Nghien cuu giai phap nang cao hieu qua van hanh luoi dien phan phoi TT

LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian hơn 2 năm học tập và làm việc tại trường Đại học Điện lực với
sự nỗ lực của bản thân cùng với sự dạy dỗ tận tình của các thầy cô giáo, sự động
viên ủng hộ của gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đến nay tôi đã hoàn thành Luận
văn cao học của mình.
Để hoàn thành bản luận văn này, trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành
đến các thầy cô giáo trong khoa Sau Đại học, ngành Kỹ thuật Điện cùng các
thầy cô giáo trong trường Đại học Điện lực là những người đã giảng dạy, giúp đỡ
tôi trong hai năm học cao học.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo, Tiến sĩ Bùi Anh
Tuấn là người trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành bản luận văn rất thú vị và bổ
ích này. Cảm ơn thầy đã luôn động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi và tận tình
trợ giúp tôi trong suốt thời gian vừa qua.
Tôi xin cảm ơn đến các bạn học trong lớp Cao học CH2- KTĐ1. Cảm ơn các
bạn đã luôn bên cạnh tôi, động viên và đã cùng tôi hoàn thành khóa học.
Cuối cùng là lời cảm ơn mà tôi muốn gửi đến gia đình, bố mẹ, anh chị em,
đặc biệt là gia đình nhỏ của tôi - những người đã hết lòng thương yêu, ủng hộ và
tạo điều kiện cho tôi học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.

Tác giả

Nguyễn Mạnh Tấn

1


LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Nguyễn Mạnh Tấn, học viên cao học lớp CH2-KTĐ1 chuyên ngành
Kỹ thuật điện. Sau hai năm học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Điện lực Hà
Nội, tôi đã nghiên cứu và thực hiện đề tài: “NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG
CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN THƯỜNG

TÍN”
Tôi xin cam đoan bản luận văn này được thực hiện bởi chính bản thân dưới
sự hướng dẫn của thầy giáo TS.Bùi Anh Tuấn cùng với các tài liệu được trích dẫn
trong phần tài liệu tham khảo.

HỌC VIÊN

Nguyễn Mạnh Tấn

2


MỤC LỤC
PHỤ LỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... 6
PHỤ LỤC HÌNH VẼ ........................................................................................ 7
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................... 9
MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 10
A. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ............................................................ 10
B. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .......................................... 11
C. BỐ CỤC LUẬN VĂN ............................................................................. 12
CHƯƠNG I .................................................................................................... 13
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TẠI VIỆT NAM ...................... 13
1.1. PHÂN LOẠI LƯỚI ĐIỆN VIỆT NAM ................................................ 13
1.2. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP VIỆT NAM ......... 14
1.2.1. Các loại sơ đồ lưới điện phân phối.................................................. 17
1.2.2. Tổng quan về quy hoạch lưới điện phân phối trung áp ................... 19
1.2.3. Hiện trạng lưới điện trung áp khu vực miền Bắc............................. 20
1.2.4. Hiện trạng lưới điện huyện Thường Tín ........................................ 21
1.2.5. Phân tích và đánh giá lưới điện trung áp huyện Thường Tín ........... 23
1.3. CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI

ĐIỆN PHÂN PHỐI ...................................................................................... 26
1.3.1. Đặc điểm của lưới phân phối .......................................................... 26
1.3.2. Các yêu cầu đối với lưới điện phân phối ......................................... 28
1.3.3. Các thiết bị phân đoạn trên lưới phân phối trung áp ........................ 28
1.3.4.Tổn thất trên lưới điện phân phối ..................................................... 32
1.3.5. Các biện pháp giảm tổn thất công suất và bài toán tái cấu trúc ....... 34
1.4. KẾT LUẬN .......................................................................................... 36
CHƯƠNG II ................................................................................................... 37
3


BÀI TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ VẬN HÀNH TỐI ƯU
CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI .......................................................... 37
2.1. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN
KHÁNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI ............................................................ 38
2.1.1. Giới thiệu phương pháp .................................................................. 38
2.1.2. Mục tiêu và lợi ích của bài toán bù công suất phản kháng .............. 39
2.1.3. Mô hình bài toán bù công suất phản kháng .................................... 39
2.1.4. Phân phối dung lượng bù trong mạng điện .................................... 40
2.1.5. Các phương pháp bù công suất phản kháng lưới điện phân phối .... 43
2.1.6. Tính toán dung lượng bù tối ưu công suất phản kháng theo điều
kiện kinh tế .............................................................................................. 47
2.1.7. Phương pháp tính toán lựa chọn vị trí đặt thiết bị bù tối ưu trong
lưới điện phân phối ................................................................................. 51
2.2. PHƯƠNG PHÁP TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN GIẢM TỔN THẤT
ĐIỆN NĂNG ............................................................................................... 57
2.2.1. Giới thiệu phương pháp .................................................................. 57
2.2.2. Mô hình bài toán tái cấu trúc lưới điện ........................................... 58
2.2.3. Các mục tiêu khi xét đến bài toán tái cấu trúc lưới điện ................. 62
2.2.4. Một số phương pháp giải bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối . 65

2.3. KẾT LUẬN .......................................................................................... 78
CHƯƠNG III .................................................................................................. 80
ÁP DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TÍNH TOÁN BÀI TOÁN BÙ
CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN CHO
CÔNG TY ĐIỆN LỰC THƯỜNG TÍN .......................................................... 80
3.1. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSS/ADEPT ............................................... 80
3.1.1. Tổng quan về phần mềm PSS/ADEPT ........................................... 80
3.1.2. Các bước xây dựng sơ đồ lưới điện trên PSS/ADEPT .................... 82
4


3.1.3. Module tính toán bù công suất phản trong PSS/ADEPT ................. 88
3.1.4. Module tính toán tái cấu trúc lưới điện Trong PSS/ADEPT ............ 95
3.2. ÁP DỤNG THỰC TẾ CHO LƯỚI ĐIỆN TẠI MỘT NHÁNH CỦA
CÔNG TY ĐIỆN LỰC THƯỜNG TÍN ........................................................ 98
3.2.1. Kết quả tính toán bù công suất phản kháng ................................... 101
3.2.2. Kết quả tính toán tìm cấu trúc vận hành tối ưu sau khi đã lắp đặt
tụ bù ....................................................................................................... 104
3.3. KẾT LUẬN ........................................................................................ 106
KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................... 107
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 109

5


PHỤ LỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1- Tổng hợp hiện trạng lưới điện trung áp Việt Nam 2006 .................16
Bảng 1.2 -Tổng hợp khối lượng xây dựng lưới trung áp, giai đoạn
2006÷2020 ......................................................................................................20
Bảng 1.3 - Thống kê các đường dây trung áp đang được quản lý tại

Thường Tín .....................................................................................................23
Bảng 1.4 - Thống kê trạm biến áp phân phối, trung gian trên lưới điện ...........24
Bảng 1.5 - Số liệu đường dây trung áp trên lưới điện ......................................25
Bảng 1.6- Tổn thất điện năng Công ty Điện lực Thường Tín từ
năm 2010 – 2014 ............................................................................................34
Bảng 2. 1- Phạm vi ứng dụng của các bài toán tái cấu trúc lưới điện ..............58
Bảng 3. 1- Dữ liệu về lưới phân phối Thường Tín ..........................................99
Bảng 3. 2- Kết quả tính toán tái cấu trúc lưới điện phân phối ........................ 105

6


PHỤ LỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 - Lưới phân phối hình tia không phân đoạn ......................................18
Hình 1.2 - Lưới phân phối hình tia có phân đoạn ............................................18
Hình 1.3 - Lưới điện kín vận hành hở .............................................................19
Hình 2.1- Sơ đồ mô tả tính toán bù CSPK.......................................................40
Hình 2.2 - Phân phối dung lượng bù trong mạng hình tia ................................41
Hình 2.3 - Phân phối dung lượng bù trong mạng phân nhánh .........................43
Hình 2.4 - Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung ....................51
Hình 2.5. Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung có một bộ tụ.52
Hình 2.6 - Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung có hai bộ tụ
bù ....................................................................................................................55
Hình 2.7 - Các bước đánh giá lưới điện phân phối của R.E Lee và C.L
Brook ..............................................................................................................61
Hình 2.8 - Sơ đồ bảo vệ lưới điện phân phối trung áp mạch vòng vận hành
hở....................................................................................................................64
Hình 2. 9 - Sơ đồ bảo vệ lưới điện phân phối trung áp hình tia .......................64
Hình 2.10 - Giải thuật của Merlin và Back ......................................................66
Hình 2.11 - Sơ đồ giải thuật Civanlar và các cộng sự ......................................69

Hình 2.12 - Giải thuật Ant colony system (ACS) ............................................73
Hình 2.13 - Sơ đồ Giải thuật Particle Swarm Optimization (PSO) ..................76
Hình 2.14 - Giải thuật Particle Swarm Optimization (PSO) ............................78
Hình 3.1- Hộp thoại thuộc tính nút Source và mô hình nút nguồn trên sơ đồ .84
Hình 3.2 - Hộp thoại thuộc tính nút tải tĩnh và mô hình nút tải trên sơ đồ ......84
Hình 3.3 - Hộp thoại thuộc tính nút tải động và mô hình trên sơ đồ ................85
Hình 3.4 - Hộp thoại thuộc tính thiết bị đóng cắt và mô hình thiết bị đóng
cắt trên sơ đồ...................................................................................................85
Hình 3.5 - Hộp thoại thuộc tính nút tải và mô hình nút tải trên sơ đồ ..............85
Hình 3.6 - Hộp thoại thuộc tính nút tải và mô hình nút tải trên sơ đồ ..............86
Hình 3.7- Hộp thoại thuộc tính tụ bù và mô hình tụ bù trên sơ đồ ...................86

7


Hình 3.8 - Hộp thoại thuộc tính máy biến áp và mô hình máy biến áp
trên sơ đồ ........................................................................................................86
Hình 3.9 - Bảng dữ liệu về nút nguồn .............................................................86
Hình 3.10 - Bảng dữ liệu về phụ tải của mô hình ..........................................87
Hình 3.11- Bảng dữ liệu về đoạn dây ..............................................................87
Hình 3.12 - Bảng dữ liệu về thiết bị đóng cắt của mô hình .............................87
Hình 3.13 - Bảng dữ liệu về phụ tải của mô hình được chuyển sang excel ......87
Hình 3.14 - Hộp thoại option-Thẻ load flow cho phép chọn lựa các bài toán
phân bố công suất ...........................................................................................88
Hình 3.15 - Hộp thoại thiết đặt thông số kinh tế trong CAPO .........................90
Hình 3.16 - Hộp thoại thiết đặt thông số trong CAPO .....................................92
Hình 3.17 - Kết quả tính toán CAPO...............................................................95
Hình 3.18 - Hộp thoại thiết đặt thông số cho TOPO ........................................97
Hình 3. 19 – Sơ đồ lưới điện phân phối Điện lực Thường Tín áp dụng
tính toán ..........................................................................................................99

Hình 3. 20 - Kết quả tính toán Topo cho lưới điện phân phối Thường Tín ....105

8


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Diễn giải

MBA

Máy biến áp

CSTD

Công suất tác dụng

CSPK

Công suất phản kháng

LĐPP

Lưới điện phân phối

PSS/ADEPT

Power

System

Simulato/Advanced

Distribution

Engineering Productivity Tool

TOPO

Tối ưu hóa kết lưới

CAPO

Tối ưu hóa vị trí đặt tụ điện cố định và điều chỉnh

9


M Ở ĐẦU
A. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Lưới điện trung áp ngày càng đóng vai trò quan trọng tại các Điện lực địa
phương. Lưới điện trung áp có đặc thù là phân bố trên diện rộng, gồm nhiều nhánh
nút phụ tải. Chính vì đặc trưng cơ bản này, lưới điện trung áp có nhiều ảnh hưởng
đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của toàn hệ thống với các yếu tố chính sau đây:
- Chất lượng điện năng;
- Độ tin cậy cung cấp điện;
- Chi phí đầu tư xây dựng.
Hiện nay ở nước ta, do các điều kiện khách quan lịch sử để lại, lưới điện
trung áp tồn tại khá nhiều cấp điện áp: 35, 22, 15, 10, 6kV. Điều này không những

gây khó khăn trong công tác quản lý vận hành mà còn tồn tại một số nhược điểm
kỹ thuật không thể tránh khỏi như: Tổn thất điện năng lớn, khả năng truyền tải
hạn chế, bảo vệ lưới phức tạp,…
Lưới điện thuộc Công ty Điện lực Thường Tín cũng nằm trong tình trạng
này. Dù rằng trong một vài năm trở lại đây đã được đầu tư nâng cấp nhưng vẫn
còn tồn tại một số vấn đề kỹ thuật cơ bản như: Lưới điện chưa phát triển đồng bộ,
các đường dây trung áp còn tương đối độc lập, thiếu sự liên kết, dẫn đến chưa linh
hoạt trong cung cấp điện và độ tin cậy chưa cao. Đặc biệt sự tồn tại của cấp điện
áp 10kV, kết hợp với lưới điện nông thôn mới được tiếp nhận dẫn đến tổn thất
điện năng cao trên một số xuất tuyến.
Xuất phát từ vấn đề trên, việc nghiên cứu tổn thất điện năng và các giải
pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối huyện Thường Tín được đặt
lên vai trò hàng đầu cho việc định hướng phát triển lưới điện của khu vực.

10


B. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Việc tính toán tổn thất điện năng của các Công ty Điện lực hiện nay còn gặp
nhiều khó khăn, chưa thống nhất do các nguyên nhân khách quan khác nhau. Do
đó, việc xác định phương thức tính toán tổn thất điện năng mang lại nhiều lợi ích
to lớn:
Cung cấp số liệu chính xác nhằm đánh giá một cách khách quan chất lượng
của lưới điện và các công trình điện hiện có.
Là căn cứ cho công tác quy hoạch, kế hoạch thực hiện các biện pháp cải
tạo nâng cấp lưới điện.
Bên cạnh việc tính tổn thất này, việc nghiên cứu các giải pháp chống tổn
thất điện năng cũng đóng vai trò hết sức quan trọng. Hiện nay có một số phương
pháp cơ bản sau đây nhằm giải quyết bài toán kể trên:
Lựa chọn hợp lý cấp điện áp và tiết diện dây dẫn. Giải pháp này đòi hỏi

vốn đầu tư lớn, chưa hoàn toàn phù hợp với điều kiện kinh tế Việt Nam hiện nay.
Đây là giải pháp mang tính chất lâu dài, cho các bài toán quy hoạch chứ không
phải là biện pháp tức thời nhằm giảm tổn thất điện năng.
Tái cấu trúc lưới. Với phương pháp này, bằng cách thay đổi một cách linh
hoạt một số phần tử đóng cắt trên lưới điện, giúp tối ưu hóa dòng công suất truyền
tải trên lưới, đồng thời góp phần giảm tổn thất điện năng. Biện pháp này không
đòi hỏi vốn đầu tư lớn nhưng đòi hỏi công tác chuyên môn và kinh nghiệm vận
hành lâu năm của các Công ty Điện lực.
Nâng cao chất lượng điện năng bằng biện pháp bù tối ưu công suất phản
kháng trên lưới. Sự quá tải của một số lưới điện hiện nay dẫn đến việc suy giảm
điện áp, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng và tổn hao công suất lớn. Bằng cách
thực hiện bù tại một số nút quan trọng giúp cải thiện rõ rệt các thông số của lưới
điện và cũng góp phần giảm tổn thất điện năng. Phương pháp này cũng không đòi
hỏi vốn đầu tư lớn và ít gây khó khăn trong công tác vận hành.
Nhìn chung những phương pháp đều có ưu, nhược điểm riêng. Đề tài
nghiên cứu của luận văn này nhằm thực hiện mục đích áp dụng các biện pháp kể

11


trên, không tính đến giải pháp có vốn đầu tư lớn nêu trên, cho lưới điện huyện
Thường Tín. Do đó, mục tiêu đề ra cho đề tài nghiên cứu này là tính toán và tìm
ra các giải pháp thích hợp cho việc giảm tổn thất điện năng, có tính thực tiễn có
khả năng áp dụng sát với thực tế.
Như vậy, đối tượng nghiên cứu ở đây là lưới điện phân phối trung áp (kết
hợp với hạ áp) huyện Thường Tín, từ cấp 35 kV trở xuống.
Phạm vi nghiên cứu được chia làm hai nội dung cơ bản như sau:
+ Phân tích thực trạng tổn thất điện năng trên lưới điện huyện Thường Tín.
+ Phân tích cơ sở lý thuyết kết hợp với mô phỏng tính toán cho lưới điện
Thường Tín, nhằm nâng cao chất lượng điện năng và giảm tổn thất điện năng.

C. BỐ CỤC LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu, nội dung nghiên cứu của bản luận văn được chia làm
bốn chương, với các nội dung như sau:
Chương I - Tổng quan về lưới điện trung áp Việt Nam
Chương II - Bài toán bù công suất phản kháng và vận hành tối ưu cấu trúc lưới
điện phân phối
Chương III - Lưới điện trung áp huyện Thường Tín – Áp dụng phần mềm
PSS/ADEPT tính toán bài toán bù công suất phản kháng và tái cấu trúc lưới điện
cho Công ty Điện lực Thường Tín
Kết luận

12


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TẠI VIỆT NAM

Trong những năm qua cùng với sự phát triển của nền kinh tế, hệ thống điện
Việt Nam cũng đã liên tục phát triển. Tuy nhiên, lưới điện Việt Nam vẫn tồn tại
nhiều khó khăn đặc biệt là lưới điện phân phối trung áp. Trong nội dung của
chương này, mục tiêu đặt ra là phân tích các đặc điểm và các vấn đề còn tồn tại
của lưới điện trung áp Việt Nam, làm căn cứ cho các chương tiếp theo.
1.1. PHÂN LOẠI LƯỚI ĐIỆN VIỆT NAM [1]
Hệ thống điện Việt Nam gồm có các nhà máy điện, các lưới điện, các hộ
tiêu thụ được liên kết với nhau thành một hệ thống điện để thực hiện 4 quá trình
sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng trên lãnh thổ Việt Nam.
Lưới hệ thống: Lưới hệ thống bao gồm các đường dây tải điện và trạm
biến áp khu vực, nối liền các nhà máy điện tạo thành hệ thống điện. Lưới hệ thống
có các đặc điểm sau:
- Lưới có nhiều mạch vòng kín để khi ngắt điện bảo quản đường dây hoặc

sự cố 1 đến 2 đường dây vẫn đảm bảo liên lạc hệ thống;
- Vận hành kín để bảo đảm liên lạc thường xuyên và chắc chắn giữa các
nhà máy điện với nhau và với phụ tải;
- Điện áp từ 220 kV đến 500 kV.
Lưới truyền tải: Lưới truyền tải làm nhiệm vụ tải điện từ các trạm khu
vực đến các trạm trung gian địa phương. Các đặc điểm của lưới truyền tải:
- Sơ đồ kín có dự phòng, 2 lộ song song có dự phòng ở lưới phân phối. Vận
hành hở vì lý do hạn chế dòng ngắn mạch, có thiết bị tự động đóng nguồn dự trữ;
- Thực hiện bằng đường dây trên không là chính, ngoài ra còn dùng cáp
ngầm. Tuy nhiên, chi phí xây dựng cáp ngầm rất lớn;
- Điện áp từ 110 kV đến 220 kV.
13


Lưới phân phối: Lưới phân phối làm nhiệm vụ phân phối điện năng từ các
trạm trung gian địa phương đến các phụ tải. Lưới này có các đặc điểm:
- Bao gồm lưới trung áp (35, 22, 15, 10, 6 kV) và lưới hạ áp 380/220 V hay
220/110 V;
- Vận hành không đối xứng ;
- Đa số là mạng kín nhưng vận hành hở theo điều hành của hệ thống điều
độ;
- Lưới điện phân phối trên diện rộng;
- Tổn thất điện năng lớn.
Đặc điểm chính của lưới điện phân phối là cung cấp điện trực tiếp đến phụ tải
sử dụng. Để đảm bảo chất lượng điện năng cho phụ tải điện thì việc nghiên cứu, thiết
kế một cách khoa học và ổn định hệ thống lưới điện phân phối là hết sức quan trọng.
1.2. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP VIỆT NAM [1]
Lưới điện trung áp Việt Nam tồn tại khá nhiều cấp điện áp. Sự tồn tại nhiều
cấp điện áp buộc phải sử dụng nhiều loại thiết bị có xuất xứ khác nhau, điều đó
gây trở ngại trong vận hành và khó thiết lập được chế độ làm việc kinh tế, ngoài

ra quá trình cải tạo và quy hoạch cũng gặp trở ngại do thiếu các chỉ tiêu, định mức
hợp lý....dẫn đến thiếu chính xác trong dự báo, lựa chọn thiết bị, lãng phí vốn đầu
tư dẫn đến tăng tổn thất công suất và giảm chất lượng điện năng.
Một số đặc trưng của lưới điện phân phối: Lưới điện phân phối có đặc
điểm về thiết kế và vận hành khác với lưới truyền tải đó là cung cấp điện trực tiếp
đến người sử dụng, ngoài ra còn có những đặc điểm sau:
- Lưới điện phân phối trên diện rộng, thường vận hành không đối xứng và có
tổn thất lớn hơn, kinh nghiệm vận hành của các nước trên thế giới cho thấy tổn thất
lớn nhất trên lưới phân phối vào khoảng 4%, trong khi trên lưới truyền tải khoảng
2%;
- Lưới điện phân phối thường có kết dây hình tia hoặc mạch vòng trong
cùng một TBA nguồn hoặc với nhiều TBA nguồn với nhau. Tuy có liên kết mạch
vòng nhưng hầu hết lưới điện phân phối trung áp đều vận hành hở dẫn đến tổn
14


thất công suất và chất lượng điện kém hơn so với vận hành kín, nhưng nó có nhiều
ưu điểm như : đầu tư lưới điện rẻ hơn, yêu cầu của các thiết bị bảo vệ đơn giản,
phạm vi mất điện không mở rộng;
Đặc điểm chính của hệ thống lưới phân phối là cung cấp điện trực tiếp đến
người sử dụng. Vì vậy để đảm bảo chất lượng điện năng thì việc nghiên cứu, thiết
kế hệ thống lưới điện phân phối hết sức quan trọng.
Hệ thống phân phối điện năng được xây dựng và lắp đặt phải đảm bảo
nhận điện năng từ một hay nhiều nguồn cung cấp và phân phối đến các hộ tiêu
thụ. Khi thiết kế lắp đặt lưới điện phân phối phải đảm bảo các chỉ tiêu sau:
- An toàn cho lưới điện và con người;
- Chi phí xây dựng lưới điện là kinh tế nhất;
- Đảm bảo ít gây ra mất điện nhất, bằng các biện pháp cụ thể như có thể có
nhiều nguồn cung cấp, có đường dây dự phòng, có mạch vòng liên lạc,…
- Lưới điện phân phối vận hành dễ dàng, linh hoạt và phù hợp với quy

hoạch phát triển lưới điện trong tương lai;
- Đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật và chất lượng điện năng;
- Đảm bảo chi phí duy tu, bảo dưỡng là nhỏ nhất.

15


Bảng 1.1 - Tổng hợp hiện trạng lưới điện trung áp Việt Nam 2006 [1]

Phân theo vùng
STT

Hạng mục (Điện áp

Đơn

Cả

vận hành)

vị

nước

Miền

Miền

Miền

Bắc

Trung

Nam

I

Đường dây

Km

121.966

49.417

25.284

47.266

1

Lưới điện 35 kV

Km

31.530

27.704

3.089

736

2

Lưới điện 22 kV

Km

45.771

3.198

11.416

31.156

3

Lưới điện 15 kV

Km

20.487

0

5.114

15.373

4

Lưới điện 10 kV

Km

20.245

15.245

5.000

0

5

Lưới điện 6 kV

Km

3.943

3.270

665

0

II

TBA phân phối

MVA

29.555

12.104

3.494

13.960

1

Lưới điện 35 kV

MVA

4.047

3.832

203

12

2

Lưới điện 22 kV

MVA

11.152

2.850

2.230

6.071

3

Lưới điện 15 kV

MVA

8.403

0

526

7.877

4

Lưới điện 10 kV

MVA

3.714

3.345

370

0

5

Lưới điện 6 kV

MVA

2.239

2.078

161

0

III

TBA trung gian
Dung lượng

MVA

3.802

2.343

1.082

376

Tỷ lệ

%

100

61,6

28,4

12,0

Khi phát triển lưới điện phân phối, đặc biệt ở các thành phố lớn có mật độ
phụ tải cao đòi hỏi độ tin cậy, ngoài các đường dây trên không, Việt Nam còn
đang sử dụng hệ thống đường cáp ngầm. Tùy theo yêu cầu, hệ thống lưới điện
phân phối được thiết kế sao cho đảm bảo các chỉ tiêu ở mức thích hợp. Khi sự cố
xảy ra, các thiết bị bảo vệ phải có đủ khả năng giải trừ sự cố nhanh, tin cậy, tránh
thiệt hại và tránh lan truyền sự cố. Đồng thời cũng phải có thiết bị tự động đóng
16

lại nhằm khôi phục lại sự hoạt động của hệ thống khi có sự cố thoáng qua. Do
điều kiện lịch sử, lưới điện phân phối Việt Nam bao gồm nhiều cấp điện áp khác
nhau.
Lưới 35 kV: có mặt trên toàn quốc, đặc biệt là khu vực miền Bắc, trừ khu
vực TP Hồ Chí Minh, với tỷ trọng tương ứng Miền Bắc (87,9%), Miền Trung
(9,3%), Miền Nam (2,8%).
Lưới 22 kV: có mặt trên cả nước và ngày càng mở rộng. Tỷ trọng của lưới
này ở mỗi địa phương là khác nhau.
Lưới 15 kV: chủ yếu tập trung ở Miền Nam (82,4%) và Miền Trung
(15,6%).
Lưới 10 kV: chủ yếu tập trung ở Miền Bắc (74,8%) và Miền Trung
(25,2%).
Lưới 6 kV: chủ yếu tập trung ở Miền Bắc (92,8%) và Miền Trung (7,2%).
Nói chung, lưới điện trung áp Việt Nam trước đây và hiện nay vẫn có tính
phân hóa vùng miền. Tuy nhiên, với việc tiêu chuẩn hóa lưới điện trung áp cấp 22
kV trong những năm gần đây, lưới điện trung áp Việt Nam đang từng bước được
tiêu chuẩn hóa.
1.2.1. Các loại sơ đồ lưới điện phân phối
Sơ đồ cung cấp điện được lựa chọn sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu
kinh tế, kỹ thuật của hệ thống như độ tin cậy cung cấp điện. Do đó một sơ đồ cung
cấp điện tối thiểu phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kỹ thuật;
 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện;
 An toàn đối với người và thiết bị;
 Thuận tiện và linh động trong vận hành và sửa chữa;
 Đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế.
Cấu trúc lưới phân phối thường là:
a) Lưới phân phối hình tia không phân đoạn

17

Loại lưới điện này được thể hiện ở Hình 1.1. Đặc điểm của nó là đơn giản
rẻ tiền nhưng độ tin cậy thấp, không đáp ứng được nhu cầu của các phụ tải quan
trọng.

MC
1

2

3

4

5

Pmax1

Pmax2

Pmax3

Pmax4

Pmax5

Hình 1.1 - Lưới phân phối hình tia không phân đoạn
b) Lưới phân phối hình tia có phân đoạn

MC

1

2

3

4

5

Pmax1

Pmax2

Pmax3

Pmax4

Pmax5

Hình 1.2 - Lưới phân phối hình tia có phân đoạn
Hình 1.2 là sơ đồ điển hình của lưới phân phối hình tia có phân đoạn. Được
chia làm nhiều đoạn nhờ thiết bị phân đoạn là các dao cách ly, cầu dao phụ tải,
hay máy cắt phân đoạn... Các thiết bị này có thể thao tác tại chỗ hoặc 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.
c) Lưới điện kín vận hành hở
Hình 1.3, thể hiện lưới này có cấu trúc vận hành kín hoặc hai nguồn, có các

thiết bị phân đoạn trong mạch vòng. Bình thường lưới vận hành hở, khi có sự cố
hoặc sửa chữa đường dây người ta sử dụng các thiết bị đóng cắt để điều chỉnh cấp
điện, lúc đó phân đoạn sửa chữa bị mất điện, các phân đoạn còn lại vẫn cấp điện
bình thường.

18


MC

(1)

1

(2)

(11)

10

Pmax10

(3)

Pmax2

Pmax1
MC

2

(10)

3

(4)

Pmax3
(9)

9

8

Pmax9

Pmax8

4 (5)

Pmax4
(8)

7 (7)

Pmax7

5

Pmax5

6

(6)

Pmax6

Hình 1.3 - Lưới điện kín vận hành hở
Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở có độ tin cậy cao hơn các sơ đồ trước. Về
mặt nguyên tắc lưới có thể vận hành kín song đòi hỏi thiết bị bảo vệ, điều khiển
phải đắt tiền và hoạt động chính xác. Vận hành lưới hở đơn giản và kinh tế hơn.
1.2.2. Tổng quan về quy hoạch lưới điện phân phối trung áp
Theo tổng sơ đồ phát triển lưới điện Việt Nam, kịch bản cơ sở, mức gia
tăng nhu cầu công suất trong giai đoạn 2011÷2020 là 9,1%/năm. Để đáp ứng nhu
cầu tăng trưởng của phụ tải trong giai đoạn này, cần dự kiến xây dựng khối lượng
đường dây và TBA trung áp cho cả nước, từng vùng miền đến năm 2020 thể hiện
ở Bảng 1.2.

19


Bảng 1.2 -Tổng hợp khối lượng xây dựng lưới trung áp, giai đoạn 2006÷2020 [2]
Cả nước

Vùng
Miền Bắc

Giai đoạn

ĐZ

TBA

(Km)

(MVA)

ĐZ

TBA

Miền Trung
ĐZ

TBA

(Km) (MVA) (Km) (MVA)

Miền Nam
ĐZ

TBA

(Km) (MVA)

2006÷2010

67.150 14.931 18.771

6.858 14.042

2.302

34.337

5.771

2010÷2015

78.359 16.562 26.831

7.740 17.140

2.703

34.389

6.119

2015÷2020

91.699 17.844 35.750

7.941 12.177

2.259

43.772

7.644

Tổng

237.208 49.337 81.352 22.540 43.358

7.264 112.489 19.533

Theo tổng sơ đồ phát triển lưới điện Việt Nam, kịch bản cơ sở, mức gia
tăng nhu cầu công suất trong giai đoạn 2011÷2020 là 9,1%/năm. Để đáp ứng nhu
cầu tăng trưởng của phụ tải trong giai đoạn này, cần dự kiến xây dựng khối lượng
đường dây và TBA trung áp cho cả nước, từng vùng miền đến năm 2020 thể hiện
ở Bảng 1.2.
1.2.3. Hiện trạng lưới điện trung áp khu vực miền Bắc
a) Khu vực miền núi
Các tỉnh miền núi có mức độ phụ tải nhỏ, bán kính cấp điện các trạm xa
nguồn do vậy khối lượng lưới điện 35kV chiếm tỉ trọng cao (70 - 80 %).
Tuy nhiên lưới 35kV ở miền núi hiện nay phần lớn không đảm bảo các chỉ
tiêu kinh tế - kỹ thuật do một số nguyên nhân sau:
- Lưới điện 35kV gồm nhiều loại dây dẫn có tiết diện khác nhau như AC 35, 50, 70, 95, 120, ... các đường dây xây dựng nhiều năm hiện nay đã xuống cấp;
- Nhiều tuyến mang tải lớn, bán kính cấp điện quá dài ví dụ như khu vực
các tỉnh Lai Châu, Hà Giang, Bắc Giang, Tuyên Quang, Thái Nguyên gây tổn thất
điện năng cao;
- Lưới 35kV làm nhiệm vụ truyền tải, phân phối nhưng có nhiều trạm
35/0,4kV đấu trực tiếp trong khi đó không có máy cắt phân đoạn đầy đủ.

20


b) Khu vực nông thôn, đồng bằng
- Lưới điện trung áp khu vực này được hình thành từ những năm 1954 và sử
dụng 2 cấp điện áp 35kV và 10(6)kV. Giai đoạn đầu cấp 35kV truyền tải, 10(6)kV là

cấp phân phối. Từ năm 1990 trở lại đây mật độ phụ tải tăng nhanh cùng với lưới
10(6) kV và các trạm trung gian 35/10(6)kV bị quá tải, nên lưới 35kV trở thành cấp
phân phối;
- Tỷ trọng lưới 10(6)kV chiếm tỷ trọng cao (70 - 80%), lưới 35kV chiếm tỷ
trọng thấp hơn (20 - 30%);
- Phần lớn các trạm trung gian 35/10Kv hiện nay đang vận hành đầy và quá
tải. Các trạm trung gian này đã được xây dựng từ lâu do đó các thiết bị trong trạm
đều lạc hậu và xuống cấp gây khó khăn cho việc cấp điện cho các hộ phụ tải;
- Chất lượng lưới 10(6)kV chưa đảm bảo độ an toàn cung cấp điện do xây
dựng từ lâu, tiết diện đường dây lại nhỏ (AC35, 50, 70, 95);
- Nhiều tuyến mang tải cao, bán kính cấp điện lớn;
- Giai đoạn 1985-1994 thời kỳ này phong trào đầu tư xây dựng lưới điện
theo hình thức nhân dân và nhà nước cùng làm. Do vốn đầu tư xây dựng hạn chế
cùng với sự phát triển không theo quy hoạch cho nên chất lượng lưới điện không
cao.
c) Khu vực thành phố, thị trấn
- Khu vực này chủ yếu là lưới 6, 10kV trong thời gian vừa qua ngành điện
đẩy mạnh việc cải tạo lưới 6, 10kV thành lưới 22kV;
- Những khu vực được đầu tư cải tạo chất lượng lưới trung áp được cải
thiện đáng kể, đảm bảo khả năng cung cấp điện, giảm tổn thất điện năng.
1.2.4. Hiện trạng lưới điện huyện Thường Tín [3]
Công ty Điện lực Thường Tín được thành lập từ 01/01/2009 sau khi hợp
nhất tỉnh Hà Tây về với TP Hà Nội; trên cơ sở Chi nhánh điện Thường Tín trực
thuộc Điện lực Hà Tây cũ. Công ty hoạt động dưới sự quản lý của Tổng Công ty
Điện lực TP Hà Nội, với chức năng chính là quản lý, vận hành, đầu tư cải tạo
nâng cấp lưới điện từ cấp điện áp 35 kV trở xuống. Trong những năm qua Công ty
21


đã đáp tốt yêu cầu về điện cho các doanh nghiệp trong và ngoài nước trên địa bàn

huyện Thường Tín. Công ty đang quản lý số lượng đường dây và thiết bị cụ thể
như sau: 16 ngăn lộ đường dây, nhánh rẽ 35 kV, 22 kV, 10 kV với số liệu như
sau:
+ Khối lượng đường dây trung thế: 308,01 km, trong đó đường dây không
296,61 km và 11,4 km cáp ngầm;
+ Khối lượng đường dây hạ thế: 519,65 km, trong đó đường trục: 311,37 km
và đường nhánh 208,28 km;
+ Số lượng TBA: 489 trạm; số lượng MBA: 524 may; Dung lượng: 255.614
kVA
+ Số lượng tủ trung thế: 62 bộ;
+ Số lượng CDPT: 75 bộ; Số lượng CDCL: 71 bộ;
+ Số lượng SI: 535 bộ;
+ Số lượng chống sét van trung thế: 703 bộ;
Các lộ đường dây trung thế được cấp nguồn từ 02 trạm biến áp 110 kV:
E10.4 Tía và E1.32 Thường Tín; mỗi trạm gồm 01 MBA 63MVA và 01 MBA
40MVA; trong đó 01 TBA trung gian 35/10 kV với 02 MBA, mỗi máy có công
suất 8000 kVA.
Ngoài ra, Công ty Điện lực Thường Tín còn hoạt động thêm một số ngành
nghề như: Thí Nghiệm điện, Tư vấn thiết kế, Sửa chữa thiết bị, quản lý cáp viễn
thông treo trên cột điện.

22


Bảng 1.3 - Thống kê các đường dây trung áp được quản lý tại Thường Tín [3]

STT

Tên ĐZ

Loại dây

Tiết diện
(mm2)

Chiều dài
(km)

Dòng điện cho
phép (A)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

371 E10.4
373 E10.4

374 E10.4
376 E10.4
471 E10.4
473 E10.4
472 E10.4
476 E10.4
973 TG T.Ư
974 TG T.Ư
371 E1.32
373 E1.32
375 E1.32
471 E1.32
473 E1.32
475 E1.32

AC
AC
AC
AC
AC
AC
AC
AC
AC
AC
AC
AC
AC
AC
AC

AC

120
120
95
150
185
120
120
120
120
120
120
120
120
120
95
95

24,461
7,2
11,38
18,84
9,35
2,55
3,8
10,038
10,363
5,272
15,89

11,56
3,95
9,86
2,67
2,55

368
368
336
417
490
368
368
368
368
368
368
368
368
368
336
336

1.2.5. Phân tích và đánh giá lưới điện trung áp huyện Thường Tín
Hệ thống lưới điện phân phối của Công ty Điên lực Thường Tín bao gồm
đường dây và trạm biến áp với các cấp điện áp 35, 22, 10kV. Khối lượng được
thống kê trong các Bảng 1.3, Bảng 1.4 và Bảng 1.5 [3].

23

Bảng 1.4 - Thống kê trạm biến áp phân phối, trung gian trên lưới điện
do Công ty Điện lực Thường Tín quản lý
TT Hạng mục

Số trạm

Số máy

S (kVA)

I

Trạm trung gian

3

4

19.500

1

Trạm 35/10kV (tài sản Cty Điện
lực)

1

2

16.000

2

Trạm 35/6kV (tài sản khách hàng)

2

2

3.500

II

Trạm phân phối

486

528

247364

1

Trạm 35/0,4kV

343

364

161.824

Trong đó: Tài sản Điện lực

185

185

69.785

Tài sản khách hàng

119

119

39.650

Trạm 22/0,4 kV

98

112

70.680

Trong đó: Tài sản Điện lực

47

47

16.730

Tài sản khách hàng

51

65

53.950

Trạm 10/0,4 kV

45

52

10.860

Trong đó: Tài sản Điện lực

40

47

8.860

Tài sản khách hàng

5

5

2.000

2

3

24


Bảng 1.5 - Số liệu đường dây trung áp trên lưới điện do Công ty Điện lực Thường
Tín quản lý
TT
1

Tên đường dây
Đường dây 35kV
Trong đó: + Đường dây trên
không
+ Cáp ngầm

2

Chiều dài
(km)
184,69

AC-185, 150, 120, 95, 70,...

181,35

Al, Cu- 240, 185, 150, 120
…

3,34

Trong đó: + Tài sản Điện lực

147,56

+ Tài sản khách hàng

37,13

Đường dây 22kV
Trong đó: + Đường dây trên
không
+ Cáp ngầm

3

Chủng loại dây - tiết diện

70,86
AC-240, 185, 150, 120, 95,
70,...

62,80

Al, Cu- 240, 150, 120, 95,
70, …

8,06

Trong đó: + Tài sản Điện lực

65,46

+ Tài sản khách hàng

5,40

Đường dây 10kV
Trong đó: + ĐZ trên không
+ Cáp ngầm

52,46
A, AC-240, 185, 150, 120,...

52,46

Al, Cu- 400, 300, 240, 150,
120, 95, 70, …

0

Trong đó: + Tài sản Điện lực

50,18

+ Tài sản khách hàng

2,28

Như vậy, về tổng quan, hệ thống lưới điện huyện Thường Tín được cung cấp
nguồn điện thông qua 02 trạm biến áp 110 kV (TBA E10.4 Tía và TBA E1.32
Thường Tín với tổng công suất 206 MVA; mỗi TBA 110 kV gồm 01 MBA
63MVA và 01 MBA 40MVA), cấp điện cho lưới điện trung áp của huyện và
khoảng 500 trạm biến áp phân phối hạ áp, cấp điện cho các thôn, xã và thị trấn
thuộc địa bàn huyện. Điều này cho thấy một tốc độ phát triển nhanh chóng của
lưới điện phân phối huyện Thường Tín trong những năm gần đây. Tuy nhiên, việc
25