(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu bù hệ số công suất để cải thiện chất lượng điện năng của mạng điện cấp cho thành phố Lạng Sơn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.33 MB, 96 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
LÊ TRẦN TUẤN
NGHIÊN CỨU BÙ HỆ SỐ CÔNG SUẤT
ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG
CỦA MẠNG ĐIỆN CẤP CHO THÀNH PHỐ LẠNG SƠN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT ĐIỆN
THÁI NGUYÊN - 2020
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
LÊ TRẦN TUẤN
NGHIÊN CỨU BÙ HỆ SỐ CÔNG SUẤT
ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG
CỦA MẠNG ĐIỆN CẤP CHO THÀNH PHỐ LẠNG SƠN
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã ngành: 8520201
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT ĐIỆN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Trần Xuân Minh
THÁI NGUYÊN - 2020
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn : Lê Trần Tuấn
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Trần Xuân Minh
Đề tài luận văn: Nghiên cứu bù hệ số công suất để cải thiện chất lượng điện
năng cấp cho thành phố Lạng Sơn.
Ngành: Kỹ thuật điện
Mã ngành: 8.52.02.01
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Chủ tịch Hội đồng chấm luận văn xác nhận
tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 4/10/2020 với
các nội dung sau:
Đã sửa một số lỗi chính tả, soạn thảo trong luận văn.
Đã chỉnh sửa phần kết luận chung của luận văn.
Thái Nguyên, ngày 15 tháng 10 năm 2020
Người hướng dẫn khoa học
Tác giả luận văn
PGS.TS. Trần Xuân Minh
Lê Trần Tuấn
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
PGS.TS. Võ Quang Lạp
i
LỜI CAM ĐOAN
Họ và tên: Lê Trần Tuấn
Học viên: Lớp cao học K21, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học
Thái Ngun.
Nơi cơng tác: Xí nghiệp dịch vụ điện lực Lạng Sơn
Tên đề tài luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu bù hệ số công suất để cải thiện chất
lượng điện năng cấp cho thành phố Lạng Sơn”.
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Tôi xin cam đoan những vấn đề được trình bày trong bản luận văn này là những
nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trần Xuân Minh và
sự giúp đỡ của các cán bộ Khoa Điện, Trường Đại học Kỹ thuật Công Nghiệp - Đại học
Thái Ngun. Mọi thơng tin trích dẫn trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận văn này.
Thái Nguyên, ngày
tháng 8 năm 2020
Học viên thực hiện
Lê Trần Tuấn
ii
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian nghiên cứu thực hiện luận văn này tôi luôn nhận được sự
hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của PGS.TS. Trần Xuân Minh, người trực tiếp hướng dẫn
luận văn cho tôi. Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc tới thầy.
Tơi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ, viên chức trường Đại học
Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện tốt nhất để tơi có thể hịan
thành đề tài nghiên cứu này. Tơi cũng xin chân thành cảm ơn những đóng góp quý báu
của các bạn cùng lớp động viên và giúp đỡ tơi trong q trình thực hiện đề tài. Xin gửi
lời chân thành cảm ơn đến các cơ quan xí nghiệp đã giúp tơi khảo sát tìm hiểu thực tế
và lấy số liệu phục vụ cho luận văn.
Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, đồng nghiệp
và bạn bè đã ln động viên, khích lệ, chia sẻ khó khăn cùng tơi trong suốt q trình học
tập và nghiên cứu hịan thiện luận văn này.
Thái Nguyên, ngày
tháng 8 năm 2020
Học viên
Lê Trần Tuấn
iii
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN VÀ TÌNH HÌNH TIÊU THỤ ĐIỆN
THÀNH PHỐ LẠNG SƠN ........................................................................................... 3
1.1. Giới thiệu chung về lưới điện Thành phố Lạng Sơn ....................................... 3
1.1.1. Đặc điểm tự nhiên ........................................................................................... 3
1.1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội .................................................................................. 3
1.1.3. Đặc điểm lưới điện .......................................................................................... 4
1.2. Các lộ đường dây trung thế cấp điện và đồ thị phụ tải điển hình .................. 6
1.2.1. Xuất tuyến 471E13.2 ...................................................................................... 6
1.2.2. Xuất tuyến 472E13.2 ...................................................................................... 7
1.2.3 Xuất tuyến 473E13.2 ....................................................................................... 7
1.2.4. Xuất tuyến 474E13.2 ...................................................................................... 8
1.2.5. Xuất tuyến 375E13.2 ...................................................................................... 9
1.3. Kết quả thực hiện chỉ tiêu tổn thất .................................................................. 10
1.4. Số liệu các trạm biến áp (tháng 12/2019) ........................................................ 11
1.5. Sơ đồ nguyên lý các lộ đường dây trung thế .................................................. 23
Kết luận chương 1 ..................................................................................................... 28
CHƯƠNG 2: CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT
LƯỢNG ĐIỆN ÁP CỦA MẠNG ĐIỆN .................................................................... 29
2.1. Các chỉ tiêu chất lượng điện áp nguồn cung cấp............................................ 29
2.1.1. Độ lệch điện áp ............................................................................................. 29
2.1.2. Độ dao động điện áp ..................................................................................... 30
2.1.3. Độ không sin của điện áp .............................................................................. 31
2.1.4. Độ đối xứng của điện áp ............................................................................... 31
2.2. Các phương pháp đánh giá chất lượng điện áp ............................................. 32
2.2.1. Đánh giá chất lượng điện áp theo theo độ lệch điện áp ............................... 32
2.2.2. Đánh giá độ đối xứng của điện áp ................................................................ 38
2.2.3. Đánh giá mức độ hình sin ............................................................................. 40
2.3. Các biện pháp nâng cao chất lượng điện áp ................................................... 40
iv
2.3.1. Các biện pháp chung ..................................................................................... 40
2.3.2. Nâng cao chất lượng điện áp bằng điều chỉnh điện áp ................................. 42
2.3.3. Các biện pháp nâng cao chất lượng điện áp ................................................. 47
Kết luận chương 2 ..................................................................................................... 50
CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG MẠNG
ĐIỆN CẤP CHO THÀNH PHỐ LẠNG SƠN........................................................... 51
3.1. Các phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất
truyền thống.............................................................................................................. 51
3.1.1. Phương pháp nâng cao hệ số cos tự nhiên.................................................. 51
3.1.2. Phương pháp nâng cao hệ số cos nhân tạo ................................................. 53
3.2. Phương pháp sử dụng các thiết bị bù trong FACTS ..................................... 57
3.2.1. Nhóm mắc nối tiếp ........................................................................................ 57
3.2.2. Nhóm mắc song song .................................................................................... 58
3.3. Vị trí đặt thiết bị bù .......................................................................................... 60
3.4. Xác định dung lượng bù ................................................................................... 61
3.5. Đề xuất phương pháp bù CSPK cải thiện chất lượng điện năng ................. 63
Kết luận chương 3 ..................................................................................................... 64
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN
KHÁNG DSVC ............................................................................................................ 65
4.1. Bù công suất phản kháng sử dụng cấu trúc FC-TCR ................................... 65
4.2. Bù công suất phản kháng sử dụng cấu trúc đề xuất DSVC .......................... 66
4.2.1. Phương pháp bù CSPK sử dụng các chuyển mạch cơ khí (DVC) ................ 66
4.2.2. Phương pháp bù CSPK sử dụng thyristor (SVC) ......................................... 67
4.2.3. Phương pháp bù lai DSVC............................................................................ 68
4.3. Thiết kế điều khiển hệ thống bù công suất phản kháng DSVC .................... 69
4.3.1. Mơ hình hóa hệ thống bù cơng suất phản kháng FC-TCR ........................... 69
4.3.2. Tính tốn giá trị tụ bù cố định FC ................................................................. 70
4.3.3. Tính tốn giá trị điện cảm (L) tại nhánh TCR .............................................. 71
4.3.4 Mối liên hệ giữa điện cảm ở nhánh TCR, góc diều khiển BBĐ, và việc bù
CSPK ...................................................................................................................... 72
v
4.3.5. Thiết kế bộ điều khiển PID theo phương pháp Ziegler-Nichols................... 73
4.4. Mô phỏng hệ thống trên phần mềm Matlab/Simulink .................................. 76
4.4.1. Sơ đồ mô phỏng ............................................................................................ 76
4.4.2. Kết quả mô phỏng ......................................................................................... 79
Kết luận chương 4 ..................................................................................................... 81
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 82
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................. 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 83
vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
Thuật ngữ đầy đủ
Cos
Hệ số công suất
CSPK
Công suất phản kháng
CSTD
Công suất tác dụng
DSVC
E13.2
FACTS
FC
FC-TCR
Chú thích
Dynamic - Static Var
Compensation
Ký hiệu chỉ trạm 110kV Lạng Sơn
Flexible alternating current
Hệ thống truyền tải điện xoay
transmission systems
chiều linh hoạt
Fixed Capacitor
Tụ điện cố định
Fixed Capacitor - Thyristor
Cấu trúc của bộ bù điều khiển
controller Reactor
bằng thyristor
MBA
Máy biến điện áp
PF
Power factor
PID
Bộ điều khiển
Hệ số công suất
Static Synchronous Series
Cấu trúc của bộ bù tĩnh đồng bộ
Controllers
nối tiếp
SVC
Static Var Compensation
Bù công suất kiểu tĩnh
STATCOM
Static Synchronous Compensator
Bộ bù đồng bộ tĩnh mắc song song
TCR
Thyristor Controller Reactor
SSSC
TCSC
Thyristor Controlled Series
Bộ bù bằng tụ mắc nối tiếp điều
Compensation
khiển bằng thyristor
TSC
Thyristor Switched Capacitor
Var
Volt-ampere reactive
Đơn vị công suấtphản kháng
W hoặc kW
Watt hoặc Kilowatt
Đơn vị công suất tác dụng
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Khối lượng quản lý vận hành ..................................................................... 5
Bảng 1.2: Kết quả thực hiện chỉ tiêu tổn thất ........................................................... 10
Bảng 1.3: Số liệu các trạm biến áp (tháng 12/2019) ................................................ 11
Bảng 1.4: Một số trạm biến áp phụ tải công nghiệp hệ số Cosφ thấp gây tổn thất cao 22
Bảng 2.1: Độ lệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường ....................... 30
Bảng 4.1: Các tham số PID theo phương pháp Ziegler-Nichols thứ nhất ................ 73
Bảng 4.2: Các tham số PID theo phương pháp Ziegler-Nichols thứ 2..................... 74
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ
Hình 1.1: Đường dây 35kV Lộ 375E13.2 ..................................................................... 23
Hình 1.2: Đường dây 22kV Lộ 471E13.2 ..................................................................... 24
Hình 1.3: Đường dây 22kV Lộ 472E13.2 ..................................................................... 25
Hình 1.4: Đường dây 22kV Lộ 473E13.2 ..................................................................... 26
Hình 1.5: Đường dây 22kV Lộ 474E13.2 ..................................................................... 27
Hình 3.1: Bộ bù tĩnh sử dụng các tụ điện mắc song song với nhau và các bộ đóng ngắt
contactor, rơ le ............................................................................................................... 55
Hình 3.2: Hệ thống tủ tụ bù tĩnh thực tế 1 ..................................................................... 56
Hình 3.3: Hệ thống tủ tụ bù tĩnh thực tế 2 ..................................................................... 56
Hình 3.4: Cấu trúc SSSC ............................................................................................... 57
Hình 3.5: Cấu trúc TCSC .............................................................................................. 58
Hình 3.6: Cấu trúc STATCOM ..................................................................................... 59
Hình 3.7: Sơ đồ minh họa nguyên lý hoạt động của STATCOM ................................. 60
Hình 3.8: Sơ đồ mạng lưới bù cơng suất phản kháng ................................................... 61
Hình 3.9: Dung lượng bù CSPK .................................................................................... 61
Hình 3.10: Sơ đồ bù CSPK ............................................................................................ 62
Hình 4.1: Cấu trúc FC-TCR .......................................................................................... 65
Hình 4.2: Cấu trúc bù CSPK sử dụng các chuyển mạch cơ khí .................................... 66
Hình 4.3: Nguyên tắc hoạt động của bù CSPK sử dụng thiết bị chuyển mạch cơ khí ....... 67
Hình 4.4: Sơ đồ cấu trúc bù lai DSVC .......................................................................... 68
Hình 4.5: Mơ hình hóa của hệ thống bù CSPK kiểu FC-TCR ...................................... 69
Hình 4.6: Sơ đồ mạch TCR ........................................................................................... 70
Hình 4.7: Đáp ứng bước nhảy của hệ hở có dạng S ...................................................... 73
Hình 4. 8: Xác định hệ số khuếch đại tới hạn kth .......................................................... 74
Hình 4.9: Cấu trúc điều khiển hệ thống bù CSPK FC-TCR.......................................... 76
Hình 4.10: Khối nguồn một pha cung cấp cho phụ tải .................................................. 76
Hình 4.11: Khối Thyristor và thông số (gồm 2 thyristor mắc song song ngược) ......... 77
Hình 4.12: Khối mơ hình đối tượng điều khiển ............................................................ 77
ix
Hình 4.13: Khối phát xung điều khiển .......................................................................... 78
Hình 4.14: Khối tính tốn cơng suất tác dụng, phản kháng P, Q .................................. 79
Hình 4.15: Sơ đồ mơ phỏng tồn hệ thống .................................................................... 79
Hình 4.16: Đáp ứng cos𝜑 của hệ thống......................................................................... 80
Hình 4.17: Đáp ứng điện áp điều khiển ......................................................................... 80
Hình 4.18: Xung kích điều khiển các thyristors của BBĐ và điện áp trên điện cảm L
thuộc nhánh TCR ........................................................................................................... 81
x
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, với sự phát triển ngày càng nhanh về công nghiệp và đời sống dân sinh
thì nhu cầu năng lượng điện để phục vụ sản xuất và đời sống càng tăng, nên vấn đề nâng
cao chất lượng điện năng là yêu cầu cấp thiết. Trong các yếu tố ảnh hưởng đến chất
lượng điện năng, thì cos là một trong những yếu tố quan trọng có ảnh hưởng lớn đến
tổn hao cơng suất và tổn thất điện áp khi truyền tải điện năng.
Hệ số công suất cos là tỉ số giữa công suất tác dụng và cơng suất tồn phần (hay
còn được gọi là cơng suất biểu kiến) trong q trình truyền tải điện năng. Công suất tác
dụng đặc trưng cho khả năng sinh ra cơng hữu ích của thiết bị, đơn vị W hoặc kW. Cơng
suất tồn phần là tích số của điện áp và dòng điện trên đường dây truyền tải điện năng
và bằng căn bậc 2 của tổng bình phương cơng suất tác dụng và công suất phản kháng.
Công suất phản kháng khơng sinh ra cơng hữu ích nhưng nó lại cần thiết cho quá trình
biển đổi năng lượng, đơn vị VAR hoặc kVAR. Thông thường cos nhỏ hơn 1, do có sự
xuất hiện của thành phần cơng suất phản kháng. Về lý thuyết cos phi bằng 1 là tốt nhất,
khi đó, cơng suất tác dụng sẽ bằng với cơng suất tồn phần. Khi thành phần cơng suất
phản kháng xuất hiện, sẽ làm cho cơng suất tồn phần tăng dẫn đến dòng điện trên đường
dây tăng. Khi dòng điện trên đường dây tăng sẽ làm tăng tổn hao công suất trên điện trở
đường dây và sụt điện áp trên tổng trở đường dây, giảm chất lượng điện năng. Để giảm
tổn hao cơng suất và tổn thất điện áp trong q trình truyền tải điện năng thì việc nâng
cao hệ số cơng suất cos trở nên cấp thiết. Để nâng cao hệ số cơng suất cos thì phải
giảm cơng suất phản kháng bằng cách đưa thêm vào hệ thống điện một lượng công suất
phản kháng ngược với lượng công suất phản kháng mà tải tiêu thụ. Phương pháp này
gọi là bù hệ số công suất (bù công suất phản kháng).
Trong mạng điện của các thành phố trong đó có thành phố Lạng Sơn, ngồi phần
cấp cho các phụ tải sinh hoạt thì có một phần cấp cho một số nhà máy, đây là nơi sử
dụng khá nhiều máy điện xoay chiều tiêu thụ nhiều công suất phản kháng nên hệ số công
suất thường nhỏ.
Với các lý do trên, tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu bù hệ số công suất để cải
thiện chất lượng điện năng cấp cho thành phố Lạng Sơn”.
1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu về thực trạng mạng điện cấp cho thành phố Lạng Sơn và hệ số công
suất tại các trạm biến áp của thành phố.
- Nghiên cứu về các phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số
công suất.
- Lựa chọn cấu trúc thiết bị bù và thiết kế điều khiển hệ thống bù công suất
phản kháng cho một trạm biến áp có hệ số cơng suất thấp.
- Mơ phỏng, đánh giá chất lượng hệ thống.
3. Kết quả
- Cấu trúc và thuật tốn điều khiển thiết bị bù cơng suất phản kháng.
- Kết quả mô phỏng, đánh giá chất lượng hệ thống.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Mạng điện thành phố Lạng Sơn;
- Các hệ thống bù công suất phản kháng.
5. Công cụ, thiết bị nghiên cứu
Máy tính và phần mềm mơ phỏng Matlab/Simulink.
6. Bố cục luận văn
Ngoài các phần Mở đầu, Kết luận và hướng phát triển, Tài liệu tham khảo, Phụ
lục, luận văn bao gồm 4 chương sau:
Chương 1: Tổng quan lưới điện và tình hình tiêu thụ điện thành phố Lạng Sơn
Chương 2: Các chỉ tiêu đánh giá và giải pháp nâng cao chất lượng điện áp của
mạng điện
Chương 3: Lựa chọn hệ thống bù công suất phản kháng mạng điện cấp cho thành
phố Lạng Sơn
Chương 4: Thiết kế điều khiển hệ thống bù công suất phản kháng DSVC
2
Chương 1:
TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN VÀ TÌNH HÌNH TIÊU THỤ ĐIỆN
THÀNH PHỐ LẠNG SƠN
1.1. Giới thiệu chung về lưới điện Thành phố Lạng Sơn
1.1.1. Đặc điểm tự nhiên
Thành phố Lạng Sơn có diện tích khoảng 79 km². Thành phố nằm bên quốc lộ
1A, cách thủ đô Lạng Sơn 150 km; cách biên giới Việt Nam - Trung Quốc 18 km; cách
[cửa khẩu quốc tế Hữu Nghị] 15 km và Đồng Đăng 13 km về phía đơng bắc. Dân số của
thành phố năm 2018 là 200.108 người, với nhiều dân tộc khác nhau như: Kinh, Tày,
Nùng, Hoa và các nhóm người Dao, Mường, Sán Dìu, Sán Chỉ,...
Thành phố Lạng Sơn nằm giữa một lịng chảo lớn, có dịng sơng Kỳ Cùng chảy
qua trung tâm thành phố. Đây là dòng sông chảy ngược. Nó bắt nguồn từ huyện Đình
Lập của Lạng Sơn và chảy theo hướng Nam - Bắc về khu tự trị Quảng Tây - Trung
Quốc. Thành phố cách thủ đô Lạng Sơn 154 km, cách biên giới Việt Trung 18 km. Nằm
trên trục đường quốc lộ 1A, đường sắt liên vận quốc tế Việt Nam – Trung Quốc, đường
quốc lộ 1B đi Thái Nguyên, đường quốc lộ 4B đi Quảng Ninh, đường quốc Lộ 4A đi
Cao Bằng. Thành phố nằm trên nền đá cổ, có độ cao trung bình 250 m so với mực nước
biển, gồm các kiểu địa hình: xâm thục bóc mòn, cacxtơ và đá vơi, tích tụ.Khu kinh tế
cửa khẩu Đồng Đăng-Lạng Sơn được quy hoạch thành một nút trên tuyến Hành lang
kinh tế Nam Ninh - Lạng Sơn - Lạng Sơn - Hải Phòng, thành một động lực kinh tế của
tỉnh Lạng Sơn, vùng Đông Bắc Việt Nam, và sau năm 2010 trở thành một cực của Tứ
giác kinh tế trọng điểm Bắc Bộ (Lạng Sơn- Lạng Sơn -Hải Phòng-Quảng Ninh).
1.1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội
Sau nhiều năm xây dựng, phát triển, thành phố đã đạt được một số thành tựu quan
trọng trong tất cả các lĩnh vực. Tốc độ tăng trưởng kinh tế của thành phố ln duy trì ổn
định với mức tăng bình quân hàng năm đạt từ 10 - 11%; thu nhập bình qn đầu người
đạt 78,12 triệu đồng/năm. Dân số tồn đô thị tăng từ 100.627 người lên là 200.108 người;
tỷ lệ lao động phi nông nghiệp từ 85% lên 87%; diện tích đất xây dựng đơ thị tăng từ
6,52km2 lên 10,87km2; lượng khách du lịch, tham gia các hoạt động xây dựng, thương
mại, dịch vụ lưu trú tại thành phố tăng từ 174.000 lượt người/năm lên 4,9 triệu lượt
3
người/năm;
Giao thông: Hệ thống giao thông trên địa bàn Thành phố khá hồn chỉnh, có
đường Cao tốc Bắc Giang-Lạng Sơn, đường quốc lộ 1A, 4A, 4B, đường sắt liên vận
quốc tế... chạy qua. Hiện nay, trên địa bàn Thành phố có khoảng 80 km đường Cao tốc,
quốc lộ với bề mặt rộng từ 10-20 m, 60 km đường tỉnh lộ với mặt đường rộng từ 5–11
m. Tuyến cao tốc Lạng Sơn - Hữu Nghị Quan với 6 làn xe sẽ được xây dựng với tổng
vốn đầu tư dự kiến 1,4 tỷ USD vào năm 2020. Việt Nam hợp tác với Trung Quốc xây
dựng tuyến đường sắt liên vận quốc tế cho Hành lang kinh tế Nam Ninh - Lạng Sơn Quảng Ninh. Hiện nay trên địa bàn thành phố đã và đang hình thành một số khu đơ thị
mới như khu đô thị Nam Thành phố, khu đô thị Nam Hoàng Đồng, Phú lộc 1,2...
Với tốc độ tăng trưởng kinh tế - văn hóa xã hội dự kiến ở trên, dự báo yêu cầu
tăng trưởng phụ tải điện của thành phố Lạng Sơn trong giai đoạn 2020 – 2025 sẽ là từ
12%/năm đến 15%/năm. Đây chính là bài tốn quan trọng cho sự phát triển bền vững
của quận, với nhu cầu cấp thiết phát triển lưới điện và mạng lưới năng lượng của quận
để đáp ứng tốt nhất nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội trong giai đoạn tới.
Thêm vào đó, với sự chuyển dịch kinh tế, mở rộng nhiều trung tâm dịch vụ, công
nghiệp sẽ đòi hỏi lưới điện thành phố Lạng Sơn có những bước chuyển mình, kể cả mặt
chất lượng và quy mô trên địa bàn thành phố Lạng Sơn
1.1.3. Đặc điểm lưới điện
1.1.3.1. Khái Quát hệ thống lưới điện phân phối
Hiện tại, các phụ tải của thành phố Lạng Sơn được cung cấp điện từ trạm biến
áp 110kV Lạng Sơn.
MBA T1 và T2 cấp điện áp 115/38,5/23kV công suất định mức mỗi tổ máy là
40MVA.
Địa bàn quản lý của Điện lực Thành phố dài trên một địa hình phức tạp bao gồm:
5 phường, 3 xã trong đó có Phường Hồng Văn Thụ, Phường Chi Lăng, Phường Đông
Kinh, Phường Tam Thanh, Phường Vĩnh Trại, và các xã Mai pha, Xã Quảng Lạc, Xã
Hoàng Đồng. Sản lượng của Điện lực TP Lạng Sơn năm 2019 chiếm 1/3 tổng sản lượng
tồn Cơng ty Điện lực Lạng Sơn. Phụ tải điện của Điện lực Thành phố Lạng Sơn gồm
nhiều thành phần từ sinh hoạt thành thị, nông thôn, công nghiệp, dịch vụ, nông nghiệp…
4
với tổng số 61.394 khách hàng.
1.1.3.2. Thành phần phụ tải
Điện lực Thành phố Lạng sơn là đơn vị trực thuộc Công ty Điện lực Lạng sơn
được giao nhiệm vụ quản lý vận hành, kinh doanh bán điện trên địa bàn thành phố Lạng
sơn bao gồm 5 phường và 3 xã. Hiện nay đang quản lý và bán điện cho 61.394 khách
hàng sử dụng điện trong đó:
+ Nơng, lâm nghiệp, thủy sản:
247
Chiếm tỉ lệ: 0.4%
+ Công nghiệp xây dựng:
1.687
Chiếm tỉ lệ: 2.22%
+ Thương nghiệp, khách sạn:
1.835
Chiếm tỉ lệ: 2.98%
+ Quản lý tiêu dùng:
56.387
Chiếm tỉ lệ: 91.8%
+ Hoạt động khác:
1.258
Chiếm tỉ lệ: 2.04%
- Nhu cầu về điện để phục vụ cho mục đích nơng, lâm nghiệp, thủy sản có tỷ
trọng nhỏ chiếm khoảng trên, dưới 1% tổng sản lượng hàng năm.
- Nhu cầu về điện để phục vụ cho thành phần phụ tải công nghiệp, xây dựng
chiếm tỉ trọng nhỏ, khoảng 2.2% tổng sản lượng hàng năm.
- Nhu cầu về điện để phục vụ cho mục đích Thương nghiệp, khách sạn, nhà hàng
có tỷ trọng chiếm khoảng gần 3% tổng sản lượng hàng năm.
- Nhu cầu về điện để phục vụ cho mục đích Quản lý, tiêu dùng có tỷ trọng chiếm
khoảng trên 90 % tổng sản lượng hàng năm.
- Nhu cầu về điện để phục vụ cho Hoạt động khác có tỷ trọng chiếm khoảng trên
1 % đến 2 % tổng sản lượng hàng năm.
1.1.3.3. Khối lượng quản lý vận hành
Khối lượng quản lý vận hành đến cuối tháng 12 năm 2019 như sau:
Bảng 1.1: Khối lượng quản lý vận hành
Số TT
1
Nội dung
Đường dây trung áp
Đơn vị
Khối lượng
Tài sản ĐL Tài sản KH
Tổng
km
197.000
20.320
217.320
1.1 Lưới 35kV
Km
56.570
10.630
67.200
1.2 Lưới 22kV
Km
140.430
9.690
150.120
5
2
Đường dây hạ áp
Km
896.784
0
896.784
3
TBA trung gian
Trạm/kVA
01/5600
0/0
01/5600
4
TBA phân phối
Trạm/kVA
192/71106
5
Tụ bù
5.1 Trung áp
Điểm đặt/ kVAr
4/1.200
5.2 Hạ áp
Điểm đặt/ kVAr
225/6.637
95/23.701 287/94.807
0/0
4/1.200
0/0 225/6.637
1.2. Các lộ đường dây trung thế cấp điện và đồ thị phụ tải điển hình
8.00
Đồ thị phụ tải lộ 471E13.2
7.00
Cơng suất (MW)
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Giờ
Phụ tải của Thành phố Lạng Sơn được cấp điện từ máy biến áp T1 và T2 trạm
110 kV Lạng Sơn thông qua các đường dây trung thế:
1.2.1. Xuất tuyến 471E13.2
Phạm vi cấp điện: khu vực Xã Mai Pha, Phường Chi Lăng
Số trạm biến áp trên đường dây: 88 trạm, tổng dung lượng 6,2MWA
Số cụm tụ bù 22kV: 01 cụm, tổng dung lượng 300kVAr (bù cố định).
Điện áp tại thanh cái trạm 110kV: Từ 22 đến 24kV tùy vào từng thời điểm trong
ngày.
Mạch vòng liên lạc XT 473E13.2 tại cột MC483/09A liên lạc 471-473.
Xuất tuyến 471E13.2: Cấp điện các trường trung cấp, UBND tỉnh, VINCOM.
Đường dây này đi trong khu vực thành thị, xuất tuyến cấp điện cho các trung tâm hành
chính, qn sự, cơng an, ngân hàng, các trường Trung cấp chuyên nghiệp và nhiều trường
6
học khác nên đòi hỏi về độ tin cậy cung cấp điện cao.
Đặc thù của xuất tuyến này là phụ tải điện dân dụng thành thị nên công suất cao
điểm vào lúc trưa 11h và tối 21h.
Công suất lúc cao điểm: 7,2 MVA cosφ 0,977.
1.2.2. Xuất tuyến 472E13.2
Phạm vi cấp điện: khu vực Phường Vĩnh Trại, Phường Tam Thanh và một phần
cấp điện cho Xã Hoàng Đồng.
Số trạm biến áp trên đường dây: 62 trạm, tổng dung lượng 9,0MWA
Số cụm tụ bù 22kV: 01 cụm, tổng dung lượng 300kVAr (bù cố định).
Điện áp tại thanh cái trạm 110kV: từ 22 đến 24kV tùy vào từng thời điểm trong ngày.
Hệ số công suất đầu đường dây: 0,975
Xuất tuyến 472E13.2: Đường dây này đi trong khu vực thành thị, xuất tuyến cấp
điện cho các trung tâm hành chính, qn sự, cơng an, ngân hàng, các trường học, các
khu nhà hàng khách sạn nên đòi hỏi về độ tin cậy cung cấp điện cao.
Đặc thù của xuất tuyến này là phụ tải điện dân dụng thành thị nên công suất cao
điểm vào lúc trưa 11h và tối 21h.
Đồ thị phụ tải lộ 472E13.2
Công suất (MW)
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324
Giờ
1.2.3 Xuất tuyến 473E13.2
Phạm vi cấp điện: khu vực Phường Đông Kinh, Phường Vĩnh Trại, khu đô thị
Phú Lộc.
Công suất cực đại mùa khô năm 2019: 10,3 MW
Số trạm biến áp trên đường dây: 55 trạm, tổng dung lượng 11,2MWA
Số cụm tụ bù 22kV: 01 cụm, tổng dung lượng 300kVAr (bù cố định).
7
Điện áp tại thanh cái trạm 110kV: từ 22 đến 24kV tùy vào từng thời điểm trong ngày.
Hệ số công suất đầu đường dây: 0,98
Xuất tuyến 473E13.2: Đường dây này đi trong khu vực thành thị, xuất tuyến cấp
điện cho các phụ tải trung tâm thành phố lạng sơn các trung tâm hành chính, ngân hàng,
các trường học, các khu nhà hàng khách sạn nên đòi hỏi về độ tin cậy cung cấp điện cao.
Đồ thị phụ tải lộ 473E13.2
12.00
Công suất (MW)
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Giờ
Đặc thù của xuất tuyến này là phụ tải điện dân dụng thành thị nên công suất cao
điểm vào lúc trưa 11h và tối 21h.
1.2.4. Xuất tuyến 474E13.2
Phạm vi cấp điện: khu vực Phường Tam Thanh, Xã Hồng Đồng
Cơng suất cực đại mùa khơ năm 2019: 6,4MW
Số trạm biến áp trên đường dây: 69trạm, tổng dung lượng 8,6MWA
Số cụm tụ bù 22kV: 01 cụm, tổng dung lượng 300kVAr (bù cố định).
Điện áp tại thanh cái trạm 110kV: từ 22 đến 24kV tùy vào từng thời điểm trong ngày.
Hệ số công suất đầu đường dây: 0,978
Xuất tuyến 474E13.2: Đường dây này đi trong khu vực thành thị, xuất tuyến cấp
điện cho các phụ tải dân cư các khu nhà hàng khách sạn nên đòi hỏi về độ tin cậy cung
cấp điện cao.
Đặc thù của xuất tuyến này là phụ tải điện dân dụng thành thị nên công suất cao
8
điểm vào lúc trưa 11h và tối 21h.
Đồ thị phụ tải lộ 474E13.2
7.00
6.00
Công suất (MW)
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Giờ
1.2.5. Xuất tuyến 375E13.2
Phạm vi cấp điện: khu vực Xã quảng Lạc, Đi xã Tràng Phái – Văn Quan
Công suất cực đại mùa khô năm 2019: 1,45MW
Số trạm biến áp trên đường dây: 13 trạm, tổng dung lượng 5,1MWA
Số cụm tụ bù 35kV: Không
Điện áp tại thanh cái trạm 110kV: từ 35 đến 26kV tùy vào từng thời điểm trong
ngày. Hệ số công suất đầu đường dây: 0,977
Xuất tuyến 375E13.2: Đường dây này đi qua đồi núi, và cấp điện cho một phần
huyện Văn Quan.
Đặc thù của xuất tuyến này là phụ tải điện dân dụng thành thị nên công suất cao
điểm vào lúc trưa 11h và tối 21h.
9
Đồ thị phụ tải lộ 375E13.2
1.60
Công suất (MW)
1.40
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Giờ
1.3. Kết quả thực hiện chỉ tiêu tổn thất
Bảng 1.2: Kết quả thực hiện chỉ tiêu tổn thất
STT
Lộ đường dây
Kế hoạch
giao
Điện nhận
Điện tổn thất
Tỷ lệ tổn So sánh
thất
kế hoạch
1
Lộ 375 E13.2
1.30
11,400,802
99,442
0.87
(0.43)
2
Lộ 471 E13.2
1.30
41,932,492
864,995
2.06
0.75
3
Lộ 473 E13.2
1.44
58,708,399
1,130,228
1.93
0.49
5
Lộ 474 E13.2
1.97
42,071,098
883,826
2.10
0.13
6
Ranh giới 472
12,073,368
214,379
1.78
1.78
7
Lộ 472E13.2
41,230,473
1,295,013
3.14
(0.48)
7.1 TT KV Thành thị
173,477,600
5,684,275
3.27
7.2 TT KV Nông thôn
38,739,828
2,015,914
5.20
3.62
10
1.4. Số liệu các trạm biến áp (tháng 12/2019)
Bảng 1.3: Số liệu các trạm biến áp (tháng 12/2019)
Sản
TT
Tên TBA
Công
lượng
Sản lượng
suất
hữu
vô cơng Q
(kVA)
cơng P
(kVARh)
(kWh)
Hệ số
cơng
Tổn thất
suất
(%)
cosφtb
1
Nà Chng
50
5,316
1,752
0.91
5.00
2
TTHL Tam Lung
250
45,491
12,106
0.92
1.76
3
Cót Ép 2
400
86,278
15,311
0.91
1.48
4
Km3 - 1A cũ (Quảng Lạc)
320
35,028
9,884
0.90
1.81
5
UBND Xã Quảng Lạc
320
17,509
2,369
0.87
3.08
6
TBA Khau Dài
100
12,547
4,188
0.89
2.02
7
TBA KM4 (Quảng Lạc)
400
40,151
8,420
0.96
2.56
8
TBA KM7 (Quảng Lạc)
400
31,125
6,002
0.96
5.18
9
TBA Km10
400
18,475
4,960
0.91
3.16
10 TTGD LĐ XH Lạng Sơn
400
12,212
2,120
0.92
3.18
11 TBA Bản Áng
250
19,992
8,673
0.9
3.25
12 TBA Khuổi Khuốc
100
15,948
7,249
0.89
3.17
13 TBA số 9 khu NHĐ
400
20,591
0
0.98
3.52
14 Nhà điều hành NHĐ
400
28,236
4,500
087
2.72
15 Yên Trạch
400
74,032
13,288
0.86
2.48
16 TBA Kòn Pát
320
33,424
11,428
0.93
5.33
400
75,067
17,208
0.91
3.56
18 TBA Gach Mai Pha
320
19,040
5,166
0.91
7.57
19 TBA Mai Pha 3
400
44,161
6,554
0.93
5.20
20 Trại Giam Yên Trạch (CC)
250
28,611
9,171
0.93
6.80
21 TBA Mai Pha 1
400
75,302
7,572
0.92
5.69
22 Yên Thành
400
33,255
14,889
0.81
11.55
23 Tái Định Cư Mai Pha
400
45,044
5,232
0.97
8.48
17
TBA Mai Pha 2
(Mai Thanh)
11
Sản
TT
Tên TBA
Công
lượng
Sản lượng
suất
hữu
vô công Q
(kVA)
công P
(kVARh)
(kWh)
Hệ số
công
Tổn thất
suất
(%)
cosφtb
24 TBA Viện 50
400
82,975
37,189
0.76
10.35
25 Phai Luông
400
53,075
12,342
0.95
2.36
26 Phai Luông 2
320
47,293
5,372
0.97
2.99
27 Phai Luông 1
400
45,437
10,898
0.95
3.19
28 Chùa Tiên
400
86,702
20,077
0.95
4.08
29 Cộng Hoà
400
27,742
2,569
0.98
4.22
30 Trường Đảng
400
96,738
28,312
0.94
2.34
31 Văn Vỉ
320
50,828
3,339
0.98
6.50
32 Quang Trung
320
45,141
9,519
0.96
3.06
33 Tỉnh Ủy 2
400
19,350
517
0.98
2.13
34 Tỉnh Uỷ 1
400
48,835
3,282
0.98
3.20
35 TBA Đường Đèo Giang
400
56,781
12,970
0.95
3.23
36 Dã Tượng
250
3,960
2,437
0.83
3.92
37 Cửa Nam
400
70,627
11,666
0.97
2.96
38 Liên Cơ
400
81,808
181
0.98
3.37
39 Bộ Chỉ Huy Quân Sự Tỉnh
320
25,840
5,800
0.96
4.47
320
19,625
4,300
0.96
2.04
41 Đầu Cầu Nam
250
64,092
11,832
0.94
7.14
42 Phai Luông 3
320
37,322
3,733
0.96
3.40
43 Mặt Trận Tổ Quốc
320
29,376
9,956
0.93
2.91
44 Ba Toa 2
400
89,530
10,372
0.91
4.05
45 Sư Phạm
400
66,285
12,658
0.96
2.79
46 Ba Toa 1
400
38,968
2,723
0.92
1.10
47 Đèn Đường Ba Toa (CC)
320
40,788
13,548
0.93
2.65
48 Trần Hưng Đạo
400
61,162
18,772
0.91
2.24
40
Đầu Cầu 12
(Cầu Cửa Đông)
12
Sản
TT
Tên TBA
Cơng
lượng
Sản lượng
suất
hữu
vơ cơng Q
(kVA)
cơng P
(kVARh)
(kWh)
Hệ số
cơng
Tổn thất
suất
(%)
cosφtb
49 Cót Ép 1
320
48,277
13,508
0.94
1.73
50 Nà Pàn
250
20,814
5,333
0.92
2.92
51 Trạm Trộn Bê Tông
250
11,123
2,781
0.95
4.82
52 Phai Duốc 1
400
88,348
27,445
0.93
2.05
53 Vôi Đá
400
108,935
17,842
0.91
2.79
54 Trần Quang Khải 1
400
39,901
8,564
0.92
3.31
55 Trần Quang Khải 2
320
35,586
6,880
0.93
0.70
56 Nà Me
400
10,919
3,634
0.93
1.23
57 Pò Đứa
250
36,985
13,155
0.92
3.27
58 Hoàng Văn Thụ
400
9,046
1,072
0.90
0.67
59 TBA Số 10 TĐC Nam TP
630
23,138
0
0.93
2.79
60 TBA Số 1TĐC Nam TP
630
1,920
1,200
0.83
0.24
1,000
36,330
0
0.98
4.55
62 Tòa Nhà VIETTEL
560
29,658
3,360
0.97
3.07
63 Cường Hiền
160
2,993
160
0.98
6.21
64 Tòa Án Nhân Dân Tỉnh
160
4,170
1,320
0.93
2.37
65 TBA ĐĐ Hùng Vương 2
75
10,240
3,100
0.94
4.13
66 Văn Vỉ (vi ba)
32
1,930
0
0.94
0.92
67 Cầu Mai Pha
50
3,330
3,405
0.88
0.41
68 Trường THPT Hồng Văn Thụ
180
4,740
420
0.98
2.36
69 TT Người Có Cơng
320
6,342
2,100
0.93
3.04
70 Cơng Ty Cổ Phần Non Nước
180
24,000
6,180
0.95
3.58
71 Đèn Đường Hùng Vương
75
7,741
1,520
0.96
2.85
72 Cáp Quang (BĐ Cửa Đông)
320
60,900
1,000
0.98
4.14
73 Văn Phòng TU MBA T1
250
8,960
700
0.98
3.39
74 Văn Phòng TU MBA T2
320
9,080
1,680
0.96
3.15
61 SHOP HOUSE VINCOM
13
