi đấu nối Nhà máy thủy điện Nậm Củn vào lưới điện khu vực tỉnh Lào Cai.............86

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-8-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ CÁC ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Sơ đồ lưới điện và hệ thống điện...............................................................12
Hình 1.2: Dự báo động thái tiêu thụ các nguồn năng lượng trên toàn thế giới .......15
Hình 1.3: Dự báo phát triển các nguồn phân tán đến 2030 .....................................17
Hình 1.4: Dạng điện áp lý tưởng hình sin.................................................................21
Hình 1.5: Sơ đồ lưới điện với các điểm đo ĐTPT điển hình .....................................30
Hình 1.6: Lưới trung áp và vị trí lấy ĐTPT điển hình ..............................................31
Hình 1.7: Tính toán TTĐN sử dụng đường cong tổn thất .........................................34
Hình 2.1: Phần mềm ETAP 12.6 ...............................................................................41
Hình 4.1: Sơ đồ lưới điện khu vực Lào Cai trước khi chạy mô phỏng .....................72

Hình 4.2: Sơ đồ lưới điện khu vực Lào Cai sau khi chạy mô phỏng.........................74

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-9-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sự phát triển của lưới điện Việt Nam trong những năm qua thể hiện ở chỗ
không chỉ tăng về lượng mà còn đảm bảo về chất lượng cung cấp điện. Ở quy mô
Hệ thống điện Quốc gia đã có nhiều giải pháp để tăng cường độ tin cậy, đảm bảo
chất lượng điện năng và giảm tổn thất kỹ thuật trên lưới. Tuy nhiên với các lưới
điện khu vực đặc biệt là lưới điện của các tỉnh miền núi phụ tải điện có quy mô
vừa nhỏ và phân tán nên việc cấp điện có nảy sinh nhiều vấn đề kỹ thuật cần phải
giải quyết để đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy. Thông thường để giải
quyết bài toán cấp điện cho vùng sâu vùng xa, có thể tăng cường quy mô lưới điện,
tuy nhiên sẽ dẫn đến bài toán kinh tế là không hiệu quả do phụ tải điện ở quá xa
trung tâm cấp điện và nguồn từ hệ thống điện.
Nguyên nhân chính dẫn đến chất lượng điện năng không đảm bảo mặc dù quy
mô xây dựng lưới điện đến cấp xã đã đạt trên 99% là do bán kính cấp điện quá lớn.
Thực tế, các phụ tải điện tại miền núi thường rất nhỏ, phân bố rời rạc và cách xa
các trạm điện chính trong hệ thống điện do đặc thù của điều kiện địa hình Miền
núi. Đây cũng là vấn đề tồn tại của lưới điện phân tán.
Mặc dù có nhược điểm với điều kiện địa hình của các tỉnh miền núi, nhưng

thiên nhiên cũng ưu đãi cho chúng ta hệ thống sông ngòi và địa hình thuận lợi cho
phát triển các nguồn thuỷ điện. Các nguồn thuỷ điện dựa vào điều kiện địa hình
nên thường được xây dựng tại các khu vực vùng sâu, vùng xa có thể cấp điện độc
lập cho các phụ tải tại chỗ hoặc kết nối vào lưới điện tại các nơi trong khu vực
vùng sâu vùng xa. Chính ưu điểm này là một trong các biện pháp làm giảm bán
kính cấp điện trên lưới.
Từ thực tế công tác tại đơn vị tư vấn thiết kế các dự án thuỷ điện, tác giả nhận
thấy đây là một hướng cần đi sâu nghiên cứu để tìm ra phương án khắc phục
nhược điểm của lưới điện phân tán đảm bảo cải thiện chỉ tiêu chất lượng điện năng
của lưới điện. Vì vậy tác giả đã chọn đề tài với nội dung: Đánh giá ảnh hưởng của
nguồn thủy điện nhỏ đến chất lượng điện năng của lưới điện khu vực.
Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-10-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
-

Đối tượng nghiên cứu là dự án thủy điện nhỏ xây dựng tại khu vực miền núi của
tỉnh Lào Cai.

-

Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Đảnh giá ảnh hưởng của thủy điện Nậm Củn tỉnh

Lào Cai đến chất lượng điện năng bao gồm độ lệch điện áp và tổn thất điện năng
của lưới điện 110kV khu vực.

3. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu.
Nghiên cứu quy hoạch phát triển lưới điện và các nguồn thủy điện nhỏ ở khu
vực tỉnh Lào Cai. Lập mô hình mô phỏng lưới điện và nguồn điện bằng phần mềm
ETAP 12.6.0. Ứng dụng phần mềm ETAP 12.6.0 để đánh giá ảnh hưởng của thủy
điện Nậm Củn tỉnh Lào Cai đến chất lượng điện năng của lưới điện khu vực theo
các chỉ tiêu sau:
-

Đánh giá tổn thất điện năng trước và sau khi đấu nối thủy điện Nậm Củn vào lưới
điện 110kV của khu vực.

-

Đánh giá độ lệch điện áp trên lưới điện.

-

Các kết quả có thể ứng dụng trong thực tiễn sau khi nghiên cứu

-

Kết luận và kiến nghị.

4. Phương pháp nghiên cứu.
-

Nghiên cứu tài liệu từ hiện trạng, quy hoạch lưới điện của khu vực có dự án thuộc

đề tài nghiên cứu.

-

Lựa chọn mô hình và mục tiêu tính toán phù hợp với đối tượng nghiên cứu của đề
tài.

-

Ứng dụng phần mềm tính toán chuyên dụng ETAP trong tính toán phù hợp với nội
dung cần xem xét và kiểm tra.

-

Tổng hợp các kết quả tính toán và đưa ra kết luận để kiểm chứng cho bài toán đã
đặt ra.

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-11-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN, NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN, CHẤT LƯỢNG
ĐIỆN NĂNG VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

I. GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN
1. Định nghĩa:
Lưới điện là bộ phận của hệ thống điện làm nhiệm vụ tải điện từ các nguồn
điện đến các thiết bị dùng điện. Lưới điện bao gồm các dây dẫn, các máy biến áp
và các thiết bị phục vụ khác: Thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ, thiết bị bù dọc, bù
ngang, thiết bị đo lường và thiết bị điều khiển chế độ làm việc… Các thiết bị này
được xắp xếp trên các đường dây tải điện và các trạm biến áp, trạm cắt. Các thiết
bị tạo thành lưới điện gọi chung là các phần tử của lưới điện.
Nguồn điện bao gồm các nhà máy điện (nhiệt điện, thủy điện và điện nguyên
tử) và các trạm phát điện (Diezen, điện gió, điện mặt trời…). Các thiết bị dùng
điện như: Động cơ điện, đèn điện, thiết bị sinh nhiệt… do các hộ dùng điện (nhà
ở, xí nghiệp, công sở, nhà hang…) quản lý. Các thiết bị tiêu thụ điện, các hộ tiêu
thụ điện được gọi chung là phụ tải điện.
2. Xét sơ đồ lưới điện và hệ thống điện cụ thể
Hình 1.1: Sơ đồ lưới điện và hệ thống điện

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-12-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Từ sơ đồ ta thấy, điện năng được sản xuất ở các nhà máy điện, qua các máy
biến áp tăng áp tại các nhà máy điện, nguồn điện được đưa lên lưới điện cao áp.
Qua rất nhiều các phần tử của lưới điện điện năng được đưa đến trạm biến áp cuối

cùng là các máy biến áp phụ tải (trạm biến áp phân phối), trạm biến áp này cung
cấp điện cho các phụ tải dùng điện qua lưới hạ áp. Các máy biến áp ở giữa máy
biến áp tăng áp và máy biến áp hạ áp gọi là máy biến áp trung gian.
Ngoài các nhà máy điện còn có các nguồn nhỏ hơn gọi là các trạm phát điện
như: Thủy điện nhỏ, phong điện, điện mặt trời…
Trên lưới tùy theo từng loại đường dây mà người ta thường lắp các tụ bù để
cân bằng công suất phản khác hoặc giảm tổn thất điện năng và kháng điện để hạn
chế dòng ngắn mạch. Ngoài ra còn có các thiết bị điều chỉnh phân bố công suất
hoặc điều chỉnh điện áp (FACTS: Flexible Alternating Current Transmission
System).
Lưới điện sử dụng hiện nay là lưới điện xoay chiều 3 pha. Điện năng được
truyền trên đường dây gồm 3 dây dẫn gọi là 3 pha. Ở lưới điện trung áp có 2 loại
là 3 pha 3 dây và 3 pha 4 dây (có thêm dây trung tính). Còn ở lưới điện hạ áp thì

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-13-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

nhất thiết phải có dây trung tính để cấp điện cho các thiết bị dùng điện. Đường dây
tải điện có thể là đường dây trên không hoặc cáp.
Toàn bộ các phần tử của lưới điện tạo thành cấu trúc tổng thể của lưới điện. Để
đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cấu trúc tổng thể phải là cấu trúc thừa: thừa
phần tử và thừa khả năng lập sơ đồ vận hành.
Trong vận hành có thể chỉ cần một phần tử tham gia vận hành đó là cấu trúc

vận hành…Cấu trúc vận hành là bộ phận của cấu trúc tổng thể. Cấu trúa vận hành
bình thường được lựa chọn tối ưu về kỹ thuật và về kinh tế. Còn cấu trúc vận hành
sự cố cần chú ý đến an toàn: bảo đảm điều kiện cung cấp điện cho phép khi có sự
cố.

II. NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN
1. Giới thiệu chung
Những năm gần đây, việc đảm bảo ổn định về “An ninh năng lượng” là một
trong những ưu tiên và mối quan tâm hàng đầu của nhiều quốc gia trên thế giới.
Đặc biệt, trong bối cảnh nền kinh tế thế giới đã và đang phải hứng chịu nhiều biến
động chủ quan và khách quan, từ kinh tế, chính trị cho đến các thảm họa thiên
nhiên. Thảm họa thiên nhiên liên tiếp xảy ra chính là một trong những hệ lụy rõ
ràng của việc con người đã và đang khai thác một cách quá đà các nguồn năng
lượng không có khả năng tái tạo hoặc cần thời gian rất dài để có thể tái tạo. Vì
vậy, việc tăng cường nghiên cứu, khai thác và tận dụng triệt để những nguồn năng
lượng tái tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng sinh khối… là
thực sự cần thiết, nhằm hạn chế việc khai thác cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên
nhiên không thể tái sinh, phục vụ mục tiêu phát triển bền vững. Hơn nữa, việc bảo
đảm nguồn cung năng lượng đầy đủ cho sự vận hành trơn tru của nền kinh tế và
phát triển công nghiệp trong bối cảnh giá cả các nguồn năng lượng dao động bất
ổn, lại đang bị trầm trọng thêm bởi khủng hoảng kinh tế… đã và đang trở thành
nhu cầu thực tế và là điều kiện quan trọng nhằm duy trì sự ổn định, thúc đẩy tăng
trưởng kinh tế của các nước trên thế giới.

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-14-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh

Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Vào những thập niên cuối của thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21, sự tăng trưởng mạnh
của kinh tế thế giới đã gây ra nhiều áp lực về vấn đề năng lượng và môi trường
toàn cầu. Trữ lượng dầu mỏ, than đá đang dần cạn kiệt, chỉ có thể đáp ứng nhu cầu
sử dụng của thế giới trong vòng hơn 30 năm nữa. Việc sử dụng than đá và dầu mỏ
(nguồn nhiên liệu hoá thạch) đã và đang thải một lượng lớn khí gây hiệu ứng nhà
kính, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Vì thế, việc tìm kiếm và ứng dụng
các năng lượng thân thiện với môi trường là xu hướng tất yếu và cấp bách đáp ứng
yêu cầu về năng lượng cho cuộc sống và môi trường bền vững.
Dưới đây sẽ phân tích lợi ích của một số dạng nguồn phân tán được đánh giá là
có tiềm năng và có tính khả thi nhất trong quá trình phát triển ở nước ta: Ðiện gió,
thuỷ điện nhỏ và điện mặt trời dưới góc độ cung cấp điện năng và bảo vệ môi
trường.

Hình 1.2: Dự báo động thái tiêu thụ các nguồn năng lượng trên toàn thế giới
2. Nguồn điện gió
Theo kết quả khảo sát và đánh giá, hiện nay Việt Nam là một trong những nước
có nhiều tiềm năng về phát triển các nguồn điện phân tán sử dụng năng lượng tái
tạo. Báo cáo đánh giá tiềm năng gió và mặt trời do tổ chức AWS Truewind (Mỹ)
thực hiện cho thấy, Việt Nam có 128.000 km2 tương đương với 8% diện tích lãnh

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-15-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh

Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

thổ đạt tốc độ gió là trên 7 m/s, ước tính, tổng công suất tiềm năng về điện gió trên
toàn lãnh thổ Việt Nam khoảng 110.000 MW.
Ưu điểm dễ thấy nhất của điện bằng sức gió là không tiêu tốn nhiên liệu, không
gây ô nhiễm môi trường như các nhà máy nhiệt điện, dễ chọn địa điểm và tiết kiệm
đất xây dựng. Các trạm điện bằng sức gió có thể đặt gần nơi tiêu thụ điện, như vậy
sẽ tránh được chi phí cho việc xây dựng đường dây tải điện. Ngày nay, điện bằng
sức gió đã trở nên rất phổ biến, thiết bị được sản xuất hàng loạt, công nghệ lắp ráp
đã hoàn thiện, nên chi phí cho việc hoàn thành một trạm điện bằng sức gió hiện
nay chỉ bằng 1/5 so với năm 1986.
Trạm điện bằng sức gió có thể đặt ở những địa điểm và vị trí khác nhau, với
những giải pháp rất linh hoạt và phong phú. Các trạm điện bằng sức gió đặt ở ven
biển cho sản lượng cao hơn các trạm nội địa vì bờ biển thường có gió mạnh. Giải
pháp này tiết kiệm đất xây dựng, đồng thời việc vận chuyển các cấu kiện lớn trên
biển cũng thuận lợi hơn trên bộ. Dải bờ biển VN trên 3.000km có thể tạo ra công
suất hàng tỉ kW điện bằng sức gió. Ðặt một trạm điện bằng sức gió bên cạnh các
trạm bơm thủy lợi ở xa lưới điện quốc gia sẽ tránh được việc xây dựng đường dây
tải điện với chi phí lớn gấp nhiều lần chi phí xây dựng một trạm điện bằng sức gió.
Việc bảo quản một trạm điện bằng sức gió cũng đơn giản hơn việc bảo vệ đường
dây tải điện rất nhiều.
Tuy nhiên, gió là dạng năng lượng mang tính bất định cao, nên khi đầu tư vào
lĩnh vực này cần có các số liệu thống kê đủ tin cậy. Nhưng chắc chắn chi phí đầu
tư cho điện bằng sức gió thấp hơn so với thủy điện. Toàn bộ chi phí cho một trạm
điện bằng sức gió 5 MW khoảng 3.000.000 euro. Với 500 trạm điện bằng sức gió
loại 5 MW sẽ có công suất 2,5 triệu kW, lớn hơn công suất Thủy điện Sơn La,
tổng chi phí sẽ là 1,875 tỉ USD, chi phí này nhỏ hơn 2,4 tỉ USD là dự toán xây
dựng Nhà máy Thủy điện Sơn La.

3. Nguồn thủy điện nhỏ
Với địa hình nhiều đồi núi và nhiều sông suối như nước ta thì ngoài các công
trình thủy điện có công suất lớn còn có tiềm năng thuỷ điện nhỏ phong phú. Theo
Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-16-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

đánh giá sơ bộ, trữ năng kinh tế, kỹ thuật của thuỷ điện nhỏ vào khoảng 1,6-2x106
kW lắp máy, có khả năng cung cấp 6-8x109 kWh mỗi năm. Nguồn thủy điện nhỏ
đóng vai trò ngày càng lớn trong hệ thống điện phân phối, với công suất đặt ngày
càng gia tăng và số điểm khai thác ngày càng nhiều. Theo đánh giá của ngành
năng lượng thì tổng tiềm năng kinh tế của thuỷ điện nhỏ khoảng 2000 MW, chiếm
10% tổng tiềm năng kinh tế của nguồn thuỷ năng Việt Nam và là nguồn có tổng
công suất lớn nhất trong các nguồn năng lượng tái tạo. Nguồn thuỷ năng này phân
bố chủ yếu ở vùng núi phía Bắc, miền Trung, Tây Nguyên, rất thuận lợi cho quá
trình điện khí hoá nông nghiệp nông thôn, đặc biệt là các khu vực xa lưới điện
phân phối mà lại có mật độ phụ tải nhỏ và phân tán.

Hình 1.3: Dự báo phát triển các nguồn phân tán đến 2030
Thuỷ điện nhỏ ở nước ta chủ yếu là loại hình lợi dụng trực tiếp dòng chảy,
không tạo thành hồ chứa hoặc hồ chứa dung tích rất nhỏ. Loại thuỷ điện này
thường bao gồm các đập nhỏ và hầu như không gây ảnh hưởng đến môi trường.
Những nhà máy thuỷ điện kiểu “run of river” này được thiết kế với cột nước thấp,
nằm trên những dòng sông nhỏ với độ dốc không lớn lắm, và có thể sử dụng toàn

bộ lưu lượng sông hoặc một phần lưu lượng. Do đó thuỷ điện nhỏ không phải là
phiên bản thu nhỏ của các thuỷ điện lớn. Như vậy, việc phát triển thuỷ điện nhỏ
Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-17-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

không vấp phải các vấn đề về môi trường như ở các hồ chứa thuỷ điện lớn. Việc
xây dựng một trạm thuỷ điện nhỏ không ảnh hưởng nhiều đến cuộc sống dân cư
xung quanh, đến quy hoạch lãnh thổ, ô nhiễm đất đai...
Ðối với các hồ chứa thuỷ điện nhỏ công suất đến 30 MW thì các hồ chứa thuỷ
điện thu thập nước mưa để sau đó có thể sử dụng cho sinh hoạt và tưới tiêu. Nhờ
việc tích trữ nước, các hồ chứa ngăn chặn việc ngập úng do xả toàn bộ khối nước
và giảm khả năng ngập lụt và hạn hán. Hơn nữa, điện năng được phát từ các nhà
máy thuỷ điện nhỏ có thể được đưa vào lưới nhanh hơn các nguồn năng lượng
khác. Khả năng tăng công suất của thủy điện từ 0 lên cực đại là nhanh chóng và có
thể dự đoán trước, cho phép thuỷ điện đáp ứng các mức thay đổi phụ tải và cung
cấp các dịch vụ phụ thuộc điện năng để giữ cân bằng giữa nguồn cấp và nhu cầu
phụ tải. Trong suốt vòng đời của trạm thuỷ điện, các trạm này sản sinh một lượng
rất nhỏ các khí gây hiệu ứng nhà kính (GHGs), bù lại việc phát thải GHG từ các
nhà máy nhiệt điện chạy than, dầu và khí đốt, thuỷ điện có thể làm chậm lại việc
cảnh báo toàn cầu về GHG. Mặc dù mới chỉ có 33% các nguồn năng lượng thuỷ
điện được khai thác và phát triển trên thế giới, nhưng đã giúp toàn thế giới tránh
phải đốt tương đương 4,5 triệu thùng dầu mỗi ngày.
4. Nguồn điện mặt trời

Việt Nam là nước nhiệt đới, tiềm năng bức xạ mặt trời vào loại cao trên thế
giới, đặc biệt ở các vùng miền phía Nam có nhiều nắng (số giờ nắng khoảng 16002600 giờ/năm). Vào năm 2007, mức sản xuất hệ thống biến năng lượng mặt trời
(PV) thành điện năng trên toàn thế giới đạt đến mức 850 MW, tăng 39% so với
năm 2004. Quốc gia có mức tăng trưởng nhanh nguồn năng lượng trên là Nhật
Bản, 45%, và Châu Âu, 40%. Những ưu điểm chính của nguồn năng lượng mặt
trời là: Không làm ô nhiễm không khí; không tạo ra hiệu ứng nhà kính; không tạo
ra phế thải rắn và khí như các nguồn năng lượng do than đá, khí đốt, và năng
lượng nguyên tử; các hệ thống điện mặt trời này có thể thiết lập ngay tại khu đông
đúc gia cư, hay ngay trên nóc các chung cư hay các toà nhà lớn.

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-18-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Mặc dù hiện nay giá thành của việc thiết lập một hệ thống điện mặt trời cao hơn
10 lần so với một nhà máy nhiệt điện dùng than đá, 2 lần so với nhà máy nguyên
tử, 4 lần so với nhà máy dùng khí tái lập (renewable gas), nhưng hệ thống điện mặt
trời một khi đã được thiết lập thì chi phí điện năng sử dụng sẽ được giữ cố định
trong vòng 20 năm sau đó vì hệ thống không cần đến nhu cầu nguyên liệu và các
PV đã được bảo đảm vận hành suốt đời.
Nếu tính một dự án điện mặt trời có vòng đời 20 năm, thì việc lắp đặt để cung
cấp điện và nhiệt năng có hiệu quả cao. Hơn nữa, năng lượng trên có thể được dự
trữ để dùng trong thời gian trời không đủ nắng hoặc chuyển tải điện năng dư thừa
vào lưới điện.

5. Nhận xét
Khi tính đầy đủ cả các chi phí ngoài – là những chi phí phát sinh bên cạnh
những chi phí sản xuất truyền thống, thì lợi ích của việc sử dụng nguồn điện phân
tán càng trở nên rõ rệt. So với các nguồn năng lượng gây ô nhiễm (ví dụ như ở
Nhà máy Nhiệt điện Ninh Bình) hay phải di dời quy mô lớn (thuỷ điện Sơn La),
khi sử dụng nguồn phân tán, người dân không phải chịu thiệt hại do thất thu hoa
mầu hay tái định cư, và họ cũng không phải chịu thêm chi phí y tế và chăm sóc
sức khỏe do ô nhiễm. Ngoài ra với đặc trưng phân tán và nằm sát khu dân cư,
nguồn điện phân tán giúp tiết kiệm chi phí truyền tải và sẽ tạo thêm nhiều việc làm
mới cho người lao động với kỹ năng cao.
Nếu nhìn ra thế giới thì việc phát triển nguồn điện phân tán đang là một xu thế
lớn, thể hiện ở mức tăng trưởng cao nhất so với các nguồn truyền thống. Khác với
điện hạt nhân, hay nhiệt điện và thuỷ điện lớn vốn cần một quy trình kỹ thuật và
giám sát hết sức nghiêm ngặt, việc xây lắp nguồn điện phân tán không đòi hỏi quy
trình khắt khe đó. Với kinh nghiệm phát triển các mô hình điện phân tán thành
công của Ấn Ðộ, Trung Quốc, và Phi-lip-pin, và với những lợi thế về mặt địa lý
của Việt Nam, chúng ta hoàn toàn có thể phát triển năng lượng phân tán để đóng
Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-19-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

góp vào sự phát triển chung của nền kinh tế, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện ngày
càng đa dạng và đang gia tăng nhanh chóng của nước ta trong giai đoạn sắp tới.

III. CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG
1. Khái niệm:
Điện năng được tạo ra từ sự biến đổi của các dạng năng lượng khác nhau như:
Thế năng, động năng, nhiệt năng, quang năng, hóa năng... Sự chuyển đổi này được
thực hiện thông qua các nhà máy phát điện. Trước khi truyền năng lượng điện đến
các hộ tiêu thụ thông qua hệ thống truyền tải điện phức tạp mà điểm bắt đầu là nhà
máy điện, điện năng đã bị thay đổi đặc tính cho phù hợp. Đó là sự thay đổi các
thông số cơ bản như điện áp, dòng điện, tần số.
Đảm bảo chất lượng điện năng là phải đảm bảo ổn định về điện áp và tần số. Chỉ
cần một trong hai yếu tố trên không đảm bảo, chất lượng điện năng sẽ không đảm
bảo.
Về nguyên tắc, hệ thống máy phát luôn đảm bảo các đặc tính kỹ thuật về điện
áp, công suất, dạng sóng hình sin. Tuy nhiên, chất lượng điện năng lại bị ảnh
hưởng bởi nhiều nguyên nhân khác. Ảnh hưởng nhiều nhất là do sự phát triển liên
tục các thiết bị điện mà đặc tính làm việc của nó gây biến dạng sóng điện áp, sụt
áp...trên hệ thống điện. Một trong những nguyên nhân khác là do sự xâm nhập của
các dạng bức xạ từ thiên nhiên, vũ trụ, hoặc các thiết bị khác đến hệ thống điện.
Tất cả đều làm suy giảm chất lượng điện năng.

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-20-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Hình 1.4: Dạng điện áp lý tưởng hình sin
2. Các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng điện năng
2.1 Chất lượng tần số:
Chất lượng tần số được đánh giá bằng
Độ lệch tần số so với tần số định mức.
100
Độ lệch phải nằm trong giới hạn cho phép.

Cũng có nghĩa tần số phải luôn nằm trong giới hạn cho phép:

Trong đó:

Độ giao động tần số đặc trưng bởi độ lệch giữa giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ
nhất của tần số khi tần số biến thiên nhanh với tốc độ lớn hơn 0.1%. Độ giao động
tần số không được lớn hơn giá trị cho phép.
Theo tiêu chuẩn của Nga ΓOCT 13109-87[6] thì độ lệch tần số cho phép là
với xác xuất là 95% (22.8h/ngày), độ lệch tối đa cho phép là
trong mọi thời gian và trong chế độ sự cố là

đến 1Hz với tổng độ kéo dài

không quá 90h/năm. Độ giao động tần số không vượt quá 0.2 Hz.
Theo tiêu chuẩn Singapo, độ lệch tần số cho phép là 1% tức là
Tần số được đảm bảo bằng cách điều khiển cân bằng công suất tác dụng chung
trong toàn hệ thống điện và được thực hiện trong các nhà máy điện.
2.2 Chất lượng điện áp:
Chất lượng điện áp bao gồm các chỉ tiêu sau
 Độ lệch điện áp

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ

(-21-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

U là điện áp thực tế trên các cực của thiết bị dùng điện.

phải thỏa mãn điều

kiện:
và

là giới hạn trên và giới hạn dưới của độ lệch điện áp.

Tiêu chuẩn về độ lệch điện áp của các nước cũng khác nhau. Ví dụ:
-

Tiêu chuẩn của Nga, độ lệch điện áp nằm trong giới hạn từ -0.25% đến +5% cho
chiếu sáng công nghiệp và công sở, đèn pha; từ -0.55% đến 10% cho các động cơ
và

cho các phụ tải còn lại. Các chỉ tiêu này phải được thỏa mãn với xác

xuất 95%. Nói chung là
-

.

Tiêu chuẩn Pháp, độ lệch điện áp cho lưới cáp trung và hạ áp là
trung áp trên không là

-

, sau sự cố là

, cho lưới hạ áp trên không là

Tiêu chuẩn Singapo thì độ lệch điện áp là

, cho lưới
.

.

Khi điện áp lên quá cao làm cho tuổi thọ của các thiết bị dùng điện giảm, nhất
là thiết bị chiếu sáng, còn khi điện áp thấp quá làm cho các thiết bị giảm công
suất, nhất là đèn điện. Điện áp thấp hay cao quá đều làm gây ra phát nóng phụ cho
các thiết bị dùng điện, làm giảm tuổi thọ và năng suất công tác, làm hỏng sản
phẩm…, nếu thấp quá thì nhiều thiết bị điện không làm việc được.
Độ lệch điện áp là tiêu chuẩn điện áp quan trọng nhất ảnh hưởng lớn đến giá
thành hệ thống điện.
Deleted: giao

 Độ dao động điện áp
Sự biến thiên nhanh của điện áp được tính theo công thức

Tốc độ biến thiên từ

đến

không nhỏ hơn 1%/s.

Dao động điện áp gây ra dao động ánh sáng, làm hại mắt người lao động, gây
nhiễu máy thu thanh, thu hình và các thiết bị điện tử khác…
Độ dao động được hạn chế trong miền cho phép.
Ví dụ theo tiêu chuẩn của Nga quy định dao động điện áp trên cực các thiết bị
chiếu sáng như sau.

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-22-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

n - Số dao động trong 1 giờ.
– Thời gian trung bình giữa hai dao động (phút)
Theo tiêu chuẩn của Pháp thì người ta dùng đường cong quan hệ giữa
tần xuất suất hiện. Theo đó nếu một lần trong 1 giờ thì

và

cho phép là 10%.

 Độ không đối xứng
Do phụ tải của các pha không đối xứng nên điện áp trên các pha cũng không đối
xứng, sự không đối xứng này được đặc trưng bởi thành phần thứ tự nghịch

của

điện áp.
Điện áp không đối xứng làm giảm hiệu quả công tác và tuổi thọ của thiết bị
dùng điện, giảm khả năng tải của lưới điện và tăng tổn thất điện năng.
Theo tiêu chuẩn của Nga. Trên lưới điện sinh hoạt

không được vượt quá giá

trị làm cho điện áp thực trên cực thiết bị dùng điện thấp hơn gí trị cho phép. Trên
cực thiết bị dùng điện 3 pha đối xứng,
các động cơ không đồng bộ,

không được vượt quá 2%

; trên cực

cho phép được xác định riêng theo điều kiện phát

nóng và có thể lớn hơn 2%.
 Độ không sin
Các thiết bị dùng điện có đặc tính phi tuyến như MBA không tải, bộ chỉnh lưu,
thyristor...làm biến dạng đường đồ thị điện áp, khiến nó không còn là hình sin nữa
và xuất hiện các sóng hài bậc cao

. Các sóng hài bậc cao này góp phần làm

giảm điện áp trên các thiết bị sinh nhiệt và các bóng đèn, làm tăng tổn thất sắt từ
trong động cơ, tổn thất điện môi trong cách điện, tăng tổn thất trong lưới và các
thiết bị dùng điện, giảm chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện, gây
nhiễu máy thu thanh, thu hình và các thiết bị điện tử khác.
Tiêu chuẩn Nga quy định
, với j = 3, 5, 7…
Với

– Trị hiệu dụng của sóng hài bậc nhất của điện áp.

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-23-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Chất lượng điện áp được đảm bảo nhờ các biện pháp điều chỉnh điện áp trong
lưới truyền tải và phân phối. Các biện pháp điều chỉnh điện áp và thiết bị để thực
hiện được lựa chọn trong quy hoạch và thiết kế lưới điện và được hoàn thiện
thường xuyên trong vận hành. Các tác động điều khiển được thực hiện trong vận
hành gồm có các tác động dưới tải và ngoài tải.
2.3 Độ tin cậy cung cấp điện
Độ tin cậy cung cấp điện tính bằng thời gian mất điện trung bình năm cho một
hộ dùng điện và các chỉ tiêu khác đạt giá trị hợp lý chấp nhận được cho cả phía

người dùng điện và hệ thống điện.
Độ tin cậy cung cấp điện được đảm bảo nhờ kết cấu của hệ thống điện và lưới
điện được lựa chọn trong quy hoạch và thiết kế. Thông thường hệ thống điện đảm
bảo độ tin cậy ở mức trung bình có thể chấp nhận được, đó là độ tin cậy rất cao ở
các nút chính của hệ thống (có liên lạc với nhiều nguồn) và ở các nút địa phương
(có ít nhất 2 nguồn). Ở các lưới phân phối độ tin cậy thấp hơn. Theo thời gian,
cùng với sự phát triển của kinh tế và đời sống, mức trung bình này ngày được
nâng cao. Thực tế đã có những hệ thống chỉ mất điện trung bình 1 năm là 2 đến 3
giờ.
3. Những ảnh hưởng cơ bản khi chất lượng điện năng không đảm bảo
Khi chất lượng điện năng không được đảm bảo nó có thể gây nên một số ảnh
hưởng như sau đối với quá trình quản lý vận hành và sử dụng điện:
-

Quá trình đo đếm không chính xác.

-

Các Relay bảo vệ tác động sai hoặc bị lỗi.

-

Gây cúp điện, hư hỏng thiết bị.

-

Làm tăng tổn hao, tăng chi phí.

-

Gây nhiễu điện từ và tiếng ồn.

IV. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
1. Khái niệm chung về tổn thất điện năng
1.1 Định nghĩa

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-24-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh


Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Tổn thất điện năng (TTĐN) trong hệ thống điện (HTĐ) nói chung là chênh lệch
giữa lượng điện năng sản xuất từ nguồn điện và lượng điện năng được tiêu thụ tại
phụ tải trong một khoảng thời gian nhất định.
Trong thị trường điện, TTĐN trên một lưới điện là sự chênh lệch giữa lượng
điện năng đi vào lưới điện (bao gồm từ các nguồn điện và từ các lưới điện lân cận)
và lượng điện năng đi ra khỏi lưới điện (bao gồm cấp cho phụ tải của lưới điện đó
hoặc đi sang các khu vực lưới điện lân cận) trong một khoảng thời gian nhất định.
Khoảng thời gian xác định TTĐN thường là một ngày, một tháng hoặc một năm
tùy thuộc mục đích hoặc công cụ xác định TTĐN.
TTĐN trên một phần tử có thể xác định bằng cách đo lường hoặc tính toán như
sau

Trong đó: - ∆P(t) là hàm theo thời gian của tổn thất công suất trên phần tử.
- ∆A là TTĐN trên phần tử trong thời gian T.

1.2 Phân loại tổn thất
Theo phạm vi quản lý có TTĐN trên lưới điện truyền tải và TTĐN trên lưới
điện phân phối. Tỷ lệ TTĐN trong HTĐ chủ yếu ở lưới phân phối điện.
Theo quan điểm kinh doanh điện, TTĐN trên HTĐ được phân thành hai loại là
TTĐN kỹ thuật và TTĐN thương mại (hay là phi kỹ thuật).
TTĐN kỹ thuật: là TTĐN do tính chất vật lý của quá trình tải điện năng gây ra.
Loại tổn thất này không thể loại bỏ hoàn toàn mà chỉ có thể hạn chế ở mức độ hợp
lý. Cụ thể hơn, tổn thất kỹ thuật cũng có thể chia thành hai dạng như sau:
-

TTĐN phụ thuộc vào dòng điện: Là tổn thất do phát nóng trong các phần tử có
tải dòng điện, phụ thuộc vào cường độ dòng điện và điện trở tác dụng của phần tử.
Có thể xem đây là tổn thất dọc. Đây là thành phần chính được tính đến trong
TTĐN kỹ thuật.

-

TTĐN phụ thuộc vào điện áp: Bao gồm tổn thất không tải của máy biến áp

Học viên: Nguyễn Hữu Luyến Lớp 14BKTĐHTĐ
(-25-)

GVHD: TS Bạch Quốc Khánh