NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC THỊ XÃ BA ĐỒN. LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN NGỌC THÀNH

NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM
GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN
KHU VỰC THỊ XÃ BA ĐỒN

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGÔ VĂN DƯỠNG

Đà Nẵng - Năm 2019


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi.
Các số liệu, kết quả tính toán trong luận văn là trung thực và chưa từng
được ai cơng bố trong bất cứ cơng trình nào.

Tác giả luận văn

Trần Ngọc Thành

MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TRANG TĨM TẮT LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài .................................................................................................. 1
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn ................................................... 2
3. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn ........................................................................ 2
4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 2
5. Bố cục luận văn gồm bốn chương như sau: ......................................................... 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI KHU VỰC THỊ XÃ
BA ĐỒN, TỈNH QUẢNG BÌNH .................................................................................... 4
1.1. Vị trí địa lý và khí hậu của thị xã Ba Đồn................................................................ 4
1.1.1. Vị trí địa lý ...................................................................................................... 4
1.1.2. Khí hậu ........................................................................................................... 4
1.2. Tổng quan về tình hình kinh tế - xã hội của thị xã Ba Đồn ..................................... 5
1.3. Tổng quan về lưới điện phân phối của thị xã Ba Đồn ............................................. 6
1.3.1. Nguồn điện ..................................................................................................... 6
1.3.2. Lưới điện ........................................................................................................ 6
1.4. Tình hình sử dụng điện hiện tại của lưới điện thị xã Ba Đồn .................................. 8
1.4.1. Tình hình thực hiện các chỉ tiêu KT-KT ........................................................ 8
1.4.2. Tính chất phụ tải và cơ cấu thành phần theo ngành nghề .............................. 8
1.5. Tình hình thực hiện tổn thất điện năng .................................................................... 9
1.5.1. Khái niệm tổn thất điện năng theo phiên ghi (tổn thất hình bình hành) ......... 9
1.5.2. Khái niệm tổn thất cấp điện áp (tổn thất hình chữ nhật) .............................. 10
1.5.3. Kết quả thực hiện tổn thất điện năng ............................................................ 10

1.6. Tình hình vận hành hệ thống tụ bù ........................................................................ 12


Kết luận chương 1 ......................................................................................................... 12
CHƯƠNG 2. CÁC CƠ SỞ TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG, BÙ CƠNG
SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ PHẦN MỀM TÍNH TỐN ............................................. 13
2.1. Tổn thất cơng suất và tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối ...................... 13
2.1.1. Ý nghĩa của vấn đề tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong hệ
thống cung cấp điện ................................................................................................ 13
2.1.2. Nguyên tắc phân tích tổn thất. ...................................................................... 14
2.1.3. Sự phân tán, công suất dự trữ và tổn thất trên tổn thất ................................. 21
2.1.4. Tính kinh tế của việc giảm tổn thất ............................................................... 22
2.2. Tổn thất điện áp trong mạng điện phân phối ......................................................... 23
2.2.1. Ý nghĩa của vấn đề tổn thất điện áp trong hệ thống cung cấp điện phân
phối ......................................................................................................................... 23
2.2.2. Các phương pháp tính tổn thất điện áp trong lưới điện phân phối. .............. 24
2.2.3. Giới hạn điện áp vận hành và điện áp cung cấp cho khách hàng ................. 27
2.3. Lý thuyết cơ bản về bù công suất phản kháng cho phụ tải .................................... 27
2.3.1. Phương pháp xác định dung lượng bù theo biểu đồ CSPK của phụ tải ....... 28
2.3.2. Bù CSPK nâng cao hệ số cosϕ ..................................................................... 28
2.3.3. Mơ hình tính bù CSPK theo điều kiện cực tiểu tổn thất công suất .............. 29
2.3.4. Bài toán bù theo điều kiện điều chỉnh điện áp ............................................. 29
2.3.5. Phương pháp bù theo điều kiện cực tiểu các chi phí .................................... 30
2.3.6. Bù cơng suất phản kháng dựa trên chỉ tiêu tối đa hoá các tiết kiệm ............ 32
2.3.7. Bù tối ưu theo phương pháp phân tích động theo dịng tiền tệ: ................... 32
2.4. Tính tốn kinh tế mạng điện phân phối.................................................................. 35
2.4.1. Sự phát triển kinh tế của hệ thống điện phân phối ....................................... 35
2.4.2. Suất chi phí cố định hàng năm. ..................................................................... 36
2.4.3. Chi phí đầu tư ................................................................................................ 37
2.4.4. Chi phí vận hành. .......................................................................................... 37

2.4.5. Hàm mục tiêu trong so sánh phương án. ....................................................... 38
2.5. Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT ........................................................................ 39
2.5.1. Giới thiệu chung ........................................................................................... 39
2.5.2. Tính tốn vị trí bù tối ưu bằng modul CAPO ............................................... 41
2.5.3. Tính tốn tổn thất điện năng, tổn thất điện áp bằng module Load Flow ...... 46
Kết luận chương 2: ........................................................................................................ 49


CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN ÁP DỤNG CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI KHU
VỰC THỊ XÃ BA ĐỒN ............................................................................................... 50
3.1. Tính tốn tổn thất điện năng cho lưới điện thị xã Ba Đồn ..................................... 50
3.1.1. Phạm vi, phương pháp và công cụ tính tốn ................................................ 50
3.1.2. Kết quả tính tốn TTĐN tồn LĐPP Ba Đồn ............................................... 60
3.2. Tính tốn bù tối ưu cho lưới điện phân phối thị xã Ba Đồn .................................. 61
3.2.1. Thiết lập các thông số kinh tế đầu vào bài tốn CAPO ................................ 61
3.2.2. Thiết lập các thơng số kỹ thuật ..................................................................... 61
3.2.3. Kết quả chạy tính tốn CAPO ...................................................................... 63
3.3. Đánh giá hiệu quả giảm tổn thất điện năng sau khi bù .......................................... 66
3.3.1. Các vị trí đặt tụ bù thay đổi sau khi bù ......................................................... 66
3.3.2. Tổn thất công suất, tổn thất điện năng sau khi đặt bù .................................. 67
3.4. Điện áp các nút trước và sau khi bù ....................................................................... 69
3.5. Tính tốn hiệu quả kinh tế sau khi bù .................................................................... 69
3.5.1. Tính lượng tổn thất điện năng giảm hàng năm ............................................. 69
3.5.2. Giá trị làm lợi hàng năm ............................................................................... 69
3.6. Đề xuất thêm một số giải pháp để tối ưu hóa hệ thống tụ bù................................. 71
Kết luận chương 3 ......................................................................................................... 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 76
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)
PHỤ LỤC
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC

PHẢN BIỆN.


TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BÙ TỐI ƯU CÔNG
SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO
LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC THỊ XÃ BA ĐỒN
Học viên: Trần Ngọc Thành - Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201 - Khóa: 2004-2009 - Trường Đại học Bách khoa-ĐHĐN
Tóm tắt – Giảm tổn thất điện năng là một trong những mục tiêu cơ bản để đánh giá hiệu
quả trong công tác quản lý, vận hành hệ thống điện, các phần tử trong hệ thống điện là các máy
phát điện, máy biến áp, đường dây,…Nhiệm vụ của hệ thống điện là sản xuất, truyền tải và phân
phối điện năng đến các phụ tải và phải đảm bảo hiệu quả vận hành cao như chất lượng điện áp,
tổn thất điện năng, độ tin cậy và vận hành kinh tế.
Có rất nhiều phương pháp để giảm tổn thất điện năng như các biện pháp về nghiệp vụ
quản lý, các biện pháp trong vận hành,… Trong đề tài này tác giả tiếp cận vấn đề từ góc độ bù
cơng suất phản kháng cho lưới điện để giảm tổn thất điện năng ở các chế độ phụ tải cực đại, cực
tiểu, trung bình. Trên cơ sở các ứng dụng các công nghệ, phần mềm để phân tích, đánh giá và
đưa ra giải pháp bù tối ưu nhất cho lưới điện hiện trạng. Việc này khơng địi hỏi nhiều vốn đầu
tư nhưng hiệu quả mang lại là rất đáng kể.
Tuy nhiên, để thực hiện tốt cơng tác này cần phải có số liệu đầu vào đầy đủ và cần phải
tính tốn phân tích chính xác. Do thời gian thực hiện luận văn có hạn nên tác giả chỉ nghiên cứu,
đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng để giảm tổn thất điện năng cho lưới điện phân
phối khu vực thị xã Ba Đồn.
Từ khóa – Bù tối ưu cơng suất phản kháng, lưới điện phân phối, tổn thất điện năng, hiệu
quả vận hành.
RESEARCH, PROPOSED SOLUTIONS FOR THE PROMOTION OF
RESISTANCE OF RESISTANCE RESISTANCE TO REDUCE ELECTRICITY LOSS
FOR ELECTRICITY OF BAT DISTRICT, BA DON TOWN
Summary - Reducing power losses is one of the basic objectives for assessing the

efficiency of the management and operation of an electrical system. Elements in an electrical
system are generators, transformers, The power system's task is to produce, transmit and
distribute power to the loads and to ensure high operational efficiency such as voltage quality,
power loss, reliability and performance. Economics.
There are many methods to reduce power loss such as management measures, operational
measures, etc. In this subject, the author approaches the problem from the angle of offset power
reactive power grid To reduce power losses in maximum, minimum, average load modes. On the
basis of the application of technologies and software to analyze, evaluate and provide the best
solution for the current grid. This does not require a lot of investment but the effect is very
significant.
However, in order to carry out this task, it is necessary to have sufficient input and to
make accurate analysis. Due to the limited time of the dissertation, the authors only study and
propose optimal solutions for counterbalance capacity to reduce power loss for distribution
network in Ba Don town.
Keywords - Optimal compensation of reactive power, distribution grid, power loss,

operational efficiency.


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
- EVN: Tập đồn Điện lực Việt Nam.
- EVNCPC: Tổng cơng ty Điện lực Miền Trung.
- QBPC: Công ty Điện lực Quảng Bình.
- ĐLQT: Điện lực Quảng Trạch.
- TX: Thị xã.
- MC: Máy cắt.
- REC: Recloser.
- LBS: Dao cắt có tải kiểu kín.
- LTD: Dao cách ly căng trên đường dây.
- LD: Dao cắt có tải kiểu hở.

- FCO: Cầu chì tự rơi
- E3: Trạm biến áp 110kV Ba Đồn.
- HTĐ: Hệ thống điện.
- HTCCĐ: Hệ thống cung cấp điện.
- LĐPP: Lưới điện phân phối.
- MBA: Máy biến áp.
- QLVH: Quản lý vận hành.
- QLKD: Quản lý kinh doanh.
- SXKD: Sản xuất kinh doanh.
- TOPO: Xác định điểm dừng tối ưu.
- CAPO: Xác định vị trí bù và dung lượng bù.
- TTCS : Tổn thất công suất.
- TTĐN : Tổn thất điện năng.
- ĐTC CCĐ: Độ tin cậy cung cấp điện
- ΔA: Tổn thất điện năng.
- ΔP: Tổn thất công suất tác dụng.
- ΔQ: Tổn thất công suất phản kháng.


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các TBA 110kV trên khu vực Ba Đồn ........................................................... 6
Bảng 1.2. Chiều dài đường dây và TBA phụ tải khu vực thị xã Ba Đồn........................ 7
Bảng 1.3. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật năm 2015-2017............................................... 8
Bảng 1.4. Tình hình thực hiện TTĐN 2017-2018 của Ba Đồn ..................................... 10
Bảng 1.5. Tình hình thực hiện TTĐN tháng 3,7/2018 của xã Ba Đồn ......................... 11
Bảng 1.6. Tổn thất cấp điện áp toàn Điện lực Quảng Trạch giai đoạn 2015-2017.... 11
Bảng 3.1. Tổn thất không tải MBA của các xuất tuyến ................................................ 57
Bảng 3.2. Tính tốn Kđt cho các xuất tuyến trung áp tháng 3, tháng 7 ......................... 58
Bảng 3.3. Tổn thất công suất cực đại tháng 3, tháng 7 năm 2018 ................................ 59
Bảng 3.4. Tổn thất điện năng tháng 3, tháng 7 năm 2018 (mùa mưa và mùa khô) ...... 60

Bảng 3.5. Load snapshots các vùng chạy bài tốn CAPO ............................................ 62
Bảng 3.6. Vị trí và dung lượng các cụm tù bù hiện trang trên LĐPP Ba Đồn.............. 62
Bảng 3.7. Kết quả vị trí bù sau khi chạy CAPO (phụ lục 9) ......................................... 63
Bảng 3.8. Kết quả vị trí bù sau khi chạy CAPO (phụ lục 14) ....................................... 64
Bảng 3.9. Kết quả các vị trí đặt bù sau khi bù .............................................................. 66
Bảng 3.10. Kết quả vị trí và dung lượng bù hạ thế sau khi bù ...................................... 66
Bảng 3.11. Kết quả TTCS sau khi tái đặt bù................................................................. 67
Bảng 3.12. Kết quả TTĐN tháng 7 sau khi bù .............................................................. 68
Bảng 3.13. Kết quả TTĐN tháng 3 sau khi bù .............................................................. 68
Bảng 3.14. Bảng so sánh TTĐN trước và sau khi bù ................................................... 68
Bảng 3.15. Bảng kết quả điện áp các nút trước và sau khi bù ...................................... 69
Bảng 3.16. Đơn giá chi phí dịch chuyển tụ bù .............................................................. 70


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Đồ thị phụ tải chữ nhật hóa ............................................................................ 16
Hình 2.2 Đồ thị phụ tải hình thang hóa ......................................................................... 16
Hình 2.3. Xây dựng biểu đồ TTCS và xác định TTĐN bằng đường cong tổn thất ...... 19
.

Hình 2.4. Véctơ tổn thất Δ U và thành phần thực ΔU ................................................... 24
Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế đường dây 1 phụ tải ................................ 25
Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý và thay thế đường dây liên thơng cấp điện cho 3
phụ tải ............................................................................................................................ 25
Hình 2.7. Đường dây phân nhánh ................................................................................. 27
Hình 3.1. Sơ đồ xuất tuyến 473 Ba Đồn trên phần mềm PSS/ADEPT ........................ 53
Hình 3.2. Trích xuất dữ liệu biểu đồ phụ tải 24 giờ ...................................................... 54
Hình 3.3. Tool ứng dụng khai thác MDMS .................................................................. 55
Hình 3.4. Biểu đồ cơng suất tổng lưới 22kV Ba Đồn mùa khơ (tháng 7) .................... 55
Hình 3.5. Biểu đồ công suất tổng lưới 22kV Ba Đồn mùa mưa (tháng 3) ................... 56

Hình 3.6. Đồ thị phụ tải ngày điển hình tháng 3 của xuất tuyến 473 Ba Đồn .............. 58
Hình 3.7. Đồ thị phụ tải ngày điển hình tháng 7 của XT 473 Ba Đồn .......................... 58


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cùng với quá trình phát triển kinh tế xã hội của đất nước, ngành điện luôn
phải đi trước một bước trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa. Các nhà
máy xí nghiệp, các khu cơng nghiệp ngày càng phát triển nhanh chóng địi hỏi
tiêu thụ cơng suất phản kháng càng tăng, điều này làm giảm hệ số cosφ, giảm
chất lượng điện năng, tăng tổn thất trên lưới điện phân phối.Với việc mở rộng cơ
sở sản xuất, sử dụng thiết bị có nhu cầu tiêu thụ cơng suất phản kháng lớn, việc
tính tốn bù tối ưu và kiểm soát các hộ tiêu thụ điện để áp dụng bảng giá phạt khi
có hệ số cosφ thấp gây tổn thất điện năng cũng là một vấn đề rất khó khăn.
Lưới điện trung hạ thế trên địa bàn thị xã Ba Đồn, khu vực thuộc Điện lực
Quảng Trạch quản lý là một trong những trung tâm phát triển kinh tế nhanh của
tỉnh Quảng Bình. Đặc biệt là từ cuối năm 2011, khi mà huyện Quảng Trạch được
tách thành 02 trung tâm hành chính là thị xã Ba Đồn và huyện Quảng Trạch, thì
tốc độ phát triển cở sở hạ tầng, quy mô sản xuất công nông nghiệp tăng nhanh đột
biến, sự chênh lệch giữa đồ thị phụ tải ngày và đêm, mùa mưa và mùa nắng, trong
khi hệ thống bù công suất phản kháng trên lưới điện chưa linh động khiến cho
chất lượng điện năng lưới điện giảm sút đột biến, đồng thời gây tăng tổn thất điện
năng trên lưới điện. Từ năm 2010 trên lưới điện thuộc khu vực thị xã Ba Đồn hệ
thống tụ bù công suất phản kháng đã được đầu tư hàng năm, tuy nhiên chỉ là
những gải pháp tình thế. Đối với hệ thống bù trung thế chủ yếu là bù cứng, chỉ
thao tác đóng cắt bằng cầu chì tự rơi, hình thức bù này khơng linh động thao tác
đóng cắt phức tạp địi hỏi phải cắt điện, khơng điều chỉnh được theo sự biến đổi
của phụ tải khiến cho sau khi bù cưỡng bức, một lượng công suất phản kháng

đáng kể vẫn lưu thông qua lưới phân phối trung áp gây ra tổn thất công suất tác
dụng và tổn thất điện năng khá lớn. Đối với hệ thống bù hạ thế đang tồn tại nhiều
hình thức bù, bù tự động tại đầu trạm biến áp bằng rơ le công suất phản kháng
(CSPK), bù rãi tại các điểm nút trên lưới điện hạ thế bằng rơ le thời gian hoặc rơ
le công suất phản kháng, bù cứng tại đầu động cơ thiết bị thao tác đóng cắt bằng
áp tơ mát hay rơ le. Việc bù công suất phản kháng ở lưới điện hạ thế thường cho
hiệu quả cao hơn, tuy nhiên việc tồn tại nhiều hình thức bù khiến cho việc tính
tốn phân bố, phối hợp giữa các thiết bị bù công suất bù chưa hợp lý, nhiều khi hệ


2

thống vẫn thiếu bù hoặc bù dư. Ngoài ra ở lưới điện hạ thế chất lượng điện áp
thường không ổn định khiến cho hệ thống bù thường nhanh chóng hư hỏng, tuổi
thọ giảm.
Hiện tại để kiểm sốt và tính tốn phân bố hệ thống bù CSPK, Công ty Điện
lực Quảng Bình đang sử dụng các phần mềm DSPM, PSS/ADEPT nhưng chỉ
dừng lại ở mức độ giải pháp tạm thời. Chính nguyên nhân đó tác giả chọn đề tài
“Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm
tổn thất điện năng cho lưới điện khu vực thị xã Ba Đồn” nhằm nghiên cứu, tính
tốn, đề xuất một số giải pháp hợp lý và chiến lược đáp ứng vấn đề cấp bách nói
trên.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu tổng thể hệ thống bù các
lưới điện phân phối thuộc phạm vi xây dựng, quản lý của các địa phương, có
phương thức quản lý, vận hành độc lập từ đó đưa ra được các giải pháp bù công
suất phán kháng tối ưu, hợp lý chiến lược và giảm tổn thất điện năng.
Áp dụng đối tượng nghiên cứu trên với lưới điện phân phối ở khu vực thị xã
Ba Đồn, đó là các lưới trung, hạ áp trên không cấp điện cho các phụ tải thuộc khu
vực cơng, nơng nghiệp, sinh hoạt có sơ đồ mạng hở hoặc mạng kín vận hành hở.

3. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn:
- Thu thập cơ sở dữ liệu về nguồn và phụ tải lưới phân phối các khu vực
thuộc phạm vi nghiên cứu để xây dựng đồ thị phụ tải điển hình đặc trưng cho lưới
phân phối TX Ba Đồn.
- Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính tốn đánh giá hiệu quả bù để giảm
tổn thất điện năng, tổn thất điện áp cho lưới điện hiện tại. So sánh, phân tích,
nhận xét kết quả tính tốn với kết quả tính tốn tổn thất điện năng, tổn thất điện
áp báo cáo hiện đang áp dụng.
- Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm
giảm tổn thất điện năng.
- Xây dựng được hệ thống sơ đồ phân bố bù, dung lượng bù và đề xuất giải
pháp bù tối ưu cho lưới điện khu vực thị xã Ba Đồn.
4. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu, sách báo, giáo
trình,… viết về vấn đề tính tốn xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng,


3

tổn thất điện áp từ đó đưa ra được hiệu quả của việc bù công suất phản kháng để
giảm tổn thất điện năng, tổn thất điện áp.
- Phương pháp thực nghiệm: Áp dụng các lý thuyết đã nghiên cứu, sử dụng
phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn tổn thất cơng suất, vị trí và dung lượng bù
cơng suất phản kháng tối ưu nhằm giảm tổn thất điện năng.
5. Bố cục luận văn gồm bốn chương như sau:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI KHU VỰC
THỊ XÃ BA ĐỒN, TỈNH QUẢNG BÌNH
CHƯƠNG 2: CÁC CƠ SỞ TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG, BÙ
CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ PHẦN MỀM TÍNH TỐN
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN ÁP DỤNG CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

KHU VỰC THỊ XÃ BA ĐỒN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP BÙ CÔNG
SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂG
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI KHU VỰC THỊ XÃ BA ĐỒN,
TỈNH QUẢNG BÌNH
1.1 Vị trí địa lý và khí hậu của thị xã Ba Đồn
1.1.1 Vị trí địa lý
Ba Đồn là một thị xã thuộc tỉnh Quảng Bình, Việt Nam được thành lập theo
nghị quyết số 125/NQ-CP của Chính phủ ngày 20 tháng 12 năm 2013 tách ra từ
huyện Quảng Trạch.
Theo quyết định đó, thị xã Ba Đồn có vị trí địa lý khá đặc biệt, phía Đơng
giáp biển Đơng, phía Nam ngăn cách với huyện Bố Trạch bởi con sông Gianh và
sông Son đổ ra biển, phía Tây giáp với huyện Quảng Trạch và huyện Tuyên Hóa,
phía Bắc giáp với huyện Quảng Trạch. Thị xã Ba Đồn nằm trên quốc lộ 1A, đường
sắt Thống Nhất và giáp Biển Đơng, ngồi ra con đường quốc lộ 12A đi qua thị xã

là con đường chính nối thơng suốt đi cửa khẩu Cha Lo của Lào. Thị xã Ba Đồn
cách Đèo Ngang 29 km về phía nam, cách Đồng Hới 40 km về phía bắc.
1.1.2 Khí hậu
Thị xã Ba Đồn, tỉnh Quảng Bình nằm ở vùng nhiệt đới gió mùa và ln bị
tác động bởi khí hậu của phía Bắc và phía Nam và được chia làm hai mùa rõ rệt:


Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau. Lượng mưa trung bình hàng

năm 2.000 - 2.300mm/năm. Thời gian mưa tập trung vào các tháng 9, 10 và 11.
Mùa khô từ tháng 4 đến tháng 8 với nhiệt độ trung bình 24oC - 25oC. Ba
tháng có nhiệt độ cao nhất là tháng 6, 7 và 8.


Nhiệt độ bình quân các tháng trong năm của tỉnh Quảng Bình.
Nhiệt độ
Một Hai Ba Tư Năm
trung
bình/tháng

Sáu

Bảy

Tám

Chín

Mười

M.một

M.hai

Cao nhất
(°C)

22

23

25 29

32

34

34

33

31

28

26

23

Thấp nhất
(°C)

17

18

20 23

25

27

27

26

25

23

21

18


5

1.2 Tổng quan về tình hình kinh tế - xã hội của thị xã Ba Đồn
Ba Đồn có diện tích 163,1828 km2, dân số khoảng 120.000 người. Địa bàn
hành chính thị xã Ba Đồn gồm 6 phường và 10 xã.
Hình 1.1

Tuy mới thành lập nhưng thị xã Ba Đồn từng bước phát huy tốt tiềm năng,
lợi thế giành được nhiều kết quả quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội. Cơ
cấu kinh tế của thị xã được chuyển dịch theo hướng tích cực: nơng-lâm-thủy sản
chiếm 26,6%, cơng nghiệp xây dựng chiếm 33,4% và thương mại dịch vụ chiếm
40%, nâng mức thu nhập bình quân đầu người đạt 23,5 triệu đồng/người/năm.
Sản xuất nơng, lâm, ngư nghiệp có sự chuyển biến mạnh mẽ theo hướng sản
xuất hàng hoá. Đồng thời đẩy mạnh CNH-HĐH nơng nghiệp nơng thơn qua

Chương trình mục tiêu quốc gia xây dựng nông thôn mới và nông nghiệp ứng
dụng cơng nghệ, góp phần ổn định đời sống, nâng cao thu nhập cho nhân dân. Về
công nghiệp - TTCN có những bước chuyển biến tích cực đa dạng về ngành nghề,
chất lượng sản phẩm càng được nâng cao… Các ngành nghề dịch vụ trên địa bàn


6

thị xã ngày càng mở rộng và phát huy hiệu quả. Hệ thống siêu thị, cửa hàng kinh
doanh buôn bán ở phường Ba Đồn và các chợ ở nông thôn được quan tâm đầu tư
mở rộng, hàng hóa lưu thơng trên địa bàn đa dạng và phong phú đã góp phần ổn
định sản xuất và đời sống của mọi tầng lớp nhân dân.
1.3 Tổng quan về lưới điện phân phối của thị xã Ba Đồn
Thị xã Ba Đồn thuộc khu vực quản lý của Điện lực Quảng Trạch, trực thuộc
Công ty Điện lực Quảng Bình, có nhiệm vụ quản lý vận hành lưới điện phân phối
và kinh doanh điện năng theo phân cấp trên địa bàn thị xã Ba Đồn và huyện
Quảng Trạch bao gồm 34 xã, phường; khối lượng quản lý rất lớn.
1.3.1 Nguồn điện
Lưới phân phối trung áp của khu vực thị xã Ba Đồn được cấp điện từ 02
TBA 110kV là TBA 110kV Ba Đồn (02 MBA-25MVA-110/35/22 kV, tổng cơng
suất 50MVA) và TBA 110kV Văn Hóa (01 MBA-25MVA-110/22/6 kV và 01
MBA-110kV-25MVA-110/22, tổng cơng suất 50MVA) ), ngồi ra lưới điện khu
vực thị xã Ba Đồn cịn có liên lạc với các TBA 110kV lân cận như Sông Gianh và
Hòn La.
Bảng 1.1. Các TBA 110kV trên khu vực Ba Đồn
TT

1
2

Tên trạm 110kV

Cơng suất Điện áp
(MVA)
(kV)

Pmax

Mang tải

(MW)

(%)

Ba Đồn

25/25/25

115/38,5/24

15,6

62,4

25/16,7/25

115/38,5/24

11,4

45,6

25/25/25

115/24/6,6

7,4

29,6

25/25/25

115/24/6,6

16

64

T1
T2

Văn Hóa

T1
T2

1.3.2 Lưới điện
* Lưới điện trung áp:
Theo xu hướng chung, từ năm 2008 lưới điện phân phối khu vực thị xã Ba
Đồn đang dần được cải tạo đưa về vận hành ở cấp điện áp 22/0,4 kV, lưới điện

22kV vận hành ổn định, xác suất sự cố xảy ra ít hơn so với các cấp điện áp khác.
Đến cuối năm 2013 về cơ bản lưới điện phân phối khu vực thị xã Ba Đồn đã hoàn
thành chuyển hết từ cấp 10kV lên 22kV, lưới 35kV chỉ còn tồn tại 01 xuất tuyến
nhưng chủ yếu để cấp điện cho các phụ tải khu vực phía Bắc huyện Bố Trạch.
Lưới điện phân phối trung áp thị xã Ba Đồn gồm có 08 tuyến trung áp, trong đó: có 07
tuyến 22kV và 01 tuyến 35kV.


7

* Lưới điện hạ áp:
Lưới điện hạ áp (0,2-0,4kV) đa số được tiếp nhận từ hệ thống lưới điện của
chính quyền địa phương và đã được đầu tư cải tạo về cơ bản. Tuy nhiên do nguồn
vốn đầu tư còn hạn hẹp nên đường dây tiết diện còn nhỏ, bán kính cấp điện cịn
dài. Hệ thống bù CSPK trung thế chủ yếu là bù tĩnh trực tiếp lên lưới, không có
hệ thống đóng cắt tự động; hệ thống bù CSPK hạ thế tồn tại nhiều hình thức bù,
chưa có sự phối hợp giữa các hình thức bù và phân bố chưa hợp lý.
* Trạm biến áp phụ tải:
- Tổng số trạm: 269 trạm (218 TBA ngành điện và 51 TBA KH);
- Tổng dung lượng: 57.292 kVA (Ngành điện: 42.407kVA; Khách hàng:
14885 kVA)
Bảng 1.2. Chiều dài đường dây và TBA phụ tải khu vực thị xã Ba Đồn
Số liệu quản lý vận hành
TT

1

Tên xuất
tuyến

XT

471

Chiều dài đường dây (km)
Nghành

Khách

điện

hàng

Tổng

Số TBA (trạm)
Nghành

Khách

điện

hàng

Tổng

Dung lượng TBA (kVA)
Nghành

Khách

điện

hàng

Tổng

25.86

0.48

26.34

24

6

30

4365

2520

6885

44.99

1.12

46.11

27

5

32

4380

1435

5815

14.29

0.39

14.67

17

3

20

4890

880

5770

60.17

0.33

60.49

44

5

49

7641.5

980

8621.5

26.09

2.09

28.18

41

10

51

9590

1760

11350

30.16

2.96

33.12

30

5

35

4610

1720

6330

47.19

5.37

52.56

33

16

49

6580

5030

11610

20.37

1.08

21.45

2

1

3

350

560

910

332.20

28.01

360.21

218

51

269

42407

14885

57292

Văn Hóa
2

XT

473

Văn Hóa
3

XT

471

Ba Đồn
4

XT

473

Ba Đồn
5

XT

475

Ba Đồn
6

XT

477

Ba Đồn
7

XT

478

Ba Đồn
8

XT 371
Ba Đồn
Tổng


8

* Hệ thống tụ bù trên lưới:
- Bù trung áp: 05 cụm với tổng dung lượng 1.500kVAr;
- Bù hạ áp: 265 cụm với tổng dung lượng 10.035kVAr (bao gồm cả phần
trạm chuyên dùng của khách hàng, chưa tính phần bù sau cơng tơ lẻ của khách
hàng).
Số liệu tụ bù và chế độ vận hành bù cụ thể như phụ lục 5 kèm theo.
* Khách hàng sữ dụng điện: Tổng số cơng tơ khoảng 49.317 khách hàng.
1.4 Tình hình sử dụng điện hiện tại của lưới điện thị xã Ba Đồn
1.4.1 Tình hình thực hiện các chỉ tiêu KT-KT
Trong năm 2016, tốc độ tăng trưởng thương phẩm thấp so với năm 2015 và
thấp nhất trong giai đoạn 2015 – 2017, lý do là ảnh hưởng môi trường biển sau sự
cố Formosa Hà Tĩnh.
Bảng 1.3. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật năm 2015-2017
TT

Các chỉ tiêu

ĐVT

Năm 2015

Năm 2016

Năm 2017

kWh

102.811.719

107.033.847

118.529.198

%

6,09

7,19

5,80

1

Điện thương phẩm

2

Điện tổn thất

3

Giá bán bình quân

đ/kWh

1.567,02

1.609,21

1.627,5

4

Tỉ lệ thu tiền điện

%

99,35

99,52

99,80

5

Tăng trưởng

%

9,06

4,11

10,74

1.4.2 Tính chất phụ tải và cơ cấu thành phần theo ngành nghề
Nhìn chung lưới điện khu vực thị xã Ba Đồn chủ yếu cấp điện cho các phụ
tải sinh hoạt, hành chính, kinh doanh dịch vụ và một số khu vực cơng nghiệp, tiểu
thủ cơng nghiệp. Trong đó thành phần điện tiêu thụ phân bố theo cơ cấu ngành
nghề như sau: Nông nghiệp - Lâm nghiệp - Thủy sản: chiếm tỷ trọng 2,64%;
Công nghiệp – Tiểu thủ công nghiệp - Xây dựng: chiếm tỷ trọng 51,29%; Thương
nghiệp - Khách sạn - Nhà hàng: chiếm tỷ trọng 4,49%; Quản lý - Tiêu dùng - Dân
cư: chiếm tỷ trọng 38,43%; Hoạt động khác: chiếm tỷ trọng 3,15%.


9

Biểu đồ cơ cấu phụ tải theo ngành nghề lưới điện thị xã Ba Đồn năm 2017
3,15
%
38,43
%

4,…

2,64
%

51,29

%

Nông - Lâm - Thủy sản
Công nghiệp -Xây dựng

Như vậy điện tiêu dùng và điện sản xuất là 2 thành phần chủ chốt trong
thành phần phụ tải của lưới điện khu vực thị xã Ba Đồn.
1.5 Tình hình thực hiện tổn thất điện năng
Hiện, trong EVN đang tồn tại hai loại số liệu về TTĐN, đó là TTĐN theo
phiên ghi chỉ số hay cịn gọi là tổn thất hình bình hành và TTĐN theo cấp điện áp
hay cịn gọi là TTĐN hình chữ nhật:
1.5.1 Khái niệm tổn thất điện năng theo phiên ghi (tổn thất hình bình
hành)
Hiện nay trong cơng tác quản lý kinh doanh điện năng tại các Điện lực, việc
tính tốn tổn thất báo cáo hàng tháng đang thực hiện trên nguyên tắc:
Điện nhận: được ghi nhận sản lượng từ (00h00) ngày đầu tháng đến (24h00)
ngày cuối tháng.
Thương phẩm được ghi nhận theo từng phiên ghi điện, ghi nhận sản lượng
từ một ngày nhất định của tháng trước đến cùng ngày của tháng sau.
Do việc ghi nhận sản lượng điện nhận và thương phẩm khơng đồng thời nên
kết quả của việc tính toán này bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như phụ tải biến động,
thời tiết thay đổi, số ngày điện nhận và thương phẩm không bằng nhau, … dẫn
đến kết quả tính tốn tổn thất tổng của từng Điện lực hàng tháng khơng thực.
Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản trong quá trình thực hiện, thời gian
lũy kế càng dài thì các yếu tố sai số càng nhỏ.


10

Việc ghi nhận thương phẩm và điện nhận để tính TTĐN báo cáo luôn gối

đầu từ tháng trước với tháng sau. Với kết quả của TTĐN báo cáo không thể biết
được tổn thất của đơn vị hiện nay cụ thể ở khu vực nào để xử lý.
1.5.2 Khái niệm tổn thất cấp điện áp (tổn thất hình chữ nhật)
Phần lưới trung áp giữa công tơ giao nhận tại các TBA đầu nguồn, ranh gới
và các TBAPP sẽ được chốt theo cùng một thời điểm (qui định là 0 giờ ngày 1
hàng tháng). Từ đó tính ra TTĐN theo cấp điện áp trung áp.
Các TBAPP sẽ được chốt giữa thanh cái và khách hàng mua lẽ tại cùng thời
điểm ghi chỉ số từ đó tính ra ΔA%. Tỷ lệ ΔA% này sẽ được nhân với điện thanh
cái của TBAPP đó theo phiên ghi ngày 1 (cùng với ngày chốt giao nhận, đầu
nguồn trung áp), từ đó tính ra lượng kWh tổn thất qui đổi của TBA đó.
Cộng dồn kWh tổn thất các cấp điện áp so với điện giao đầu nguồn ta sẽ
được lượng TTĐN của tất cả các cấp điện áp và xác định được A% tổng khu
vực.
Theo các tính này TTĐN phản ảnh được bản chất TTĐN thực của lưới điện.
Vì vậy, trong phạm vi luận văn này, số liệu TTĐN theo cấp điện áp sẽ là số liệu
mang ra so sánh với TTĐN kỹ thuật.
1.5.3 Kết quả thực hiện tổn thất điện năng
Bảng 1.4. Tình hình thực hiện TTĐN 2017-2018 của Ba Đồn
Kết quả thực hiện
TT

Tên xuất tuyến

Lũy kế năm 2017

1

XT 471 Văn Hóa

Điện

thanh cái
(kWh)
9,497,027

2

XT 473 Văn Hóa

10,175,812 235,723

2.32

7,095,713

139,303

1.96

3

XT 471 Ba Đồn

11,575,815 255,174

2.20

8,261,706

140,456

1.70

4

XT 473 Ba Đồn

18,330,986 523,293

2.85

13,602,455 278,811

2.05

5

XT 475 Ba Đồn

18,997,350 547,956

2.88

14,176,478 333,683

2.35

6

XT 477 Ba Đồn

8,386,441

217,298

2.59

9,167,869

233,524

2.55

7

XT 478 Ba Đồn

19,987,951 558,198

2.79

13,115,782 302,372

2.31

8

Điện tổn
thất
(kWh)
200,665

Lũy kế 8 tháng năm 2018

Điện
TTĐN (%) thanh cái
(kWh)
2.11
7,619,001

Điện tổn
thất
(kWh)
160,887

2.11

TTĐN (%)

XT 371 Ba Đồn

41,073,782 1,243,060 3.03

Mới đóng điện khôi phục đầu tháng 11

Tổng

96,951,382 2,538,307 2.62

73,039,004 1,589,036

2.18


11

Bảng 1.5. Tình hình thực hiện TTĐN tháng 3,7/2018 của xã Ba Đồn
Kết quả thực hiện
Tháng 3 năm 2018
TT

Tên xuất tuyến
Điện thanh
cái (kWh)

Điện
tổn thất
(kWh)

1

XT 471 Văn Hóa

854,490

21,391

2

XT 473 Văn Hóa

784,700

14,143

3

XT 471 Ba Đồn

1,086,646

18,931

4

XT 473 Ba Đồn

1,426,782

31,323

5
6

XT 475 Ba Đồn
XT 477 Ba Đồn

1,499,590
1,103,224

7

XT 478 Ba Đồn

1,425,384

Tổng

8,180,816

Tháng 7 năm 2018
TTĐ
N (%)

2.50

Điện
thanh cái
(kWh)

Điện
tổn thất
(kWh)

1,058,265

21,629

952,873

15,355

1,159,038

3,340

1,959,646

42,274

1.80
1.74

TTĐ
N (%)

2.04
1.61
0.29

34,333
32,884

2.20
2.29
2.98

2,056,173
1,247,454

53,354

32,587

2.16
2.59
2.61

39,774

2.79

1,868,734

47,987

2.57

192,779

2.36

10,302,183

216,526

2.10

Bảng 1.6. Tổn thất cấp điện áp toàn Điện lực Quảng Trạch giai đoạn
2015-2017
TT
1

2
3

Khu vực TTĐN

Đơn vị

2015

2016

2017

TTĐN hạ áp

kWh

4.864.359

4.595.012

4.728.015

Tỷ lệ

%

6,11

5,17

4,75

TTĐN trung áp

kWh

4.213.671

5.098.734

5240256

Tỷ lệ

%

5,25

3,06

2,99

TTĐN tổng

kWh

9.078.031

9.693.746

9.968.271

Tỷ lệ

%

5,85

5,82

5,68

Nhận xét: Tổn thất điện năng tại Điện lực Quảng Trạch giảm dần theo từng
năm. Năm 2016 tổn thất là 5,82% giảm 0,03% so với năm 2015; Năm 2017 tổn
thất là 5,68% giảm 0,14% so với năm 2016, tuy nhiên tổn thất đang ở mức cao.
Tổn thất trung áp chiểm tỷ trọng tương đối cao trong tổng TTĐN và của Ba Đồn
chiếm phần lớn trong toàn Điện lực Quảng Trạch.


12

1.6 Tình hình vận hành hệ thống tụ bù
Hệ thống bù trung thế trên lưới điện chủ yếu là bù cứng, đóng cắt bằng dao
cách ly nên chưa linh động, việc thao tác, điều chỉnh khó khăn do phải liên quan
đến cắt điện trung thế.
Hệ thống bù hạ thế còn tồn tại nhiều hình thức bù (bù cứng thao tác bằng
aptomat, bù theo relay điều chỉnh công suất phản kháng, bù theo relay thời gian),
do đó việc phối hợp giữa các hệ thống tụ bù hạ thế chưa đạt được hiệu quả và khó
kiểm sốt.

Bảng tổng hợp tình hình bù công suất phản kháng trên lưới trung thế mùa
mưa (tháng 3) và mùa khô (tháng 7) như phụ lục 6 và phụ lục 7 kèm theo.
Kết luận chương 1
- Trong chương này, luận văn đã nêu rõ đặc điểm, vị trí địa lý thị xã Ba Đồn.
Hiện trạng nguồn điện và lưới điện khu vực thị xã Ba Đồn.
- Luận văn cũng đưa ra tình hình, kết quả thực hiện một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, chỉ tiêu tổn thất điện năng, cơ cấu phụ tải theo ngành nghề và tình hình
bù cơng suất phản kháng trên lưới điện thị xã Ba Đồn.
- Từ kết quả trên biết được TTĐN của xuất tuyến nào cao, tình hình bù cơng
suất phản kháng xuất tuyến nào thiếu/dư để có tính toán và phương án thực hiện
giảm TTĐN, điều khiển vận hành bù hiệu quả, cụ thể cho từng xuất tuyến.


13

CHƯƠNG 2
CÁC CƠ SỞ TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG, BÙ CƠNG
SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ PHẦN MỀM TÍNH TỐN
2.1 Tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối
2.1.1 Ý nghĩa của vấn đề tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong hệ
thống cung cấp điện
Khi truyền tải điện năng từ thanh cái nhà máy điện đến các hộ dùng điện, ta
cần phải dùng dây dẫn và máy biến áp, nên một phần điện năng tất nhiên bị tiêu
hao do đốt nóng dây dẫn, do tạo ra các trường điện từ và các hiệu ứng khác.
Phần tiêu hao đó gọi là tổn thất điện năng. Thuật ngữ “tổn thất điện năng”
cần phải được hiểu cặn kẽ, rõ ràng, vì rằng trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế
quốc dân, thuật ngữ tổn thất làm liên tưởng đến tổn thất do phế phẩm, do rối loạn
q trình cơng nghệ sản xuất, v.v… Thuật ngữ “tổn thất điện năng” cần phải hiểu
là tổn thất do công nghệ kỹ thuật truyền tải điện năng, cho nên còn gọi là tổn thất
kỹ thuật. Khi có dịng điện chạy qua dây dẫn và máy biến áp, vì chúng có điện trở
và điện kháng nên bao giờ cũng có một tổn thất nhất định về công suất tác dụng

ΔP và công suất phản kháng ΔQ. Số năng lượng điện ΔA mất mát đó biến thành
nhiệt làm nóng dây dẫn và máy biến áp, cuối cùng tỏa ra ngồi khơng khí, không
mang lại một hiệu quả nào [1].
Trong các mạng điện nhỏ, tổn thất ΔA và ΔP không thành vấn đề lớn, vì tổn
thất khơng lớn. Nhưng ở các hệ thống điện lớn, số tổn thất này rất lớn, vào
khoảng 10÷15% cơng suất truyền tải [4].
Lượng điện bị tổn thất đó tất nhiên phải do nhà máy điện cung cấp. Kết quả
là vốn đầu tư nguồn phát cao vì thiết bị phát điện phải tăng. Ngồi ra, tổn thất
càng lớn thì phải chi phí thêm nhiên liệu: than, dầu, nước, v.v… do đó giá thành
sản xuất điện cao, dẫn đến giá bán điện cao, khơng có lợi cho việc phát triển kinh
tế và phục vụ dân sinh.
Tổn thất công suất phản kháng ΔQ tuy khơng ảnh hưởng trực tiếp tới mức
phí tổn về nhiên liệu, nhưng gây ra tình trạng khơng đủ công suất phản kháng để
cung cấp cho các hộ dùng điện, như vậy lại phải trang bị một số thiết bị để phát
thêm công suất phản kháng như tụ điện, máy bù đồng bộ. Kết quả là chi phí đầu
tư về thiết bị tăng cao, làm giá thành tải điện cũng cao lên. Do vậy nghiên cứu
vấn đề tổn thất điện năng rất quan trọng, vì có nắm vững lý luận mới có thể tính
đúng được tổn thất cơng suất và điện năng, định được giá thành trong lúc thiết kế


14

và tìm ra được biện pháp làm giảm bớt mức tổn thất, một vấn đề luôn luôn là thời
sự và cấp bách đối với người thiết kế cũng như người quản lý vận hành lưới
điện [2].
Khoảng 9÷10% của điện năng sản xuất ra trong nhiều hệ thống điện bị mất
mát. Vì đầu tư phải được thực hiện đối với các cơng trình để cung cấp bù vào tổn
thất này, các cơng trình này cần được xem xét kỹ lưỡng trong thiết kế.
Sự hiểu biết về tổn thất là cơ bản và không được bỏ qua trong việc so sánh
các phương án và phải được nghiên cứu đầy đủ về mỗi trường hợp cụ thể. Dưới

đây là tổn thất kỹ thuật của một hệ thống tiêu biểu:
Bảng tỷ lệ tổn thất các phần tử
Số TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tổng: 12,82

Nguồn tổn thất
Máy biến áp tăng ở nhà máy
Đường dây truyền tải sơ cấp
Trạm sơ cấp
Đường dây truyền tải thứ cấp
Trạm thứ cấp
Đường dây phân phối sơ cấp
Trạm phân phối sơ cấp
Đường dây phân phối thứ cấp
Đường rẽ đến khách hàng
Thiết bị đo đếm

Tỷ lệ (%)
0,375
0,750

0,375
1,700
0,375
3,000
0,375
4,000
0,375
1,500

2.1.2 Nguyên tắc phân tích tổn thất.
Tổn thất thường được đánh giá theo thành phần điện năng và thành phần
công suất của chúng được xem như một phụ tải yêu cầu. Một trong những khảo
sát quan trọng trong việc quy hoạch và thiết kế một hệ thống điện đang phát triển
là phí tổn do tổn thất trong cơng suất, điện năng và cơng suất phản kháng. Nói
chung, tổn thất có thể được giảm thiểu bằng sự đầu tư nhiều hơn trong đường dây
và thiết bị. Điều cần thiết là phải xác định liệu xem việc giảm chi phí về tổn thất
có xứng đáng với việc tăng trong đầu tư hay không [4].
Phí tổn do tổn thất cơng suất được kể đến nếu như tổn thất làm tăng phụ tải
đỉnh ở một hay nhiều thành phần của hệ thống. Phụ tải đỉnh tăng dẫn đến việc
tăng khả năng mang tải của mỗi phần tử trong hệ thống sản xuất và truyền dẫn
công suất đến điểm mà tổn thất xảy ra. Phí tổn do tổn thất công suất là tác dụng


15

của tổn thất được đánh giá trong phí tổn về khả năng tải của hệ thống trong
tương lai.
Khả năng tải được yêu cầu để cung cấp cho tổn thất phải được kể vào khả
năng dự trữ như đã được dành ưu tiên cho phụ tải đỉnh. Bất kỳ sự đầu tư nào về
khả năng tải phụ thêm trong tương lai phải bao gồm phí tổn đầu tư về nguyên vật

liệu và chi phí về bảo quản. Chi phí hàng năm về tổn thất cơng suất bao gồm chi
phí cố định trên vốn đầu tư được yêu cầu để cung cấp cho tổn thất cộng với chi
phí vận hành và bảo quản. Chi phí vận hành và bảo quản tỷ lệ với khả năng tải.
Phí tổn do thành phần điện năng tổn thất phải được kể đến vì tổn thất làm
tăng chi phí sản xuất điện năng được bán hay điện năng được mua. Tổng quát, chi
phí do tổn thất điện năng bằng tích số của điện năng tổn thất trong thiết bị với giá
một đơn vị điện năng tại nguồn.
Phí tổn về tổn thất công suất phản kháng cũng phải được xét đến nếu chúng
có tác dụng đáng kể. Tổn thất phản kháng được tính tốn đối với phụ tải yêu cầu
cực đại của phần hệ thống đang xét. Chi phí tổn thất phản kháng là chi phí hàng
năm của thiết bị bù công suất phản kháng được thiết đặt trên phần của hệ thống
nhằm tạo ra được phí tổn ít nhất đối với việc cung cấp phản kháng.
Tổn thất điện năng được tính như sau:
TTĐN trong LĐPP được xác định theo công thức sau:
𝑡

𝛥𝐴 = 3𝑅 ∫𝑜 𝐼𝑡2 . 𝑑𝑡

(2.1)

Một số phương pháp để xác định tổn thất điện năng như sau:
a) Phương pháp tích phân đồ thị
Giả sử quy luật biến thiên của dịng điện như (hình 2.1) và (hình 2.2), hệ tọa
độ I-t.
Chia trục hồnh (t) thành n đoạn bằng nhau với độ dài ∆t. Như vậy việc xác
định TTĐN được thay bằng việc tính diện tích các hình chữ nhật (hình 2.1) hay
hình thang (hình 2.2).
Biểu thức dưới dấu tích phân trong trường hợp thứ nhất sẽ bằng :
𝑇

𝑡

∫𝑜 𝐼𝑡2 . 𝑑𝑡 = ∑𝑛𝑡=1 𝐼𝑡2 . 𝛥𝑡 = 𝑛 ∑𝑛1 𝐼𝑡2 . 𝑡

(2.2)


16

Hình 2.1 Đồ thị phụ tải chữ nhật

Hình 2.2 Đồ thị phụ tải hình thang

hóa

hóa

Trường hợp thứ hai:
𝑇

𝑡

2
∫𝑜 𝛪𝑡2 . 𝑑𝑡 = 2𝑛 (𝛪𝑜2 + 𝛪𝑛2 + 2 ∑𝑛−1
𝑡=1 𝛪𝑡 )

(2.3)

Khi I0 = In công thức (2.3) sẽ nhận được dạng (2.2)
Theo phương pháp này TTĐN [kWh] được xác định theo công thức:

𝑡

𝛥𝐴 = 3𝑅. ∑𝑛𝑡=1 𝐼𝑡2 . 10−3
𝑛

Hoặc:

𝛥𝐴 = 3𝑅.

𝑡
2𝑛

2
−3
(𝐼02 + 𝐼𝑛2 + 2 ∑𝑛−1
𝑡−1 𝐼𝑡 ). 10

(2.4)
(2.5)

Trong đó thứ nguyên của I [A], S[kVA], U[kV]
Phương pháp tích phân đồ thị có độ chính xác cao, nhưng khó thực hiện.
Tính tốn thực tế khơng sử dụng đồ thị phụ tải năm mà sử dụng đồ thị phụ tải
ngày đặc trưng. Tuy nhiên việc tính tốn TTĐN khơng đảm bảo được chính xác,
vì trong hệ thống ln có sự thay đổi thường xuyên và không thường xuyên của
những ngày khảo sát.
b) Phương pháp dịng điện trung bình bình phương
Giả sử rằng dọc theo đường dây hệ thống truyền tải, dòng điện Itb không đổi
ở trong khoảng thời gian t, sẽ gây nên tổn thất đúng bằng trị số dòng điện biến
thiên trong khoảng thời gian đó ứng với đồ thị phụ tải nghĩa là:

𝑇

2
𝛥𝐴 = 3𝑅𝐼𝑡𝑏𝑏𝑝
𝑇 = 3𝑅. ∫𝑜 𝐼𝑡2 𝑑𝑡

Như vậy dịng điện trung bình bình phương sẽ là:

(2.6)