Điều khiển dung lượng bù trong lưới điện phân phối nhằm giảm tổn thất điện năng và nâng cao chất lượng điện áp cho lưới phân phối

LỜI CAM ĐOAN
Bản luận văn này được chính tác giả nghiên cứu tham khảo, chọn lọc từ các
tài liệu chuyên ngành có liên quan và tổng hợp lại theo quan điểm và mức độ hiểu
biết của bản thân.
Tác giả xin cam đoan, những vấn đề được trình bày trong luận văn này là
nghiên cứu của riêng cá nhân tác giả, các kết quả tính toán trong luận văn là trung
thực và chưa được công bố trong bất kỳ một tài liệu nào.

Hà Nội, ngày…tháng…năm 2012
Tác giả luận văn

Vũ Hải Đông


LỜI CÁM ƠN
Để hoàn thành được luận văn, ngoài sự nỗ lực phấn đấu của bản thân, tác giả
đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ của nhiều thầy giáo, cô giáo, bạn bè,
đồng nghiệp và gia đình.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn trân trọng nhất tới thầy giáo TS. Phan Đăng
Khải, người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình học tập cũng
như làm luận văn. Tác giả cũng xin chân thành cám ơn các thầy giáo, cô giáo trong
bộ môn Hệ thống điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ tác giả
trong quá trình học tập và làm luận văn. Đồng thời tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn
sâu sắc tới bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã động viên, trao đổi, giúp đỡ tác giả
rất nhiều trong quá trình nghiên cứu hoàn thành khoá học!
Do với kiến thức bản thân còn rất hạn chế nên bản luận văn này chắc chắn
còn nhiều thiếu sót, tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy giáo,
cô giáo trong bộ môn Hệ thống điện – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội và những
ai quan tâm!
Xin chân thành cám ơn!

Hà Nội, ngày ….. tháng …. năm 2012
Tác giả luận văn

Vũ Hải Đông


Luận văn Thạc sỹ khoa học

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................3 
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .............................................................................4 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ..................................................................................5 
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................7 
CHƯƠNG I. HIỆN TRẠNG NGUỒN VÀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP .................9 
1.1. 

Hiện trạng nguồn điện . ................................................................................ 9 

1.2. 

Hiện trạng vận hành lưới điện trung áp ......................................................13 

1.3. 

Tổn thất điện năng lưới phân phối qua các năm ........................................28 

CHƯƠNG II. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG, CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP VÀ VẤN
ĐỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
………………………………………………………………………….............. 31 
2.1. 

Vấn đề tổn thất điện năng. .........................................................................31 

2.1.1. 

Các nguyên nhân gây ra tổn thất. ...............................................................31 

2.1.2. 

Các yếu tố ảnh hưởng đến tổn thất. ...........................................................33 

2.1.3. 

Cách xác định tổn thất điện năng. ..............................................................34 

2.2. 

Vấn đề về chất lượng điện áp trong LĐPP. ...............................................39 

2.3. 

Vấn đề bù công suất phản kháng trong lưới điện phân phối. ....................41 

2.4.1. 

Công suất phản kháng và các thông số liên quan. .....................................41 

2.3.1.1.  Khái niệm công suất phản kháng. ..............................................................41 
2.3.1.2.  Hệ số công suất và sự điều chỉnh hệ số công suất. ....................................43 
2.3.1.3.  Hiệu quả của việc bù công suất phản kháng ..............................................44 
2.4.2. 

Các phương pháp bù công suất phản kháng ..............................................45 

2.3.2.1.  Bù bằng tụ điện...........................................................................................45 
2.3.2.2.  Bù bằng động cơ đồng bộ...........................................................................46 
2.3.2.3.  Máy phát .....................................................................................................48 
2.3.2.4.  Động cơ không đồng bộ roto dây quấn được đồng bộ hóa. .......................48 
2.4.3. 

Cách thức bù công suất phản kháng. .........................................................48 

2.3.3.1.  Bù cố định. .................................................................................................48 
2.3.3.2.  Bù điều chỉnh..............................................................................................49 

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

1


Luận văn Thạc sỹ khoa học

2.4.4. 

Phương pháp tinh toán lựa chọn vị trí, dung lượng bù tối ưu....................49 

2.3.4.1.  Phương pháp tính toán. ..............................................................................49 
2.3.4.2.  Thuật toán xác định vị trí nút bù công suất phản kháng. ...........................53 
2.3.4.3.  Bài toán xác định dung lượng bù tối ưu cho một số ít nút đã chọn. ..........54 
2.4. 

Vấn đề điều khiển dung lượng bù. .............................................................55 

2.4.1. 

Điều khiển dung lượng bù theo thời gian thực. .........................................55 

2.4.2. 

Thuật toán điều khiển dung lượng bù CSPK theo dòng phụ tải. ...............59 

CHƯƠNG III.GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSS/ADEPT ....................................65 
3.1. 

Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT. ...........................................................65 

3.1.1. 

Các chức năng ứng dụng............................................................................65 

3.1.2. 

Các phân hệ của PSS/ADEPT. ..................................................................65 

3.1.3. 

Các cửa sổ ứng dụng của PSS/ADEPT. ....................................................66 

3.1.4. 

Xác định vị trí bù tối ưu (CAPO). ..............................................................68 

3.1.4.1.  Thiết lập các thông số kinh tế lưới điện cho CAPO. .................................68 
3.1.4.2.  Cách PSS/ADEPT tính các vấn đề kinh tế trong CAPO. ..........................70 
3.1.4.3.  Thiết lập các tùy chọn cho phép phân tích CAPO. ....................................71 
3.1.4.4.  Cách PSS/ADEPT tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu. ............................................73 
CHƯƠNG IV.ỨNG DỤNG: TÍNH TOÁN , ĐIỀU KHIỂN DUNG LƯỢNG BÙ
CHO LỘ ĐD371 E18.5 VÀ ĐD377 CẤP ĐIỆN CHO HUYỆN KỲ ANH – HÀ
TĨNH .........................................................................................................................77 
4.1. Thông số chính của lộ đường dây 371 E18.5 và đường dây 377. ......................77 
4.2. Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT tìm vị tri, dung lượng bù cho ĐD371 E18.5;
ĐD377 ...................................................................................................................89 
4.3. Điều khiển dung lượng bù ĐD371 E18.5 và ĐD377 .......................................127 
KẾT LUẬN CHUNG ............................................................................................134 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................135 
PHỤ LỤC ...............................................................................................................136 

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

2


Luận văn Thạc sỹ khoa học

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT Chữ viết tắt

Ý nghĩa

Ghi chú

LĐPP

Lưới điện phân phối

LĐTT

Lưới điện truyền tải

CSPK

Công suất phản kháng

TBA

Trạm biến áp

MBA

Máy biến áp

HTĐ

Hệ thống điện

HTCCĐ

Hệ thống cung cấp điện

ĐD

Đường dây

CĐXL

Chế độ xác lập

ĐKPTBS

Điều khiển phụ tải bằng sóng

TBB

Thiết bị bù

TA

Trung áp

TBK

Tubin khí

SVC

Static Var compensation

TSC

Thysistor Switched Capacitor

PSS/ADEPT

The power system simulator/
Advanced Distribution
Engineering Productivity Tool

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

3


Luận văn Thạc sỹ khoa học

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Tên và nội dung bảng

Trang

Bảng 1.1. Công suất lắp đặt và khả dụng các nhà máy điện năm 2010

9

Bảng 1.2 Tỷ lệ tổn thất điện năng lưới phân phối qua các năm

29

Bảng 4.1 Thông số dây dẫn cấp điện cho ĐD377 và ĐD371 E18.5

78

Bảng 4.2 Bảng chi tiết thông số của dây dẫn ĐD371 E18.5

79

Bảng 4.3 Bảng chi tiết thông số của dây dẫn ĐD377

82

Bảng 4.4 Thông số công suất phụ tải nút ĐD371 E18.5 ở chế độ cực đại

85

Bảng 4.5 Thông số công suất phụ tải nút ĐD377 ở chế độ cực đại

86

Bảng 4.6 Thông số MBA ĐD371 E18.5

88

Bảng 4.7 Thông số MBA ĐD377

89

Bảng 4.8 Bảng chênh lệch tổn thất công suất trước và sau khi bù ĐD371
E18.5
Bảng 4.9 Bảng chênh lệch tổn thất công suất trước và sau khi bù ĐD377
Bảng 4.10 Bảng giá trị điện năng tiết kiệm được (24h) của ĐD371 E18.5 và
ĐD377

117
120
123

Bảng 4.11 Tính δP theo S ứng với từng nấc bù của ĐD371 E18.5

125

Bảng 4.12 Tổn thất công suất từng chế độ tải tương ứng với từng nấc bù

128

Bảng 4.13 Hiệu quả giảm tổn thất điện năng ứng với các nấc bù theo đồ thị
phụ tải trung bình ngày ĐD371 E18.5

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

4

129


Luận văn Thạc sỹ khoa học

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Tên và nội dung hình vẽ, đồ thị

Trang

Hình 1.1. Cơ cấu công suất đặt và điện năng năm 2010

12

Hình 1.2. Cơ cấu công suất đặt và điện năng giai đoạn 2000 -2010

12

Hình 1.3. Biểu đồ tỷ trọng các cấp điện áp lưới trung áp toàn quốc

14

Hình 1.4. Biểu đồ tỷ trọng các cấp điện áp lưới TA khu vực miền Bắc

15

Hình 1.5. Biểu đồ tỷ trọng các cấp điện áp lưới TA khu vực miền Nam

22

Hình 1.6. Biểu đồ tỷ trọng các cấp điện áp lưới TA khu vực miền Trung

25

Hình 2.1. Biểu đồ phụ tải

36

Hình 2.2. Đường cong tổn thất

36

Hình 2.3. Xác định tổn thất điện năng theo đường cong tổn thất

37

Hình 2.4a. Họ đường cong tổn thất

38

Hình 2.4b. Tổn thất khi chưa có bù và khi có bù

38

Hình 2.5. Mạch điện RL đơn giản

41

Hình 2.6. Tam giác tổng trở

41

Hình 2.7. Tam giác công suất

42

Hình 2.8. Giản đồ vec tơ dòng điện

43

Hình 2.9. Sơ đồ lưới điện đơn giản

50

Hình 2.10. Lưới điện phức tạp hình tia

51

Hình 2.11. Sơ đồ thuật toán

54

Hình 2.12. Cấu tạo TSC và dạng sóng vận hành

56

Hình 2.13. Các thành phần cấu tạo SVC

57

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

5


Luận văn Thạc sỹ khoa học

Hình 2.14. Dạng sóng điện áp khi sử dụng ĐKPTBS

58

Hình 2.15. Sơ đồ lưới điện đơn giản

60

Hình 2.16. Vị trí thay đổi nấc bù tối ưu

60

Hình 2.17. Điều khiển dung lượng bù theo biểu đồ

62

Hình 2.18. Lưới điện phức tạp hình tia

62

Hình 3.1. Các cửa sổ View trong PSS/ADEPT

67

Hình 3.2. Các thanh chức năng chính trong PSS/ADEPT

68

Hình 3.3. Hộp thoại thiết đặt thông số kinh tế trong CAPO

69

Hình 3.4. Hộp thoại thiết đặt thông số CAPO

72

Hình 4.1. Lưới điện lộ ĐD371 E18.5

77

Hình 4.2. Lưới điện lộ ĐD377

78

Hình 4.3. Vị trí nút bù ĐD371 E18.5

102

Hình 4.4. Vị trí nút bù ĐD377

116

Hình 4.5. Đồ thị phụ tải trung bình ngày ĐD371 E18.5

124

Hình 4.6. Vị trí thay đổi nấc bù ĐD 371 E18.5

126

Hình 4.7. Điều khiển nấc bù theo thời gian của ĐD371 E18.5

127

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

6


Luận văn Thạc sỹ khoa học

MỞ ĐẦU
1. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Lưới điện phân phối (LĐPP) có tỉ lệ tổn thất khá cao so với lưới truyền tải,
phân bố rộng khắp các khu vực lãnh thổ. Việc lắp đặt thiết bị bù (TBB) làm giảm
tổn thất trong LĐPP thường đem lại hiệu quả kinh tế cao, đồng thời còn cải thiện
các chỉ tiêu kỹ thuật. Tuy nhiên, hiệu quả chỉ có thể có được khi chọn đúng vị trí đặt
và dung lượng bù. Ngoài ra, do phụ tải thường xuyên thay đổi theo biểu đồ nên việc
điều khiển các thiết bị bù cũng đóng vai trò quan trọng. Đề tài nghiên cứu phương
pháp ”Điều khiển dung lượng bù trong lưới điện phân phối nhằm giảm tổn thất điện
năng và nâng cao chất lượng điện áp cho lưới phân phối ”đã được thực hiện.
2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu LĐPP có sơ đồ phức tạp bất kỳ (hình tia, lưới kín vận hành hở).
2.2. Phạm vi áp dụng
Kết quả nghiên cứu nhằm áp dụng vào thực tế các LĐPP của Việt Nam.
2.3. Áp dụng cụ thể
Tính toán với các lộ đường dây ĐD377 và ĐD371 E18.5 cấp điện cho Huyện
Kỳ Anh – Hà Tĩnh.
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Hệ thống hóa lý thuyết bù CSPK, nghiên cứu phương pháp lựa chọn vị trí
và dung lượng bù kinh tế trong LĐPP.

- Nghiên cứu, khai thác phần mềm PSS/ADEPT để tính toán tổn thất, xác
định dung lượng và vị trí bù tối ưu.
- Nghiên cứu thuật toán, ứng dụng điều khiển dung lượng bù từng nấc.
3.2. Tính thực tiễn của đề tài
Các kết quả nghiên cứu trong đề tài có tính ứng dụng cao đối với việc lựa
chọn vị trí lắp đặt, xác định dung lượng bù tối ưu và điều khiển dung lượng bù theo

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

7


Luận văn Thạc sỹ khoa học

phương pháp điều khiển bù theo từng nấc cho LĐPP Việt Nam nói chung và LĐPP
của Huyện Kỳ Anh – Hà Tĩnh nói riêng.

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

8


Luận văn Thạc sỹ khoa học

CHƯƠNG I
HIỆN TRẠNG NGUỒN VÀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP
1.1.

Hiện trạng nguồn điện .
Tổng công suất nguồn mới vào vận hành tính đến hết năm 2010 là 19.734

MW. Tổng công suất đặt các nguồn điện năm 2010 là 19.734 MW tăng 25.19% so
với năm 2008 (15.763 MW ). Chi tiết công suất đặt và khả dụng hệ thống được
trình bày tại bảng sau:
Bảng 1.1Công suất đặt và khả dụng các Nhà máy điện năm 2010
Nhà máy
Tổng công suất
Thủy điện
Sơn La
Hòa Bình
Thác Bà
Tuyên Quang
Bản Vẽ
Quảng Trị
A Vương
Cửa Đạt
Vĩnh Sơn
Sông Hinh
Pleikrong
Ialy
Se San 3
Se San 4
KrongH'nag
Buon Tua Srah
Sông Tranh 2
Srepok 3
Srepok 4
Buon Kuop
Hương Điền

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

Số máy

1
8
3
3
2
2
2
2
2
2
2
4
2
3
2
2
1
2
2
2
2

9

Pđặt
21542

7633
400
1920
120
342
320
64
210
97
66
70
100
720
260
360
64
86
95
220
80
280
54

Pkhảdụng
19734
7420
400
1960
90
342

100
64
210
74
66
70
100
720
260
360
64
86
75
220
80
280
54


Luận văn Thạc sỹ khoa học

Sông Ba Hạ
Trị An
Đa Nhim
Thác Mơ
Hàm Thuận
Đa Mi
Đại Ninh
Nhiệt điện than
Phả Lại 1

Phả Lại 2
Uông Bí
Uông Bí mở rộng
Ninh Bình
Hải Phòng
Quảng Ninh
Nhiệt điện dầu
Thủ Đức
Cần Thơ
Ô Môn
Tuabin Khí + đuôi hơi
Bà Rịa
Phú Mỹ 21
Phú Mỹ 1
Phú Mỹ 4
Thủ Đức
Cần Thơ
Diesel và TĐN
Ngoài EVN
Nậm Chiến 2
Bản Cốc
Na Dương
Cao Ngạn
Cẩm Phả
Sơn Động
Bình Điền
Sông Côn

2
4

4
2
2
2
2
4
2
2
1
4
2
2
3
1
1
8GT+S9+S10
4GT+ST23, 26
3GT+S14
2GT+ST3
4GT
4GT

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

2
3
2
2
2
2

2
3

10

220
400
160
150
300
175
300
2745
440
600
105
300
100
600
600
537
169.5
37.5
330
3197
388

220
440
160

150
300
175
300
2285
400
580
105
300
100
400
400
516
153
33
330
2945
334

949
1140
468
102
150
500
6929.5
32
18
111
115

600
220
44
63

860
1090
440
89
132
300
6268
32
18
110
115
400
100
44
63


Luận văn Thạc sỹ khoa học

Se San 3A
Za Hưng
Bắc Bình
Da Dâng 2
Cần Đơn
Srokphumieng

Hiệp Phước
Formosa
Phú Mỹ 3
Phú Mỹ 22
Nhơn Trạch 1
Nhơn Trạch 2
Cà Mau 1
Cà Mau 2
Amata
VeDan
Bourbon
Đạm Phú Mỹ
Mua Trung Quốc

2
2
2
2
2
2
3
1
2GT+ST3
2GT+ST3
2GT+ST3
1GT
2GT+ST1
2GT+ST4
2
2

2
1

108
30
33
34
78
51
375
150
740
740
465
250
771
771
13.5
72
24
21
1000

108
30
33
34
80
51
375

150
743
715
450
0
750
750
0
72
24
21
1000

Đến cuối năm 2010, tổng công suất đặt các nguồn điện trong HTĐ là hơn
21.500MW, công suất khả dụng là 19.713 MW, trong đó nguồn thuộc EVN là
11.177MW (chiếm 54%) và các nguồn ngoài EVN hơn là 9.600 MW (chiếm 46%).
Năm 2010 sản lượng điện sản xuất ra đạt 100,007 tỷ kWh, trong đó: thủy điện
chiếm 27,53 %; nhiệt điện than 17,55% , nhiệt điện chạy khí 0,55%, nhiệt điện dầu
3,7%, TBK chạy khí & dầu diesel chiếm 45%, nhập khẩu 5,6% .
Điện sản xuất tăng từ 31,138 tỷ kWh (năm 2001) lên đến 100,071 tỷ kWh
năm 2010, tốc độ tăng bình quân là 13,8%/ năm. Về cơ cấu điện năng sản xuất, tỷ
trọng sản lượng thủy điện giảm dần từ 58,4 % năm 2001 còn 27,5% năm 2010. Sản
lượng tua bin khí, đặc biệt là TBK chạy khí ngày một tăng, sản lượng điện sản xuất
từ khí đốt tăng từ 8,029 tỷ kWh năm 2001 lên đến khoảng 45 tỷ kWh năm 2010 ứng
với tỷ trọng tăng từ 25,8% lên 45%. Sản lượng điện mua ngoài tăng lên đáng kể từ
2,7 tỷ kWh năm 2001 lên 35,3 tỷ kWh năm 2010.

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

11

Luuận văn Thạạc sỹ khoa học
h

cơ cấu
u công suấ
ất đặt cácc nguồn điện năm 2010
2
Ngoài EVN
31%
%

Series1,, Diesel
Series1, TB
BK
và TĐN
N, 2.2%, S
v đuôi hơii,
và
2%
%
1
14.2%,
14%
%

Series1, Mua
TQ, 4.4%, 5%

Series1, NĐ
dầu, 2.4%,
2
2%

Seriees1, Thủy
điện
n, 33.9%,
34%

Series1, Nhiệt
N
điện thaan,
12.2%, 12%

Hìnhh 1.1 Cơ cấấu công suấất đặt và điiện năng 20
010
P (MW)
Thủy điệện
Nhiệt điệện
than
Nhiệt điệện
dầu
Turbine khí
k
Diesel vàà
TÐ nhỏ
Ngoài EV
VN
Nă

ăm

Hìình 1.2 Cơ cấu công suất
s đặt vàà điện năng
g giai đoạn 2000-20100

H
Học viên: Vũ
ũ Hải Đông -CHKTĐ

122


Luận văn Thạc sỹ khoa học

Các nhà máy điện của EVN đang vận hành trong hệ thống điện Việt Nam tính
đến nay bao gồm: 20 nhà máy thuỷ điện (chưa kể các thuỷ điện nhỏ), 5 nhà máy
nhiệt điện chạy than, 3 nhà máy nhiệt điện chạy dầu, 4 tuabin khí (khí), 6 tua bin
khí (dầu), 4 đuôi hơi và một số diezel. Còn lại là các nhà máy điện ngoài EVN (IPP,
BOT...) sản xuất và bán điện cho EVN (chiếm tỷ trọng khoảng 27,8% tổng điện sản
xuất).
Trong giai đoạn 2006-2010, trung bình hàng năm điện sản xuất của nguồn
nhiệt điện khí và diezel chiếm tỷ trọng 44-46% trong tổng điện sản xuất, thuỷ điện
chiếm khoảng 32-36%. Còn lại 19-24% là tỷ trọng của nhiệt điện than, dầu và mua
điện Trung Quốc
1.2.

Hiện trạng vận hành lưới điện trung áp
Lưới điện trung áp Việt Nam phát triển từ đầu thế kỷ 20, bắt đầu là điện áp 35

và 6kV với cấp 35kV là cấp chuyên tải.
Do nhu cầu dùng điện tăng, cấp 10kV được ứng dụng ở miền Bắc và cấp
15kV được sử dụng ở miền Nam trong giai đoạn 1960-1970, sau đó cấp 35kV cũng
được sử dụng như một cấp phân phối.
Theo thống kê, lưới điện trung áp toàn quốc hiện vận hành ở 5 cấp điện áp:
35,22, 15,10,6kV.

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

13


Luuận văn Thạạc sỹ khoa học
h

10kV
V
16.6%
%

6KV
3.2%

6K
KV
7.6
6%

35kV
25.9%

35kV
13.7%

10kV
12.6%

15kV
V
16.8%
%

NG d©y
§ƯỜN

15kV
28.4%

22kV
37.5%

m BiÕn ¸p
TR¹m

22kV
37.7%

Hìnnh 1.3 Biểểu đồ tỷ trọọng các cấpp điện áp lư
ưới trung áp
á toàn quốốc

+ Lướii 22kV có mặt hầu khhắp toàn quuốc, tuy nhhiên tỷ lệ lư
ưới 22kV (theo
(
dungg
lư
ượng trạm biến áp) ở mỗi địa phương khác
k
nhau,, ví dụ Cô
ông ty điệnn lực 2 làà
844,3%, Điệnn lực 3 là 663,9%, Điệện lực I là 12,8%, Điệện lực Hà Nội
N 42,5%
%, Điện lựcc
H
Hồ Chí Minnh là 0,1%.
+ Lướii 35kV tồnn tại khắp toàn quốc trừ khu vự
ực TP.Hồ Chí Minh, tuy nhiên
n
khhối lượng lưới
l
35kV ở miền Bắắc chiếm tỷỷ lệ áp đảoo (87,9%), miền Trunng (9,3%),,
m
miền Nam (2,8%).
t
ở khuu vực miền
n Nam (822,4%) và miền
m
Trung
g
+ Lướii 15kV chủủ yếu tập trung
(115,6%).

+ Lướii 10kV tập trung chủ yếu ở miền Bắc (82,4%), miềnn Trung 17,,6%.
+ Lướii 6kV chủ yếu tập truung khu vự
ực miền Bắc (74,8%)), miền Truung chiếm
m
255,2%.
c
lướii trung áp Việt
V Nam trước đây và hiện naay vẫn còn mang tính
h
Nhìn chung,
đặặc trưng phhân miền khá
k rõ nét.
a.. Lưới trun
ng áp khu
u vực miền
n Bắc
- Đặc điểm chung

H
Học viên: Vũ
ũ Hải Đông -CHKTĐ

144


Luuận văn Thạạc sỹ khoa học
h

Lưới trrung áp sử dụng chủ yếu phổ biiến các cấp
p 35,10,6kV

V với hệ thhống 3 phaa
3 dây, trungg tính không nối đất trrực tiếp. Lư
ưới 22kV với
v hệ thốn
ng 3 pha 3 dây, trung
g
tínnh nối đất trực tiếp.

6KV
6.6%

6KV
17.2%

10kV
30.8%

35kV
31.7%

10kV
27.6%

35kV
56.1%

22kV
23.5%
22kV
6.5%

TR¹m BiÕn
B
¸p

§ƯỜNG DÂY
Y

g các cấp điện
đ áp lướ
ới TA khu vực
v miền Bắc
B
Hìnhh 1.4 Biểu đồ tỷ trọng
Lưới 35kV
3
vừa làm nhiệệm vụ truyyền tải thông qua các
c trạm trung
t
gian
n
355/22,10,6k
kV vừa đóng vai trò
ò phân phốối cho cácc phụ tải thông quaa các trạm
m
355/0,4kV.
1
đượcc xây dựng từ những năm 1960 - 1970 thư
ường tập trrung ở khu
u

Lưới 10kV
vự
ực thị trấn
n (đối với các
c tỉnh miền
m
núi) vàà những vùùng nông thôn, thànnh phố nhỏ
ỏ
(kkhu vực đồồng bằng sôông Hồng)..
Lưới 6kV
6
được xây
x dựng cách đây 60-70
6
năm
m tại các thhành phố lớ
ớn như Hàà
N
Nội, Hải Phòng, Nam Định, Việtt Trì, Vinh, Hạ Long..
Riêng lưới 22kV
V mới đượ
ợc phát triểển trong những
n
năm
m gần đây tại những
g
thhành phố lớ
ớn và một vài khu vự
ực nông thôôn có nguồồn 22kV nhhư: Gia Bìnnh, Lươngg
Tài tỉnh Bắcc Ninh, Đứ

ức Thọ tỉnhh Hà Tĩnh, Mộc
M Châuu tỉnh Sơn La
L ...
Đối vớ
ới lưới trunng áp miền Bắc, cấuu trúc lướii điện khônng đồng nhất
n
và thểể
hiiện theo từng khu vựcc.
* Khu vự
ực miền nú
úi

H
Học viên: Vũ
ũ Hải Đông -CHKTĐ

155


Luận văn Thạc sỹ khoa học

Các tỉnh miền núi có mật độ phụ tải nhỏ, bán kính cung cấp điện của các trạm
nguồn xa; do vậy khối lượng lưới 35kV khu vực miền núi chiếm tỷ trọng cao
(chiếm khoảng 70-80%).
Tuy nhiên, lưới 35kV ở miền núi hiện nay phần lớn không đảm bảo các chỉ
tiêu kinh tế - kỹ thuật do một số nguyên nhân:
- Lưới 35kV gồm nhiều loại dây dẫn tiết diện từ AC-35,50,70,95,120, chắp vá,
nhiều đường dây xây dựng từ lâu, hiện đã xuống cấp nghiêm trọng,
- Nhiều tuyến mang tải lớn, bán kính cấp điện quá dài như một số tuyến 35kV
khu vực các tỉnh Lai Châu, Hà Giang, Bắc Giang, Tuyên Quang, Thái Nguyên, Bắc

Kạn, gây nên tổn thất điện áp và điện năng cao,
- Do lưới 35kV vừa làm nhiệm vụ chuyên tải, phân phối, nên các tuyến đường
dây 35kV thường cấp điện cho hàng chục trạm 35/0,4kV đấu vào mà không có máy
cắt phân đoạn đầy đủ.
* Khu vực nông thôn đồng bằng
Lưới điện trung áp khu vực này được hình thành từ những năm 1954 và
thường sử dụng 2 cấp điện áp 35kV và 10(6)kV; giai đoạn đầu cấp 35kV là cấp
trung gian, 10(6)kV là cấp phân phối tải. Từ những năm 1990 trở lại đây do mật độ
phụ tải tăng nhanh cùng với lưới 10(6)kV và các trạm trung gian 35/10(6)kV bị quá
tải, nên lưới 35kV trở thành cấp phân phối tải.
Lưới trung áp khu vực đồng bằng có những đặc điểm sau:
+ Tỷ trọng lưới 10(6)kV chiếm tỷ trọng cao (70-80%), lưới 35kV chiếm tỷ
trọng (20-30)%,
+ Hiện tại phần lớn các trạm trung gian 35/10kV đều đã vận hành ở trạng thái
đầy và quá tải. Các trạm trung gian này được xây dựng từ những năm trước 1994 và

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

16


Luận văn Thạc sỹ khoa học

hiện các thiết bị đều đã lạc hậu và xuống cấp, gây khó khăn trong việc cấp điện cho
các hộ phụ tải.
Chất lượng lưới 10(6)kV không đảm bảo độ an toàn cung cấp điện do:
- Được xây dựng từ lâu, tiết diện nhỏ (đường trục AC-35,50,70,95),
- Nhiều tuyến mang tải cao, bán kính cấp điện lớn,
- Được xây dựng trong giai đoạn 1960-1985 chủ yếu để phục vụ phát triển
nông nghiệp (phục vụ các trạm bơm, nghiền thức ăn gia súc),

- Được xây dựng trong giai đoạn 1986-1994, thời kỳ phong trào xây dựng lưới
điện theo hình thức nhà nước và nhân dân cùng làm. Do vốn đầu tư xây dựng hạn
chế cùng với việc phát triển không theo quy hoạch, nên chất lượng lưới điện không
đảm bảo.
* Khu vực thành phố, thị trấn
Khu vực này, trước đây chủ yếu là lưới 6;10kV, trong thời gian vừa qua ngành
điện đẩy mạnh việc cải tạo lưới 6;10kV thành lưới 22kV.
Những khu vực được đầu tư cải tạo chất lượng lưới trung áp được cải thiện,
khả năng cung cấp điện tăng lên, tổn thất điện áp và điện năng giảm.
- Lưới điện trung áp tại các tỉnh khảo sát
* TP.Hà Nội
Năm 2005 điện thương phẩm TP.Hà Nội là 4,03 tỷ kWh, lưới điện trung áp
tồn tại 4 cấp điện áp 35,22,10,6kV với 2.479km đường dây, trong đó 41% là cáp
ngầm, 5452 trạm / 2.636,5MVA trạm biến áp phân phối.
- Lưới 35kV bao gồm: 399km đường dây (chiếm 16% theo khối lượng đường
dây trung áp), 638 trạm / 324,06MVA (chiếm 12,3% theo dung lượng trạm BA

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

17


Luận văn Thạc sỹ khoa học

phân phối). Nhìn chung trong thời gian qua lưới 35kV không phát triển và có xu
hướng giảm.
- Lưới 22kV bao gồm: 770km đường dây (chiếm 31,1% theo khối lượng
đường dây trung áp), 1.833 trạm / 1.058,74MVA (chiếm 41,16% theo dung lượng
TBA phân phối).
- Lưới 10kV bao gồm: 460km đường dây (chiếm 18,5% theo khối lượng

đường dây trung áp), 1.093 trạm / 515,152MVA (chiếm 19,5% theo dung lượng
trạm biến áp phân phối).
- Lưới 6kV bao gồm: 850km đường dây (chiếm 34,3% theo khối lượng đường
dây trung áp), 1.888 trạm / 738,55MVA (chiếm 28% theo dung lượng trạm biến áp
phân phối).
Trong những năm qua hệ thống lưới điện phân phối 6-10 kV, đặc biệt là lưới 6
kV đang được đầu tư cải tạo nâng cấp lên 22 kV với tiến độ khá nhanh. Hiện tại
trên toàn TP số trạm biến áp đang vận hành 6 kV chiếm 28% (năm 2000 còn là
53,6%); số trạm biến áp đang vận hành 10 kV chiếm 19,5% (năm 2000 là 25,4%);
số trạm biến áp đang vận hành cấp 22 kV chiếm trên 40,1% (so với năm 2000 mới
chỉ là 3,5%). Nhờ được cải tạo nâng cấp, chất lượng lưới trung áp trên địa bàn
TP.Hà Nội đã được cải thiện đáng kể, tỷ lệ tổn thất trên lưới giảm từ 10,9% năm
2000 xuống còn 9,13% năm 2004.
Tuy nhiên, hệ thống lưới trung áp còn gồm nhiều hệ thống 6, 10, 22, 35kV
tiếp tục gây khó khăn lớn trong quản lý vận hành và hạn chế rất nhiều khả năng linh
hoạt cung cấp điện mỗi khi lưới bị sự cố.
* Tỉnh Thái Bình
Năm 2005 điện thương phẩm tỉnh Thái Bình là 482 triệu kWh, lưới điện trung
áp tỉnh tồn tại ở 2 dạng điện áp 35kV và 10kV.

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

18


Luận văn Thạc sỹ khoa học

- Lưới 35kV bao gồm: 358km đường dây (chiếm 20% theo khối lượng đường
dây trung áp), 281 trạm / 96.110kVA (chiếm 28,8% theo dung lượng trạm BA phân
phối). Lưới 35kV có mặt ở tất cả các huyện thị với nhiệm vụ là vừa cấp điện cho

các trạm biến áp phân phối, vừa cấp điện cho các trạm biến áp trung gian. Đặc điểm
chính của lưới điện 35kV tỉnh Thái Bình là tiết diện dây dẫn nhỏ (AC120,95,70,50), xây dựng lâu, hiện đã xuống cấp, nhiều tuyến dây mang tải cao, tổn
thất điện áp lớn. Trên địa bàn tỉnh có 4 lộ 35kV có tổn thất điện áp trên 6%, cá biệt
có lộ tổn thất trên 12%. Việc tồn tại quá nhiều trạm biến áp trung gian và các trạm
biến áp trung gian đều vận hành trong tình trạng đầy tải, dẫn tới lẵng phí vốn đầu tư
xây dựng mở rộng trạm, nhân công trực vận hành trạm và làm tăng tổn thất điện
năng.
- Lưới 10kV bao gồm: 1.362km đường dây (chiếm 80% theo khối lượng
đường dây trung áp), 1.452 trạm / 236.490kVA (chiếm 71,2% theo dung lượng trạm
BA phân phối). Lưới 10kV tỉnh Thái Bình xây dựng từ lâu, nguồn vốn xây dựng
hạn hẹp, việc xây dựng chưa được quy chuẩn cho nên lưới 10kV trên địa bàn tỉnh
Thái Bình chủ yếu dùng cột chữ H, dây dẫn tiết diện nhỏ (AC-35,50), mang tải lớn,
tổn thất điện áp cuối đường dây cao. Trên địa bàn tỉnh có 7 lộ 10kV tổn thất điện áp
trên 10%, 11 lộ tổn thất trên 6%.Dẫn tới nhiều khu vực lưới 10kV không đáp ứng
yêu cầu phát triển kinh tế xã hội của tỉnh.
- Trong những năm qua do nguồn vốn hạn hẹp, do vậy việc xây dựng mới các
TBA đều không có cấp điện áp 22kV để chờ. Do vậy đối với tỉnh Thái Bình việc cải
tạo lưới 10->22kV là tương đối khó khăn, đòi hỏi nguồn vốn lớn.
* Tỉnh Hà Giang
Năm 2005 điện thương phẩm là 64 triệu kWh, hệ thống lưới trung áp bao gồm
các cấp điện áp 35;22;10kV.
- Lưới 35kV bao gồm: 1.119km đường dây (chiếm 85,2% theo khối lượng
đường dây trung áp), 329 trạm / 25.082kVA (chiếm 44,4% theo dung lượng trạm

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

19


Luận văn Thạc sỹ khoa học

BA phân phối). Lưới 35kV có mặt ở tất cả các huyện thị với nhiệm vụ là vừa cấp
điện cho các trạm biến áp phân phối, vừa cấp điện cho các trạm biến áp trung gian.
Đặc điểm chính của lưới điện 35kV tỉnh Hà Giang là tiết diện dây dẫn nhỏ (AC95,70,50), chiều dài cấp điện lớn, một tuyến đường dây 35kV cấp điện cho nhiều
huyện (điển hình lộ 375 trạm TX.Hà Giang chiều dài đường trục 131km).
- Lưới 22kV bao gồm: 131km đường dây (chiếm 9,98% theo khối lượng
đường dây trung áp), 19 trạm / 2.840kVA (chiếm 5% theo dung lượng trạm BA
phân phối). Lưới 22kV mới chỉ sử dụng ở TT.Việt Quang huyện Bắc Quang (2 lộ
471 và 473).Đặc điểm lưới 22kV tỉnh Hà Giang là bán kính cấp điện nhỏ, công suất
truyền tải trên đường dây nhỏ.
- Lưới 10kV bao gồm: 63,4km đường dây (chiếm 4,82% theo khối lượng
đường dây trung áp), 142 trạm / 28.570kVA (chiếm 50,6% theo dung lượng trạm
BA phân phối). Lưới 10kV có mặt ở 6 thị trấn của 6 huyện và TX.Hà Giang. Đặc
điểm lưới 10kV tỉnh Hà Giang là lưới khu vực TX.Hà Giang tương đối nặng tải và
phần lớn đều được thiết kế theo quy chuẩn 22kV, nên dễ dàng thực hiện việc
chuyển đổi thành lưới 22kV (trong 142 trạm biến áp có 76 trạm /16.716kVA trạm
biến áp có đầu 22kV), còn lại các khu vực khác lưới 10kV tương đối nhẹ tải và
trong thời gian vừa qua lưới 10kV ở các khu vực này hầu như hạn chế phát triển
(chủ yếu là phát triển lưới 35kV).
* Tỉnh Phú Thọ
Năm 2005 điện thương phẩm tỉnh Phú Thọ là 590 triệu kWh, lưới trung áp bao
gồm các cấp điện áp 35;10,6kV. Trong đó:
- Lưới 35kV bao gồm: 1.076km đường dây (chiếm 63,7% theo khối lượng
đường dây trung áp), 519 trạm / 157.650kVA (chiếm 51,88% theo dung lượng trạm
BA phân phối). Lưới 35kV có mặt ở tất cả các huyện thị với nhiệm vụ là vừa cấp
điện cho các trạm biến áp phân phối, vừa cấp điện cho các trạm biến áp trung gian.

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

20

Luận văn Thạc sỹ khoa học

- Lưới 10kV bao gồm: 409km đường dây (chiếm 24% theo khối lượng đường
dây trung áp), 222 trạm / 46.370kVA (chiếm 15,26% theo dung lượng trạm BA
phân phối). Lưới 10kV tập trung ở các thị trấn các huyện. Đặc điểm lưới 10kV tỉnh
Phú Thọ là bán kính cấp điện lớn, tiết diện dây dẫn nhỏ, hình tia, công suất truyền
tải trên đường dây lớn.
- Lưới 6kV bao gồm: 205km đường dây (chiếm 12,1% theo khối lượng đường
dây trung áp), 316 trạm / 99.165kVA (chiếm 32,86% theo dung lượng trạm BA
phân phối). Lưới 6kV có mặt TP.Việt Trì, TX.Phú Thọ, TT.Thanh Sơn, Thanh
Ba.Đặc điểm lưới 6kV tỉnh Phú Thọ xây dựng đã lâu (1960), tiết diện dây nhỏ, công
suất truyền tải trên đường dây cao, tổn thất điện áp và điện năng lớn.
- Lưới 35;10,6kV thiết kế theo quy chuẩn 22kV có: 66,2km, 79 trạm / 22MVA
và chủ yếu tập trung ở TP.Việt Trì. Hiện nay Điện lực Phú Thọ đang triển khai dự
án cải tạo lưới 6kV TP.Việt Trì thành lưới 22kV với số vốn đầu tư 80 tỷ đồng.
b. Lưới điện trung áp khu vực miền Nam
- Đặc điểm chung
Lưới điện trung áp tồn tại 4 cấp điện áp 35;22;15kV. Trừ cấp điện áp 15kV và
22kV là các cấp có trung tính nối đất trực tiếp với hệ thống 3 pha 4 dây.
Lưới 35kV được xây dựng sau năm 1975. Tuy nhiên tới nay khối lượng lưới
35kV có khối lượng rất nhỏ mà chủ yếu là lưới 15;22kV.
Lưới 35kV có nhiệm vụ chuyên tải từ trạm nguồn cung cấp cho các trạm trung
gian 35/15;22kV. Lưới 35kV có kết cấu 3 pha 3 dây trung tính cách ly hoặc nối đất
qua cuộn dập hồ quang.

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

21

Luuận văn Thạạc sỹ khoa học
h

35kV
0.1%

1
15kV
3
32.5%

35
5kV
1.6
6%

22kV
V
43.5%

15kV
56.4%
§
§êng
d©y

22k
kV

65.9
9%

Tr¹m biÕn
b
¸p

Hình 1.5 Biểu đồ
đ tỷ trọng
g các cấp điện
đ áp lướii TA khu vực
v miền Nam
N
Trong thời gian vừa qua lư
ưới 22kV các tỉnh miền
m
Nam phát triển mạnh mẽ,,
nếếu không tính
t
hai khuu vực TP.H
Hồ Chí Miinh và tỉnh Đồng Naii, lưới 22kV
V khu vựcc
Công ty Điệện lực 2 quuản lý chiếếm 84,3% (theo dung
g lượng TB
BA), 73% (theo khốii
lư
ượng đường
g dây).
Mặt khhác ở khuu vực này lưới 15kV
V hầu hết được thiếtt kế theo tiêu

t
chuẩn
n
222kV, do vậậy ở khu vự
ực này việcc chuyển đổi
đ lưới 15->22kV cơ
ơ bản là rấtt thuận lợi.
H
Hầu hết tất cả các tỉnhh niềm Nam
m trừ TP.H
Hồ Chí Min
nh, tới năm
m 2007 lướ
ới 15kV cơ
ơ
bảản chuyển thành lưới 22kV.
ượng lưới trung áp tại
t các tỉnhh miền Nam
m về cơ bản có chấtt lượng tốtt
Chất lư
hơ
ơn lưới truung áp miềnn Bắc, với những tuyyến dây tru
ung áp đượ
ợc xây dựngg theo quy
y
chhuẩn 22kV
V, tiết diện dây
d lớn để dự phòng cho nhữngg năm tiếp theo.
- Lưới
L

điện trung áp tại
t các tỉnh
h khảo sát
C Mau
* Tỉnh Cà
Năm 2005
2
điện thương phẩẩm tỉnh Cà Mau là 38
87 tỷ kWh, trên địa bààn tỉnh tồn
n
tạại 2 cấp điệện áp 35; 222kV.

H
Học viên: Vũ
ũ Hải Đông -CHKTĐ

222


Luận văn Thạc sỹ khoa học

Năm 1997 Điện lực Cà mau chuyển đổi lưới 15,20kV thành lưới 22kV, năm
2002 Điện lực Cà Mau hoàn thành việc chuyển đổi lưới 15; 20kV thành lưới 22kV.
Hiện nay trên địa bàn tỉnh có 3.404km đường dây, 3585 TBA phân phối /
173.330kVA.
Sau khi thực hiện nâng cấp lưới điện từ 15,20kV thành lưới 22kV, tình hình
lưới điện vận hành rất ổn định và an toàn, đồng thời cải thiện rất lớn về chất lượng
điện áp, góp phần giảm đáng kể tổn thất điện năng, tổn thất điện năng lúc chưa cải
tạo là 12,77%, năm 2002 thực hiện là 9,69% giảm 3,08%, mặc dù tốc độ tăng
trưởng điện thương phẩm trong các năm qua là 22,5%/năm (1997-2005).

* TP.Hồ Chí Minh
Năm 2005 điện thương phẩm TP.Hồ Chí Minh là 9,85 tỷ kWh, lưới trung áp
có 2 cấp điện áp là 22; 15kV. Trong đó lưới 22kV được xây dựng tại huyện Củ Chi,
còn lại các quận huyện khác vận hành ở lưới 15kV.
+ Cấp điện áp 22kV và xây dựng theo tiêu chuẩn 22kV (đường dây chiếm tỷ
trọng 40,3%, TBA chiếm 63,7%).
- Lưới 22kV: 13,57km, 18 máy biến áp / 7,196MVA.
- Lưới thiết kế 22kV, vận hành ở cấp điện áp 15kV: Đường dây 1.636km,
TBA có 16.105 máy biến áp / 3.403MVA.
+ Lưới thiết kế ở cấp điện áp 15kV, vận hành ở cấp điện áp 15kV: Đường dây
2.445km (chiếm tỷ trọng 59,7%). Trạm biến áp có 14.595 máy / 1.938MVA (chiếm
tỷ trọng 36,4% theo dung lượng).
Mặc dù lưới điện trung áp TP.HCM được thiết ở cấp điện áp 22kV rất nhiều,
đặc biệt là khu vực ngoại thành, các quận ven đô, tuy nhiên việc chuyển lưới 15kV
sang vận hành ở cấp 22kV là rất chậm. Nguyên nhân là tình trạng xen kẽ giữa lưới
được thiết kế ở cấp điện áp 15kV và cấp 22kV.

Học viên: Vũ Hải Đông -CHKTĐ

23