Giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối của thị xã dĩ an bình dương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

---------------

HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: PHẠM TIẾN THẮNG

GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH
LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CỦA THỊ XÃ DĨ AN –
BÌNH DƯƠNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã ngành: 60520202

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08/2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

---------------

HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: PHẠM TIẾN THẮNG

GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH
LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CỦA THỊ XÃ DĨ AN –
BÌNH DƯƠNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã ngành: 60520202
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS.NGUYỄN HÙNG

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08/2017


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Hùng

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại trường Đại học Cơng nghệ thành phố Hồ Chí
Minh, ngày 19 tháng 11 năm 2017
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
Tt

Họ và tên

Chức danh Hội đồng

1

TS. Nguyễn Xuân Hoàng Việt

Chủ tịch

2

PGS. TS. Trương Việt Anh

Phản biện 1

3

PGS. TS. Huỳnh Châu Duy

Phản biện 2

4

TS. Phạm Đình Anh Khơi

Ủy viên

5

TS. Đồn Thị Bằng

Ủy viên, Thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa
chữa
(nếu có):
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn


TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP. HCM
PHỊNG QLKH – ĐTSĐH

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 01 năm

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Phạm Tiến Thắng Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 29/8/1983 Nơi sinh: TP.Hồ Chí Minh
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số học viên: 1541830029
I.

Tên đề tài:
Giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối của thị xã Dĩ An –

Bình Dương.
II.

Nhiệm vụ và nội dung:
 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết vận hành lưới phân phối.
 Tính tốn bù tối ưu để nâng cao hệ số cơng suất, giảm tổn thất điện năng và

ổn định điện áp lưới phân phối.
 Tính tốn và giải pháp nâng cao các chỉ số độ tin cậy cung cấp điện lưới điện
phân phối.
III.

Ngày giao nhiệm vụ: tháng 01 năm 2017

IV.

Ngày hoàn thành nhiệm vụ: tháng 8 năm 2017

V. Cán bộ hướng dẫn: TS. NGUYỄN HÙNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)

TS. Nguyễn Hùng

(Họ tên và chữ ký)


i

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tác giả và Luận
văn được tác giả bắt đầu thực hiện kể từ khi chính thức được nhận đề tài. Ngoài ra,
trước khi đăng ký và trong quá trình thực hiện đề tài, tác giả đã thu thập tài liệu từ
nhiều nguồn khác nhau: Sách, Internet, thư viện các trường, cơ quan.....
Tôi xin cam đoan với những kết quả đạt được của luận văn là sản phẩm do
chính tác giả nghiên cứu, thực hiện và hồn thành.

TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017
Học viên thực hiện luận văn
(ký ghi rõ họ và tên)

Phạm Tiến Thắng


ii

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các cán bộ, giảng viên trong

Viện Đào tạo sau Đại học trường Đại học Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh. Các
thầy cơ đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy tôi trong suốt 02 năm học vừa qua. Những
kiến thức thầy cô đã truyền đạt, những bài học mà tôi đã trãi nghiệm ở nhà trường
sẽ là hành trang q báu để tơi tiến bước trên con đường sự nghiệp của mình.
Kế đến tơi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến TS.Nguyễn Hùng, người đã
tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn này. Những lời văn,
câu chữ được thầy chỉnh sửa rất kỹ, bên cạnh đó những góp ý rất quý báu của thầy
đã giúp tơi hồn thành luận văn tốt nhất có thể.
Tơi cũng xin cám ơn tất cả các đồng nghiệp và các bạn học viên đã hỗ trợ tơi
rất nhiều trong q trình học tập và làm luận văn.
Cuối cùng, tơi xin cảm ơn đến gia đình. Mọi người đã ủng hộ và tạo điều
kiện để cho tôi có thể vượt qua những khó khăn trong suốt khố học này.

Học viên thực hiện luận văn
(ký ghi rõ họ và tên)

Phạm Tiến Thắng


3

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... ii
MỤC LỤC........................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................. v
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................. viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................................ ix
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI....................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1

1.2. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................... 1
1.3. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................... 3
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 3
1.5. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu ....................................................... 4
1.6. Các cơng trình nghiên cứu trước đây ....................................................................... 4
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ......... 6
2.1. Khái niệm về chất lượng điện năng.......................................................................... 6
2.2. Các tiêu chuẩn về chất lượng điện năng................................................................... 8
2.3. Sóng hài trên lưới phân phối .................................................................................. 16
2.4. Sự tiêu thụ công suất phản kháng ........................................................................... 19
2.5. Ảnh hưởng của sóng hài đến tụ điện ...................................................................... 22
2.6. Một số phương pháp tính tốn bù trên lưới phân phối ........................................... 24
2.7. Các giải pháp khắc phục để nâng cao chất lượng điện năng .................................. 40
CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI
PHÂN PHỐI THỊ XÃ DĨ AN-BÌNH DƯƠNG ................................... 68
3.1. Các giải pháp quản lý vận hành lưới phân phối thị xã Dĩ An-Bình Dương ........... 68
3.2. Giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện ......................................................... 70


4

3.3. Tính tốn lắp đặt tụ bù nâng cao hệ số công suất, giảm tổn thất điện năng và
ổn định điện áp ..................................................................................................... 71
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................... 90
4.1. Kết luận .................................................................................................................. 90
4.2. Hạn chế của đề tài................................................................................................... 90
4.3. Hướng phát triển của đề tài .................................................................................... 91
TÀI LIỆU KHAM KHẢO ............................................................................................ 92
PHỤ LỤC ....................................................................................................................... 93

5

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ASAI

: Average Service Avaibility Index

ASIDI

: Average System Interruption Duration Index

ASIFI

: Average System Interruption Frequency Index

ASUI

: Average Service Unavaibility Index

ASSH

: Ánh sáng sinh hoạt

BTĐA

: Biến thiên điện áp

CAIDI

: Customer Average Interruption Duration Index

CAIFI

: Customer Average Interruption Frequency Index

CTAIDI

: Customer Total Average Interruption Duration Index

CEMIn

: Customer Experiencing Multiple Interruption

CESMIn

: Customer Experiencing Multiple Sustained Interruption and
Momentary Interruption

CMIS

: Customer Managment Information System;

CNPM

: Công nghệ phần mềm

CNTT

: Công nghệ thông tin

CLĐN

: Chất lượng điện năng

CSDL

: Cơ sở dữ liệu

CSPK

: Công suất phản kháng

CSTD

: Công suất tác dụng

CSV

: Chống sét van

ĐCĐB

: Động cơ đồng bộ

DĐĐA

: Dao động điện áp

ĐDHA

: Đường dây hạ áp

ĐDTA

: Đường dây trung áp

ĐTXD

: Đầu tư xây dựng

EMC

: Electromagnetic Compatibility


6

EVN

: Tập đoàn Ngành điện Việt Nam

FACTS

: Flexible Alternating Current Transmission Systems

HTĐ

: Hệ thống điện

HTĐĐ

: Hệ thống đo đếm

IEC

: International Electrotechnical Commission

IEEE

: Institute of Electrical and Electronic Engineers

KCN

: Khu công nghiệp

KH

: Khách hàng

KHCN

: Khoa học công nghệ

LBS

: Load break switch-Dao cách ly đóng cắt có tải

LĐHANT

: Lưới điện hạ áp nông thôn

LĐPP

: Lưới điện phân phối

LTD

: Line Tenson Disconect - Dao cách ly chịu sức căng

MAIFI

: Momentary Average Interruption Frequency Index

MBA

: Máy biến áp

MDAS

: Metering Data Analysis System

PFC

: Power Factor Correction

PSS/ADEPT

: Power System Simulator Advance Distribution Engineering

Productivity Tools

QĐA

: Quá điện áp

QLKT

: Quản lý kỹ thuật

QL-TDDC

: Quản lý - Tiêu dùng dân cư

QLVH

: Quản lý vận hành

REC

: Máy cắt tự động đóng lại-Recloser

SAIDI

: System Average Interruption Duration Index

SAIFI

: System Average Interruption Frequency Index

SCADA

: Hệ thống điều khiển và giám sát thu thập dữ liệu

SLĐBQ

: Sản lượng điện bình quân

SLĐTP

: Sản lượng điện thương phẩm


vii

STATCOM

: Static Synchronous Compensator

SVC

: Static Var Compensator

TBA

: Trạm biến áp

TBĐĐ

: Thiết bị đo đếm

TDD

: Độ méo dạng sóng dịng điện

THD

: Total Harmonics Distortion

TSC

: Thyristor-switched capacitor

TSĐL

: Tài sản điện lực

TSKH

: Tài sản khách hàng

TTĐN

: Tổn thất điện năng


8

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Giá trị của hệ số kq phụ thuộc vào hệ số cos1 hiện tại và hệ số

cos2
mong muốn
28
Bảng 2.2 Giá trị hệ số cos
32
Bảng 2.3 Mức cách điện tiêu chuẩn cho dải U245kV

53

Bảng 2.4 Mức cách điện tiêu chuẩn cho dải U>245kV

54

Bảng 2.5 Các tham số của CSV ZnO

57

Bảng 3.1 Số liệu đường dây, trạm biến áp và tụ bù lắp đặt trên địa bàn Điện lực Dĩ
An

58

Bảng 3.2 Công suất phản kháng tương ứng với công suất MBA

65

Bảng 3.3 Hệ số cos của một số phụ tải thông dụng ................................................
66

9

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Dải điện áp vận hành cho phép theo tiêu chuẩn ANSI C84.1

10

Hình 2.2 Nguyên tắc phát sinh méo điện áp và song hài xuất phát từ tải phi tuyến 17
Hình 2.3 Biểu đồ phụ thuộc giữa tổn thất điện năng với hệ số cos và TM
25
Hình 2.4 Biểu đồ phụ thuộc giữa chi phí quy dẫn với hệ số cos và TM
26
Hình 2.5 Véctơ cơng suất trước và sau khi bù cos
29
Hình 2.6 Véc tơ dịng điện khi bù cos
30
Hình 2.7 Sơ đồ mắc tụ bù tĩnh

33

Hình 2.8 Q trình q độ khi đóng tụ bù

39

Hình 2.9 Sự khuyếch đại điện áp khi đóng cắt tụ bù

39

Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống điều khiển kích từ máy phát điện

41

Hình 2.11 Máy biến áp điều chỉnh điện áp

42

Hình 2.12 Máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải.

42

Hình 2.13 Thiết bị điều chỉnh điện áp đường dây

43

Hình 2.14 Tụ bù ngang giảm độ lệch điện áp

44

Hình 2.15 Cấu trúc điển hình và đặc tính V-I của SVC.

45

Hình 2.16 Cấu trúc và đặc tính điều khiển của thiết bị STATCOM

46

Hình 2.17 Điều chỉnh điện áp dùng tụ bù dọc.

47

Hình 2.18 Phối hợp thời gian của bảo vệ q dịng trong lưới phân phối hình tia 49
Hình 2.19 Tác động của kháng điện đến biên độ SAG do ngắn mạch

49

Hình 2.20 Khắc phục SAG dùng MBA cộng hưởng sắt từ.

50

Hình 2.21 Sơ đồ sử dụng nguồn dự phịng UPC

50

Hình 2.22 Ổn định điện áp cho phụ tải nhậy cảm dùng DVR và STATCOM

51

Hình 2.23 Lựa chọn phối hợp cách điện, mức bảo vệ và mức chịu điện áp chọn theo
khả năng q điện áp

55

Hình 2.24 Thiết bị phóng điện

56


10

Hình 2.25 Đặc tính bảo vệ của khe phóng điện

57

Hình 2.26 Chống sét van ZnO

58

Hình 2.27 So sánh đặc tính V-I của các CSV có và khơng khe hở

58

Hình 2.28 Hộp thoại thiết đặt thơng số kinh tế trong CAPO

60

Hình 2.29 Hộp thoại thiết đặt thơng số trong CAPO

62

Hình 2.30 Kết quả tính tốn CAPO

67

Hình 3.1 các thơng số ghi nhận được từ thiết bị đo chất lượng điện năng PW3198 70
Hình 3.2 Tái cơ cấu lưới hạ áp

75

Hình 3.3 Lưới hạ áp trạm biến áp

77

Hình 3.4 Số liệu tính tốn tụ bù (CAPO) từ chương trình PSS/ADEPT

77

Hình 3.5 Vị trí lắp đặt tụ bù tối ưu

78

Hình 3.6 Biểu đồ cơng suất tiêu thụ (P) tuyến 473 Mỹ An

80

Hình 3.7 Biểu đồ công suất phảng kháng (Q) tuyến 473 Mỹ An

81

Hình 3.8 Biểu đồ cơng suất tiêu thụ (P) tuyến 475 Hoa Sen

82

Hình 3.9 Biểu đồ cơng suất phảng kháng (Q) tuyến 475 Hoa Sen

82

Hình 3.10 Biểu đồ cơng suất tiêu thụ (P) tuyến 479 Tứ Hải

84

Hình 3.11 Biểu đồ cơng suất phảng kháng (Q) tuyến 479 Tứ Hải

84

Hình 3.12 Biểu đồ cơng suất tiêu thụ (P) tuyến 473 Bình Thung

85

Hình 3.13 Biểu đồ cơng suất phảng kháng (Q) tuyến 473 Bình Thung

86

Hình 3.14 Biểu đồ cơng suất tiêu thụ (P) tuyến 478 Thành Đơ

87

Hình 3.15 Biểu đồ cơng suất phảng kháng (Q) tuyến 478 Thành Đô

87


1

CHƯƠNG 1:
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Đặt vấn đề
 Nhu cầu năng lượng, đặc biệt là điện năng hiện tại đang tăng rất nhanh, với
sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, việc đưa vào ứng dụng các thiết bị điện – điện tử
có hiệu quả cao, các thiết bị vi điều khiển, thiết bị điện tử công suất... ngày càng
nhiều. Bên cạnh đó, nhiều ngành cơng nghệ cao đang được đầu tư phát triển tại Việt

Nam đang phải đối mặt ngày càng nhiều hơn với các vấn đề chất lượng điện. Sự cố
chất lượng điện ở đầu vào có thể gây ra những thiệt hại mang tính dây chuyền, thậm
chí có thể dẫn tới sự ngưng trệ của cả dây chuyền công nghệ, gây thiệt hại lớn cho
doanh nghiệp.
 Bộ Công Thương đã ban hành thông tư số 39/2015/TT-BCT liên quan đến
lưới phân phối. Trong thông tư này, các quy định liên quan đến chất lượng điện
năng được ban hành nhằm từng bước nâng cao hiệu quả của việc tiêu thụ năng
lượng điện.
 Trên thực tế, cho đến nay chưa có một cơng bố chính thức mang tính điển
hình nào về các vấn đề về chất lượng điện năng. Mặc dù vậy, các thiệt hại kinh tế
do chất lượng điện năng chưa cao thì hồn tồn có thể quan sát được, thậm chí đo
lường được. Đã có một số các điều tra ở quy mô nhỏ đã được thực hiện. Tuy nhiên,
yếu tố kinh tế hoặc thương mại chưa được thể hiện rõ sự liên quan tới các vấn đề
chất lượng điện. Đề tài này nhằm mục tiêu xây dựng cơ sở lý thuyết, áp dụng một
số phương pháp nhằm giải quyết các vấn đề trong lĩnh vực quản lý vận hành lưới
điện phân phối khu vực thị xã Dĩ An- Bình Dương.
1.2. Tính cấp thiết của đề tài
 Thực tế cho thấy rằng có những tồn tại nhất định trong việc tiến hành
khảo sát các vấn đề chất lượng điện. Ở một số trạm nguồn cũ (của cả ngành
điện và
khách hàng sử dụng điện) chưa được trang bị hệ thống tự động hóa, việc thu thập


2

các thông tin liên quan đến chất lượng điện sẽ gặp nhiều khó khăn. Trong những
trường hợp đó, phương pháp tiếp cận trực tiếp tại hiện trường sẽ là giải pháp thích
hợp nhất.
 Bên cạnh đó, các nguồn nhân lực để đánh giá chất lượng điện còn thiếu
và yếu, cộng thêm với việc đánh giá chất lượng điện sẽ chỉ có thể thực hiện được

một
khi Điện được sử dụng, cái nhìn về chất lượng điện từ phía ngành điện và khách
hàng sử dụng điện sẽ khác nhau rất nhiều.
 Đối với khách hàng sử dụng điện, điều này phụ thuộc rất nhiều vào năng
lực của khách hàng (kỹ thuật viên nhà máy) trong việc hiểu biết dây chuyền sản
xuất và
khả năng đánh giá những hiện tượng suy giảm chất lượng điện. Dữ liệu chất lượng
điện phải được thu thập thường xuyên nhằm đánh giá sát thực nhất những chi phí
dài hạn. Tuy nhiên, điều này chỉ có thể thực hiện được nếu khách hàng được trang
bị những thiết bị chuyên dụng cho vấn đề chất lượng điện. Cách tính tốn chi phí
theo đầu sự cố sẽ được sử dụng để đánh giá các thiệt hại kinh tế gây ra bởi những sự
cố chất lượng điện cụ thể, ngắn hạn.
 Mặt khác, bản thân khách hàng sử dụng điện cũng góp phần nào đó làm
ảnh hưởng tới chất lượng điện năng. Với thực trạng nền sản xuất của khách hàng
sử
dụng điện hiện nay, cịn tồn tại nhiều cơng nghệ sản xuất lạc hậu gây ra hai vấn đề
lớn: Một là tiêu thụ năng lượng lớn; Hai là gây sụt giảm chất lượng điện năng cục
bộ quanh vùng lân cận của khách hàng đó....
 Về phía ngành điện thì trong các trường hợp thông thường, ngành điện
không chịu những tổn thất kinh tế trực tiếp do chất lượng điện năng thấp gây
ra. Tuy
nhiên, ngành điện sẽ phải chịu thiệt hại kinh tế gây ra do việc giảm sút doanh thu vì
mất điện gây ra bởi các vấn đề chất lượng điện. Bên cạnh đó, ngành điện cũng sẽ
chịu thiệt hại kinh tế do vấn đề chất lượng điện gây ra việc đo lường sai (sóng hài là
nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng này); chi phí đầu tư phải bỏ ra nhằm khắc
phục các vấn đề chất lượng điện năng sẽ được coi như chi phí vận hành do nhà cung
cấp chịu.... Đối với ngành điện các chỉ tiêu chất lượng đối với việc cung cấp điện


3

đến khách hàng về nguyên tắc sẽ được định nghĩa trong các hợp đồng mua-bán
điện. Mặc dù vậy, với giá điện thấp như tình hình hiện nay thì điện năng chỉ có thể
được cung cấp với một chất lượng tương ứng với giá. Bên cạnh đó, chỉ có yếu tố
cung cấp điện là chỉ tiêu được ưu tiên hàng đầu, chỉ tiêu về điện áp chỉ được xem
xét khi có khiếu nại hoặc kiến nghị của khách hàng. Còn các chỉ tiêu khác thì hầu
như khơng được có. Ngun nhân của hiện trạng trên là do thiếu điện và lưới điện
còn yếu nên ngành điện chỉ ưu tiên giải quyết sự cố nhanh để phục hồi cung cấp
điện. Các yếu tố khác ảnh hưởng đến kinh tế vận hành thì chưa thực sự được quan
tâm.
 Qua các phân tích ở trên đây, có thể thấy vấn đề cần phải được quan tâm hơn
nửa là phải tìm ra các giải pháp, phương thức vận hành hợp lý nhằm đạt được hiệu
quả cao trong các điều kiện thực tế hoặc bằng những nguồn đầu tư nhỏ nhưng vẫn
đạt được chất lượng điện năng tăng cao. Đó cũng chính là lý do chủ yếu để chọn đề
tài Giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lưới phân phối.
1.3. Mục tiêu của đề tài
 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về chất lượng điện năng, tổn thất điện năng và
hiệu quả của lắp đặt tụ bù.
 Áp dụng một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả quản lý vận hành
trong điều kiện lưới điện phân phối khu vực thị xã Dĩ An-Bình Dương trong giai
đoạn
cơng nghiệp hóa phát triển tăng cao.
 Đề tài nghiên cứu xuất phát từ nhu cầu thực tế của lưới điện phân phối
khu vực thị xã Dĩ An-Bình Dương, do đó các kết quả mang tính thực tiễn, có thể
nhân
rộng và áp dụng rộng rãi cho các khu vực khác.
1.4. Đối tư ng và phạm vi nghiên cứu
 Đối tư ng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu mà đề tài đặt ra là lưới điện
phân phối khu vực thị xã Dĩ An-Bình Dương.

4

 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài đi sâu vào việc bù nâng cao hệ số công suất,
giảm tổn thất điện năng, ổn định điện áp, cải thiện chỉ số độ tin cậy cung cấp điện
lưới điện phân phối.
1.5. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu
1.5.1. Phương pháp luận:
 Luận văn sử dụng các phương pháp các nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn
của lưới điện phân phối khu vực thị xã Dĩ An-Bình Dương.
1.5.2. Phương pháp nghiên cứu:
 Phương pháp phân tích tài liệu: thu thập tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau,
các đề tài nghiên cứu của các nhà khoa học giáo dục trong và ngoài nước, cùng các
tài liệu khác có liên quan đến đề tài nghiên cứu, từ đó xây dựng mơ hình lý thuyết
và công cụ đo lường sử dụng cho bước nghiên cứu thực tiễn.
 Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế:
 Dự báo phụ tải trên cơ sở xu hướng và qui hoạch phát triển điện của địa
phương.
 Sử dụng phần mềm PSS/Adept để chạy thử bài toán bù tối ưu giảm tổn thất
trên các lưới điện điển hình, phân bổ cơng suất.
 Dữ liệu thu thập từ Chương trình Quản lý lưới điện, Chương trình vận hành
lưới điện trên máy tính để tính tốn chỉ số độ tin cậy cung cấp điện.
1.6. Các Cơng trình nghiên cứu trước đây
 Nguyễn Lê Hoàng, Luận văn thạc sĩ ngành điện, chuyên ngành hệ
thống điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội (2003): Nghiên cứu bài tốn chế
độ xác
lập và bù cơng suất phản kháng trên lưới phân phối;
 Nguyễn Thanh Hà, Luận văn Thạc sĩ ngành điện, chuyên ngành Mạng và
Hệ thống điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội (2008): Các giải pháp nâng cao
chất lượng và giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối Quận Long Biên –

Hà
Nội.


5

 Hoàng Sơn, Luận văn thạc sĩ ngành điện, chuyên ngành hệ thống điện,
Trường Đại học Công nghệ TP.HCM (2016): Xác định vị trí và dung lượng máy
phát phân tán để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân.
Đề tài này vận dụng các nghiên cứu trước đây và tình hình vận hành lưới
điện thực tế để đưa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân
phối.


6

CHƯƠNG 2:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VẬN HÀNH LƯỚI PHÂN PHỐI

2.1. Khái niệm về chất lư ng điện năng
Thuật ngữ chất lượng điện năng được sử dụng khá phổ biến trong ngành
công nghiệp điện kể từ năm 1980. Chất lượng điện năng là tập hợp các tiêu chuẩn
của điện năng và độ tin cậy cung cấp điện trong hệ thống. Cả ngành điện và khách
hàng sử dụng điện đang ngày càng quan tâm đến chất lượng điện năng. Có bốn lý
do chính cho sự quan tâm này:
 Ngày nay các thiết bị nhạy cảm hơn với sự thay đổi của chất lượng điện
năng so với các thiết bị trước đây, nhiều thiết bị được cấu tạo từ các bộ vi xử lý
hoặc các thiết bị điện tử công suất, đây là các thiết bị nhạy cảm với các nhiễu loạn
trong hệ thống.
 Sự quan tâm ngày càng lớn vào hiệu suất làm việc trong toàn bộ hệ thống

điện ngày càng ứng dụng nhiều các thiết bị điện như động cơ điều chỉnh tốc độ hiệu
suất cao, thiết bị điện tử công suất, lị hồ quang.....Điều này dẫn đến mức độ sóng
hài ngày càng tăng trong hệ thống điện.
 Nhận thức về các vấn đề liên quan đến chất lượng điện năng ngày càng tăng
của khách hàng sử dụng điện. Họ ngày càng nhận được nhiều thông tin hơn về các
vấn đề như ngắt điện, quá độ do đóng cắt điện, sụt áp ngắn mạch, sóng hài.... Và
đây là một thách thức lớn đối với ngành điện để cải thiện chất lượng điện năng phân
phối tới khách hàng.


7

 Hệ thống điện ngày càng phát triển rộng lớn, số lượng thiết bị kết nối trong
hệ thống ngày càng nhiều. Vì vậy, bất kỳ bộ phận nào bị sự cố cũng gây nên những
hậu quả nghiêm trọng.
Trên đây là bốn lý do chính, bên cạnh đó ngun nhân sâu xa đằng sau các
nguyên nhân này là: Các nhà sản xuất thì mong muốn hiệu suất làm việc tăng lên,
máy móc vận hành tối ưu. Nhìn chung ngành điện đều khuyến khích cho nổ lực
này, vì điều đó giúp khách hàng tăng lợi nhuận cũng như giúp cho ngành điện giảm
chi phí đầu tư vào các trạm biến áp và máy phát bằng cách sử dụng hiệu quả các
thiết bị điện. Nhưng đôi khi các thiết bị này lại là nguyên nhân gây ra các vấn đề
ảnh hưởng đến chất lượng điện năng.
Định nghĩa về chất lư ng điện năng:
Có nhiều định nghĩa khác nhau về chất lượng điện năng dựa trên quan điểm
của những bên liên quan, ví dụ:
 Đối với khách hàng sử dụng điện, điều này phụ thuộc rất nhiều vào năng
lực của khách hàng (kỹ thuật viên nhà máy) trong việc hiểu biết dây chuyền sản
xuất và khả năng đánh giá những hiện tượng suy giảm chất lượng điện. Dữ liệu chất
lượng điện phải được thu thập thường xuyên nhằm đánh giá sát thực nhất những chi
phí dài hạn. Tuy nhiên, điều này chỉ có thể thực hiện được nếu khách hàng được

trang bị những thiết bị chuyên dụng cho vấn đề chất lượng điện. Cách tính tốn chi
phí theo đầu sự cố sẽ được sử dụng để đánh giá các thiệt hại kinh tế gây ra bởi
những sự cố chất lượng điện cụ thể, ngắn hạn. Mặt khác, bản thân khách hàng sử
dụng điện cũng góp phần nào đó làm ảnh hưởng tới chất lượng điện năng. Với thực
trạng nền sản xuất của Việt Nam hiện nay, việc cịn tồn tại nhiều cơng nghệ sản
xuất lạc hậu gây ra hai vấn đề lớn: Một là tiêu thụ năng lượng lớn; Hai là gây sụt
giảm chất lượng điện năng cục bộ quanh vùng lân cận của khách hàng đó.
 Về phía các nhà cung cấp điện năng thì trong các trường hợp thơng thường,
ngành điện khơng chịu những tổn thất kinh tế trực tiếp do chất lượng điện năng thấp
gây ra. Tuy nhiên, ngành điện sẽ phải chịu thiệt hại kinh tế gây ra do việc giảm sút
doanh thu vì mất điện gây ra bởi các vấn đề chất lượng điện. Bên cạnh đó, ngành


8

điện cũng sẽ chịu thiệt hại kinh tế do vấn đề chất lượng điện gây ra việc đo lường
sai (sóng hài là nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng này). Bên cạnh đó, chi phí đầu
tư phải bỏ ra nhằm khắc phục các vấn đề chất lượng điện năng sẽ được coi như chi
phí vận hành do ngành điện chịu. Đối với ngành điện, các chỉ tiêu chất lượng đối
với việc cung cấp điện đến khách hàng về nguyên tắc sẽ được định nghĩa trong các
hợp đồng mua-bán điện. Mặc dù vậy, với giá điện thấp như tình hình hiện nay thì
điện năng chỉ có thể được cung cấp với một chất lượng tương ứng với giá. Bên cạnh
đó, chỉ có yếu tố cung cấp điện là chỉ tiêu được ưu tiên hàng đầu, chỉ tiêu về điện áp
chỉ được xem xét khi có khiếu nại hoặc kiến nghị của khách hàng. Cịn các chỉ tiêu
khác thì hầu như khơng có. Nguyên nhân của hiện trạng trên là do thiếu điện và lưới
điện còn yếu nên ngành điện chỉ ưu tiên giải quyết sự cố nhanh để phục hồi cung
cấp điện. Các yếu tố khác ảnh hưởng đến kinh tế vận hành thì chưa thực sự được
quan tâm.
 Dựa vào khái niệm này Cục Đo lường chất lượng Nhà nước Việt Nam đã
đưa ra khái niệm: “Chất lượng sản phẩm của một sản phẩm là một tập hợp các đặc

tính của một thực thể tạo cho thực thể đó khả năng thoả mãn những nhu cầu đã nêu
ra và những nhu cầu tiềm ẩn”.
Qua các phân tích ở trên đây, có thể thấy rằng cả khách hàng sử dụng điện
cũng như nhà cung cấp đều có lợi ích và nghĩa vụ trong việc duy trì điện năng chất
lượng cao. Tuy nhiên suy cho cùng thì quan điểm về chất lượng điện năng phải
được xem xét trên quan điểm của người sử dụng. Chính vì vậy trong phạm vi của
luận văn này sẽ sử dụng định nghĩa về chất lượng điện năng trên quan điểm sau
đây: “ Bất kỳ vấn đề điện năng liên quan đến sai lệch về dòng điện, điện áp, tần số
mà những sai lệch này dẫn đến sự cố hoặc vận hành sai cho thiết bị của khách hàng
sử dụng điện ”.
2.2. Các tiêu chuẩn về chất lư ng điện năng:
2.2.1.Lịch sử phát triển các tiêu chuẩn:
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, trong hệ thống điện ngày càng
xuất hiện nhiều các thiết bị điện nhạy cảm với nhiễu loạn xảy ra trong hệ thống. Để


9

phù hợp với tình hình thực tế, khái niệm về chất lượng điện năng củng phải có sự
thay đổi và ngày càng được mở rộng. Dưới đây ta cùng nhìn lại lịch sử của quá trình
đưa ra những tiêu chuẩn liên quan đến chất lượng điện năng đã được IEEE giới
thiệu:
 IEEE STD-519-1992: Các quy phạm và yêu cầu về việc kiểm sốt sóng
hài trong hệ thống điện.
 IEEE-C62.48-1995: Hướng dẫn của IEEE về tác động qua lại giữa
các nhiễu loạn trong hệ thống điện và thiết bị bảo vệ xung kích.
 IEEE-1159-1995: Tiêu chuẩn của IEEE về vấn đề giám sát chất lượng điện
năng.
 IEEE-1250-1995: Hướng dẫn của IEEE về vấn đề giám sát và bảo trì
với các thiết bị nhạy cảm với những nhiễu loạn điện áp thoáng qua.

 IEEE-493-1997: Tiêu chuẩn của IEEE về các quy phạm thiết kế hệ
thống điện trong lĩnh vực thương mại và công nghiệp để đảm bảo độ tin cậy.
 IEEE-1159.3-2003: Các quy phạm về vấn đề chuyển giao dữ liệu
chất lượng điện năng.
 IEEE-1531-2003: Hướng dẫn của IEEE về việc ứng dụng và các thông
số kỹ thuật của các bộ lọc sóng hài.
 IEEE STD-519-2014: Hướng dẫn của IEEE về kiểm sốt sóng hài và
bù cơng suất phản kháng của thiết bị chỉnh lưu.
 IEEE-1564-2014: Các quy phạm cho việc thiết lập các chỉ số về sụt áp ngắn
hạn.
2.2.2.Tiêu chuẩn điện áp:
2.2.2.1. Một số tiêu chuẩn trên thế giới về độ lệch điện áp.
 Ở Nga, đối với tải chiếu sáng U = -2,5% đến +5%, phụ tải động cơ
U = -5% đến +10%, các phụ tải khác U = ±5%. Tất cả các trường hợp này đều
yêu cầu với xác suất 95%.


Tiêu chuẩn châu Âu: EN 50160 quy định U = ±10% với xác suất 95%.


10



Tiêu chuẩn Úc: AS60038 quy định với Udđ = 240V, U = -2% đến +10%

với xác suất 95% và U = -6% đến +10% với xác suất 99%.
 Tiêu chuẩn Mỹ gần đây nhất về dải điện áp vận hành cho phép: ANSI
C84.1- 2006.

Hình 2.1: Dải điện áp vận hành cho phép theo tiêu chuẩn ANSI C84.1
 Dải A: Dải giới hạn điện áp làm việc bình thường.
 Dải B: Dải giới hạn điện áp làm việc có can thiệp của thiết bị điều chỉnh


11

điện áp.
 Điện áp sử dụng: Điện áp tại đầu cực thiết bị dùng điện (phụ tải).
 Điện áp lưới: Điện áp vận hành của HTĐ.
2.2.2.2. Tiêu chuẩn về độ lệch điện áp ở Việt Nam.
 Theo Nghị định số 105/2005/NĐ-CP trong điều kiện bình thường cuả
HTĐ, độ lệch điện áp cho phép trong khoảng ±5% so với điện áp danh định của
lưới điện và được xác định tại vị trí đặt thiết bị đo đếm điện hoặc tại vị trí khác do
hai bên thoả thuận. Đối với lưới điện chưa ổn định sau sự cố, độ lệch điện áp cho
phép từ +5% đến -10%. Theo Thông tư 39/2015/TT-BCT, đối với lưới phân phối,
trong chế độ vận hành bình thường điện áp vận hành cho phép tại điểm đấu nối
được phép dao động so với điện áp danh định (độ lệch điện áp cho phép) như sau: