Nâng cao độ tin cậy và hiệu quả cung cấp điện tại điện lực mỹ hào

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân, được xuất phát trong
quá trình học tập và công tác. Các số liệu có nguồn gốc rõ ràng, tuân thủ đúng
nguyên tắc. Kết quả trình bày trong luận văn được thu thập là trung thực chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Hà nội, tháng 9 năm 2013
Tác giả

Bùi Văn Chính

1


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CC :

Cầu chì

CD :

Cầu dao

CSV

:

Chống sét van

DCL :

Dao cách ly

MBA:

Máy biến áp

MC :

Máy cắt

PĐ:

Phân đoạn

SCADA :

Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu từ xa

TBA :

Trạm biến áp

TBAPP:

Trạm biến áp phân phố

TBPĐ :

Thiết bị phân đoạn

TĐL :

Tự động đóng lại đường dây

TĐN :

Tự động đóng nguồn dự phòng

2


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Lưới điện phân phối hệ thống điện Việt Nam 2010 ............................................ 22
Bảng 2.3: Bảng số liệu tính toán lưới điện hình tia ............................................................. 78
Bảng 4.1. Bảng tính toán số liệu lắp đặt TBPĐ lộ 371E28.4 .............................................. 95

3


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Lưới điện ba pha trung tính máy biến áp nối đất qua tổng trở ............................ 11
Hình 1.2. Lưới điện ba pha và 1 dây trung tính ................................................................... 12
Hình 1.3. Sơ đồ lưới phân phối trên không hình tia ............................................................ 16

Hình 1.4. Sơ đồ lưới phân phối mạch vòng kín ................................................................... 17
Hình 1.5. Sơ đồ lưới phân phối mạch vòng kín ................................................................... 18
Hình 1.6. Mạch liên nguồn .................................................................................................. 18
Hình 1.7. Cung cấp điện thông qua trạm cắt ....................................................................... 19
Hình 1.8. Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung ......................................................... 19
Hình 1.9. Sơ đồ lưới phân phối hạ áp và phương pháp cung cấp điện cho phụ tải một pha 20
Hình 1.10. Đường dây cung cấp kết hợp với chiếu sáng đường đi...................................... 20
Hình 1.11. Sơ đồ trạm biến áp phân phối ............................................................................ 21
Hình 2.1. Diễn biến điện áp trên lưới phân phối trung và hạ áp .......................................... 26
Hình2.2. ............................................................................................................................... 29
Hình 2.3. Xuất tuyến sơ cấp với các phụ tải phân bố đều và tập trung, phân phối dòng điện
phản kháng trước khi lắp đặt tụ bù ...................................................................................... 37
Hình 2.4. Giảm tổn thất công suất với 1 bộ tụ bù ............................................................... 39
Hình 2.5. Giảm tổn thất với 2bộ tụ điện .............................................................................. 41
Hình 2.6 Giảm tổn thất với 3 bộ tụ điện ............................................................................. 42
Hình 2.7. Giảm tổn thất với 4 bộ tụ điện ............................................................................. 43
Hình 2.8. So sánh việc giảm tổn thất có thể đạt được từ n = 1,2,3 và ∞ bộ bụ với λ = 0 .... 45
Hình 2.9. So sánh việc giảm tổn thất có thể đạt được từ n=1,2,3 và  bội tụ với   1/ 4 46
Hình 2.10. Quan hệ giữa tỷ lệ bù tụ tổng và hệ số phụ tải phản kháng đối với tải phân bố
đều (  0 và   1) ............................................................................................................ 47
Hình 2.11. Giảm tổn thất điện năng với kích cỡ bô tụ bất kỳ được lắp đặt tại vị trí tối ưu . 48
Hình 2.12. Giảm tổn thất điện năng với kích cỡ bô tụ bất kỳ được lắp đặt tại vị trí tối ưu
'
( FLD
 0,4) .......................................................................................................................... 49
Hình 2.13. Giảm tổn thất điện năng với kích cỡ bộ tụ bất kỳ được lắp đặt tại vị trí tối ưu
'
( FLD
 0,6) .......................................................................................................................... 49
Hình 2.14: Giảm tổn thất điện năng với kích cỡ bộ tụ bất kỳ được lắp đặt tại vị trí tối ưu

'
( FLD
 0,8) .......................................................................................................................... 50
Hình 2.15. Giảm tổn thất điện năng với kích cỡ bộ tụ bất kỳ được lắp đặt tại vị trí tối ưu
'
( FLD
 1,0) ........................................................................................................................... 50
Hình 3.1: Hệ thống phân phối điện bị thiệt hại .................................................................... 59
Hình 3.2: Đường dây trên không bị thiệt hại ....................................................................... 59
Hình 3.3: Trạm biến áp bị hư hỏng ...................................................................................... 59
Hình 3.4: Cột bê tông bị phá vỡ trong cơn bão.................................................................... 59
Hình 3.4. Sơ đồ tự động đóng nguồn dự phòng .................................................................. 64
Hình 3.5. Lưới phân phối không phân đoạn ....................................................................... 67
Hình 3.6. Lưới phân phối đoạn bằng dao cách ly ............................................................... 69
Hình 3.7 Sơ đồ đẳng trị các đoạn lưới phân đoạn............................................................... 69
Hình 3.8. Sơ đồ tổng quát lưới điện hình tia....................................................................... 71
Hình 3.9a. Sơ đồ tổng quát của lưới điện hình tia .............................................................. 77
Hình 3.9b. Sơ đồ đẳng trị của lưới điện hình tia ................................................................. 77
Hình 4.1. Đồ thị biễu diễn tổng điện năng mất và thời gian mất điện trung bình cho 1 nút
tải/1năm theo số lượng TBPDD .......................................................................................... 96

4


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................. 1
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................... 2
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................... 3
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 7

Chương 1 ............................................................................................................................... 9
GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN .......................................................................... 9
1.1. Khái niệm chung. ........................................................................................................ 9
1.1.1. Lưới phân phối điện. ........................................................................................... 9
1.1.2. Phân loại lưới phân phối . .................................................................................. 10
1.1.3. Yêu cầu đối với lưới phân phối. ........................................................................ 10
1.1.4. Các chỉ tiêu và tiêu chuẩn đánh giá mạng lưới phân phối. ................................ 10
1.2. Cấu trúc lưới phân phối. ........................................................................................... 11
1.2.1. Các phần tử trong lưới phân phối. ..................................................................... 11
1.2.2. Phương pháp phân phối điện trung áp và nối đất trung tính cuộn trung áp của
máy biến áp nguồn. ...................................................................................................... 11
1.2.3. Sơ đồ lưới điện phân phối .................................................................................. 14
1.3. Hệ thống phân phối điện tại Việt Nam ..................................................................... 21
Chương 2 ............................................................................................................................. 23
CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP VÀ GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN
NĂNG .................................................................................................................................. 23
2.1. Các biện pháp nâng cao chất lượng điện áp. ............................................................ 23
2.1.1. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng điện áp ........................................................... 23
a. Độ lệch điện áp δU .............................................................................................. 23
b. Độ dao động điện áp ............................................................................................ 24
c. Độ không đối xứng ............................................................................................... 24
d. Độ không sin ........................................................................................................ 25
2.1.2. Các biện pháp điều chỉnh điện áp. ..................................................................... 26
2.2. Các biện pháp giảm tổn thất điện năng. .................................................................... 27
2.2.1. Tổn thất công suất và điện năng trên lưới điện. ................................................. 27
2.2.2. Các biện pháp giảm tổn thất điện năng. ............................................................. 28
2.3. Bù công suất phản kháng. ......................................................................................... 28
2.3.1. Các vấn đề chung trong việc bù công suất phản kháng. .................................... 29
2.3.2. Phân tích kinh tế bài toán bù công suất phản kháng: ......................................... 31
2.3.3. Phân tích kinh tế cho bài toán bù tối ưu. ........................................................... 33

Chương 3 ............................................................................................................................. 51
CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY .................................................................. 51
3.1. Đặt vấn đề. ................................................................................................................ 51
3.2. Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy và các biện pháp nâng cao độ tin cậy. ................... 51
3.2.1. Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của lưới phân phối. ......................................... 51
3.2.2. Các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới phân phối điện. ................................................ 53
3.2.2.1. Áp dụng các chỉ tiêu trong thực tế. ............................................................. 53
3.2.2.2. Tổn thất kinh tế do mất điện và ảnh hưởng của độ tin cậy đến cấu trúc của
hệ thống điện. ........................................................................................................... 54
3.2.3. Các số liệu thống kê về các nguyên nhân sự cố. ................................................ 57
3.2.4. Phân tích độ tin cậy của lưới cáp ngầm và lưới điện trên không ....................... 59
3.3. Các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện. ..................................................... 60
3.3.1. Các giải pháp hoàn thiện cấu trúc lưới điện....................................................... 60
3.3.2. Giải pháp hoàn thiện hệ thống quản lý. ............................................................. 63
3.3.3. Sử dụng các thiết bị điện có độ tin cậy cao. ...................................................... 63
3.3.4. Sử dụng các thiết bị tự động, các thiết bị điều khiển từ xa. ............................... 64
5


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
3.3.5. Tăng cường dự phòng bằng sơ đồ kết dây. ........................................................ 65
3.3.6. Tổ chức tìm và sửa chữa sự cố nhanh. ............................................................... 66
3.3. Phương pháp phân tích đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới phân phối. ....... 67
3.3.1. Độ tin cậy của lưới phân phối. ........................................................................... 67
3.3.1.1. Độ tin cậy của lưới phân phối hình tia. ...................................................... 67
3.3.1.2. Độ tin cậy của lưới phân phối kín vận hành hở.......................................... 70
3.3.2. Sơ đồ tổng quát lưới điện. .................................................................................. 71
3.3.3. Tính các chỉ tiêu độ tin cậy. ............................................................................... 73
3. 3.4. Ví dụ áp dụng. ................................................................................................... 77
Chương 4 ............................................................................................................................. 82

TÍNH TOÁN ÁP DỤNG: PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN
MỸ HÀO. ............................................................................................................................ 82
5.1. Sơ đồ 1 sợi lưới điện Mỹ Hào (Phụ lục 1) ................................................................ 82
5.2. Sơ đồ lộ 371E28-4 (Phụ lục 2) ................................................................................ 82
5.3. Các thông số đường dây tải điện thuộc lộ 371E28.4: ............................................... 82
5.4. Các thông số nút tải thuộc lộ 371E28.4: ................................................................... 89
5.5. Kết quả tính toán ....................................................................................................... 92
Kết luận ............................................................................................................................... 97
Tài liệu tham khảo .............................................................................................................. 99

6


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

LỜI MỞ ĐẦU
Điện năng có vai trò rất quan trọng trong công cuộc công nghiệp hoá và phát
triển kinh tế, xã hội của đất nước. Do đó ngành điện cần phải được phát triển mạnh
để đáp ứng nhu cầu về điện năng ngày càng cao của đất nước. Phụ tải điện ngày
càng lớn lên, quan trọng hơn lên, do đó vấn đề phát triển thêm các nhà máy điện
hoặc nhà máy thuỷ điện và hoàn thành lưới điện đang được tiến hành một cách
nhanh chóng cấp thiết, sao cho đáp ứng được sự phát triển không ngừng theo thời
gian của phụ tải và ngày càng đòi hỏi cao về chất lượng điện năng và độ tin cậy
cung cấp điện. Việc giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật từ thiết kế, cũng
như vận hành nhà máy điện, hệ thống điện và lưới điện phải đặc biệt quan tâm một
cách triệt để. Đảm bảo cho có được các phương án dự phòng hợp lý và tối ưu trong
chế độ làm việc bình thường cũng như khi xảy ra sự cố. Đối với người làm công tác
kỹ thuật ngành điện phải ý thức rõ được điều đó và luôn luôn cố gắng nhằm góp
phần nhỏ bé của mọi người vào công việc chung của ngành. Để đáp ứng yêu cầu
cung cấp điện cho khách hàng về chất lượng điện năng, mới có thể phát triển kinh tế

xã hội trong tương lai ngày càng cao.
Lưới điện phân phối thường có cấp điện áp là 6, 10, 22, 35 kV phân phối cho
các trạm phân phối trung áp, hạ áp và phụ tải trung áp. Các hộ phụ tải nhận điện
trực tiếp thông qua các trạm biến áp phân phối, nên khi xảy ra bất kỳ xự cố nào
trong lưới điện và trạm biến áp phân phối đều ảnh hưởng trực tiếp đến các hộ tiêu
thụ. Để nâng cao được độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện cũng như chất lượng
điện năng đảm bảo cho các phụ tải điện luận văn tập trung chủ yếu vào nghiên cứu
các giải pháp nâng cao chất lượng điện áp và giảm tổn thất điện năng ở lưới phân
phối; phân tích, tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối, từ kết quả tính toán
được đưa ra các biện pháp giảm thiệt hại về kinh tế và thời gian mất điện đối với hộ
phụ tải.
Lý do chọn đề tài: Bản thân đang là một CBCNV của Điện lực Mỹ Hào, do
đó cần nắm rõ, đi sâu để tìm hiểu, tính toán sao cho lưới điện tại Điện lực Mỹ Hào
vận hành an toàn, góp phần nâng cao độ tin cậy và hiệu quả cung cấp điện, giảm

7


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

thiểu sác xuất sự cố, đảm bảo cho sản xuất, nâng cao năng suất lao động, thúc đẩy
nền kinh tế khu vực huyện Mỹ Hào phát triển.
Mục đích nghiên cứu: Cơ sở lý thuyết về lưới phân phối, các vấn đề về
chất lượng điện năng của lưới phân phối và các phương pháp phân tích độ tin cậy
lưới phân phối và áp dụng các phương pháp vào lưới điện cụ thể của huyện Mỹ Hào
Đối tượng nghiên cứu: Các đường dây phân phối cấp điện áp trung áp, sự
ảnh hưởng của các đường dây đến chất lượng điện năng, độ tin cậy cung cấp điện
cho các hộ phụ tải.
Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết về lưới phân phối, về các
giải pháp nâng cao chất lượng điện áp và giảm tổn thất điện năng ở lưới phân phối.

Phương pháp nghiên cứu, phân tích và tính toán độ tin cậy. Vận dụng kết quả
nghiên cứu, xây dựng phương pháp tính toán độ tin cậy và hiệu quả cung cấp điện
tại Điện lực Mỹ Hào – Công ty Điện lực Hưng Yên.
Đề tài: Nâng cao độ tin cậy và hiệu quả cung cấp điện tại Điện lực Mỹ Hào –
Công ty Điện lực Hưng Yên.
Bố cục luận văn: Luận văn thực hiện bố cục nội dung như sau:
Lời mở đầu
Chương 1: Giới thiệu về lưới phân phối điện.
Chương 2: Các biện pháp nâng cao chất lượng điện áp và giảm tổn thất điện năng.
Chương 3: Các biện pháp nâng cao độ tin cậy của lưới phân phối .
Chương 4: Tính toán áp dụng: Phân tích độ tin cậy của lưới phân phối điện Mỹ
Hào..

8


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Chương 1
GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN
1.1. Khái niệm chung.
1.1.1. Lưới phân phối điện.
Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, các trạm biến áp, các đường dây
truyền tải và phân phối điện được nối với nhau thành hệ thống làm nhiệm vụ sản
xuất, truyền tải và phân phối điện năng.
Mặt khác hệ thống điện phát triển không ngừng trong không gian và thời gian
nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của phụ tải, nhiều nhà máy điện có công suất
vừa và lớn đã và đang được xây dựng. Các nhà máy điện thường được xây dựng ở
những nơi gần nguồn nhiên liệu hoặc việc chuyên chở nhiên liệu thuận lợi, ít tốn
kém. Trong khi đó các trung tâm phụ tải lại ở xa, do vậy phải dùng lưới truyền tải

để chuyển tải điện năng đến các hộ phụ tải. Vì lý do kỹ thuật cũng như an toàn,
không thể cung cấp trực tiếp cho các phụ tải bằng lưới truyền tải, do vậy phải dùng
lưới điện phân phối.
Lưới điện phân phối thực hiện nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm biến
áp trung gian, thanh cái nhà máy điện cung cấp cho các phụ tải như một địa phương,
một thành phố, quận, huyện... có bán kính cung cấp điện nhỏ. Điện áp sử dụng thường là 6, 10, 22, 35 kV và phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp/ hạ áp,
phụ tải trung áp và lưới hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220 V. Lưới điện
phân phối có chiều dài tương đối lớn, đường dây phân nhánh, hình tia hoặc mạch
vòng cung cấp điện trực tiếp cho các hộ tiêu thụ. Do đó những nguyên nhân ảnh hưởng đến quá trình chuyển tải của lưới phân phối đều có liên quan trực tiếp đến các
hộ tiêu thụ.
Như vậy trong thiết kế và vận hành lưới phân phối cần phải đưa ra các phương
án sao cho đảm bảo được chất lượng năng lượng và có dự phòng hợp lý khi xảy ra
sự cố, nhằm giảm xác suất xảy ra sự cố và những thiệt hại về kinh tế đối với các hộ
tiêu thụ.
Lưới điện phân phối trung áp và hạ áp làm nhiệm vụ phân phối trực tiếp
điện năng cho các hộ phụ tải và được phân cấp như sau:

9


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

- Lưới phân phối trung áp có các cấp điện áp: 6, 10, 22, 35 kV có nhiệm vụ phân
phối điện năng cho các trạm phân phối trung áp/ hạ áp và các phụ tải phía trung áp.
- Lưới phân phối hạ áp có nhiệm vụ cung cấp điện năng cho các phụ tải phía hạ
áp với cấp điện áp: 380/ 220 V hay 220/110V.
1.1.2. Phân loại lưới phân phối .
- Theo đối tượng địa bàn phục vụ:
+ Lưới phân phối thành phố.
+ Lưới phân phối nông thôn.

+ Lưới phân phối xí nghiệp.
- Theo thiết bị dẫn điện:
+ Lưới phân phối trên không.
+ Lưới phân phối cáp ngầm.
- Theo cấu trúc hình dáng:
+ Lưới phân phối hở (hình tia) có phân đoạn và không phân đoạn.
+ Lưới phân phối kín vận hành hở.
+ Hệ thống phân phối điện.
1.1.3. Yêu cầu đối với lưới phân phối.
a - Đảm bảo chất lượng điện áp cho phụ tải.
b - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ phụ - tải: mỗi một sự cố trên
lưới phân phối trung áp đều ảnh hưởng trực tiếp đến sinh hoạt của nhân dân và các
hoạt động kinh tế, xã hội.
c - Giảm tổn thất điện năng
d - Đảm bảo an toàn cung cấp điện
1.1.4. Các chỉ tiêu và tiêu chuẩn đánh giá mạng lưới phân phối.
- Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng lưới phân phối:
+ Sự phục vụ đối với khách hàng.
+ Hiệu quả kinh tế đối với các doanh nghiệp điện.
- Các tiêu chuẩn đánh giá:
+ Chất lượng điện áp.
+ Độ tin cậy cung cấp điện.
+ Hiệu quả kinh tế (giá thành tải điện nhỏ nhất).
+ Độ an toàn đối với người và thiết bị.
+ Ảnh hưởng tới môi trường (cảnh quan, đường dây điện thoại...)
10


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

1.2. Cấu trúc lưới phân phối.
1.2.1. Các phần tử trong lưới phân phối.
- Máy biến áp trung gian và máy biến áp phân phối.
- Thiết bị dẫn điện: đường dây điện bao gồm dây dẫn và phụ kiện.
- Thiết bị đóng cắt và bảo vệ: máy cắt, dao cách ly, thiết bị chống sét, cầu chì,
hệ thống bảo vệ rơle, áp tô mát...
- Thiết bị điều chỉnh điện áp: thiết bị điều áp dưới tải trong trạm trung gian,
thiết bị thay đổi đầu phân áp ngoài tải ở máy biến áp phân phối, tụ bù ngang, bù
dọc, thiết bị đối xứng hoá, thiết bị lọc sóng hài bậc cao...
- Thiết bị đo lường: công tơ đo điện năng tác dụng, điện năng phản kháng,
đồng hồ đo điện áp, dòng điện..., thiết bị truyền thông tin đo lường.
- Thiết bị giảm tổn thất điện năng: tụ bù.
- Thiết bị nâng cao độ tin cậy: thiết bị tự động đóng lặp lại, thiết bị tự động
đóng nguồn dự trữ, máy cắt hoặc dao cách ly phân đoạn...
- Thiết bị điều khiển xa hoặc tự động: máy tính điện tử, thiết bị đo xa, thiết bị
truyền, thu và xử lý thông tin, thiết bị điều khiển xa, thiết bị thực hiện...
Mỗi phần tử trong lưới phân phối đều có các thông số đặc trưng và chế độ làm
việc khác nhau tuỳ theo chức năng và tình trạng vận hành cụ thể. Tất cả những
nguyên nhân ảnh hưởng đến chế độ làm việc của mỗi phần tử đều ảnh hưởng trực
tiếp đến độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ phụ tải. Do đó trong công tác thiết kế,
vận hành cần phải đặc biệt quan tâm.
1.2.2. Phương pháp phân phối điện trung áp và nối đất trung tính cuộn trung áp
của máy biến áp nguồn.
a. Phương pháp phân phối điện trung áp
Có hai phương pháp phân phối điện trong lưới phân phối điện trung áp:
-

Phương pháp dùng lưới điện 3 pha: điện năng được truyền tải bằng hệ
thống 3 dây pha, máy biến áp trung áp có cuộn trung áp đấu sao và
trung tính nối đất qua tổng trở Z, không có dây trung tính đi theo lưới

điện.

A
B
C
Z

Hình 1.1. Lưới điện ba pha trung tính máy biến áp nối đất qua tổng trở
11


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

- Phương pháp lưới điện 3 pha và một dây trung tính: là phương pháp truyền
tải điện mà ngoài 3 dây pha còn có thêm 1 dây trung tính đi theo lưới điện, cứ
khoảng 300m thực hiện nối đất lặp lại. Trong lưới điện này, cuộn trung áp của máy
biến áp nối sao và trung tính nối đất trực tiếp.

A
B
C
300 m
Hình 1.2. Lưới điện ba pha và 1 dây trung tính
b. Nối đất trung tính cuộn trung áp của máy biến áp nguồn
* Trung tính không nối đất: Z = 
- Ưu điểm: khi xảy ra chạm đất một pha mạng điện vẫn vận hành được trong
một khoảng thời gian nhất định để tìm và khắc phục sự cố, do đó độ tin cậy của
mạng điện được nâng cao.
- Nhược điểm:
+ Tăng giá thành của lưới điện do cách điện của lưới điện được chế tạo phải

chịu được điện áp dây.
+ Chỉ áp dụng đối với lưới điện có dòng chạm đất do điện dung gây ra nhỏ
hơn giá trị giới hạn. Nếu dòng điện điện dung lớn hơn giá trị giới hạn thì hồ quang
sinh ra khi chạm đất một pha sẽ lặp lại và duy trì, gây ra quá điện áp nguy hiểm cho
lưới điện
+ Khi xảy ra chạm đất một pha, điện áp các pha còn lại có thể tăng cao gây
quá áp và cộng hưởng nguy hiểm cho cách điện.
- Phạm vi áp dụng: thường dùng cho lưới phân phối 6, 10 kV, còn lưới có cấp
điện áp từ (1535) kV chỉ dùng nếu độ dài lưới điện ngắn.
* Trung tính nối đất trực tiếp: Z = 0
- Ưu điểm:
+ Khi xảy ra chạm đất một pha sẽ gây ra ngắn mạch một pha, bảo vệ rơle sẽ
cắt phần tử hư hỏng ra khỏi lưới, bảo vệ an toàn cho người và thiết bị.

12


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

+ Giảm mức cách điện của đường dây trên không và cáp, do mạng điện chỉ
dùng cách điện pha nên giá thành của lưới điện hạ.
- Nhược điểm:
+ Dòng điện ngắn mạch một pha có thể rất lớn lớn, gây tác hại cho thiết bị trong
trạm biến áp và đường dây, tăng độ già hoá của máy biến áp và cáp, gây điện áp cảm
ứng lớn trên đường dây bên cạnh và đường dây điện thoại.
+ Độ tin cậy cung cấp điện giảm vì khi chạm đất lưới điện bị cắt ra.
- Phạm vi ứng dụng: phương pháp này được áp dụng cho lưới điện ở cấp điện
áp (1520) kV, nếu các tác hại khi xảy ra ngắn mạch một pha được hạn chế ở mức
cho phép.
* Trung tính nối đất qua điện trở hay điện kháng: (Z = R; Z = R +jX)

- Ưu điểm: hạn chế nhược điểm của phương pháp nối đất trực tiếp khi dòng
ngắn mạch quá cao, dòng ngắn mạch được hạn chế trong khoảng (10001500)A.
Cho phép điều khiển dòng ngắn mạch pha - đất ở mức hợp lý.
- Nhược điểm:
+ Gây quá điện áp trong lưới cao hơn trường hợp nối đất trực tiếp, ảnh hưởng đến
cách điện của các phần tử của lưới, do đó cách điện phải cao hơn nên giá thành lưới
điện tăng.
+ Hệ thống nối đất đắt tiền và cần có sự bảo quản định kỳ.
- Phạm vi ứng dụng: phương pháp này dùng phổ biến cho lưới điện 22 kV.
- Hạn chế các nhược điểm, nối đất thực hiện có hiệu quả khi:

Z0
X
R
R
 3  4 hay 0  5 , với điều kiện: X1 = X2 , 1  2
Z1
X1
X1 X 2
khi đó đạt được điều kiện điện áp khi chạm đất một pha:

U f .l
 0,8 và
U dm

U f .l
 1,4
U fdm

Trong đó:

+ Uf.l: điện áp pha lành.
+ Uđm, Ufđm: điện áp dây và điện áp pha định mức.
+ Z0, X0: tổng trở thứ tự không.
+ Z1, X1: tổng trở thứ tự thuận của máy biến áp nguồn và lưới điện.
* Phương pháp nối đất qua cuộn dập hồ quang
13


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Nối đất qua cuộn dập hồ quang hay còn gọi là nối đất cộng hưởng:

Z  jX  j

1
C

Điện kháng của cuộn dập hồ quang được lựa chọn để bù dòng điện điện dung
khiến cho dòng điện điện dung ở trong giới hạn cho phép cho dù độ dài lới phân
phối rất lớn.
- Ưu điểm:
+ Dập tắt nhanh hồ quang khi có chạm đất một pha, dòng chạm đất rất nhỏ có
khi triệt tiêu hoàn toàn.
+ Độ sụt áp khi chạm đất một pha nhỏ.
+ Hạn chế ảnh hưởng đến đường dây điện thoại.
- Nhược điểm:
+ Khi chạm đất, điện áp các pha không bị sự cố lên quá điện áp dây.
+ Sự cố cách điện có thể gây dao động hồ quang điện, gây quá áp trên cách
điện của các pha không bị sự cố.
+ Cuộn dập hồ quang phải điều chỉnh được để thích nghi với cấu trúc vận

hành thay đổi của lưới.
+ Hệ thống bảo vệ sự cố chạm đất phức tạp, khó tìm chỗ sự cố, giá thành cao,
bảo quản phức tạp.
+ Áp dụng với lưới cáp không hiệu quả vì sự cố trong lưới cáp đa số là do hư
hỏng vĩnh cửu cách điện.
- Phạm vi ứng dụng: thường áp dụng cho lưới 35 kV, có dùng cho lới 22 kV
khi cần độ tin cậy cung cấp điện cao, là biện pháp chủ yếu trong tương lai.
1.2.3. Sơ đồ lưới điện phân phối
a. Phương án nối dây trong mạng điện phân phối
Sơ đồ nối dây của mạng điện phân phối có thể sử dụng một trong các hình
thức nối dây như: hình tia, phân nhánh hoặc mạch vòng kín. Việc sử dụng sơ đồ nối
dây nào tuỳ thuộc vào mức độ yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện của mỗi một loại
hộ phụ tải và tuỳ thuộc vào cấp điện áp mà sử dụng sơ đồ cho phù hợp.
- Sơ đồ hình tia một lộ dùng nhiều nhất cho các mạng thắp sáng hoặc động lực
ở điện áp thấp. Các trạm 6, 10, 22, 35 kV cũng thường hay dùng loại sơ đồ hình tia
để cung cấp điện.
14


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

- Sơ đồ kiểu phân nhánh thường được dùng ở các đường dây cung cấp điện
cho một số phụ tải gần nhau.
- Sơ đồ mạch vòng kín được dùng nhiều ở các mạng điện trung áp trong thành
phố và các mạng điện phân xưởng với điện áp 6, 10, 22, 35 kV. Những mạng điện
này thường có cấu trúc mạch kín nhưng vận hành hở, khi sự cố phần lưới phân phối
sau máy cắt gần điểm sự cố nhất về phía nguồn, bảo vệ đặt tại máy cắt đầu nguồn sẽ
tác động cắt mạch điện bị sự cố, sau khi cô lập đoạn lưới bị sự cố, phần lưới không
bị sự cố còn lại sẽ được đóng điện trở lại để tiếp tục vận hành cung cấp điện cho các
hộ phụ tải. Chỉ có đoạn lưới bị sự cố là mất điện và mất điện cho đến khi sự cố được

xử lý xong.
Đối với các phụ tải quan trọng đòi hỏi mức độ tin cậy cao, phải có phương án
dự phòng riêng bằng đường dây trung áp hay hạ áp.
b. Áp dụng các phương pháp nối dây trong lưới điện phân phối
Các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật của mạng điện phân phối phụ thuộc rất
nhiều vào sơ đồ nối điện của mạng. Do đó sơ đồ phải được chọn sao cho có chi phí
là nhỏ nhất, đảm bảo mức độ tin cậy cung cấp điện cần thiết, đảm bảo chất lượng
điện năng yêu cầu của các hộ phụ tải, thuận tiện và an toàn trong vận hành, khả
năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các phụ tải mới.
Theo yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện, trong các loại sơ đồ hình tia, phân
nhánh hay mạch vòng kín nói trên, việc dùng sơ đồ có dự phòng hay không phụ
thuộc vào tính chất của hộ phụ tải:
- Phụ tải loại I: Phải được cung cấp điện từ hai nguồn độc lập, không được
mất điện dù chỉ là tạm thời, nếu mất điện sẽ ảnh hưởng đến chính trị, tính mạng
con người, thiệt hại về kinh tế... do đó thời gian ngừng cung cấp điện đối với hộ
phụ tải loại I chỉ cho phép bằng thời gian tự động đóng nguồn dự trữ.
- Phụ tải loại II: Có thể được cung cấp điện bằng một hay hai nguồn phải dựa
trên kết quả so sánh kinh tế giữa khoản tiền phải đầu tư thêm khi có đặt thiết bị dự
phòng với khoản tiền thiệt hại do mất điện. Các hộ phụ tải loại II cho phép ngừng
cung cấp điện trong thời gian cần thiết để nhân viên vận hành đóng nguồn dự trữ.
- Phụ tải loại III: Chỉ cần một nguồn cung cấp điện là đủ. Cho phép mất điện
trong một thời gian để sửa chữa sự cố, thay thế các phần tử hư hỏng của mạng điện
nhưng không quá 1 ngày.
15


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Với yêu cầu ngày càng cao của cuộc sống, người thiết kế cũng như người quản
lý vận hành lưới điện phải có tính toán, dự kiến mọi khả năng để cho xác suất sự cố

mất điện là thấp nhất, và thời gian mất điện là ngắn nhất.
c. Sơ đồ lưới điện phân phối trung áp trên không
Lưới điện phân phối trung áp trên không sử dụng ở mạng điện nông thôn thường
không đòi hỏi cao về độ tin cậy, không bị hạn chế vì điều kiện an toàn và mỹ quan như
ở lưới phân phối khu vực thành phố. Mặt khác, mật độ phụ tải của mạng điện nông
thôn không cao, phân tán, đường dây khá dài, do đó sử dụng lưới điện phân phối trên
không sẽ giúp cho việc dễ dàng nối các dây dẫn, tìm điểm sự cố và khắc phục sự cố
không khó khăn như lưới phân phối cáp.
Phương án nối dây thường áp dụng theo sơ đồ hình tia, các trạm biến áp phân
phối được cung cấp điện từ thanh cái hạ áp của trạm biến áp trung gian thông qua

Thanh cái hạ áp trạm
biến áp trung gian

các đường trục chính.

3

2
1

1
Đường trục chính

2
Phụ tải

Hình 1.3. Sơ đồ lưới phân phối trên không hình tia
1. Máy cắt có tự động đóng lại, điều khiển từ xa;
2. Máy cắt nhánh; 3. Dao cách ly.

- Biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ:
+ Các đường trục chính được phân đoạn bằng các thiết bị phân đoạn như: máy
cắt, máy cắt có tự động đóng lại có thể tự động cắt ra khi sự cố và điều khiển từ xa.
16


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

+ Các đường trục chính của một trạm nguồn hoặc của các trạm nguồn khác
nhau có thể được nối liên thông để dự phòng khi bị sự cố, khi ngừng điện kế hoạch
đường trục hoặc trạm biến áp nguồn. Máy cắt hoặc dao cách ly liên lạc được mở
trong khi làm việc để vận hành hở.
Lưu ý: các dây dẫn đường trục phải được kiểm tra theo điều kiện sự cố để có
thể tải điện dự phòng cho các trục khác khi bị sự cố.
d. Sơ đồ lưới phân phối cáp trung áp
Lưới phân phối cáp trung áp sử dụng ở mạng điện thành phố do mức độ đòi
hỏi cao về độ tin cậy, mật độ phụ tải lớn, đường dây ngắn, bị hạn chế vì điều kiện
an toàn và mỹ quan đô thị do đó không được phép đi dây trên không mà phải chôn
xuống đất tạo thành lưới phân phối cáp.
Nhược điểm của lưới phân phối cáp là đắt tiền, sơ đồ phức tạp dẫn đến việc
tìm điểm sự cố khó khăn, sửa chữa sự cố lâu và việc đấu nối được hạn chế đến mức
tối đa vì xác suất hỏng các chỗ nối là rất cao.
* Sơ đồ lưới phân phối mạch vòng kín
Sơ đồ lưới phân phối cáp mạch vòng kín cung cấp điện cho các trạm phân
phối có một máy biến áp. Các trạm phân phối được đấu liên thông, mỗi máy biến áp
đều có hai dao cách ly ở hai phía và có thể được cấp điện từ hai nguồn khác nhau
lấy từ hai phân đoạn thanh cái hạ áp của trạm biến áp trung gian, bình thường các

Phân đoạn II

Phân đoạn I

máy biến áp được cấp điện từ một phía.

Phụ tải

Phụ tải

Phụ tải

Phụ tải

Hình 1.4. Sơ đồ lưới phân phối mạch vòng kín

17


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Ký hiệu

chỉ dao cách ly được mở ra để vận hành hở. Ưu điểm của vận hành

hở làm cho lưới điện rẻ hơn, độ tin cậy vẫn đảm bảo yêu cầu. Còn vận hành kín có
lợi hơn về tổn thất điện năng nhưng đòi hỏi cao hơn về hệ thống bảo vệ rơle và thiết
bị đóng cắt nếu muốn đạt độ tin cậy cao.
* Cung cấp điện bằng hai đường dây song song
Hai đường dây song song cung cấp điện cho các trạm biến áp phân phối. Các
đường dây có thể được lấy điện từ hai trạm nguồn khác nhau để tạo thành mạch liên

Phân đoạn II

Phân đoạn I

nguồn.

Phụ tải

Phụ tải

Phụ tải

Phụ tải

Hình 1.5. Sơ đồ lưới phân phối mạch vòng kín
* Mạch liên nguồn
Các trạm phân phối được cung cấp từ nhiều nguồn lấy điện từ thanh góp hạ áp
của các trạm biến áp trung gian. Trong chế độ làm việc bình thường được tách ra để
vận hành hở mạch.

TGI

TGII

Hình 1.6. Mạch liên nguồn
18


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

* Mạng phân phối được cung cấp điện thông qua trạm cắt
Khi trạm biến áp trung gian ở xa trung tâm phụ tải thì mạng điện phân phối được
cung cấp điện thông qua trạm cắt. Người ta sử dụng hai đường dây liên lạc giữa
trạm cắt và hai phân đoạn thanh cái hạ áp của trạm biến áp trung gian, các đường
dây phân phối được cung cấp điện trực tiếp từ trạm cắt.
Sơ đồ này áp dụng cho cả lưới phân phối cáp và lưới phân phối trên không.

Thanh cái TBA
trung gian

Trạm cắt
Đường dây cung cấp

Hình 1.7. Cung cấp điện thông qua trạm cắt
Lu ý: trong các sơ đồ đã trình bày, tiết diện cáp phải được chọn có tính đến dự
phòng cho toàn bộ mạch vòng.
* Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung
Khi mật độ các trạm phân phối nhiều, để tiết kiệm vốn đầu tư mà vẫn đảm bảo
được độ tin cậy có thể sử dụng sơ đồ như sau:

1

2

1

2

2

Hình 1.8. Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung
1. Thanh góp trạm biên áp trung gian.
2. Trạm cắt.

19

2


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Dây dẫn của các đường dây phân phối được chọn đủ cho các trạm phân phối
mà nó cấp điện, vì đã có đường dây dự phòng chung cho tất cả các đường dây phân
phối.
e. Sơ đồ lưới phân phối hạ áp
Lưới phân phối hạ áp được cung cấp điện trực tiếp từ các máy biến áp phân
phối 3 pha. Trung tính của mạng hạ áp được nối đất trực tiếp và dây trung tính đi
theo lưới điện tạo thành lưới phân phối hạ áp 3 pha 4 dây. Cấu trúc lưới phân phối
hạ áp có thể được thực hiện bằng đường dây trên không, hoặc dùng dây cáp vặn
xoắn.
Tuỳ theo yêu cầu về độ tin cậy các hộ phụ tải mà có thể sử dụng phương pháp
có hay không nối dây dự phòng, đường dây dự phòng có thể lấy điện từ cùng một
trạm phân phối hoặc từ 2 trạm phân phối khác nhau:
Đường trục chính của lưới phân phối hạ áp có 4 dây (hình 1.10b), các nhánh rẽ
đi cấp điện cho các phụ tải 1 pha có thể 3 dây (2 pha + trung tính) hoặc hai dây (1
pha + trung tính).
TPP1

TPP2

DCL phân đoạn

a)
Phụ tải 1 pha hoặc 3 pha
dây dẫn pha
b)

dây trung tính

(2 pha + trung tính)

A
B
C
0

(1 pha + trung tính)

Hình 1.9. Sơ đồ lưới phân phối hạ áp và phương
pháp cung cấp điện cho phụ tải một pha
Lưới điện phân phối ở nông thôn, để tiết kiệm vốn đầu tư ngời ta thường dùng
đường dây hạ áp có 5 dây: 3 dây pha cấp điện sinh hoạt, dây trung tính và một dây
pha riêng phục vụ cho chiếu sáng đường phố.

3 pha
Chiếu sáng
trung tính
Hình 1.10. Đường dây cung cấp kết hợp với chiếu sáng đường đi
20

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

f. Trạm biến áp phân phối
Các trạm biến áp phân phối thường chỉ có một máy biến áp và làm nhiệm
vụ biến đổi điện áp trung áp xuống hạ áp để cung cấp điện cho lưới phân phối hạ
áp.

Đường dây trung áp

Đường dây trung áp

CD
CC

CC
CSV

CSV
MBA

A

AB1

MBA

BI

BI

AB

AB

A

A

V

AB2

A

kWh

AB3

AB1

A

A

V

AB2

a)

kWh

AB3

b)

Hình 1.11. Sơ đồ trạm biến áp phân phối
- Phía cao thế được đóng cắt bằng cầu dao cao thế, bảo vệ ngắn mạch bằng cầu
chì (hình 1.11a) hoặc cầu chì tự rơi (hình 1.11b), bảo vệ chống quá điện thế do sóng
sét lan truyền từ đường dây vào trạm dùng chống sét van.
- Phía hạ áp đóng cắt và bảo vệ bằng áp tô mát.
- Để đo lường các đại lượng dùng các đồng hồ đo như đồng hồ đo dòng điện,
điện áp, điện năng hữu công, vô công...
Kết cấu của trạm biến áp thường là trạm treo trên cột hoặc trạm kiểu kiốt nếu
ở thành phố.
1.3. Hệ thống phân phối điện tại Việt Nam
Do điều kiện lịch sử để lại, hiện nay, hệ thống lưới điện phân phối của Việt
Nam bao gồm nhiều cấp điện áp khác nhau, cả ở thành thị và nông thôn, do tám
công ty điện lực thuộc Tổng công ty Điện lực Việt Nam quản lý. Nhằm nâng cao độ
tin cậy trong việc cung cấp điện, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lượng của
21


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

khách hàng và giảm tổn thất điện năng của toàn hệ thống đạt khoảng 10% vào năm
2010, Tổng công ty thường xuyên đầu tư mở rộng, nâng cấp và cải tạo lưới điện
phân phối trên phạm vi cả nước. Theo kế hoạch phát triển đến năm 2010, lưới điện

phân phối của Tổng công ty đã được xây dựng thêm 282.714 km đường dây trung
và hạ áp và 19.010 MVA công suất máy biến áp phân phối.
Lưới điện phân phối trung thế: Đường dây 35 kV xây dựng mới 54,4km, đường
dây 22 kV xây dựng mới 1.568 km, đường dây cải tạo nâng cấp điện áp lên 22 kV
là 473 km. Đẩy nhanh tiến độ ngầm hóa lưới điện trung thế, bảo đảm tới 2010 tỷ lệ
ngầm hóa đạt 60%; xây dựng mới 3.561 trạm biến áp với dung lượng máy biến áp
là 1.522.143 kVA, cải tạo 2.649 trạm với tổng dung lượng máy biến áp là 1.097.854
kVA; xây dựng mới 2.250 km đường dây hạ thế.
Bảng 1.1: Lưới điện phân phối hệ thống điện Việt Nam 2010
Khối lượng

2009

2010

Tăng

Tổng chiều dài đường dây trung áp (km)

312.555

321.746

8%

Tổng chiều dài đường dây hạ áp (km)

309.199

381.063

66%

Tổng số Trạm biến áp trung gian

5.714

5.735

3%

Tổng dung lượng các TBA trung gian (MVA) 13.663

13.792

4%

Tổng số Trạm biến áp phân phối

448.976

11%

39.555

18%

434.668

Tổng dung lượng các TBA phân phối (MVA) 34.941

22


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Chương 2
CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP VÀ GIẢM
TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
2.1. Các biện pháp nâng cao chất lượng điện áp.
2.1.1. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng điện áp
Việc duy trì điện áp định mức là một trong những yêu cầu cơ bản để đảm bảo
chất lượng điện năng của hệ thống điện. Chất lượng điện năng được đặc trưng bằng
các giá trị quy định của điện áp và tần số trong hệ thống điện. Chất lượng điện năng
ảnh hưởng nhiều đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của các thiết bị dùng điện. Các
thiết bị dùng điện chỉ có thể làm việc hiệu quả trong trường hợp điện năng có chất
lượng cao. Tần số của dòng điện được điều khiển trong phạm vi toàn hệ thống. Các
chỉ tiêu chính của chất lượng điện áp là độ lệch điện áp, dao động điện áp, sự không
đối xứng, độ không sin của đường cong điện áp và độ không cân bằng.
a. Độ lệch điện áp δU
Độ lệch điện áp tại một điểm trong hệ thống cung cấp điện là độ chênh lệch
giữa điện áp thực tế tại điểm đó U và điện áp định mức Uđm với điều kiện là tốc độ
biến thiên của điện áp nhỏ hơn 1% Uđm/s, được tính như sau:
U 

U  U dm
.100%
U dm

(2.1)

Độ lệch điện áp phải thỏa mãn điều kiện  U    U   U 
 U  ,  U  là giới hạn dưới và trên của độ lệch điện áp
Nguyên nhân gây ra độ lệch điện áp là do tổn thất điện áp trên lưới điện, sự
biến đổi theo thời gian của phụ tải điện.
Điện áp ảnh hưởng đến công tác của thiết bị dùng điện:
 Khi điện áp quá cao làm tăng dòng điện trong thiết bị dùng điện, tăng độ phát
nóng làm già hóa cách điện, dẫn đến giảm tuổi thọ của thiết bị dùng điện và
cả thiết bị của lưới điện.
 Khi điện áp quá thấp làm cho các thiết bị dùng điện giảm công suất nhất là
đèn điện. Điện áp thấp cũng gây ra phát nóng phụ cho thiết bị dùng điện
quay, làm giảm tuổi thọ và năng suất công tác, làm hỏng sản phẩm… nếu
thấp quá nhiều thiết bị dùng điện không làm việc được.
23


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

 Đèn điện là thiết bị nhạy cảm nhất với sự biến thiên điện áp, dễ cháy khi điện
áp cao và giảm độ sáng khi điện áp thấp.
Độ lệch điện áp cho phép δUcp%:
 Trên cực của các thiết bị chiếu sáng từ -2,5 ÷ 5%
 Trên các cực của động cơ, các thiết bị mở máy từ -5 ÷10%
 Trên các thiết bị còn lại từ -5 ÷ 5%
 Trong các trạng thái sự cố, cho phép tăng giới hạn trên thêm 2,5% và giảm
giới hạn dưới thêm 5%
b. Độ dao động điện áp
Dao động điện áp là sự biến thiên của điện áp xảy ra trong khoảng thời gian
tương đối ngắn. Phụ tải chịu ảnh hưởng của dao động điện áp không những về biên
độ dao động mà cả về tần số xuất hiện các dao động đó.

Nguyên nhân chủ yếu là do mở máy các động cơ lớn, ngắn mạch trong hệ
thống điện, các phụ tải lớn làm việc đòi hỏi sự đột biến về tiêu thụ công suất tác
dụng và phản kháng, các lò điện hồ quang, các máy hàn, các máy cán thép cỡ lớn
thường gây ra dao động điện áp.
V 

U max  U min
.100%
U dm

(2.2)

Trong đó:
Umax điện áp hiệu dụng lớn nhất;
Umin điện áp hiệu dụng nhỏ nhất;
Udm điện áp định mức
Theo tiêu chuẩn quy định:
 Tần suất xuất hiện dao động 2-3 lần/giờ thì ∆V = 3÷5%Udm
 Tần suất xuất hiện dao động 2-3 lần /phút thì ∆V = 1÷1,5%Udm
 Tần suất xuất hiện dao động 2-3 lần/giây thì ∆V = 0,5%Udm
c. Độ không đối xứng
Phụ tải các pha không đối xứng dẫn đến điện áp các pha không đối xứng, sự
không đối xứng này được đặc trưng bởi thành phần thứ tự nghịch U2 và thứ tự
không U0 của điện áp. Thành phần thứ tự nghịch làm cho điện áp dây và pha đều

24


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

không đối xứng, thành phần thứ tự không làm cho điện áp pha không đối xứng còn
điện áp dây vẫn đối xứng.
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.
Tiêu chuẩn quy định:
 Trên lưới sinh hoạt U2 không được vượt quá giá trị làm cho điện áp thực trên
cực thiết bị dùng điện thấp hơn giá trị cho phép.
 Trên cực thiết bị dùng điện 3 pha đối xứng U2 và U0 không vượt quá 2%Udm.
 Trên cực các động cơ không đồng bộ U2 cho phép được xác định riêng theo
điều kiện phát nóng và có thể lớn hơn 2%
Biện pháp khắc phục hiện tượng không đối xứng của điện áp là các thiết bị cân
bằng điện áp.
d. Độ không sin
Các thiết bị dùng điện có đặc tính phi tuyến như: bộ chỉnh lưu, thyristor…
làm biến dạng đường đồ thị dòng điện dẫn đến biến dạng đồ thị điện áp, khiến nó
không còn là hình sin nữa, xuất hiện các sóng hài bậc cao Uj, Ij. Các sóng hài bậc
cao này góp phần làm giảm điện áp trên đèn điện và thiết bị sinh nhiệt, làm tăng
thêm tổn thất sắt từ trong động cơ, tổn thất điện môi trong cách điện, tăng tổn thất
trong lưới điện và thiết bị dùng điện, giảm chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống
cung cấp điện, gây nhiễu radio, TV và các thiết bị điện tử, điều khiển khác…
Tiêu chuẩn quy định:
U j 



j 3,5,7...

U 2j  5%U1

(2.3)

U1 giá trị hiệu dụng của sóng hài bậc nhất của điện áp.
Biện pháp khắc phục là sử dụng các thiết bị lọc sóng hài bậc cao.
Trong các tiêu chuẩn chất lượng điện áp trên đây, độ lệch điện áp so với điện
áp định mức là tiêu chuẩn cơ bản. Điều chỉnh độ lệch điện áp là công việc khó khăn
nhất, tốn kém nhất, được thực hiện đồng bộ trên toàn bộ hệ thống điện. Các tiêu
chuẩn còn lại có tính địa phương và được điều chỉnh cục bộ ở xí nghiệp…
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 cần
thiết để thực hiện được lựa chọn trong quy hoạch và thiết kế lưới điện và được hoàn
25