Nghiên cứu tự động hóa lưới điện phân phối để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện

Bộ Giáo dục và đào tạo
Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
------------------

Nguyễn VĂN HảI

NGHIấN CU T NG HểA LI IN
PHN PHI NNG CAO TIN CY
CUNG CP

luận văn thạc sỹ khoa học

Hà Nội 2010


Bộ Giáo dục và đào tạo
Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
------------------

Nguyễn văn hải

NGHIấN CU T NG HểA LI IN
PHN PHI NNG CAO TIN CY
CUNG CP IN

Chuyên ngành: Mạng và Hệ Thống Điện
mã số:

luận văn thạc sỹ khoa học

Ngi hng dn khoa hc: TS. PHAN NG KHI

Hà Nội 2010


Lời nói đầu
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế - xã hội, nhu cầu sử dụng điện
năng cùng với yêu cầu về sản lợng, chất lợng cung cấp điện tăng cao. Tuy
nhiên để tăng độ tin cậy sẽ dẫn đến sự tăng của vốn đầu t. Ngành điện Việt
Nam đang phải đối phó với sự khó khăn về vốn đầu t cho việc phát triển điện
lực trong khi yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện ngày càng tăng.
Để giải quyết bài toán tăng độ tin cậy cho lới điện trong điều kiện hạn
chế về vốn đầu t, trong luận văn này, tác giả sẽ đa ra phơng pháp tính toán
độ tin cậy, tính toán lắp đặt các thiết bị đóng cắt để tăng cờng độ tin cậy cho
lới điện trung thế dựa trên mối quan hệ giữa vốn đầu t và độ tin cậy dựa trên
hàm mục tiêu l hiệu quả kinh tế khi lắp đặt TBĐC đạt giá trị cao nhất, dựa
trên phơng pháp quy hoạch phi tuyến xấp xỉ để giải bài toán, từ đó sử dụng
chơng trình CONUT tính toán chế độ hệ thống điện của lới điện trung áp
của Viện năng lợng để xác định vị trí, số lợng, loại TBĐC lắp đặt trên lới
sau đó đề xuất các giải pháp để nâng cao độ tin cậy cho lới điện trung thế
Việt Nam.
Để hoàn thành luận văn này, tác giả vô cùng biết ơn sự hớng dẫn và
chỉ đạo tận tình của TS Phan Đăng Khải.
Xin chân thành cảm ơn trung tâm bồi dỡng sau đại học - Đại học Bách
khoa Hà Nội.
Tác giả rất mong nhận đợc sự bổ sung, góp ý hoàn thiện nội dung từ
các thầy cô, các chuyên gia, bạn bè đồng nghiệp nhằm nâng cao tính khả dụng
của luận văn này.

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009

Mục lục
Nội dung
Mục lục

Trang

Danh mục các chữ viết tắt
Mở đầu

1

Chơng I: Hin trng li in phõn phi trung ỏp vit nam

3

1.1. c im ca li in phõn phi trung ỏp

3

1.2. Xu th phỏt trin ca li phõn phi trung ỏp ti vit nam.

9

1.3. Cỏc thit b phõn on trong li in phõn phi trung ỏp

10
11
11
12

12
13
14
15

1.3.1. Dao cỏch ly thng (DS)
1.3.2. Dao cỏch ly t ng (DCLT)
1.3.3. Dao ct ti (LSB)
1.3.4 Mỏy ct cú trang b thit b t ng úng li (TL)
1.3.5. T ng úng ngun d phũng (TD)
1.3.6. Mỏy ct (MC)
1.3.7 DAS
Chơng II: Tổng quan về độ tin cậy cung cấp điện & Các giải
pháp nâng cao độ tin cậy cho Hệ Thống Điện
2.1 Đặc trng về độ tin cậy của hệ thống điện

16
16

2.1.1. tin cy v cỏc ch tiờu thng dựng ỏnh giỏ tin
cy ca h thng cung cp in.
2.1.2. Khỏi nim v trng thỏi hng húc ca h thng in
2.1.2.1. Trng thỏi phn t.
2.1.2.2. Trng thỏi v hng húc ca h thng in

18
19

2.1.3. Tn tht kinh t do mt in v nh hng ca cu trỳc
mc tin cy ca h thng in

2.2 Độ tin cậy của các phần tử
2.2.1. Phn t khụng phc hi
2.2.2. Mụ hỡnh cng hng húc
2.2.3. Phn t phc hi
2.2.3.1. Sa cha s c lý tng, cú thi gian phc hi t=0
2.2.3.2. Sa cha s c thc t, thi gian phc hi
2.2.3.3. Sa cha s c thc t v bo dng nh k

21
23
23
26
27
27
29
31

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009

16


2.2.4. Cỏc ch s ỏnh giỏ tin cy ca h thng in
(Reliability Evaluation of Power Systems)
2.3. Các giải pháp nâng cao độ tin cậy cho hệ thống
2.4. Vấn đề độ tin cậy trong thiết kế phơng án cấp điện Hàm
kinh tế đánh giá một phơng án cấp điện
2.5. Các giải pháp nâng cao độ tin cậy cho lới phân phối
2.5.1. Nõng cao tin cy ca trm bin ỏp phõn phi.
2.5.2. Nõng cao tin cy cho phn li phõn phi.

2.6. Các giải pháp tăng cờng độ tin cậy ở lới điện phân phối điện
Việt Nam
Chơng III: Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện bằng giải pháp tự
động hóa thiết bị đóng cắt phân đoạn trên lới điện phân phối
trung áp
3.1. Hiện trạng Rơle bảo vệ trong hệ thống phân phối trung áp của
Việt Nam

32
37
38
40
40
41
44

48
48

3.1.1. H thng rle bo v cho ngn mỏy ct trung ỏp trong
li in trung tớnh ni t trc tip

48

3.1.2. H thng rle bo v cho ngn mỏy ct trung ỏp trong
li trung tớnh cỏch ly hoc qua tr khỏng

48

3.1.3. Hin trng v t ng húa trong h thng phõn phi

trung ỏp Vit nam
3.2. Phối hợp làm việc giữa các thiết bị tự động đóng lại (Recloser)
và dao cắt có tải (LSB)
3.2.1. Giai on 1: Cha cú h thng SCADA
3.2.2. Giai on 1: Khi cú h thng SCADA
3.3. Giới thiệu chung về hệ thống tự động hóa phân vùng sự cố
DAS ( Distribution Automatic System) theo từng giai đoạn
3.3.1. Cỏc thit b chớnh ca DAS giai an 1
3.3.2. Cỏc thit b chớnh trong h thng DAS giai on 2
3.3.3. Cỏc thit b chớnh trong h thng DAS giai on 3
Chơng IV: Tớnh toỏn la chn v trớ, chng loi thit b úng ct
phõn on ti u nõng cao tin cy cung cp in
4.1. Đặt vấn đề
4.2. Mô tả bài toán và phơng pháp giải
4.2.1. Mụ t bi toỏn

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009

49
51
51
54
57
57
65
67
73
73
77
77

4.2.2. Bài toán xác định loại thiết bị đóng cắt lắp đặt
4.3. Bài toán xác định loại, số lợng TBĐC
4.3.1. Đặt vấn đề
4.3.2. Bài toán tìm kiếm điểm mở mạch vòng tái cấu hình lới
giảm tổn thất (D)P
4.3.3. Bài toán tìm loại, số lợng thiết bị phân đoạn
4.4. Phơng pháp quy hoạch phi tuyến xấp xỉ
4.4.1. Đặt vấn đề
4.4.2. Bài toán QHTT nguyên thực hỗn hợp xấp xỉ
4.5. Giới thiệu chơng trình tính toán
4.6. Kết luận chơng IV
Chơng V: Tính toán lựa chọn vị trí, số lợng, chủng loại, thiết bị
đóng cắt tối u để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho một số
lới điện cụ thể
5.1. Đặt vấn đề
5.2. Các giả thiết để tính toán
5.3. áp dụng tính toán cho các lới điện cụ thể
cho một số lới điện cụ thể
4. Kết luận chơng V
Kết luận và hớng nghiên cứu
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009

79
82
82

82
85
86
86
88
90
93

94
94
94
96
105
106
108


Danh mục các chữ viết tắt
HTCCĐ

Hệ thống điện cung cấp điện

LĐPPTA

Lới điện phân phối trung áp

ĐTC

Độ tin cậy

MBA

Máy biến áp

TBA

Trạm biến áp

QHPT

Quy hoạch phi tuyến

QHTT

Quy hoạch tuyến tính

TBĐC

Thiết bị đóng cắt
Hàm chi phí do lắp đặt thiết bị phân đoạn và chi phí

Z, Zcp

có lợi từ việc giảm thiệt hại do gián đoạn cung cấp
điện mang lại

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


Danh mục các bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 5.1: Bảng thông số nhánh ĐH Cảnh Sát Thụy Phơng lộ
476E1.6

97

Bảng 5.2 Bảng kết quả tính nhánh ĐH Cảnh Sát Thụy Phơng lộ
476E1.6

99

Bảng 5.3: Bảng thông số Lộ 381E1.4

101

Bảng 5.4: Bảng hình ảnh kết quả chạy chơng trình Lộ 381E1.4

101

Bảng 5.5 Bảng kết quả lộ 381E1.4

102

Bảng 5.6: Bảng thông số Lộ 373E22.3

103

Bảng 5.7: Bảng hình ảnh kết quả chạy chơng trình Lộ 373E22.3

104

Bảng 5.8 Bảng kết quả lộ 373E22.3

104

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Tên hình vẽ, đồ thị

Trang

Hình 2.1 Trng thỏi v hng húc ca h thng in

19

Hình 2.2 th quan h gia hm phõn b v hm mt

24

Hình 2.3 Mụ hỡnh cng hng húc

27

Hình 2.4 Trng thỏi lm vic v trng thỏi hng húc ca cỏc phn
t

29

Hình 2.5 Mụ hỡnh trng thỏi ca cỏc phn t

32

Hình 2.6 th ph ti trung bỡnh ti thanh cỏi ca ph ti

36

Hình 3.1 S phi hp phõn on s c gia recloser v dao ct
cú ti

52

Hình 3.2 H thng in s dng recloser phi hp vi LBS phõn
on t ng v cú h thng SCADA

55

Hình 3.3 S c gia phõn on LBS 1 v LBS 2

56

Hình 3.4 Cỏc thit b c bn ca h thng DAS giai on 1

57

Hình 3.5 Nguyờn lý cu to ca hp b DPT

58

Hình 3.6 S phi hp thi gian ci t ca FDR

60

Hình 3.7 Nguyờn tc hot ng li in hỡnh tia

61

Hình 3.8 Nguyờn tc hot ng li in cú ngun hai phớa

63

Hình 3.9 Gin thi gian tỏc ng vi 2 ngun cung cp

64

Hình 3.10 Cu hỡnh h thng DAS giai on 2

66

Hình 3.11 iu khin thi gian thc v hin th trng thỏi li
phõn phi theo thi gian thc
Hỡnh 3.12 Quy trỡnh t ng phc hi ca li phõn phi

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009

68

69


Hỡnh 3.13 DAS cho h thng cỏp ngm

71

Hỡnh 3.14 S phỏt trin h thng DAS cỏc giai on

72

Hình 4.1. Mối quan hệ giữa chi phí và độ tin cậy

75

Hình 4.2 Đồ thị hàm ZE = g(n), ZTB = h(n)

78

Hình 4.3 Đồ thị hàm tổng chi phí ZCP

78

Hình 4.4 Lu đồ giải thuật tái cấu hình lới giảm P

84

Hình 4.5 Tuyến tính hóa từng khúc hàm phi tuyến

87

Hình 4.6 Thông số đầu vào của đờng dây

90

Hình 4.7 Thông số đầu vào của phụ tải

90

Hình 4.8 Sơ đồ tính toán chế độ lới điện

91

Hình 4.9 Thông số đầu vào tính độ tin cậy

91

Hình 4.10 Lới điện sau khi tính toán lắp đặt TBĐC

92

Hình 5.1: Sơ đồ nguyên lý nhánh ĐH Cảnh Sát Thụy Phơng lộ
476E1.6

96

Hình 5.2 Nhập thông số đờng dây đoạn 1 từ nút 1- nút 2 (ĐH
Cảnh Sát Tân Phơng)

97

Hình 5.3: Nhập thông số đầu vào của phụ tải nút 2 (Tân Phơng)

98

Hình 5.4: Sơ đồ kết quả tính toán chế độ lới điện lộ 476E1.6

98

Hình 5.5 Thông số đầu vào tính độ tin cậy nhập vào nửa trái của
bảng

99

Hình 5.6 Kết quả hiển thị nhánh ĐH Cảnh Sát Thụy Phơng lộ
476E1.6

100

Hình 5.7 Sơ đồ nguyên lý lộ 381E1.4

100

Hình 5.8 Sơ đồ kết quả chơng trình lắp TBĐC cho Lộ 381E1.4

102

Hình 5.9 Sơ đồ nguyên lý lộ 373E22.3

103

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


Hình 5.10: Lộ 373 - E22.3 sau khi lắp đặt TBĐC

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009

105


summarize
The thesis include 5 chapters:
Chapter I: Current Status medium voltage power grid in Vietnam.
Characteristics

of

medium-voltage

power

distribution

networks,

development trend of medium-voltage distribution network in Vietnam,
equipment segment in the medium-voltage power distribution networks.
Chapter II: Overview of reliability and power supply solutions to
improve power system reliability. Featured on the reliability of electrical

systems, concepts and basic parameters to evaluate reliability power supply,
reliability of the elements. These solutions improve system reliability, the
reliability problem in power supply design plan - a function evaluating the
economic power plans, solutions for improving reliability in distribution,
The solution strengthening grid reliability in electricity distribution in
Vietnam.
Chapter III: Enhance reliability by providing power solutions to
automate switching equipment segment on medium voltage power
distribution networks. Coordinate work between devices automatically
closed (Recloser) and the filter is downloaded (LSB), Introduction to
automation system partition problem DAS (Automatic Distribution System).
Chapter IV: Calculating selected location, category switching devices
optimized segmentation to improve power supply reliability: Describe the
problem-solution method, nonlinear planning method approximation,
calculated Introduction mathematics.
Chapter V: Calculations for some specific grids: application of
computing to a medium voltage power distribution networks is different in
different regions, calculating the number switching devices need to be
installed on the net, checking the reasonableness of the switching devices
results compared with existing calculations.
Conclusion.


1

PHN M U
Các thập kỷ trớc, đánh giá về độ tin cậy lới trung áp ít đợc chú ý bằng
đánh giá độ tin cậy nguồn điện, lới truyền tải. Lý do cơ bản là xây dựng các
nhà máy điện đòi hỏi vốn đầu t rất lớn và thiếu nguồn cũng nh sự cố trên hệ
thống truyền tải gây ảnh hởng rất rộng đối với nền kinh tế - xã hội.

Tuy nhiên việc phân tích các thống kê sự cố khách hàng cho thấy độ tin
cậy của lới trung áp ảnh hởng lớn tới việc đảm bảo an toàn cung cấp điện
cho khách hàng. Mặt khác, trong thời gian qua thiệt hại về kinh tế - xã hội là
rất lớn do độ tin cậy lới trung áp không đảm bảo. Tại Mỹ, trong một năm
thiệt hại do mất điện gây ra ớc tính 50 tỷ USD. Công ty Điện lực PG & E
phải bồi thờng cho công ty chế biến các sản phẩm nấm CMI với số tiền 5, 5
triệu USD do độ tin cậy và chất lợng điện năng không đảm bảo theo hợp
đồng (số liệu năm 1995).
Đối với các nớc đã hình thành thị trờng điện, khi việc mua bán điện
đợc thực hiện theo đúng hợp đồng giữa bên mua và bên bán thì yêu cầu về độ
tin cậy, chất lợng điện năng là một yêu cầu chính đáng và đợc những ngời
làm công tác kinh doanh điện năng hết sức quan tâm.
Cùng với việc gia tăng nhu cầu sử dụng điện, việc sử dụng các thiết bị
điện có yêu cầu chất lợng điện năng cao ngày càng gia tăng.
Tuy nhiên, giá thành điện của điện năng phụ thuộc vào vốn đầu t. Tăng
độ tin cậy thì vốn đầu t tăng làm cho giá thành điện năng cũng sẽ tăng theo.
Từ giá thành điện năng, với mức lãi yêu cầu và thuế ta có giá bán điện. Mỗi
giá bán điện ứng với một mức tin cậy nhất định. Nh vậy, yếu tố độ tin cậy
ảnh hởng rất lớn đến giá thành điện năng.
Bài toán lựa chọn vị trí, loại thiết bị đóng cắt (TBĐC) nhằm tìm ra giải
pháp tối u về hiệu quả kinh tế, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện là một vấn
đề hết sức quan trọng trong quá trình quản lý, vận hành hệ thống cung cấp
điện (HTCCĐ).
nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


2

Luận văn bao gồm 05 chơng:
Chơng I: Hiện trạng lới điện trung áp ở Việt Nam: Đặc điểm lới điện

phân phối trung áp, Xu thế phát triển của lới phân phối trung áp tại Việt
Nam, Các thiết bị phân đoạn trong lới điện phân phối trung áp.
Chơng II: Tổng quan về độ tin cậy cung cấp điện & Các giải pháp nâng
cao độ tin cậy cho Hệ Thống Điện: Đặc trng về độ tin cậy của hệ thống điện,
Các khái niệm và thông số cơ bản để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện, Độ tin
cậy của các phần tử. Các giải pháp nâng cao độ tin cậy cho hệ thống, Vấn đề
độ tin cậy trong thiết kế phơng án cấp điện Hàm kinh tế đánh giá một
phơng án cấp điện, Các giải pháp nâng cao độ tin cậy cho lới phân phối,
Các giải pháp tăng cờng độ tin cậy ở lới điện phân phối điện Việt Nam.
Chơng III: Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện bằng giải pháp tự động
hóa thiết bị đóng cắt phân đoạn trên lới điện phân phối trung áp nh: Phối
hợp làm việc giữa các thiết bị tự động đóng lại (Recloser) và dao cắt có tải
(LSB), Giới thiệu chung về hệ thống tự động hóa phân vùng sự cố DAS (
Distribution Automatic System)
Chơng IV: Tớnh toỏn la chn v trớ, chng loi thit b úng ct phõn
on ti u nõng cao tin cy cung cp in: Mụ t bi toỏn-phng
phỏp gii, Phng phỏp quy hoch phi tuyn xp x, Gii thiu chng trỡnh
tớnh toỏn.
Chơng V: Tính toán cho một số lới điện cụ thể: áp dụng tính toán cho
một số lới điện phân phối trung áp hiện có tại các khu vực khác nhau, tính
toán số lợng TBĐC cần lắp đặt trên lới, kiểm tra sự hợp lý của các TBĐC
hiện hữu so với kết quả tính toán.
Kết luận

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


3

Chng 1

HIN TRNG LI IN PHN PHI TRUNG P
VIT NAM
1.1. C IM CA LI IN PHN PHI TRUNG P

Li phõn phi gm li phõn phi trung ỏp v li phõn phi h ỏp.
Li phõn phi trung ỏp cú in t 6-35kV, ly in t cỏc trm trung gian
ri cp cho cỏc trm phõn phi h ỏp. Li phõn phi h ỏp cú cp in ỏp
380/220V hoc 220/110V cp in trc tip cho cỏc h tiờu th in. Trong
ti ch kho sỏt n li in phõn phi trung ỏp.
Lng in nng b mt ch yu do s c v ngng in k hoch ca
li phõn phi. Lng vn u t cho li phõn phi l khỏ ln: Vn cho li
phõn phi v truyn ti thng l 50% tng vn u t cho h thng in. T
l tn tht in nng trờn li chim t l ln khong 40-50% tn tht ton h
thng.
Li in phõn phi trung ỏp l li in trc tip chuyn ti in nng t
cỏc trm bin ỏp trung gian n cỏc trm bin ỏp h ỏp cung cp cho khỏch
hng, cỏc ng dõy phõn phi trung ỏp thng c vn hnh h dng li
trc chớnh khụng phõn on, trc chớnh phõn on, mch vũng kớn vn hnh
h Thụng thng li phõn phi cú s lng cỏc phn t cao hn nhiu so
vi cỏc thnh phn khỏc trong h thng in nờn xỏc sut s c cng cao hn
nhiu. Vỡ vy, m bo cung cp in cho khỏch hng hu ht cỏc tuyn
ng dõy u cú mch vũng liờn kt vi cỏc ng dõy, cỏc ngun k cn.
Vic khụi phc cung cp in cho cỏc h ph ti s gim c rt nhiu thi
gian bng cỏc thao tỏc úng ct t ng cỏc thit b phõn on nm trong
mch vũng. Thi gian phc hi cung cp in cho cỏc h tiờu th in ph
thuc vo kh nng ti ca ng dõy v ngun d phũng, vo kh nng t
ng ca cỏc thit b phõn on.
nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009

4

Li phõn phi trung ỏp cú c im l mi mt ng dõy phõn phi
thng cú nhiu loi ph ti khỏc nhau (ph ti sinh hot, chiu sỏng cụng
cng, thng mi dch v, nh mỏy, phõn xng sn xut) cỏc loi ph ti
ny phõn b mt cỏch ngu nhiờn khụng ng u trờn cỏc l ng dõy v
chỳng cú thi im s dng cụng sut ln nht khỏc nhau thay i trong ngy,
trong tun v trong mựa. Vỡ th trờn cỏc ng dõy th ph ti luụn thay
i, khụng bng phng, cú th gõy ra hin tng quỏ ti tm thi v tng sut
tn tht ca cỏc l ng dõy trong li in phõn phi trung ỏo. S nh
hng ny nng n nht l vi cỏc cu trỳc li in phõn phi trc chớnh cú
mt ngun cung cp, cỏc li phõn phi dng trc chớnh thng xuyờn b quỏ
ti vo cỏc thi gian ph ti cc i trong ngy v trong mựa, tn tht cụng
sut trờn cỏc on u ngun l rt ln, hay xy ra s c. Ngoi ra s li
cung cp in trc chớnh cũn cú nhc im l tin cy cung cp in thp
khi xy ra s c in, hoc ớt nht thỡ cỏc phn t t phõn on b s c tr i
(theo hng i ca dũng cụng sut) s b mt in. khc phc nhc im
ny ngi ta dựng s li phõn phi kớn vn hnh h cú nhiu thit b
phõn on v nhiu ngun cung cp.
Li phõn phi trung ỏp c phõn loi theo cỏc cỏch sau:
- Theo i tng v a bn phc v gm cú:
+ Li phõn phi thnh ph
+ Li phõn phi nụng thụn.
+ Li phõn phi xớ nghip
- Theo khụng gian cu trỳc gm:
+ Li phõn phi trờn khụng.
+ Li phõn phi cỏp ngm.
- Theo cu trỳc li:
+ Li phõn phi trc chớnh phõn on v khụng phõn on.
nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009

5

+ Li phõn phi kớn vn hnh h.
+ H thng phõn phi in.
Li trc chớnh phõn on v khụng phõn on cũn c xp vo loi
cu trỳc tnh, l cu trỳc khụng th thay i s vn hnh. Khi cn bo
dng hay b s c thỡ ton b hay mt phn li phõn phi phi ngng cung
cp in. Li kớn vn hnh h cũn c gi l cu trỳc ng khụng hon
tondo cú th thay i c s vn hnh.
Ngoi ra li cu trỳc phõn phi cũn c chia thnh cu trỳc phỏt
trin(cũn phỏt trin theo thi gian, khụng gian v cu trỳc bóo hũa do ph
ti bóo hũa khụng tng thờm theo thi gian v khụng gian). Khi thit k, quy
hoch s li cú cu trỳc phỏt trin c chn theo tỡnh hung c th v
cú tớnh n s phỏt trin trong tng lai. Cũn i vi li bóo hũa, cỏc s
thit k thng l chun cú sn mu ti u.
Li phõn phi thng c ỏnh giỏ da trờn cỏc tiờu chun sau:
+ Cht lng in ỏp.
+ tin cy cung cp in.
+ Hiu qu kinh t (giỏ thnh truyn ti in nh nht).
+ an ton cho ngi, thit b, nguy c ha hon.
+ linh hot trong vn hnh.
+ Li phõn phi kớn, vn hnh h.
+ nh hng ti mụi trng.
Cỏc phn t chớnh ca li phõn phi gm cú: Mỏy bin ỏp trung gian,
mỏy bin ỏp phõn phi, ng dõy in (dõy dn v ph kin); cỏc thit b
úng ct v bo v (Mỏy ct vo dao cỏch ly, cu chỡ, h thng bo v
rle); cỏc thit b iu chnh in ỏp, thit b thay i u phõn ỏp di ti,
t bự, thit b i xng húa, thit b lc hi bc cao); thit b nõng cao

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


6

tin cy (T ng úng lp li, t ng úng ngun d tr); thit b o
lng, iu khin t xa.
Lch s phỏt trin v tn ti ca li phõn phi trung ỏp Vit
Nam
Li phõn phi trung ỏp Vit Nam cú lch s hỡnh thnh phc tp
bao gm nhiu cp bin in ỏp 35, 22, 15, 10, 16 kV phõn chia theo 3 min
vi nhng c im lch s v cụng ngh khỏc nhau. Trong ú li 22kV mi
xut hin t nm 1995 theo yờu cu chun húa li in trung ỏp.
Li phõn phi min Bc: Mng li phõn phi bao gm cỏc cỏp in
35, 22, 10, 6kV ng dõy trờn khụng v cỏp ngm trong ú li in 22kV
ch mi c xõy dng ti mt s tnh thnh ph ln vi khi lng khụng
ln.
Mng li 35, 10kV c thit k s dng cỏc thit b theo tiờu chun
ca Liờn Xụ c. Cp in ỏp 35kV va lm nhim v truyn ti in thụng
qua cỏc trm trung gian 35/6 -10kV va úng vai trũ phõn phi cho cỏc ph
ti qua cỏc trm 35/0, 4kV. T nm 1994 B Nng lng ra quyt nh khụng
xõy dng mi cỏc trm trung gian 35/6-10kV thỡ li 35kV lm nhim v
phõn phi mnh m, nht l cỏc tnh min nỳi: Ngh An, Thanh Húa, Sn
La n nay li 35kV cú khi lng ln nht trong h thng li phõn phi
Min Bc vi 18000km ng dõy li in 35kV phự hp vi cỏc vựng cú
ph ti bộ nm ri rỏc vi bỏn kớnh cp in ln (min nỳi, vựng sõu vựng xa).
Li 35kV ch yu dựng loi dõy t AC-35 n AC- 150. Vi c im l
bỏn kớnh cung cp in tng i di (110-120km). Nhiu ng dõy 35kV l
ng cung cp in mch n nờn an ton cung cp in khụng cao.

Mng li 6kV tn ti t thi Phỏp thuc v phỏt trin trong nhng
ngy u hỡnh thnh mng in Vit Nam, cỏc thnh ph ln nh H Ni,
Hi Phũng, Nam nh (Cỏch õy 30 n 40 nm). Ngoi ra, li 6kV cũn
nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


7

phỏt trin tng i mnh Bc Giang, Phỳ Th, H Tõy, Thỏi Nguyờn,
Thanh Húa, Ngh An. ch yu tp trung cỏc th xó th trn. Li in
6kV hin nay ó tr nờn c nỏt, chp vỏ khụng kh nng truyn ti cụng
sut ti cỏc h tiờu th. T l tn tht trờn li cao, mc an ton thp. ng
dõy 6kV cú tit din t AC-35 n AC-120, bỏn kớnh in ln. Cú nhng ni
lờn n 15km (Hi Phũng, Vinh, Thỏi Nguyờn). Li 6kV ngy cng t ra
khụng phự hp vi s gia tng ph ti nht l cỏc tnh thnh ph ln. T
nm 1994, li 6kV hu nh khụng phỏt trin thờm. n nay li 6kV min
Bc ch cũn 2590km tng chiu di ng dõy. Tng lai li 6kV s c
dn xúa b ci to sang cp in ỏp 22kV.
Li 10kV xut hin min Bc sau nm 1954. Hin nay cựng vi li
35kV li 10kV tr thnh li phõn phi a phng ch yu ca Min Bc
vi 10911km ng dõy. Li 10kV phỏt trin rng khp cỏc xó, huyn thnh
ph Min Bc tp trung ch yu min ng bng Trung du. Cng nh
li 35kV li 10kV ó phc v c lc cho sn xut nụng nghip v i
sng ng bo nụng thụn min Bc Vit Nam. Hin ti li 10kV cú ng
dõy phỏt trin tng i di, cú ni ti 25km, ng dõy chp vỏ, tit din
nh, ch yu AC-35, 50, 70 gõy tn tht cụng sut, tn tht in ỏp ln. Nhiu
ni li li 10kV v 6kV vn hnh thnh tia. Liờn kt cỏc ng dõy cũn
yu, linh hot kộm, vỡ vy s c xy ra thi gian mt in kộo di. T 1995
li 10kV c hn ch khụng phỏt trin nhiu.
Mng 6kV, 10kV c s dng c hai dng: ng dõy cỏp ngm v

ng dõy trờn khụng. Trong ú h thng cỏp ngm ch yu c xõy dng
trong cỏc thnh ph ln, c ba h thng li 6, 10, 35kV u thuc loi cú
trung tớnh nhng khụng ni t trc tip.
Trm bin ỏp tiờu th 35, 10, 6/0, 4kV min Bc ch s dng loi
mỏy 3 pha vi cụng sut 50, 100, 160, 250, 320, 400, 560, 630, 750,
nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


8

1000kVA. Cỏc tnh cú li in phỏt trin sm min Bc hu nh u s
dng nhiu mỏy bin ỏp cú cụng sut ln: 320, 400, 560kVA. Cỏc trm cụng
cng thnh ph ln, th trn thng vn hnh trong tỡnh trng tng i y
ti. Vo cỏc gi cao im hay xy ra s c mt in. Cỏc trm bin ỏp tiờu th
cỏc vựng nụng thụn min nỳi a phn c cp in theo mng li trc
chớnh, thit b c nỏt ớt c duy tu bo dng nờn khi xy ra s c thỡ thi
gian mt in thng kộo di gõy nh hng nhiu ti i sng sinh hot v
sn xut ca nhõn dõn.
Li phõn phi min Nam: Mng li phõn phi min Nam bao gm
4 cp in ỏp 35, 22, 15, 6kV. Riờng cp in ỏp 15kV l cp trung tớnh ni
dt trc tip cũn li cỏc cp in ỏp khỏc cng ging nh h thng in min
Bc u l loi trung tớnh khụng ni t trc tip. Sau nm 1974 min Nam
xut hin in ỏp 10 v 35kV vi s lng nh.
n nay ton b li 10kV ó c ci to sang cp 22kV cựng vi
khi lng xõy dng mi, tng chiu di ng dõy t 1463km, li in
22kV mi xut hin nm 1995 nhng ó c phỏt trin nhanh so vi min
Bc ch yu tp trung cỏc tnh nh Ninh Thun, Tõy Ninh, Minh Hi
Cp 15kV c thit k s dng cỏc thit b theo tiờu chun ca M
trc õy v l cp in ỏp c phỏt trin mnh m hu ht cỏc tnh, hin
nay vn c coi l cp phõn phi ch yu ca min Nam vi tng chiu di

ng dõy l 35671km.
Hin ti ton min Nam ch cũn 82km ng dõy 6kV tp trung nhiu
ti thnh ph H Chớ Minh. Li 6kV c xõy dng theo tiờu chun ca
Phỏp trc õy, hin cng ang c ci to sang cp 22kV. Trm bin ỏp
phõn phi min Nam tn ti c loi 3 pha v 1 pha vi di cụng sut
tng i rng t 10kVA n 750kVA qua iu tra cho thy vic s dng

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


9

cụng sut mỏy bin ỏp mt pha cú tớnh linh hot v hp lý cho cỏc khu vc
dõn c.
Li phõn phi min Trung: Li phõn phi mang c 2 c im ca
min Bc v min Nam, gm 5 cp in ỏp 6, 10, 15, 22, 35kV.
* ỏnh giỏ chung nhng tn ti ca li phõn phi trung ỏp Vit
Nam:.
- Kt cu li phõn phi ca Vit Nam tr mt s ụ th mi nh H
Ni, Thnh ph H Chớ Minh, Hi Phũng, Nng cú kt cu mch vũng
vn hnh h, cũn i a s l kt cu trc chớnh khụng cú d phũng, mc
tin cy cc thp.
- c im li phõn phi Vit Nam trc kia v hin nay mang tớnh
phõn min rừ rt.
+ c trng ch yu ca h thng li phõn phi min Bc l cu trỳc
mng phõn phi 6-10kV vi h thng ba pha dõy cú trung tớnh khụng ni t
trc tip, khụng ph bin mng phõn phi mt pha.
+ c trng ca h thng phõn phi min Nam l s dng nhiu cp
in ỏp 15kV vi h thng 3 pha 4 dõy cú trung tớnh ni t trc tip.
+ Ti min Trung phỏt trin mng phõn phi mang c hai c im ca

min Bc v min Nam.
- Tỡnh trng tn ti nhiu cp in ỏp phõn phi khỏc nhau ó gõy nhiu
hu qu phin phc, khú khn trong thit k, qun lý v cng nh tiờu chun
húa lm gim kh nng liờn kt gia cỏc tuyn ng dõy nờn trong h thng
phõn phi cũn tn ti nhiu mng trc chớnh, tin cy thp.
1.2. XU TH PHT TRIN CA LI PHN PHI TRUNG P TI VIT
NAM.

khc phc tỡnh trng tn ti nhiu cp in ỏp phõn phi nh hin
nay, B Nng Lng (nay l B Cụng Thng) ó ra quyt nh s

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


10

1867NL/KHKT ngy 12/9/1994 v vic s dng cp in ỏp phõn phi 22kV
thng nht trờn ton quc. Cỏc cp in ỏp (6, 10, 15, 35kV) hin nay s cú k
hoch chuyn dn sang mt cp in ỏp 22kV cỏc khu vc thnh th, ng
bng trung du v cp in ỏp 35kV min nỳi. Trong nm 2005 ton b li
6kV c ci to sang 22kV m trc tiờn thc hin ti cỏc thnh ph ln
nh: H Ni, Hi Phũng, Vinh, Thnh ph H Chớ Minh
Giai on 2006-2010 s tip tc ci to h thng 10, 15, 35 sang 22kV.
Kinh nghim ca mt s nc cho thy, m bo cung cp in an
ton tin cy vic phỏt trin gia ngun v li cn c cõn i theo t l 5050, gia li truyn ti v phõn phi l 30-70 hoc 40-60.
Ngoi ra, trong cỏc giai on phỏt trin tip theo, vic vn hnh kinh
t h thng in, gim tn tht in nng, cung cp in an ton tin cy, m
bo cht lng in nng ngy cng cao cho khỏch hng s l nhng yờu cu
bc xỳc cn c ỏp ng.
Theo k hoch phỏt trin t nay n nm 2010, li in phõn phi s

c xõy dng thờm 282714km ng dõy trung v h ỏp, tng 183% so vi
khi lng hin nay v 19010 MVA cụng sut mỏy bin ỏp phõn phi, tng
78, 9% so vi hin nay.
1.3. CC THIT B PHN ON TRONG LI IN PHN PHI
TRUNG P

phõn on li phõn phi nõng cao tin cy, gim thi gian giỏn
on cung cp in ngoi cỏc thit b c in nh DCL, dao ct ti, ngi ta
cũn s dng mt s thit b t ng lm thit b phõn on nh: mỏy ct,
dao cỏch ly t ng, mỏy ct cú t ng úng li, t ng úng ngun d
phũng
Vic quyt nh s dng cỏc thit b t ng cn phi xem xột t nhiu
khớa cnh ca h thng cung cp in, phi phi hp tha hip nhiu mt nh

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


11

chn s ni dõy, chn thit b, hỡnh thc bo v, trỡnh vn hnh v khai
thỏc thit b t ng vi chi phớ u t tng ng.
1.3.1. Dao cỏch ly thng (DS)
L loi thit b c dựng lm thit b phõn on ph bin nht hin nay vỡ
giỏ thnh r v phự hp vi thc trng li in phõn phi ca Vit Nam.
Li in phõn phi ca nc ta hin nay ngoi mt s khu vc ni thnh cỏc
thnh ph ln cú h thng li phõn phi trung ỏp ngm nh H Ni, thnh
ph H Chớ Minh, Hi Phũng nhng khu vc ngoi thnh v cỏc tnh thnh
ph khỏc cú c im mt ph ti khụng cao, a bn cung cp in tri di
trờn mt vựng rng ln thỡ h h thng ng dõy in phõn phi trung ỏp
trờn khụng vn chim phn ln. Vi nhng li phõn phi trờn khụng cp

in cho mt a bn rng vi mt ph ti khụng cao DS vn c s
dng. DS cú nhc im l khụng úng ct ti v khụng iu khin t xa
c nờn khi thao tỏc phi ct in u ngun v thao tỏc dao cỏch ly ti ch.
Vỡ th thi gian thao tỏc lõu, c bit khi xy ra s c trờn ng dõy, nu
khụng phỏt hin c bng mt phi úng/ct th cu dao cỏch ly phõn
on cỏch ly im s c s mt rt nhiu thi gian, phi úng ct mỏy ct
nhiu ln, gim tui th c mỏy ct v gim n nh cung cp in. Tuy
nhiờn vỡ cỏc lý do kinh t, tớnh cht, yờu cu tin cy cung cp in ca cỏc
loi h ph ti thỡ DS vn c s dng trờn li, c bit l cỏc vựng ngoi
thnh, nụng thụn.
1.3.2. Dao cỏch ly t ng (DCLT)
DCLT khỏc vi DS ch cú th iu khin t xa, khi xy ra s c bng
thao tỏc úng ct t xa cú th xỏc nh v cỏch ly phõn on s c, u im
ny ca DCLT lm gim thi gian tỡm kim xỏc nh s c v thi gian giỏn
on cung cp in.

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


12

Tuy nhiờn, do khụng úng ct cú ti c nờn khi chuyn ti, tỏi cu hỡnh
li ci thin cỏc thụng s vn hnh phi ct ngun cung cp, gõy ra tỡnh
trng mt in khụng cn thit, lm gim tin cy v n nh ca h thng
in. Trong li in phõn phi trung ỏp ca Vit Nam DCLT cha c s
dng rng rói.
1.3.3. Dao ct ti (LSB)
Dao ct ti (LSB) l thit b úng ct cú ti c s dng tng i ph
bin hin nay cỏc khu vc cỏc ụ th cú li in phõn phi trung ỏp ngm.
LSB cú th úng ct cú ti nờn khi thao tỏc khụng cn phi ct in, trỏnh

hin tng mt in khụng cn thit ca cỏc ph ti khi phi i ngun, san
ti hoc ct in mt phn li in thao tỏc.
im hn ch ca LSB l khụng kt hp c vi cỏc iu khin t xa,
cỏc thit b bo v nờn thi gian thao tỏc cụ lp s c lõu do phi thao tỏc ti
ch. Tuy nhiờn vi u im cú kh nng úng ct cú ti, giỏ thnh thp, trong
cỏc trng hp ngng in k hoch, LSB cú u im hn hn so vi cỏc
thit b nh DS, DCLT nh kh nng úng ct cú ti nờn c s dng rng
rói cỏc khu vc cú mt ph ti cao nh H Ni, Hi Phũng
1.3.4 Mỏy ct cú trang b thit b t ng úng li (TL)
Thc cht TL l khi mt phn t ca h thng cung cp in t ng ct
ra, sau mt thi gian xỏc nh li c úng tr li vo h thng (nu nh
khụng b cm li) v nguyờn nhõn lm cho phn t b ct ra khụng cũn na thỡ
phn t ú cú th tip tc lm vic. Thi gian úng li cng ngn cng tt,
song thi gian ú phi ln cỏc r le bo v tr li v trớ ban u v m
bo iu kin kh ion ti im ngn mch. Cú nh vy, khi thit b c úng
tr li, h quang ch ngn mch khụng tip tc phỏt sinh. Thụng thng i
vi mng trung ỏp thi gian t ng úng li c ly bng 0,2s.

nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009


13

i vi ng dõy trờn khụng t l s c thoỏng qua rt cao nh phúng
in chui s khi quỏ in ỏp khớ quyn, dõy dn chm nhau khi ung a
hoc lỳc giú to, ng dõy v thanh gúp b ngn mch bi nhng vt khỏc
nhau, ng dõy v mỏy bin ỏp b ct ra do cỏc thit b bo v lm vic
khụng chn lc Vỡ vy, TL cú xỏc sut thnh cụng cao, c s dng
hiu qu vi cỏc li phõn phi trung ỏp trờn khụng.
Vi vic s dng TL cỏc s c thoỏng qua s c khụi phc cung cp

in trong thi gian ti thiu, do ú thit hi kinh t do ngng cung cp in
c gim ỏng k. Ngoi ra TL cũn tng n nh v tin cy ca h
thng in, vic lp t, thao tỏc v vn hnh TL li tng i d dng nờn
c s dng ph bin trờn li phõn phi trung ỏp trờn khụng Vit Nam.
1.3.5. T ng úng ngun d phũng (TD)
Mt s trong nhng bin phỏp nõng cao tin cy cung cp in l t
cỏc phn t d phũng trong h thng cung cp in. a cỏc phn t d
phũng vo lm vic nhanh chúng v an ton thng t cỏc thit b t ng
úng d phũng. Trong cỏc trng hp ny khi ngun lm vic b ct ra thỡ
thit b TD s úng ngun cung cp d phũng. TD hoc cỏc thit b d
phũng c s dng trong trng hp thit hi do giỏn on cung cp in
cao hn tin thit b TD.
TD ca ngun cung cp v thit b ng dõy, mỏy bin ỏp, mỏy phỏt,
thanh gúp, cỏc phõn on v h thng thanh cỏi, ng c in thng xy ra
sau khi cú bt k dng bo v no tỏc ng no hay mỏy ct in t ct ra.
Thi gian úng d phũng thng c chnh nh trong khong 0, 5 1, 5s.
Nu chnh nh thi gian ln hn na thỡ cỏc ng c t khi ng li s b
khú khn.
Tuy nhiờn vic t ng húa li in phõn phi trung ỏp cha cao nờn
TD thng ch dựng ti cỏc trm tryn ti úng ngun d phũng cung
nguyễn văn hải - lớp cao học kỹ thuật điện 2007-2009