Nghiên cứu phương pháp tính toán đánh giá độ tin cậy và giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện trung áp

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết
quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố
trong bất kỳ một bản luận văn nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Thịnh

i


MỤC LỤC
Lời cam đoan…………………………………………...............................................i
Mục lục……………………………………………………………………………...ii
Danh mục bảng………………………………………………………………..……iii
Danh mục hình……………………………………………………………………...iv
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................ i
Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP ..................................... 3
1.1.

Cấu trúc lưới trung áp. .................................................................................. 3

1.1.1.

Khái niệm về lưới trung áp . ................................................................................3

1.1.2.

Đặc điểm và phân loại lưới trung áp. .................................................................3

1.1.3.

Phần tử lưới trung áp. ...........................................................................................5

1.1.4.

Cấu trúc lưới trung áp...........................................................................................7

1.1.5.

Sơ đồ lưới trung áp. ..............................................................................................9

1.2.

Phương pháp phân phối điện trung áp và nối đất trung tính cuộn trung
áp của máy biến áp nguồn. ......................................................................... 11

1.2.1.

Phương pháp phân phối điện trung áp..............................................................11

1.2.2.

Phương pháp nối đất trung tính cuộn trung áp của MBA nguồn. .................12

1.3.

Sơ đồ lưới điện trung áp. ............................................................................ 14

1.3.1.

Phương án nối dây trong mạng điện trung áp. ................................................14

1.3.2.

Các phương pháp nối dây trong lưới điện trung áp. .......................................15

Chƣơng 2 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP
ĐIỆN CỦA LƢỚI TRUNG ÁP ............................................................... 21
2.1.

Khái niệm chung về độ tin cậy của hệ thống điện. ..................................... 21

2.1.1.

Định nghĩa độ tin cậy. ........................................................................................21

2.1.2.

Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của hệ thống điện và quan điểm về độ tin
cậy. ........................................................................................................................22

2.1.3.

Tổn thất kinh tế do mất điện và ảnh hưởng của độ tin cậy đến cấu trúc của
hệ thống điện. ......................................................................................................23

2.1.4.

Bài toán độ tin cậy và phương pháp giải. ........................................................27

ii


2.1.5.

Độ tin cậy của các phần tử. ................................................................................30

2.2.

Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của lưới trung áp. .................................... 31

2.2.1.

Các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới trung áp. ........................................................31

2.2.2.

Áp dụng các chỉ tiêu trong thực tế. ...................................................................33

2.3.

Phương pháp phân tích đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới
trung áp. ...................................................................................................... 34

2.3.1.

Độ tin cậy của lưới trung áp. ............................................................................34

2.3.2.

Sơ đồ tổng quát lưới điện. ..................................................................................39

2.3.3.

Tính các chỉ tiêu độ tin cậy. ...............................................................................41

2. 3.4. Ví dụ áp dụng. .....................................................................................................44
Chƣơng 3 CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP
ĐIỆN CỦA LƢỚI TRUNG ÁP ............................................................... 50
3.1.

Các nguyên nhân làm giảm độ tin cậy của lưới điện. ................................. 50

3.1.1.

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy. ..............................................................50

3.1.2.

Các nguyên nhân làm giảm độ tin cậy. ............................................................51

3.1.3.

Các số liệu thống kê về các nguyên nhân sự cố. .............................................52

3.1.4.

Phân tích độ tin cậy của lưới cáp ngầm và lưới điện trên không ..................54

3.2.

Các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện. ....................................... 54

3.2.1.

Các giải pháp hoàn thiện cấu trúc lưới điện. ...................................................55

3.2.2.

Giải pháp hoàn thiện hệ thống quản lý.............................................................57

3.2.3.

Sử dụng các thiết bị điện có độ tin cậy cao. ....................................................57

3.2.4.

Sử dụng các thiết bị tự động, các thiết bị điều khiển từ xa. ...........................58

3.2.5.

Tăng cường dự phòng bằng sơ đồ kết dây. ......................................................59

3.2.6.

Tổ chức tìm và sửa chữa sự cố nhanh. .............................................................61

Chƣơng 4 ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO LƢỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN THỊ

XÃ TỪ SƠN - TỈNH BẮC NINH ............................................................ 62
4.1.

Nghiên cứu ảnh hưởng của các biện pháp nâng cao độ tin cậy lưới phân
phối điện đên độ tin cậy của phụ tải………………… ................................ 62

4.1.1.

Tính độ tin cậy lưới trung áp không có thiết bị phân đoạn. Thời gian sử

iii


lý sự cố là 8h………………… ................................................................... 62
4.1.2.

Tính ảnh hưởng của thời gian sửa chữa sự cố………………… ................ 62

4.1.3.

Tính ảnh hưởng của 1 thiết bị phân đoạn………………… ....................... 62

4.2.

Áp dụng tính toán độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện trung áp thị
xã Từ Sơn – tỉnh Bắc Ninh……………………………… ......................... 64

4.2.1.

Giới thiệu lưới điện trung áp thị xã Từ Sơn – tỉnh Bắc Ninh…. ................ 64

4.2.2.

Nội dung nghiên cứu………………………………………...…. .............. 65

4.2.3.

Phân tích độ tin cậy của các đường dây 271, 272, 273, 274 khi chưa có
thiết bị phân đoạn…………………….......................... .............................. 65

4.2.3.1. Tính độ tin cậy đường dây 271…………………….......................... ..........65
4.2.3.2. Tính độ tin cậy đường dây 272…………………….......................... ..........68
4.2.3.3. Tính độ tin cậy đường dây 273…………………….......................... ..........70
4.2.3.4. Tính độ tin cậy đường dây 274…………………….......................... ..........72
4.2.4.

Nâng cao độ tin cậy của các đường dây 271, 272, 273, 274 bằng các thiết
bị phân đoạn…………………….................................................................75

4.2.4.1. Phương pháp chọn vị trí đặt dao DCL……………….......................... .......75
4.2.4.2. Tính độ tin cậy của các đường dây 271,272,273,274 khi dùng thiết bị
bằng DCL ……………….......................... .................................................75
4.2.4.2.1.Tính độ tin cậy của các đường dây 271 hiện tại đang có dao cách ly trên sơ
đồ ……………….......................... …………………………………………………75
4.2.4.2.2. Xét TH đường dây 271 dùng thêm 1 DCL………………................. ......77
4.2.4.2.3. Xét TH đường dây 271 dùng thêm 2 DCL………………................. ......78
4.2.4.2.4. Xét TH đường dây 271 dùng thêm 3 DCL………………................. ......79
4.2.4.2.5. Xét TH đường dây 271 dùng thêm 4 DCL………………................. ......80
4.2.4.2.6.Tính độ tin cậy của các đường dây 272 hiện tại đang có dao cách ly trên sơ
đồ ……………….......................... …………………………………………………81

4.2.4.2.7. Xét TH đường dây 272 dùng thêm 1 DCL………………................. ......82
4.2.4.2.8. Xét TH đường dây 272 dùng thêm 2 DCL………………................. ......83
4.2.4.2.9. Xét TH đường dây 272 dùng thêm 3 DCL………………................. ......84
4.2.4.2.10. Xét TH đường dây 272 dùng thêm 4 DCL………………................. ....85

iv


4.2.4.2.11.Tính độ tin cậy của các đường dây 273 hiện tại đang có dao cách ly trên
sơ đồ ……………….....................…………………………………………………86
4.2.4.2.12. Xét TH đường dây 273 dùng thêm 1 DCL………………................. ....87
4.2.4.2.13. Xét TH đường dây 273 dùng thêm 2 DCL………………................. ....88
4.2.4.2.14. Xét TH đường dây 273 dùng thêm 3 DCL………………................. ....89
4.2.4.2.15. Xét TH đường dây 273 dùng thêm 4 DCL………………................. ....90
4.2.4.2.16.Tính độ tin cậy của các đường dây 274 hiện tại đang có dao cách ly trên
sơ đồ ……………….....................…………………………………………………91
4.2.4.2.17. Xét TH đường dây 274 dùng thêm 1 DCL………………................. ....92
4.2.4.2.18. Xét TH đường dây 274 dùng thêm 2 DCL………………................. ....93
4.2.4.2.19. Xét TH đường dây 274 dùng thêm 3 DCL………………................. ....94
4.2.4.2.20. Xét TH đường dây 274 dùng thêm 4 DCL……………….....................95
4.3.5.

Kết luận………………………………………………………................... 98

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………………………………….... . 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO

v

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Bảng số liệu tính toán lưới điện hình tia.................................................45
Bảng 4.1: Bảng số liệu đường dây 271 ………………..........................................66
Bảng 4.2: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 271 chưa có DCL…………..67
Bảng 4.3: Bảng số liệu đường dây 272 ………………..........................................68
Bảng 4.4: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 272 chưa có DCL…………..70
Bảng 4.5: Bảng số liệu đường dây 273 ………………..........................................71
Bảng 4.6: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 273 chưa có DCL…………..72
Bảng 4.7: Bảng số liệu đường dây 274 ………………..........................................73
Bảng 4.8: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 274 chưa có DCL:………….74
Bảng 4.9: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 271 hiện tại có dao cách ly trên
sơ đồ:………………………………………………...………………..76
Bảng 4.10: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 271 khi thêm 1 DCL………77
Bảng 4.11: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 271 khi thêm 2 DCL……....78
Bảng 4.12: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 271 khi thêm 3 DCL………79
Bảng 4.13: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 271 khi thêm 4 DCL………81
Bảng 4.14: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 272 hiện tại có dao cách ly
trên sơ đồ:………………………………………………...…………..82
Bảng 4.15: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 272 khi thêm 1 DCL………83
Bảng 4.16: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 272 khi thêm 2 DCL………84
Bảng 4.17: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 272 khi thêm 3 DCL………85
Bảng 4.18: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 272 khi thêm 4 DCL……....86
Bảng 4.19: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 273 hiện tại có dao cách ly
trên sơ đồ:………………………………………………...…………..87

vi


Bảng 4.20: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 273 khi thêm 1 DCL……....88
Bảng 4.21: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 273 khi thêm 2 DCL………89

Bảng 4.22: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 273 khi thêm 3 DCL………90
Bảng 4.23: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 273 khi thêm 4 DCL……....91
Bảng 4.24: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 274 hiện tại có dao cách ly
trên sơ đồ:………………………………………………...…………..92
Bảng 4.25: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 274 khi thêm 1 DCL……....93
Bảng 4.26: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 274 khi thêm 2 DCL……....94
Bảng 4.27: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 274 khi thêm 3 DCL………95
Bảng 4.28: Kết quả tính độ tin cậy cho các nhánh lộ 274 khi thêm 4 DCL………96
Bảng 4.29: Bảng tổng hợp các lộ đường dây 271, 272, 273, 274 khi dùng thêm từ 1
đến 4 dao cách ly:…………………………………………………….96

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1a: Lưới phân phối hình tia không phân đoạn ................................................ 10
Hình 1b: Lưới phân phối hình tia có phân đoạn .......................................................10
Hình 1c: Lưới phân phối kín vận hành hở ................................................................10
Hình 1.2.1.a. Lưới điện 3 pha trung tính máy biến áp nối đất qua tổng trở..............11
Hình 1.2.1.b. Lưới điện 3 pha và 1 dây trung tính ....................................................11
Hình 1.3.1. Sơ đồ lưới phân phối trên không hình tia...............................................16
Hình 1.3.2. Sơ đồ lưới phân phối mạch vòng kín .....................................................17
Hình 1.3.3. Cung cấp điện bằng 2 đường dây song song..........................................18
Hình 1.3.4. Mạch liên nguồn .....................................................................................18
Hình 1.3.5. Cung cấp điện thông qua trạm cắt ..........................................................19
Hình 1.3.6. Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung............................................19
Hình 1.3.7. Sơ đồ hệ thống phân phối điện ...............................................................20
H×nh 2.1. CÊu tróc ®é tin cËy cña hÖ thèng ®iÖn .......................................................27
H×nh 2.2. §-êng quan hÖ R(t) theo thêi gian ............................................................30
Hình 2.3: Lưới phân phối không phân đoạn ............................................................34

H×nh 2.4: L-íi ph©n phèi ph©n ®o¹n b»ng dao c¸ch ly .............................................36
H×nh 2.5: S¬ ®å ®¼ng trÞ c¸c ®o¹n l-íi ph©n ®o¹n. ...................................................37
Hình 2.6: Sơ đồ tổng quát lưới điện hình tia .............................................................39
Hình 2.7a: Sơ đồ tổng quát của lưới điện hình tia ....................................................44
Hình 2.7b: Sơ đồ đẳng trị của lưới điện hình tia .......................................................45
Hình 3.2: Sơ đồ tự động đóng nguồn dự phòng ........................................................59
Hình 4.1: Sơ đồ đường dây 271 khi không có dao cách ly………………………...65
Hình 4.2: Sơ đồ đường dây 272 khi không có dao cách ly………………………...68
Hình 4.3: Sơ đồ đường dây 273 khi không có dao cách ly……………………..….70
Hình 4.4: Sơ đồ đường dây 274 khi không có dao cáh ly………………………….72
Hình 4.5: Sơ đồ đường dây 271 hiện tại đang có các dao cách ly………………....76
Hình 4.6: Sơ đồ đường dây 271 dùng thêm 1 dao cách ly………………………....77
Hình 4.7: Sơ đồ đường dây 271 dùng thêm 2 dao cách ly…………………………78

viii


Hình 4.8: Sơ đồ đường dây 271 dùng thêm 3 dao cách ly………………………....79
Hình 4.9: Sơ đồ đường dây 271 dùng thêm 4 dao cách ly………………………....80
Hình 4.10: Sơ đồ đường dây 272 hiện tại đang có các dao cách ly………..............81
Hình 4.11: Sơ đồ đường dây 272 dùng thêm 1 dao cách ly……………………..…82
Hình 4.12: Sơ đồ đường dây 272 dùng thêm 2 dao cách ly………………..............83
Hình 4.13: Sơ đồ đường dây 272 dùng thêm 3 dao cách ly……………………..…84
Hình 4.14: Sơ đồ đường dây 272 dùng thêm 4 dao cách ly………………………..85
Hình 4.15: Sơ đồ đường dây 273 hiện tại đang có các dao cách ly……………......86
Hình 4.16: Sơ đồ đường dây 273 dùng thêm 1 dao cách ly……………………..…87
Hình 4.17: Sơ đồ đường dây 273 dùng thêm 2 dao cách ly……………………......88
Hình 4.18: Sơ đồ đường dây 273 dùng thêm 3 dao cách ly………………………..89
Hình 4.19: Sơ đồ đường dây 273 dùng thêm 4 dao cách ly………………..............90
Hình 4.20: Sơ đồ đường dây 274 hiện tại đang có các dao cách ly………………..91

Hình 4.21: Sơ đồ đường dây 274 dùng thêm 1 dao cách ly………………………..92
Hình 4.22: Sơ đồ đường dây 274 dùng thêm 2 dao cách ly………………..............93
Hình 4.23: Sơ đồ đường dây 274 dùng thêm 3 dao cách ly………………………..94
Hình 4.24: Sơ đồ đường dây 274 dùng thêm 4 dao cách ly………………..............95

ix


LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây nền kinh tế của Việt Nam ngày càng phát triển
dẫn đến nhu cầu sử dụng điện gia tăng rất lớn với yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện
ngày càng cao. Luật Điện lực và những nghi định của Chính phủ đã ra đời quy định
về hoạt động Điện Lực và sử dụng điện, quy định xử phạt vi phạm hành chính trong
lĩnh vực Điện Lực. Trong khi đó, hầu hết lưới điện trung áp của Việt Nam hiện nay
có kết cấu đơn giản, độ tin cậy thấp chưa đáp ứng được yêu cầu cung cấp điện ngày
càng cao của xã hội. Đã có rất nhiều đề tài này chủ yếu được xây dựng trên cơ sở lý
thuyết mà chưa được áp dụng tính toán thực tế cho một lưới điện cụ thể. Việc
nghiên cứu phương pháp tính toán, đánh giá độ tin cậy của một lưới điện trung áp
cụ thể dựa trên các số liệu thực tế vận hành là rất thiết thực, để từ đó đưa ra các giải
pháp phù hợp nhằm nâng cao độ tin cậy của lưới điện trung áp, đáp ứng yêu cầu
ngày càng cao về cung cấp điện.
Từ những lý do đó, tác giả đã chọn đề tài “ Nghiên cứu phương pháp tính
toán đánh giá độ tin cậy và giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện trung áp”
Mục đích của đề tài: Nghiên cứu xây dượng phương pháp tính toán, đánh giá
độ tin cậy của lưới điện trung áp, áp dụng để tính toán và đánh giá độ tin cậy cho
lưới điện thị xã Từ Sơn – tỉnh Bắc Ninh trên cơ sở các số liệu thống kê được từ thực
tế vận hành. Phân tích nguyên nhân ảnh hưởng đến độ tin cậy của lưới điện trung áp
nhằm đưa ra những giả pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện trung áp thị xã Từ
Sơn – tỉnh Bắc Ninh.
Đối tƣợng 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.
Phƣơng pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết về lưới trung áp các
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 của lưới điện trung áp thị xã
Từ Sơn – tỉnh Bắc Ninh.

1


Bố cục luận văn: Luận văn thực hiện bố cục nội dung như sau:
Lời mở đầu
Chƣơng 1: Tổng quan về lưới trung áp.
Chƣơng 2: Các phương pháp đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới trung áp.
Chƣơng 3: Các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới trung
áp.
Chƣơng 4: Áp dụng tính toán cho lưới phân phối điện trung áp thị xã Từ Sơn – tỉnh
Bắc Ninh.
Để luận văn được hoàn thành ngoài sự cố gắng của bản thân tác giả đã nhận
được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ của các thầy cô, đồng nghiệp và ban bè. Tác giả
vô cùng biết ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy PGS.TS Trần
Bách trong thời gian làm luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Bộ môn Hệ thống điện, Viện Điện, Viện đào
tạo sau đại học và các thầy cô của trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ, tạo
mọi điều kiện cho tác giả hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Điện lực Từ Sơn đã tạo điều kiện thuận lợi,
cung cấp các thông tin, tư liệu để tác giả hoàn thành luận văn này.

2

Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ LƢỚI TRUNG ÁP
1.1. Cấu trúc lƣới trung áp.
1.1.1. Khái niệm về lưới trung áp. [1][3][4]
Lưới trung áp là một bộ phận của hệ thống điện. Trong đó hệ thống 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.
Hệ thống lưới trung áp làm nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm trung
gian ( hoặc trạm khu vực hay thanh cái nhà máy điện) cho các phụ tải đảm bảo chất
lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện trong giới hạn cho phép. Tuy nhiên do
điều kiện kinh tế và kỹ thuật, độ tin cậy của lưới trung áp cao hay thấp phụ thuộc
vào yêu cầu của phụ tải và chất lượng của lưới điện trung áp.
Lưới phân phối trung áp có tầm quan trọng đặc biệt đối với hệ thống điện và
có điện áp trung bình từ (6-35) kV. Trong đó điện áp thường sử dụng là (6, 10, 22,
35) kV, phân phối điện cho các trạm trung áp, hạ áp, phụ tải trung áp và lưới hạ áp
cấp điện cho các phụ tải hạ áp.
Lưới trung áp 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
gây ảnh hưởng đến quá trình truyền tải của lưới trung áp đều liên quan trực tiếp cho
các hộ tiêu thụ.
Như vậy trong thiết kế và vận hành lưới trung áp 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 xuất xảy ra sự cố và những thiệt hại về kinh tế đối với các hộ
tiêu thụ.
1.1.2. Đặc điểm và phân loại lưới trung áp. [1]
1.1.2.1. Một số đặc điểm của lưới trung áp.
Lưới trung áp có tầm quan trọng cũng như có ảnh hưởng lớn đến chỉ tiêu kinh
tế, kỹ thuật của hệ thống điện như:
- Trực tiếp cấp điện và đảm bảo chất lượng điện năng cho phụ tải (chủ yếu là

3


điện áp).
- Giữ vai trò rất quan trọng trong đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ
tải. Mỗi một sự cố trên lưới trung áp đều ảnh hưởng trực tiếp đến sinh hoạt của
nhân dân và các hoạt động kinh tế, xã hội.
- Tỷ lệ điện năng bị mất (điện năng mất/tổng điện năng phân phối) do ngừng
điện được thống kê như sau:
+ Do ngừng điện lưới 110kV trở lên

:

(0.1-0.3)x10-4.

+ Do sự cố lưới điện trung áp

:

4.5x10-4.

+ Do ngừng điện kế hoạch lưới trung áp :

2.5x10-4.

+ Do sự cố lưới điện hạ áp

2.0x10-4.

:

+ Do ngừng điện kế hoạch lưới hạ áp

:

2.0x10-4.

- Điện năng bị mất do sự cố và ngừng điện kế hoạch trong lưới trung áp chiếm
98%. Ngừng điện (sự cố hay kế hoạch) trên lưới phân phối trung áp có ảnh hưởng
rất lớn đến các hoạt động kinh tế xã hội.
- Chi phí đầu tư xây dựng lưới trung áp chiếm tỷ lệ lớn khoảng 50% của hệ thống
điện (35% cho nguồn điện, 15% cho lưới hệ thống và lưới truyền tải).
- Tổn thất điện năng trong lưới trung áp lớn gấp 2-3 lần lưới truyền tải và chiếm
(65-70)% tổn thất toàn hệ thống.
- Lưới trung áp gần với người sử dụng điện do đó vấn đề an toàn điện cũng rất
quan trọng.
1.1.2.2. Phân loại lưới điện trung áp.
Lưới điện trung áp được phân theo 3 dạng sau:
- Theo đối tượng và địa bàn phục vụ: Lưới trung áp thành phố, lưới trung áp
nông thôn, lưới trung áp xí nghiệp
- Theo thiết bị dẫn điện: Lưới trung áp trên không, lưới trung áp cáp ngầm
- Theo cấu trúc hình dáng: Lưới trung áp hở (hình tia) có phân đoạn và không
phân đoạn, lưới trung áp kín vận hành hở (LPP K/H), hệ thống phân phối điện.
Tóm lại, do tầm quan trọng của lưới điện trung áp nên lưới phân phối trung áp
được quan tâm nhiều nhất trong quy hoạch cũng như vận hành. Các tiến bộ khoa

4

học thường được áp dụng vào việc điều khiển vận hành lưới phân phối trung áp. Sự
quan tâm đến lưới phân phối trung áp còn được thể hiện trong tỷ lệ rất lớn các công
trình nghiên cứu khoa học được công bố trên các tạp chí khoa học.
Để làm cơ sở xây dựng cấu trúc lưới phân phối trung áp về mọi mặt cũng như
trong quy hoạch, vận hành và đảm bảo độ tin cậy lưới trung áp người ta đưa ra các
chỉ tiêu đánh giá chất lượng lưới trung áp.
1.1.2.3. Các chỉ tiêu và tiêu chuẩn đánh giá chất lượng của lưới điện trung áp. [1][3]
Để làm cơ sở xây dựng cấu trúc lưới trung áp về mọi mặt cũng như trong quy
hoạch và vận hành lưới trung áp người ta đưa ra các chỉ tiêu đánh giá chất lượng
lưới trung áp. Chất lượng lưới trung áp được đánh giá trên 3 mặt:
- Sự phục vụ đối với khách hàng.
- Ảnh hưởng tới môi trường.
- Hiệu quả kinh tế đối với cách doanh nghiệp cung cấp điện.
Các tiêu chuẩn đánh giá như sau:
- Chất lượng điện áp.
- Độ tin cậy cung cấp điện.
- Hiệu quả kinh tế (giá thành tải điện nhỏ nhất).
- Độ an toàn (an toàn cho người, thiết bị phân phối, nguy cơ hoả hoạn).
- Ảnh hưởng đến môi trường (cảnh quan, môi sinh, ảnh hưởng đến đường dây
thông tin).
Trong các tiêu chuẩn trên, tiêu chuẩn thứ nhất và thứ hai liên quan trực tiếp
đến điện năng gọi chung là chất lượng phục vụ của lưới điện trung áp.
1.1.3. Phần tử lưới trung áp. [1] [4]
Các phần tử của lưới trung áp bao gồm:
- Máy biến áp trung gian, máy biến áp trung áp.
- Thiết bị dẫn điện: Đường dây điện gồm dây dẫn và phụ kiện.
- Thiết bị đóng cắt và bảo vệ: Máy cắt, dao cách ly, cầu chì, hệ thống bảo vệ
rơle, aptômát, bảo vệ chống quá điện áp, giảm dòng ngắn mạch.
- Thiết bị điều chỉnh điện áp: Thiết bị điều áp dưới tải trong trạm trung gian,

5


thiết bị thay đổi đầu phân áp ngoài tải ở máy biến áp phân phối, tụ bù ngang, tụ 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 và 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 đóng lại, thiết bị tự đóng nguồn dự
trữ, máy cắt hoặc dao cách ly phân đoạn, các khớp nối dễ tháo trên đường dây,
kháng điện hạn chế ngắn mạch…
- Thiết bị điều khiển xa hoặc tự động: Máy tính điện tử, thiết bị đo xa.
Mỗi phần tử trên đều có các thông số đặc trưng (như công suất và điện áp định
mức, tiết diện dây dẫn, điện trở, điện kháng, điện dung, dòng điện cho phép, tần số
định mức, khả năng đóng cắt, kích thước…) được chọn trên cơ sở tính toán kỹ
thuật.
Những phần tử có dòng công suất đi qua (như máy biến áp, dây dẫn, thiết bị
đóng cắt, máy biến dòng, tụ bù…) thì thông số của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến
thông số chế độ (điện áp, dòng điện, công suất) nên được dùng để tính toán chế độ
làm việc của lưới trung áp.
Nói chung các phần tử chỉ có 2 trạng thái làm việc và không làm việc. Một số
ít phần tử có nhiều trạng thái như: hệ thống điều áp, tụ bù có điều khiển, mỗi trạng
thái ứng với khả năng làm việc.
Một số phần tử có thể thay đổi trạng thái trong khi đang mang điện (dưới tải)
như: máy cắt, aptomat, các thiết bị điều chỉnh dưới tải. Một số khác có thể thay đổi
trạng thái khi cắt điện như: dao cách ly, đầu phân áp cố định. Máy biến áp và đường
dây nhờ có các máy cắt có thể thay đổi trạng thái dưới tải. Nhờ các thiết bị phân
đoạn, đường dây điện được chia làm nhiều phần tử lưới.
Không phải lúc nào các phần tử của lưới trung áp cũng tham gia vận hành, một
số phần tử có thể nghỉ vì lý do sự cố hoặc lý do kỹ thuật, kinh tế khác. Ví dụ như tụ

bù có thể bị cắt lúc phụ tải thấp để giữ điện áp, một số phần tử lưới không làm việc
để lưới trung áp vận hành hở theo điều kiện tổn thất công suất nhỏ nhất.

6


1.1.4. Cấu trúc lưới trung áp. [1] [3] [4]
- Các phần tử tạo thành lưới trung áp.
- Sơ đồ lưới trung áp.
+ Sơ đồ trạm: là sự ghép nối các phần tử với nhau của các trạm biến áp và
trạm trung áp.
+ Sơ đồ lưới trung áp: là các đường dây nối các trạm biến áp phân phối với
nguồn và từ các trạm phân phối với các hộ dùng điện.
Sơ đồ nối điện còn được gọi là hình dáng của lưới trung áp, có ảnh hưởng rất lớn
đến các tiêu chuẩn chất lượng của lưới trung áp. Do đó, việc lựa chọn sơ đồ lưới trung
áp là nội dung quan trọng của quy hoạch lưới trung áp. Còn trong vận hành chọn được
sơ đồ tối ưu sẽ cho hiệu quả kinh tế rất lớn.
- Hệ thống điều khiển lưới trung áp.
* Cấu trúc lƣới trung áp bao gồm: Cấu trúc tổng thể và cấu trúc vận hành.
Cấu trúc tổng thể của lưới bao gồm các phần tử và sơ đồ lưới đầy đủ. Muốn lưới
điện có độ tin cậy cung cấp điện cao thì cấu trúc tổng thể phải là cấu trúc thừa.
Thừa về số phần tử, về khả năng tải của các phần tử, và thừa về khả năng lập sơ đồ.
Ngoài ra trong vận hành còn phải dự trữ các thiết bị thay thế và vật liệu để sửa
chữa, trong đó quan trọng nhất là các máy biến áp tự hành, để thay thế cho bất kỳ
máy biến áp phân phối nào bị hỏng hóc hoặc cần phải đưa ra bảo dưỡng.
Ví dụ: Để cung cấp điện cho một phụ tải chỉ cần 1 đường dây, 1 máy biến áp,
nhưng muốn có độ tin cậy cao thì phải dùng 2 đường dây và 2 máy biến áp, như vậy
là thừa về số phần tử. mỗi đường dây hoặc máy biến áp phải có đủ khả năng tải để
khi sự cố có thể tải được cả công suất, như vậy là thừa về khả năng tải. các hệ thống
trung áp hiện đại người ta còn làm nhiều mạch vòng, mỗi trạm phân phối có thể

được cấp điện từ nhiều nguồn, và như vậy là thừa về sơ đồ.
Trong một chế độ vận hành nhất định chỉ cần một phần của cấu trúc tổng thể là
đủ đáp ứng nhu cầu, đa phần đó là cấu trúc vận hành. Mỗi cấu trúc vận hành gọi là
một trạng thái của lưới điện.
Có cấu trúc vận hành bình thường gồm các phần tử tham gia vận hành và các sơ

7


đồ vận hành do người vận hành lựa chọn. Khi có thể có nhiều cấu trúc vận hành
thoả mãn điều kiện kỹ thuật, người ta phải chọn cấu trúc vận hành tối ưu theo điều
kiện kinh tế, ví dụ: sao cho tổn thất điện năng nhỏ nhất.
Khi xảy ra sự cố, một phần tử đang tham gia vận hành bị hỏng thì cấu trúc vận
hành bị rối loạn, người ta phải nhanh chóng chuyển sang cấu trúc vận hành sự cố
bằng cách thay đổi trạng thái các phần tử cần thiết. cấu trúc vận hành sự cố có chất
lượng vận hành thấp hơn so với cấu trúc vận hành bình thường. Trong chế độ vận
hành sau sự cố có thể xảy ra mất điện phụ tải. Cấu trúc vận hành sự cố chọn theo độ
an toàn cao và khả năng thao tác thuận lợi.
* Cấu trúc lƣới trung áp có thể là:
- Cấu trúc tĩnh: Trong cấu trúc này lưới trung áp không thể thay đổi sơ đồ vận
hành. Ở cấu trúc này khi cần bảo dưỡng hay sự cố thì toàn lưới trung áp hoặc một phần
lưới trung áp phải ngừng điện. Đó là lưới phân phối hình tia không phân đoạn và hình
tia phân đoạn bằng dao cách ly hoặc máy cắt.
- Cấu trúc động không hoàn toàn: Trong cấu trúc này lưới trung áp có thể thay
đổi sơ đồ vận hành ngoài tải, tức là trong khi lưới trung áp bị cắt điện, đó là cấu trúc
lưới kín vận hành hở.
- Cấu trúc động hoàn toàn: Trong cấu trúc này lưới trung áp có thể thay đổi sơ
đồ vận hành ngay cả khi đang làm việc, đó là hệ thống điện trung áp.
Cũng 2 mức cấu trúc động hoàn toàn, ở mức thấp trong khi thay đổi cấu trúc
gây ra mất điện tạm thời ngắn hạn, còn ở mức cao sự thay đổi cấu trúc không gây ra

mất điện. Lưới điện trung áp của các nước phát triển cao hiện đang ở mức thấp và
đang thử nghiệm ở mức cao.
Cấu trúc động được áp dụng là do nhu cầu ngày càng cao về độ tin cậy cung cấp
điện.
Ngoài ra cấu trúc động cho phép vận hành kinh tế lưới trung áp, trong đó cấu
trúc động không hoàn toàn và cấu trúc động hoàn toàn mức thấp cho phép vận hành
kinh tế lưới điện theo mùa, khi đồ thị phụ tải thay đổi đáng kể. Còn cấu trúc động ở
mức cao cho phép vận hành kinh tế lưới điện trong thời gian thực, lưới trung áp

8


trong cấu trúc này phải được thiết kế sao cho có thể vận hành kín trong thời gian
ngắn trong khi thao tác sơ đồ.
* Cấu trúc của lƣới trung áp còn chia ra:
- Cấu trúc phát triển: Đó là lưới trung áp cấp điện cho phụ tải đang còn tăng
trưởng theo thời gian và trong không gian. Khi thiết kế quy hoạch lưới này sơ đồ
của nó được chọn theo tình huống cụ thể và tính đến sự phát triển trong tương lai.
- Cấu trúc bão hoà: Đó là lưới trung áp hoặc bộ phận của nó cấp điện cho phụ
tải bão hoà, không tăng thêm theo thời gian và không gian, ví dụ lưới trung áp của
một xí nghiệp không có dự kiến phát triển, của một phân xưởng, của một nhà cao
tầng, của một nhà ở gia đình, chiếu sáng một đường phố, cấp điện một khu dân cư
đã hoàn chỉnh (ở các nước phát triển)…
Đối với lưới trung áp bão hoà người ta có các sơ đồ thiết kế chuẩn, mẫu đã được
tính toán tối ưu. Khi lưới trung áp bão hoà bắt đầu hoạt động, có thể phụ tải của nó
chưa bão hoà mà còn tăng trưởng, nhưng khi thiết kế đã tính cho phụ tải cuối cùng
của trạng thái bão hoà.
Lưới trung áp phát triển luôn có các bộ phận bão hoà.
Cấu trúc của lưới trung áp nhằm đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng, mỗi tiêu
chuẩn chất lượng ảnh hưởng chủ yếu đến việc lựa chọn một số phần tử hoặc sơ đồ

lưới trung áp. Nói khác đi, khi chọn một phần tử nào đó phải tính toán theo tiêu
chuẩn chất lượng tương ứng.
1.1.5. Sơ đồ lưới phân phối trung áp.
- Lưới phân phối trung áp có cấp điện áp trung bình từ (6÷35)kV, đưa điện năng
từ các trạm trung gian hoặc trạm khu vực tới trạm phân phối hạ áp.
Nhiệm vụ của lưới trung áp là cấp điện cho phụ tải với chất lượng điện năng
tiêu chuẩn và độ tin cậy cung cấp điện trong giới hạn cho phép. Tuy nhiên do những
nguyên nhân về kinh tế và điều kiện kỹ thuật, độ tin cậy của lưới trung áp hiện nay
cao hay thấp phụ thuộc vào yêu cầu của phụ tải và chất lượng của lưới trung áp.
Về cấu trúc lưới trung áp thường là:
- Lưới trung áp hình tia không phân đoạn (hình 1a): Đặc điểm của nó là đơn

9


giản, rẻ tiền nhưng có độ tin cậy thấp, không đáp ứng được nhu cầu của các phụ tải
quan trọng.

MC

(1)

(2)

1

(3)

2

(4)

3

(5)

4

5

Pmax

Pmax

Pmax

Pmax

Pmax

1

2

3

4

5

Hình 1a: Lưới Trung áp hình tia không phân đoạn
- Lưới trung áp hình tia có phân đoạn (hình 1b): Là lưới trung áp hình tia được
chia làm nhiều đoạn nhờ thiết bị phân đoạn. Thiết bị phân đoạn có thể là dao cách
ly, cầu dao phụ tải, máy cắt phân đoạn… các thiết bị này có thể đóng cắt tại chỗ
bằng tay hoặc được trang bị hệ thống điều khiển từ xa. Lưới này có độ tin cậy cao
hay thấp phụ thuộc vào thiết bị phân đoạn và thiết bị điều khiển chúng.

MC

1

(1)

(2)

(3) 3

2

4

(5)

Pmax

Pmax

Pmax

Pmax

(4)

5
Pmax

Hình 1b:
4
1 Lưới trung 2áp hình tia 3có phân đoạn

5

-Lưới kín vận hành hở (hình 1c): Lưới này có cấu trúc mạch vòng kín hoặc 2
nguồn, có các thiết bị phân đoạn trong mạch vòng. Bình thường, lưới vận hành hở,
khi có sự có hoặc sửa chữa đường dây người ta sử dụng các thiết bị đóng cắt để điều
chỉnh hồ sơ cấp điện, lúc đó phân đoạn sửa chữa bị mất điện còn các phân đoạn còn
lại vẫn được cấp điện bình thường.

MC

1

(1)

Pmax
MC (11) 11
0
Pmax1

(3) 3

2

(2)

(4)

3

2

(10 9
Pmax
)

(9) 8

9

(8)

4

7

10

5
Pmax

(7)

5

6

Pmax

Pmax

Pmax

8

7

6

Hình 1c: Lưới trung áp kín vận hành hở
0

(5)

Pmax

Pmax

Pmax

4

(6
)


Sơ đồ lưới kín vận hành hở có độ tin cậy cao hơn các sơ đồ trước đây. Về mặt
nguyên tắc lưới có thể vận hành kín, nhưng thiết bị bảo vệ, điều khiển đòi hỏi phải là
các thiết bị tốt và đắt tiền. Vận hành lưới hở đơn giản và rẻ hơn nhiều.
1.2. Phƣơng pháp phân phối điện trung áp và nối đất trung tính cuộn trung áp
của máy biến áp nguồn.
1.2.1. Phương pháp phân phối điện trung áp.
Có 2 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.

Hình 1.2.1.a. Lưới điện 3 pha trung tính máy biến áp nối đất qua tổng trở
* Phương pháp dùng lưới điện 3 pha và 1 dây trung tính.
Là phương pháp truyền tải mà ngoài 3 dây pha ra còn có 1 dây trung tính đi theo
lưới điện, cứ khoảng 300m thực hiện nối đất lặp lại 1 lần. Trong lưới điện này, cuộn
dây trung áp của máy biến áp nối sao và trung tính nối đất trực tiếp.

Hình 1.2.1.b. Lưới điện 3 pha và 1 dây trung tính

11


1.2.2. Phương pháp nối đất trung tính cuộn trung áp của MBA nguồn.
1.2.2.1. Trung tính không nối đất( Z=∞).

* Ƣu điểm: Khi xẩy ra chạm đất 1 pha mạng điện vẫn vận hành được trong 1
khoảng thời gian nhất định để tìm và khắc phục sự cố, do đó độ tin cậy của mạng
điện được nâng cao.
* Nhƣợc 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 điện 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 và nguy hiểm
cho lưới điện.
+ Khi xảy ra chạm đất 1 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: Trong thực tế trung tính không nối đất thường dùng cho lưới
phân phối 6kV, 10 kV, còn lưới điện áp từ (15kV÷35kV) chỉ dùng nếu độ dài lưới
điện ngắn.
1.2.2.2. Trung tính nối đất trực tiếp( Z=0).
* Ƣu điểm:
+ Khi xảy ra chạm đất 1 pha sẽ gây ra ngắn mạch 1 pha. Bảo vệ rơle sẽ cắt phần
tử hư hỏng ra khỏi lưới điện, bảo vệ an toàn cho người và thiết bị.
+ Giảm mức cách điện của đường dây trên không và cáp, do mạng điện chỉ dùng
cách điện pha nên giá thành của lưới hạ.
* Nhƣợc điểm:
+ Dòng điện ngắn mạch 1 pha có thể rất lớn, gây tác hại cho thiết bị trong trạm
biến áp và đường dây, tăng độ già hoá 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 áp dụng: Trung tính nối đất trực tiếp được áp dung cho lưới điện ở cấp

12

điện áp (15kV÷20 kV), nếu các tác hại khi xảy ra ngắn mạch 1 pha được hạn chế ở
mức cho phép.
1.2.2.3. Trung tính nối đất qua điện trở hoặc điện kháng( Z=R hoặc Z=R+jX).
* Ƣu 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 (1000A-1500A). Cho phép
điều khiển dòng ngắn mạch pha-đất một cách hợp lý.
* Nhƣợc điểm:
+ Gây quá điện áp trong lưới cao hơn 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
Để hạn chế các nhược điểm, thực hiện nối đất có hiệu quả khi:
Z0
X
R
R
 3  4 hay 0  5 , với điều kiện X 0  X 2 , 1  2
X1
X1 X 2
Z1

Khi đó đặt được điều kiện điện áp khi chạm đất 1 pha:
U f1
U dm

 0,8

và

U f1
U fdm

1,4

Trong đó:
U f1

: Điện áp pha lành

U dm ,U fmd : Điện áp dây và điện áp pha định mức.

Z 0 , X 0 : Tổng trở thứ tự không

Z1 , X 1 : Tổng trở thứ tự thuận của máy biến áp nguồn và lưới điện.

1.2.2.4. Phương pháp nối đất qua cuộn dập hồ quang.
Nối đất qua cuộn dập hồ quang hay còn gọi là nối đất cộng hưởng:
Z  jX  j

1
wC

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 lưới phân

13

phối rất lớn.
* Ƣu điểm:
+ Dập tắt nhanh hồ quang khi có chạm đất 1 pha, dòng chạm đất rất nhỏ có khi
triệt tiêu hoàn toàn.
+ Độ sụt áp khi chạm đất 1 pha nhỏ.
+ Hạn chế ảnh hưởng đến đường dây điện thoại.
* Nhƣợc 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 đa số là do hư hỏng
cách điện vĩnh cửu.
* Phạm vi ứng dụng: Phương pháp này thường được áp dụng cho lưới 35kV, có
dùng cho lưới 22kV khi cần độ tin cậy cung cấp điện cao, là biện pháp chủ yếu
trong tương lai.
1.3. Sơ đồ lƣới điện trung áp.
1.3.1. Phương án nối dây trong mạng điện trung áp.
Sơ đồ nối dây của mạng điện trung áp có thể sử dụng một trong các hình thức
nối dây như sau: hình tia, phân nhánh, hoặc mạch vòng kín. Việc sử dụng sơ đồ nối
dây nào tùy thuộc vào mức độ yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cho mỗi một loại hộ
phụ tải và tùy 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 6kV, 10kV, 22kV, 35kV cũng thường sử dụng sơ đồ hình
tia để cung cấp điện.
- Sơ đồ kiểu phân nhánh thường được dùng ở các đường dây cung cấp điện

14


cho một số phụ tải gần nhau.
- Sơ đồ mạch vòng kín được dùng nhiều ở các mạng trung áp trong thành phố và
các mạng điện phân xưởng với điện áp 6kV, 10kV, 22kV, 35kV. Những mạng điện
này thường có cấu trúc mạch kín nhưng vận hành hở, khi sự cố phần lưới trung áp
sau máy cắt gần điểm sự cố nhất về phía nguồn, bảo vệ đặt tại máy cắt đầu nguồn sẽ
tác động cát mạch điện bị sự cố, sau khi cô lập đoạn lưới bị sự cố, phần lưới 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 cho đến khi sự cố được sử lý xong.
Đối với các hộ phụ tải quan trọng đòi hỏi độ tin cậy cao phải có phương án dự
phòng riêng cho đường dây trung áp và hạ áp.
1.3.2. Các phương pháp nối dây trong lưới điện trung áp.
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 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 nối 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 2 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 1 hay 2 nguồn phải dựa trên
kết quả so sánh kinh tế giữa khoản tiền phải đầu tư them 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 1 nguồn cung cấp điện là đủ. Cho phép mất điện
trong 1 thời gian để sủa chữa sự cố, thay thế các phần tử hư hỏng của mạng điện

15


nhưng không quá 1 ngày.
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 thấp nhất.
1.3.2.1. Sơ đồ lưới 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 về điều kiện an toàn và
mỹ quan như ở 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 trên không sẽ
giúp cho việc dễ dàng nối các dây dẫn, tìm hiểu sự cố và khắc phục sự cố không
khó khăn như lưới phân phối cao áp.
- Phương pháp 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
các đường trục chính.

Hình 1.3.1. Sơ đồ lưới trung áp trên không hình tia
1. Máy cắt có tự động đóng lại, điều khiển từ xa.
2. Máy cắt nhanh;

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