LUẬN văn kỹ THUẬT điện KHẢO sát và ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ĐƯỜNG dây 22 kv TUYẾN 473DH ( DUYÊN hải TRÀ VINH )

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
**********

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG
ĐƯỜNG DÂY 22 kV TUYẾN 473DH
( DUYÊN HẢI -TRÀ VINH )

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Đào Minh Trung

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Phước Tú (MSSV: 1064190)
Ngành: Kỹ thuật điện – Khóa: 32

Tháng 12/20110



Mục lục

CBHD: Đào Minh Trung

MỤC LỤC
------------

Trang

Phần I: Cơ sở lý thuyết
Chương 1: Khái niệm hệ thống điện và phân loại mạng điện
1.1 Vai trò của điện năng và các đặc điểm cơ bản của quá trình sản xuất điện .. 1
1.2 Tổng quan về hệ thống điện ........................................................................ 1
1.3 Các mạng lưới điện trong hệ thống điện Việt Nam...................................... 4
1.4 Hệ thống điện Việt Nam ............................................................................. 5
Chương 2: Các phần tử cơ bản của đường dây phân phối trên không
2.1 Dây dẫn, dây chống sét và cáp điện của đường dây trên không...................7
2.1.1 Dây dẫn và dây chống sét................................................................. 7
2.1.2 Cáp điện của đường dây phân phối trên không ................................. 8
2.2 Móng, cột.................................................................................................... 9
2.3 Xà............................................................................................................. 13
2.3.1 Xà sắt ............................................................................................. 13
2.3.2 Xà gỗ ............................................................................................. 14
2.3.3 Xà bê tông cốt thép ......................................................................... 14
2.4 Sứ cách điện và các phụ kiện của đường dây............................................. 14
2.4.1 Sứ cách điện.................................................................................... 14
2.4.2 Phụ kiện của đường dây ................................................................. 15
Chương 3: Tổn thất công suất và tổn thất điện năng
3.1 Vấn đề tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện .............. 17
3.2 Các loại tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện ............ 17
3.3 Phương pháp xác định tổn thất trong mạng điện....................................... 18
3.3.1 Trường hợp đường dây có một phụ tải ............................................ 18
3.3.2 Trường hợp đường dây có nhiều phụ tải .........................................19
3.3.3 Tổn thất công suất trên đường dây có phụ tải phân bố đều ...............20
3.3.4 Tổn thất điện năng trên đường dây...................................................20
3.3.5 Phương pháp xác định tổn thất trong máy biến áp .............................. 21
3.4 Giảm tổn thất nâng cao chất lượng điện năng ..................................................23

3.4.1 Khái niệm chung..............................................................................23
3.4.2 Hệ số công suất và vấn đề nâng cao hệ số công suất ........................23

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

i


Mục lục
3.4.3
3.4.4
3.4.5
3.4.6

CBHD: Đào Minh Trung
Nâng cao điện áp vận hành của mạng điện.......................................24
Bù công suất phản kháng cho lưới điện ...........................................25
Sự cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng ..................29
Tính toán kinh tế-kỹ thuật của các phương pháp ..............................30

Chương 4: Tổn thất điện áp và các biện pháp khắc phục
4.1 Khái niệm chung về tổn thất điện áp ......................................................... 33
4.2 Xác định tổn thất điện áp trong lưới điện phân phối ................................... 33
4.2.1 Căn cứ vào dòng điện phụ tải...........................................................33
4.2.2 Phương pháp tính gần đúng tổn thất điện áp ...................................35
4.3 Các phương pháp điều chỉnh điện áp.......................................................... 36
4.4 Các thiết bị điều chỉnh điện áp ...........................................................................36
Chương 5: Những sự cố thường xảy ra trong mạng điện
5.1 Ngắn mạch................................................................................................. 37
5.1.1 Những khái niệm chung.................................................................. 37

5.1.2 Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch..........................................38
5.1.3 Các công thức tính ngắn mạch của mạng điện phân phối .................38
5.2 Đứt dây...................................................................................................... 40
5.2.1 Khái niệm chung..............................................................................40
5.2.2 Tính toán sự cố đứt dây ...................................................................40
5.3 Các biện pháp khắc phục ........................................................................... 41
Chương 6: Các tiêu chuẩn của mạng điện phân phối
6.1 Các dạng sơ đồ và cấu trúc của mạng điện phân phối................................ 42
6.1.1 Sơ đồ hình tia................................................................................. 42
6.1.2 Sơ đồ mạch vòng ............................................................................42
6.1.3 Sơ đồ dạng lưới ..............................................................................43
6.2. Các chỉ tiêu cơ bản của phần điện ............................................................ 44
6.2.1 Cấu trúc lưới điện .......................................................................... 44
6.2.2 Các tiêu chuẩn về điện áp ...............................................................44
6.2.3 Các tiêu chuẩn về tần số và hệ số công suất ....................................45
6.2.4 Một số quy định khác ....................................................................45
6.3. Các tiêu chuẩn cơ học của đường dây ...................................................... 46

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

ii


Mục lục

CBHD: Đào Minh Trung

6.3.1 Khoảng cách điện nhỏ nhất giữa phần mang điện và phần được nối
đất của đường dây .................................................................................................46
6.3.2 Khoảng cách điện nhỏ nhất giữa các dây dẫn trần của một mạch theo

điều kiện quá điện áp khí quyển.............................................................................46
6.3.3 Khoảng cách thẳng đứng từ dây dẫn đến mặt đất và các công trình
trong các chế độ làm việc của đường dây ..............................................................46
6.3.4 Hàng lang bảo vệ đường dây trên không ........................................48
6.3.5 Đường dây và các phụ kiện ...................................................................48
6.3.6 Áp lực gió......................................................................................51
6.3.7 Ứng suất .......................................................................................53
Phần II: Khảo sát thực tế đường dây 22 kV tuyến 473DH
Chương 7: Khảo sát thực tế đường dây 22 kV tuyến 473DH
7.1 Giới thiệu khái quát về tuyến dây 473DH ................................................. 55
7.1.1 Giới thiệu đường dây ......................................................................55
7.1.2 Giới thiệu trạm biến áp .................................................................. 55
7.1.3 Giới thiệu kỹ thuật công trình .........................................................56
7.2 Các thông số về phần điện ........................................................................ 57
7.2.1 Điện áp và dòng điện ....................................................................57
7.2.2 Trạm biến áp...................................................................................57
7.2.3 Dây dẫn và dây trung tính ...............................................................65
7.2.4 Cách điện .......................................................................................66
7.2.5 Thiết bị bảo vệ và đóng cắt .............................................................67
7.3 Các thông số về phần cơ ........................................................................... 72
7.3.1 Trụ..................................................................................................73
7.3.2 Xà...................................................................................................77
7.3.3 Chằng, neo......................................................................................78
7.4 Đánh giá trạm biến áp
7.4.1 Trạm biến áp nguồn 110/22kV Duyên Hải ...................................... 81
7.4.2 Kiểm tra trạm biến áp..................................................................... 82
Phần III: Kiểm tra, đánh giá và kết luận
Chương 8: Kiểm tra và đánh giá đường dây tuyến 473DH

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

iii


Mục lục

CBHD: Đào Minh Trung

8.1 Kiểm tra các tiêu chuẩn về điện áp và tổn thất .......................................... 87
8.1.1 Tính cảm kháng của dây ..................................................................87
8.1.2 Độ sụp áp ........................................................................................90
8.1.3 Tổn thất điện năng............................................................................92
8.2 Tính toán các thông số về cơ của tuyến dây ............................................... 94
8.2.1 Sơ lược về lý thuyết.........................................................................94
8.2.2 Tính toán các thông số cơ tuyến 473DH ..........................................99
8.3 Bù công suất phản kháng cho phụ tải ....................................................... 111
8.3.1 Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cos  ............................ 111
8.3.2 Các biện pháp nâng cao cos  ........................................................ 111
8.3.3 Vấn đề bù công suất phản kháng cho tuyến 473DH ......................113
Chương 9: Dự báo phụ tải và kết luận
9.1 Dự báo phụ tải ........................................................................................ 114
9.2 Kết luận ................................................................................................... 114

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

iv


Mục lục

CBHD: Đào Minh Trung

MỤC LỤC
------------

Trang
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống điện ................................................................................. 5
Hình 2.1: Mặt cắt một số loại dây trần ..................................................................... 8
Hình 2.2: Các loại cột đỡ và cột néo dùng cột bê tông ly tâm .......................... 10-11
Hình 2.3: Cột thép có 2 mạch tải điện kiểu trụ 1 trụ............................................... 12
Hình 2.4: Cột bê tông cốt thép ............................................................................... 13
Hình 2.5: Cột bê tông ly tâm dùng cho một mạch tải điện...................................... 13
Hình 2.6: Sứ đứng và sứ treo ................................................................................. 15
Hình 2.7:Chuỗi sứ và các phụ kiện đường dây...................................................... 16
Hình 3.1: Một số sơ đồ kết nối thiết bị bù vào mạng.............................................. 28
Hình 4.1: Mô hình đường dây có nhiều phụ tải và sơ đồ thay thế...................... 33-34
Hình 5.1: Mô hình sự cố đứt dây 1 pha và 3 pha.................................................... 40
Hình 6.1: Sơ đồ hình tia đơn giản .......................................................................... 42
Hình 6.2: Sơ đồ mạch vòng đơn giản..................................................................... 43
Hình 6.3: Sơ đồ dạng lưới đơn giản ....................................................................... 43
Hình 7.1: Trạm biến áp 1 pha ............................................................................... 57
Hình 7.2 Trạm biến áp 3 pha (3 máy 1 pha)........................................................... 58
Hình 7.3 Trạm biến áp 3 pha ................................................................................ 59
Hình 7.4 Chống sét van LA, biến dòng TI và biến áp TU .....................................68
Hình 7.5 Dao cách ly (DS) ....................................................................................69
Hình 7.6 Cầu chì tự rơi (FCO)...............................................................................70
Hình 7.7 LBFCO ............................................................................................................... 70
Hình 7.8 Recloser ..............................................................................................................71
Hình 7.9 Thiết bị phân đoạn LBS .........................................................................71
Hình 7.10 Trụ đỡ thẳng 2 mạch 3 pha bố trí nằm ngang ........................................73

Hình 7.11 Trụ đỡ thẳng đà 2,4m 3 pha bố trí nằm ngang .......................................74
Hình 7.12 Trụ đỡ thẳng đà lệch 2,4m 3 pha bố trí nằm ngang................................75
Hình 7.13 Quy cách xà L75x75x8; dài 2,4 m ................................................................ 76
Hình 7.14 Dây chằng.............................................................................................77
Hình 7.15 lắp đặt dây chằng vào trụ ......................................................................78
Hình 7.16 Lắp đặt sứ chằng ................................................................................... 79
Hình 7.17 Neo bê tông cốt thép 1,2 m ...................................................................80
Hình 7.18 Sơ đồ bảo vệ chống sét van cho trạm .................................................... 83
Hình 7.19 Tiếp đất cho trạm ............................................................................................ 85
Hình 8.1 Sơ đồ phân bố công suất tập trung.......................................................... 86
Hình 8.2 Xác định khoảng cách an toàn................................................................ 97

SVTH: Nguyễn Phước Tú

v


Mục lục

CBHD: Đào Minh Trung

MỤC LỤC BẢNG
-----------Bảng 5.1: Những hình thức ngắn mạch..................................................................37
Bảng 6.1: Khoảng cách từ dây dẫn đến mặt đất và các công trình .........................47
Bảng 6.2: Mật độ dòng điện kinh tế ......................................................................49
Bảng 6.3: Ứng suất cho phép của dây dẫn và dây chống sét tính theo phần % ứng
suất kéo đứt ......................................................................................................53
Bảng 7.1: Liệt kê các trạm biến áp trên tuyến 473DH............................................59
Bảng 7.2: Các loại dây dẫn sử dụng trên trục chính và trục nhánh của tuyến .........64
Bảng 7.3: Đặc tính của dây nhôm lõi thép .............................................................65

Bảng 7.4: Thông số vận hành trạm 110/22kV Duyên Hải .....................................81
Bảng 8.1: Các loại dây dẫn sử dụng trên trục và nhánh của tuyến 473DH..............87
Bảng 8.2: Thông số kỹ thuật của dây nhôm và dây nhôm lõi thép..........................87
Bảng 8.3: Bán kính tự thân (GMD) của dây dẫn ....................................................88
Bảng 8.4: Trị số công suất tải ở các nút .................................................................89
Bảng 8.5: Bảng phân loại đường dây .....................................................................94
Bảng 8.6: Hệ số an toàn.........................................................................................94
Bảng 8.7: Bảng giá trị vận tốc gió theo vùng khí hậu ............................................95
Bảng 8.8: Đặc tính cơ lý của dây dẫn.....................................................................95
Bảng 8.9: Các giá trị khoảng cách an toàn .............................................................97
Bảng 8.10: Phạm vi sử dụng các loại cột ...............................................................98
Bảng 8.11: hệ số an toàn cho móng chống lật, chống nhổ .....................................99
Bảng 9.1: độ sụp áp tại các nút ............................................................................115
Bảng 9.2: Tổn thất điện năng tại các nhánh ........................................................115
Bảng 9.3: Ứng suất.............................................................................................. 116
Bảng 9.4: Độ võng và chiều cao khoảng vượt......................................................117
Bảng 9.5: Lực tác động lên các cộ đỡ thẳng và néo thẳng....................................117
Bảng 9.6: Lực tác động lên cột néo .....................................................................118

SVTH: Nguyễn Phước Tú

vi


Mục lục

CBHD: Đào Minh Trung

MỤC LỤC PHỤ LỤC
-----------Phụ lục 1: Cầu chì tự rơi do Chance (Mỹ) chế tạo

Phụ lục 2: Cầu chì tự rơi cắt được tải do Chance (Mỹ) chế tạo
Phụ lục 3: Hệ số đồng thời giữa các trạm phân phối hạ áp
Phụ lục 4: Máy biến áp phân phối 1 pha do Việt Nam chế tạo (THIBIDI)
Phụ lục 5: Máy biến áp 3 pha 2 dây quấn do Việt Nam chế tạo (THIBIDI)
Phụ lục 6: Máy biến áp phân phối 2 cấp do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo
Phụ lục 7: Bảng số liệu tính toán của dây nhôm lõi thép ACSR
Phụ lục 8: Các tải trọng của dây nhôm lõi thép

SVTH: Nguyễn Phước Tú

vii


Mục lục

CBHD: Đào Minh Trung

MỤC LỤC BẢN VẼ
-----------Bản vẽ 1: Sơ đồ đơn tuyến chi tiết (đường dây 22 kV tuyến 473DH)
Bản vẽ 2: Trụ điện cột bê tông dài 12 m
Bản vẽ 3: Trụ điện cột bê tông dài 14 m
Bản vẽ 4: Trụ đỡ thẳng đà 2,4 m 3 pha bố trí nằm ngang
Bản vẽ 5: Trụ đỡ thẳng đà lệch 2,4 m 3 pha bố trí nằm ngang
Bản vẽ 6: Trụ dừng cuối đà 2,4 m 3 pha bố trí nằm ngang
Bản vẽ 7: Trụ dừng thẳng đà 2,4 m 3 pha bố trí nằm ngang
Bản vẽ 8: Trạm 3 máy biến áp 1 pha trên nền đo đếm hạ thế
Bản vẽ 9: Trạm máy biến áp 3 pha trên nền đo đếm hạ thế
Bản vẽ 10: Tụ bù trung thế 1 pha
Bản vẽ 11: Trạm tụ bù cố định
Bản vẽ 12: Trụ đơn dừng thẳng bảo vệ FCO (LBFCO)

Bản vẽ 13: Trụ đỡ thẳng, rẽ nhánh 3 pha bảo vệ FCO (LBFCO)
Bản vẽ 14: Trụ đỡ thẳng đà lệch, rẽ nhánh 3 pha bảo vệ FCO (LBFCO)
Bản vẽ 15: Trạm biến áp treo công suất ≤ 1x50 kVA
Bản vẽ 16: Trạm biến áp treo công suất ≤ 3x75 kVA
Bản vẽ 17: Trạm biến áp giàn 3 pha công suất ≤ 400 kVA đo đếm hạ thế
Bản vẽ 18: Trạm biến áp giàn 3 pha công suất 400 kVA đo đếm trung thế

SVTH: Nguyễn Phước Tú

viii


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
Cần Thơ, ngày… tháng…. Năm 2010

PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Năm học: 2010 -2011
1. Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Đào Minh Trung
2. Tên đề tài: Khảo sát và đánh giá hiện trạng đường dây 22 kV tuyến 473DH
(Duyên Hải-Trà Vinh)
3. Địa điểm thực hiện: Khu II – Trường Đại học Cần Thơ
4. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phước Tú
Mã số sinh viên: 1064190

Lớp: Kỹ thuật điện 2- Khóa: 32
5. Họ tên sinh viên đăng ký thực hiện (nếu có).
6. Mục đích đề tài: Khảo sát, kiểm tra, đánh giá phát tuyến 473DH của trạm
110/22 kV Duyên Hải
7. Nội dung chính của đề tài
 Phần 1: Cơ sở lý thuyết
 Phần 2: Khảo sát thực tế đường dây 22 kV tuyến 473DH
 Phần 3: Kiểm tra, đánh giá và kết luận
8. Kinh phí dự trù
Ý KIẾN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Đào Minh Trung
Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN

SINH VIÊN ĐĂNG KÝ

Nguyễn Phước Tú
DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG XÉT TỐT NGHIỆP


LỜI CẢM ƠN
-----------Sau 14 tuần bắt tay vào công việc, luận văn tốt nghiệp đến nay đã được hoàn
thành. Bên cạnh sự nổ lực của bản thân, em còn nhận được rất nhiều lời động viên,
giúp đỡ tận tình của gia đình, cha mẹ, quý thầy cô, anh chị, bạn bè.
Em xin chân thành cảm ơn gia đình, các anh chị đã động viên giúp đỡ em rất
nhiều trong suốt thời gian em làm luận văn tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô bộ môn Kỹ thuật điện, thư viện khoa
Công Nghệ, thư viện trường Đại học Cần Thơ, đặc biệt thầy hướng dẫn Đào Minh
Trung đã tận tình chỉ bảo em hoàn thành luận văn tốt nghiệp đúng thời hạn.
Em xin chân thành cảm ơn các anh thuộc điện lực Trà Vinh tạo điều kiện

thuận lợi và giúp đỡ em tận tình trong việc thu thập số liệu.
Em xin chân thành cảm ơn các bạn bè xung quanh, các bạn trong lớp Kỹ
thuật điện k32 đã giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn !

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2010
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Phước Tú


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
Cần Thơ, ngày… tháng…. Năm 2010

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Năm học: 2010 -2011
1. Cán bộ hướng dẫn: Đào Minh Trung
2. Tên đề tài: Khảo sát và đánh giá hiện trạng đường dây 22 kV tuyến 473DH
(Duyên Hải-Trà Vinh)
3. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Phước Tú
MSSV: 1064190
Lớp: Kỹ thuật điện - k32
4. Nội dung nhận xét

a) Nhận xét về hình thức của Luận văn tốt nghiệp
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
b) Nhận xét về nội dung của Luận văn tốt nghiệp
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
c) Kết luận, đề nghị và điểm
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2010
Cán bộ hướng dẫn

Đào Minh Trung


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
Cần Thơ, ngày… tháng…. Năm 2010

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
Năm học: 2010 -2011

1. Cán bộ phản biện 1:
Cán bộ phản biện 2:
2.

Tên đề tài: Khảo sát và đánh giá hiện trạng đường dây 22 kV tuyến 473DH
(Duyên Hải-Trà Vinh)

3. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Phước Tú
MSSV: 1064190
Lớp: Kỹ thuật điện - k32
4. Nội dung nhận xét
a) Nhận xét về hình thức của Luận văn tốt nghiệp
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
b) Nhận xét về nội dung của Luận văn tốt nghiệp
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
c) Kết luận, đề nghị và điểm
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2010
Cán bộ phản biện 1

Cán bộ phản biện 2


LỜI NÓI ĐẦU

-----------Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, điện năng đóng vai
trò vô cùng quan trọng trong các lĩnh vực của cuộc sống, nhu cầu sử dụng điện ngày
càng tăng. Các đường dây điện truyền tải, cung cấp và phân phối được xây dựng
khắp mọi miền đất nước, từ thành thị đến nông thôn,…Do đó mà Em đã chọn đề tài
về khảo sát đường dây 22kV làm đề tài luận văn.
Việc khảo sát lần này nhằm kiểm tra xem những đường dây đó có còn đảm
bảo độ tinh cậy cung cấp điện và độ an toàn sau một thời gian dài vận hành hay
không.
Tuy nhiên do kiến thức, kinh nghiệm thực tế chưa có, tài liệu tham khảo còn
hạn chế và thời gian có hạn nên luận văn không tránh khỏi sai sót kính mong Thầy
hướng dẫn và các thầy cô trong bộ môn đóng góp ý kiến để luận văn được hoàn
thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2010
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Phước Tú


Chương 1: Khái niệm hệ thống điện và phân loại mạng điện
Chương 1

KHÁI NIỆM HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ PHÂN LOẠI MẠNG ĐIỆN
1.1 VAI TRÒ CỦA ĐIỆN NĂNG VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT ĐIỆN

Trong sự nghiêp phát triển kinh tế - xã hội và đời sống ngày nay điện năng
đóng vai trò vô cùng quan trọng, nó có nhiều ưu điểm mà các dạng năng lượng khác
không có như: dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác (cơ năng, hóa năng,
nhiệt năng,…), dễ truyền tải và hiệu suất cao.

Đặc điểm của quá trình sản xuất điện năng:
 Điện năng được sản xuất ra nói chung không thể tích trữ được (trừ trường
hợp tích trữ với công suất rất nhỏ như đối với pin và acqui). Do đó để đảm bảo tính
kinh tế thì tại mọi thời điểm thì phải cân bằng giữa điện năng sản xuất ra và lượng
điện năng tiêu thụ có như vậy mới không gây lãng phí.
 Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh, đặc điểm này đòi hỏi phải dự kiến
hết những khả năng có thể xảy ra, tính toán đầy đủ để sử dụng rộng rãi các thiết bị
tự động nhằm đảm bảo hệ thống điện làm việc tin cậy và kinh tế.
 Ngành công nghiệp điện lực có liên quan chặt chẽ đến nhiều ngành kinh tế
quốc dân, là một trong những động lực tăng năng suất lao động, tạo nên sự phát
triển nhịp nhàng trong các thành phần cơ cấu kinh tế - xã hội.
1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN
Vì điện năng đã trở thành nguồn năng lượng chủ yếu của tất cả các ngành kinh
tế quốc dân và sinh hoạt hàng ngày của con người, do đó nảy sinh ra nhu cầu cung
cấp điện cho các thành phố, nông thôn, xí nghiệp công nghiệp,…nhưng vấn đề đặt
ra là các nhà máy điện được xây dựng ở những nơi có nguồn năng lượng và những
nơi này đặt ở xa nơi tiêu thụ, vì vậy cần phải đưa điện năng từ các nhà máy tới nơi
tiêu thụ, việc làm này được thực hiện thông qua một hệ thống phức tạp bao gồm
nhiều thiết bị trung gian tập hợp lại được gọi chung là hệ thống điện.

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

1


Chương 1: Khái niệm hệ thống điện và phân loại mạng điện
 Khái niệm về hệ thống điện (HTĐ)

Là tập hợp bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, các đường dây tải điện và
các thiết bị khác (như các thiết bị điều khiển, tụ bù, các thiết bị bảo vệ,…) nối liền

với nhau thành một hệ thống nhất làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải và phân phối
điện năng. Một HTĐ hoàn chỉnh bao gồm các khâu sản xuất, truyền tải, phân phối
và tiêu thụ điện.
 Mỗi thiết bị cấu thành HTĐ gọi là phần tử của HTĐ, các thông số của
phần tử gọi là thông số của HTĐ, tập hợp các quá trình xảy ra trong HTĐ và các
trạng thái làm việc của nó trong một thời điểm hoặc một thời gian nào đó gọi là chế
độ của HTĐ.
 Tùy theo mục đích nghiên cứu, HTĐ được chia thành các phần hệ thống
tương đối độc lập nhau.
 Về mặt quản lý, vận hành HTĐ được chia thành:
 Các nhà máy điện do nhà máy điện quản lý.
 Lưới điện siêu cao áp (>220 kV) và các trạm khu vực do công ty
truyền tải quản lý.
 Lưới Truyền tải 110 kV và phân phối do các công ty điện lực quản lý.
 Về mặt quy hoạch thì lưới điện được chia thành hai cấp:

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

2


Chương 1: Khái niệm hệ thống điện và phân loại mạng điện
 Lưới hệ thống bao gồm :
 Các nguồn điện và lưới điện hệ thống (110 kV, 220 kV và 500 kV).
 Các trạm khu vực (110 kV, 220 kV và 500 kV).
 Lưới phân phối (  35 kV) được quy hoạch riêng.
 Về điều độ chia làm 2 cấp:
 Điều độ trung ương.
 Điều độ địa phương bao gồm:
 Điều độ các nhà máy điện.

 Điều độ các miền.
 Điều độ các điện lực.
 Về mặt nghiên cứu, tính toán HTĐ được chia thành:
 Lưới hệ thống (từ 110  500 kV)
 Lưới truyền tải (35 kV, 110 kV, 220 kV)
 Lưới phân phối trung áp (6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV)
 Lưới phân phối hạ áp (0,4/0,22 kV)
Trong đó cấp điện áp 35 kV có thể dùng cho lưới truyền tải và lưới phân phối.
Xu hướng phát triển của HTĐ ngày nay là từ các nhà máy điện riêng rẽ cung
cấp điện riêng rẽ cho các khu vực phụ tải độc lập, các nhà máy điện và các phụ tải
được nối với nhau thành các hệ thống khu vực và cuối cùng là các hệ thống này
được nối với nhau bằng các đường dây dài thành một hệ thống nhất quốc gia.
 HTĐ thống nhất mang lại những lợi ích sau đây :
 Tăng cường độ tin cậy trong cung cấp điện.
 Có thể sử dụng một cách kinh tế các nguồn nhiên liệu khác nhau.
 Giảm đáng kể công suất dự trữ trong hệ thống điện, cho nên cho phép
xây dựng những nhà máy điện với các tổ máy có công suất lớn (hàng ngàn MW) có
các đặc tính kinh tế cao.
Tóm lại: HTĐ là một hệ thống đa chỉ tiêu vận hành dưới tác động của các yếu
tố ngẫu nhiên và phát triển trong các điều kiện bất định. Do đó việc xây dựng được
một cấu trúc của HTĐ có tính thích nghi cao, tìm được các phương pháp và phương
tiện điều khiển tốt nhất sự phát triển hành vi của HTĐ là công việc khó khăn và
phức tạp. Trong lĩnh vực này nói chung đã đạt được một số thành tựu và công tác
nghiên cứu đang phát triển mạnh.
1.3 CÁC MẠNG LƯỚI ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
HTĐ Việt Nam do ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau nên tồn tại nhiều
lưới điện với rất nhiều cấp điện áp khác nhau, việc phân loại mạng điện có rất nhiều

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

3


Chương 1: Khái niệm hệ thống điện và phân loại mạng điện
cách khác nhau như: dựa theo loại dòng điện, điện áp định mức, nhiệm vụ của
mạng, đặc điểm hộ tiêu thụ, hình dáng sơ đồ mạng,…
 Theo tiêu chuẩn loại dòng điện ta có mạng dòng xoay chiều và mạng điện
dòng một chiều
 Theo tiêu chuẩn về điện áp, ta có mạng điện siêu cao áp ( U đm  330 kV ),
mạng cao áp ( U đm  3  220 kV ) và mạng hạ áp ( U đm  1 kV )
 Theo hình dáng, sơ đồ mạng điện: mạng điện hở và mạng điện kín
 Theo nhiệm vụ, chức năng của mạng ta có các mạng sau:
 Mạng truyền tải hệ thống: Có cấp điện áp từ 330 đến 1150 kV, có nhiệm
vụ tạo thành hệ thống hợp nhất giữa các nhà máy điện có công suất lớn, đảm bảo
chúng vận hành như một hệ thống nhất và đồng thời đảm bảo sự chuyển tải hết công
suất pháy ra từ các nhà máy điện đó. Mạng truyền tải hế thống hệ thống thực hiện
việc nối kết hệ thống, nghĩa là nối kết trên một khoảng cách rất lớn giữa các hệ
thống điện. Mạng truyền tải hệ thống được điều khiển, vận hành từ một trung tâm
điều độ hợp nhất quốc gia.
 Mạng cung cấp (mạng điện khu vực): Có nhiệm vụ truyền tải điện năng
từ các trạm biến áp của mạng truyền tải hệ thống và đôi khi nhận điện từ thanh cái
110  220 kV của các trạm tăng áp của các nhà máy điện để cung cấp cho các trạm
nguồn của mạng phân phối, nghĩa là đưa điện đến các trạm biến áp khu vực. Mạng
cung cấp thường là mạng kín. Như đã biết điện áp của các mạng này trước kia
thường là 110  220 kV nhưng do mhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng nên ngày
nay điện áp của mạng cung cấp đôi khi lên đến 330  500 kV và điện áp bên hạ là
6  35 kV. Trong các trạm này người ta dùng các máy biến áp có thể điều áp dưới tải
và cấp điện cho mạng phân phối
 Mạng phân phối (mạng điện địa phương): Có nhiệm vụ truyền tải điện
năng với khoảng cách không lớn từ thánh cái thứ cấp của trạm biến áp khu vực đến

các hộ tiêu thụ công nghiệp, nông nghiệp, thành phố….Mạng phân phối thường là
mạng kín làm việc theo chế độ mạng hở. Người ta chia ra mạng phân phối có điện
áp cao ( U đm  1 kV ) và mạng phân phối có điện áp thấp ( U đm  1 kV ). Tùy theo đặc
điểm của hộ tiêu thụ nhận điện từ mạng phân phối, người ta gọi mạng điện phân
phối công nghiệp, mạng điện phân phối nông thôn, mạng điện phân phối thành phố.
Trước kia mạng phân phối có điện áp từ 35 kV trở xuống, nhưng ngày nay cấp điện
áp có thể lên tới 110 kV và đôi khi cả 220 kV.

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

4


Chương 1: Khái niệm hệ thống điện và phân loại mạng điện
Hình 1.1 Trình bày sơ đồ đơn giản truyền tải điện năng từ các nhà máy
điện thông qua mạng truyền tải hệ thống, cung cấp và mạng phân phối đến các hộ
tiêu thụ điện

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống điện
a- Mạng truyền tải hệ thống; b- Mạng điện cung cấp; c- Mạng điện phân phối
Trên (hình 1.1) chỉ trình bày 1 phương án 1 loại mạng điện, còn lại lấy từ thanh
cái của trạm, các đường dây được đặc trưng bằng các mũi tên. Vì vậy mạng cung
cấp và mạng phân phối thực tế sẽ phức tạp hơn nhiều
1.4 HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
Căn cứ vào đặc điểm địa lý - kỹ thuật của nước ta chia ra làm 3 hệ thống điện:
 HTĐ miền Bắc: bao gồm các tỉnh miền Bắc từ Hà Tĩnh trở ra.
 HTĐ miền Trung: bao gồm các tỉnh duyên hải miền Trung từ Quảng Bình
đến Khánh Hòa và 3 tỉnh Tây Nguyên: Kon Tum, Gia Lai và Đắc Lắc (nay gồm
Đắc Lắc và Đắc Nông).
 HTĐ miền Nam bao gồm các tỉnh còn lại của miền Nam.

Tập hợp các bộ phận của HTĐ bao gồm đường dây truyền tải và các trạm biến
áp được gọi là lưới điện. Bao gồm:
 Lưới điện hệ thống: bao gồm đường dây truyền tải và các trạm biến áp khu
vực nối liền với các nhà máy điện tạo thành hệ thống điện. Lưới có nhiều mạch
vòng kín, vận hành kín, điện áp từ 110  500 kV, đường dây trên không.

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

5


Chương 1: Khái niệm hệ thống điện và phân loại mạng điện
 Lưới truyền tải: truyền tải từ các trạm khu vực đến các trạm trung gian. Sơ
đồ kín có dự phòng, điện áp 35 kV (gần như bị xóa bỏ), 110 kV, 220 kV, đường dây
trên không trong trường hợp đặc biệt không thể sử dụng đường dây trên không thì
sử dụng cáp ngầm. Lưới 110 kV trở lên trung tính máy biến áp nối đất trực tiếp.
 Lưới phân phối: bao gồm lưới trung áp (6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV) và hạ
áp (0,4/0,22 kV). Có nhiệm vụ chính trong việc đảm bảo chất lượng phục vụ phụ
tải, có cấu trúc kín nhưng vận hành hở, phụ tải của nó có tính đồng bộ thấp.

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

6


Chương 2: Các phần tử cơ bản của đường dây phân phối trên không

Chương 2

CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI

TRÊN KHÔNG
2.1 DÂY DẪN, DÂY CHỐNG SÉT VÁ CÁP ĐIỆN CỦA ĐƯỜNG DÂY TRÊN
KHÔNG
2.1.1 Dây dẫn và dây chống sét
Đường dây trên không người ta thường dùng dây trần, nghĩa là không có bọc
lớp cách điện. Dây nhôm và dây nhôm lõi thép được sử dụng rộng rãi cho đường
dây trên không, đôi khi cũng sử dụng dây dẫn chế tạo từ hợp kim của nhôm.
Một số loại dây dẫn thông dụng:
 Dây đơn: do một sợi cấu tạo nên, chế tạo dễ, nhưng dễ bị đứt, uốn cong
khó nên không làm được tiết diện lớn. Thường người người ta chỉ chế tạo dây đơn
có tiết diện nhỏ hơn 10 mm 2 , dây nhôm đơn nói chung không sản xuất vì độ bền
kém.
 Dây vặn xoắn (dây bện): gồm nhiều loại dây đơn vặn xoắn chéo với nhau
theo nhiều lớp, thông thường lớp ngoài nhiều hơn lớp trong 6 sợi. Mỗi lớp lại xoắn
lại theo chiều ngược nhau nên dây được bện chặt và khỏi bị bung ra. Tùy theo
nguyên liệu chế tạo mà có dây đồng trần vặn xoắn, dây nhôm trần vặn xoắn, dây
hợp kim nhôm trần vặn xoắn.
 Dây rỗng: một số đường dây điện áp quá cao, yêu cầu đường kính dây
phải rất lớn, vì nếu đường kính dây quá bé sẽ phát sinh vầng quang và gây tổn thất
điện năng. Nhưng đường kính dây lớn quá thì sẽ thừa trong vấn đề dẫn điện, để khỏi
lãng phí người ta chế tạo dây dẫn rỗng, chúng được cấu tạo từ những dây dẫn dẹt
liên kết với nhau bằng các khớp rãnh. Loại dây này ít dùng cho đường dây trên
không vì cách mắc dây khó khăn, sức bền cơ học kém, chúng được sử dụng chủ yếu
để làm thanh cái của các trạm biến áp có điện áp từ 330 kV trở lên.
 Dây phức tạp: là loại dây vặn xoắn có cấu tạo từ 2 loại kim loại, dây phức
tạp được sử dụng nhiều nhất cho đường dây trên không là dây nhôm lõi thép. Dây
nhôm làm nhiệm vụ dẫn điện, còn lõi thép làm nhiệm vụ tăng cường sức bền cơ học
của dây dây dẫn.
Căn cứ vào cấu tạo có 3 loại dây nhôm lõi thép:
 Loại thường (AC): có tỉ số tiết diện nhôm và thép từ 5,5  6

 Loại nhẹ (ACO): có tỉ số tiết diện nhôm và thép từ 7,5  8

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

7


Chương 2: Các phần tử cơ bản của đường dây phân phối trên không
 Loại tăng cường (ACY): có tỉ số tiết diện nhôm và thép nhỏ hơn 4,5
Ngoài ra để tăng cường cho những dây đi qua vùng ven biển, qua hồ nước
mặn, qua những khu công nghiệp có khí hoặc chất độc hại, người ta còn chế tạo một
số loại dây chống ăn mòn như sau:
 ACKC: phần thép có phủ lớp mỡ trung tính chịu nhiệt.
 ACK  : phần thép và nhôm được phủ đầy mỡ trung tính chịu nhiệt.
 ACK: là dây ACKC nhưng lõi thép còn được bọc 2 lớp bằng nhựa
Polyetylen.
Dây chống sét được bố trí tên đỉnh cột để bảo vệ đường dây khỏi bị sét đánh
trực tiếp, được chế tạo từ thép. Nhưng những năm gần đây, dây chống sét còn được
dùng trong thông tin liên lạc cao tần nên người ta còn dùng dây nhôm lõi thép để
làm dây chống sét.
Mặt cắt một số dây trần

Hình 2.1 Mặt cắt một số dây trần
a – Mặt cắt dây đơn; b – Mặt cắt dây vặn xoắn
c – Mặt dây phức hợp vặn xoắn; b – Mặt cắt dây rỗng
2.1.2 Cáp điện của đường dây phân phối
Cáp điện lực có loại một lõi và nhiều lõi, các lõi được cách điện với nhau và
cách điện với đất. Để ngăn ngừa ẩm ướt, axít và các va đập cơ khí, người ta bọc bên
ngoài lớp cách điện một lớp bọc kín bảo vệ và dãy băng bằng thép.
Để dẫn điện xoay chiều điện áp tới 1 kV, người ta dùng 4 lõi, lõi thứ tư để làm

dây trung tính có tiết diện nhỏ hơn. Tải điện xoay chiều điện áp tới 35 kV thường
dùng cáp 3 lõi và điện áp từ 110 kV trở lên dùng cáp 1 lõi. Để tải điện một chiều
dùng cáo 1 lõi và 2 lõi.

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

8


Chương 2: Các phần tử cơ bản của đường dây phân phối trên không
 Cáp điện áp tới 10 kV: mỗi lõi của cáp 1  10 kV được quấn cách điện
từng pha, khoảng cách giữa các lõi được chèn giấy Sunfat, trong cáp có đai cách
điện và lớp vỏ bọc kim loại chung, cả 3 pha thì các đường sức điện trường có các
góc nghiêng khác nhau hướng tới lớp giấy. Điều này tạo ra trong chúng các thành
phần pháp tuyến cũng như có cả thành phần tiếp tuyến của trường điện từ. Điều này
rõ ràng làm xấu đi tính chất của cáp, vì rằng độ bền vững của lớp cách điện dọc theo
các lớp giấy sẽ giảm đi 8  10 lần. Vì nhược điểm đó, cáp có đai cách điện và vỏ
bọc chung bằng kim loại không được sử dụng với cấp điện áp cao hơn 10 kV.
 Cáp 3 lõi 20  35 kV: ở loại cáp này từng có lớp mạ chì hay có màn chắn,
mỗi pha có một vỏ bọc bằng chì bọc kín xung quanh lớp giấy cách điện. Vỏ bọc
bằng chì hay lớp màn chắn tạo ra mặt đẳng thế xung quanh lớp cách điện của mổi
pha. Do đó đường sức của điện trường là hướng tâm trong cách điện của mổi pha.
Lớp vỏ bọc bằng chì bên ngoài lõi cũng làm cho trường nhiệt đồng đều trong lớp
cách điện của mỗi pha.
 Cáp nạp đầy khí: dùng với cấp điện áp 10  110 kV. Đó là loại cáp bọc
chì cách điện bằng giấy có ngâm tẩm một chút hợp chất cách điện. Cáp đặt trong
khí trơ, áp suất không lớn lắm, do đó làm tăng đáng kể tính chất cách điện của giấy.
 Cáp treo (cáp bó): viết tắt là ABC, được chế tạo từng pha riêng lẻ, sau đó
bó lại với nhau. Ruột cáp phổ biến là bằng nhôm, riêng cáp trung áp dây trung tính
có thể dùng hợp kim nhôm hoặc thép. Dây trung tính kết hợp làm dây treo, các ruột

còn lại làm dây pha. Cách điện thường dùng là cách điện tổng hợp XPLE. Cáp treo
có rất nhiều ưu điểm như: chiếm ít hàng lang tuyến, làm việc an toàn, giảm nhiều
xác suất sự cố, thi công nhanh, giá thành so sánh được với đường dây trên
không,…cho nên đang được sử dụng rất phổ biến, đặc biệt ở những nơi hạn chế về
đất đai.
2.2 MÓNG CỘT
Móng là một bộ phận rất quan trọng, bộ phận chịu lực lớn nhất của đường
dây trên không, tùy thuộc vào địa hình nơi đường dây đi qua mà móng được thiết kế
với kết cấu thích hợp để đảm bảo khả năng chịu lực.
Cột điện của đường dây trên không gồm 2 loại: cột néo (cột mốc) và cột đỡ
(cột trung gian). Hai loại cột này khác nhau ở chức năng là néo dây hay đỡ dây.
Khoảng cách giữa 2 cột đỡ liền nhau gọi là khoảng vượt, khoảng cách giữa 2 cộ néo
gọi là khoảng vượt néo.
Để hạn chế tác động do lực kéo đứt dây trên tuyến, thông thường cứ
khoảng 5 vượt người ta phải dùng một cột néo thẳng. Tại những vị trí như: đường
dây vượt qua đường sắt, đường ô tô, đổi hướng tuyến đi của đường dây, đầu cuối

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

9


Chương 2: Các phần tử cơ bản của đường dây phân phối trên không
của đường dây vào trạm biến áp, đầu ra của đường dây vào trạm tăng áp, người ta
đều phải dùng cột néo.

Hình 2.2 Các cột đỡ và cột néo dùng cột bê tông ly tâm cho đường dây trên
không 22 kV
a – Cột đỡ thẳng 3 pha; b – Cột đỡ gốc 3 pha; c – Cột néo thẳng 3 pha

SVTH: Nguyễn Phước Tú (MSSV 1064190)

10