Nghiên cứu bù tối ưu cho lưới điện phân phối trung áp xét đến xác suất của phụ tải (Luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

NGUYỄN SỸ TÙNG

NGHIÊN CỨU BÙ TỐI ƯU CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG
ÁP XÉT ĐẾN XÁC SUẤT CỦA PHỤ TẢI

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

THÁI NGUYÊN – 2020


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

NGUYỄN SỸ TÙNG

NGHIÊN CỨU BÙ TỐI ƯU CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG
ÁP XÉT ĐẾN XÁC SUẤT CỦA PHỤ TẢI
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 852 02 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KHOA CHUYÊN MÔN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TRƯỞNG KHOA

TS. VŨ VĂN THẮNG
PHÒNG ĐÀO TẠO

THÁI NGUYÊN – 2020


i
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các nghiên cứu và
kết quả được trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong
bất kỳ một bản luận văn nào trước đây.
Tác giả luận văn

Nguyễn Sỹ Tùng


ii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo
TS. Vũ Văn Thắng cùng các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn Hệ thống điện, Khoa
điện, trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp, sự giúp đỡ chân tình của các bạn đồng
nghiệp, gia đình đã tạo điều kiện giúp tơi hồn thành luận văn này.
Trong q trình thực hiện, do thời gian hạn hẹp nên luận văn có thể có những
thiếu sót. Tơi mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp để luận văn được hồn
thiện thêm và kết quả nghiên cứu thực sự có ý nghĩa góp phần nâng cao chất lượng
điện năng của hệ thống điện Việt Nam.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận văn

Nguyễn Sỹ Tùng


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... ii
MỤC LỤC ......................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .............................................. vii
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................. viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ........................................................... viii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. x
I. Lý do chọn đề tài ........................................................................................ x
II. Mục đích nghiên cứu ................................................................................ x
III. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .........................................................xi
VI. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ...............................................................xi
CHƢƠNG 1. LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
TRONG LĐPPTA ............................................................................................... 1
1.1 Lƣới điện phân phối trung áp ................................................................ 1
1.1.1 Giới thiệu lƣới điện phân phối trung áp ............................................ 1
1.1.2 Đặc điểm của lƣới điện phân phối trung áp ....................................... 1
1.1.2.1
1.1.2.2
1.1.2.3
1.1.2.4

Phân loại lưới điện trung áp .......................................................... 1
Vai trò của lưới điện trung áp ........................................................ 2
Các phần tử chính của lưới điện trung áp ...................................... 2

Cấu trúc của lưới điện trung áp ..................................................... 3

1.1.3 Hiện trạng lƣới điện trung áp tại Việt Nam ....................................... 7
1.1.3.1 Tình hình phát triển lưới điện trung áp của nước ta ....................... 7
1.1.3.2 Tình hình phát triển phụ tải điện .................................................... 8

1.2 Đặc tính tải của LĐPP ............................................................................ 9
1.2.1 Đồ thị phụ tải ngày ........................................................................... 9
1.2.2 Tính ngẫu nhiên của phụ tải điện .................................................... 11
1.3 Chất lƣợng điện năng của LĐPPTA .................................................... 11
1.3.1 Điện áp ........................................................................................... 11
1.3.2 Hệ số công suất .............................................................................. 12
1.3.3 Tần số............................................................................................. 13
1.3.4 Sóng hài ......................................................................................... 13


iv

1.3.5 Sự nhấp nháy điện áp ..................................................................... 13
1.3.6 Dòng ngắn mạch và thời gian loại trừ sự cố .................................... 14
1.4 Tổn thất và vấn đề giảm tổn thất trong LĐPPTA ............................... 14
1.4.1 Các nguyên nhân gây ra tổn thất trong LĐPP ................................. 14
1.4.1.1 Tổn thất kỹ thuật .......................................................................... 15
1.4.1.2 Tổn thất phi kỹ thuật .................................................................... 15

1.4.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến tổn thất và khả năng giảm thiểu tổn thất 16
1.4.2.1 Điện áp làm việc của trang thiết bị............................................... 16
1.4.2.2 Truyền tải CSPK .......................................................................... 16
1.4.2.3 Các biện pháp giảm thiểu tổn thất trong LĐPPTA ....................... 18

1.5 Hiệu quả của biện pháp bù CSPK trong giảm tổn thất của LĐPPTA18
1.5.1 Khái niệm về CSPK ....................................................................... 18
1.5.2 Bù CSPK trong hệ thống điện ......................................................... 19
1.5.3 Hệ số công suất và quan hệ với bù CSPK ....................................... 20
1.6 Kết luận chƣơng 1 ................................................................................. 22
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN BÙ TRONG LĐPPTA ............... 23
2.1 Đặt vấn đề.............................................................................................. 23
2.2 Thiết bị bù CSPK .................................................................................. 23
2.2.1 Máy phát và máy bù đồng bộ .......................................................... 23
2.2.2 Tụ bù tĩnh ....................................................................................... 24
2.2.2.1 Tụ bù tĩnh cố định ........................................................................ 24
2.2.2.2 Tụ bù tĩnh điều chỉnh có cấp ........................................................ 24

2.2.3 Thiết bị bù điều chỉnh vô cấp SVC (Static Var Compensater) ......... 25
2.2.4 Động cơ điện .................................................................................. 25
2.2.5 Nhận xét ......................................................................................... 26
2.3 Phƣơng thức bù trong LĐPP................................................................ 26
2.4 Các phƣơng pháp tính tốn bù trong LĐPP........................................ 27
2.4.1 Bù CSPK nâng cao hệ số cos ....................................................... 27
2.4.2 Cực tiểu tổn thất công suất ............................................................. 29
2.4.3 Theo điều kiện chỉnh điện áp .......................................................... 30
2.4.4 Phƣơng pháp bù kinh tế .................................................................. 31
2.4.4.1 Cực đại hóa lợi nhuận.................................................................. 32
2.4.4.2 Cực tiểu chi phí tính tốn Zmin. ..................................................... 33


v

2.4.4.3 Cực đại lợi nhuận ........................................................................ 34

2.4.5 Nhận xét ......................................................................................... 34
2.5 Kết luận chƣơng 2 ................................................................................. 34
CHƢƠNG 3. XÂY DỰNG MƠ HÌNH VÀ CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TỐN BÙ
TRONG LĐPPTA XÉT ĐẾN XÁC SUẤT CỦA PHỤ TẢI .............................. 35
3.1 Đặt vấn đề.............................................................................................. 35
3.2 Mơ hình tốn ......................................................................................... 35
3.2.1 Hàm mục tiêu ................................................................................. 35
3.2.2 Các ràng buộc ................................................................................. 36
3.3 Cơng cụ tính toán .................................................................................. 37
3.3.1 Đặt vấn đề ...................................................................................... 37
3.3.2 Giới thiệu phần mềm PSS/Adept .................................................... 37
3.3.2.1 Chức năng của PSS/Adept. ........................................................... 38
3.3.2.2 Các bước thực hiện ...................................................................... 38

3.3.3 Lập chƣơng trình tính tốn vị trí và dung lƣợng bù tối ƣu bằng GAMS
42
3.3.3.1 Giới thiệu ngơn ngữ lập trình GAMS............................................ 42
3.3.3.2 Cấu trúc chương trình .................................................................. 44
3.3.3.3 Thuật tốn và solver BONMIN trong chương trình GAMS ........... 45

3.4 Ví dụ ...................................................................................................... 45
3.5 Kết luận chƣơng 3 ................................................................................. 47
CHƢƠNG 4. NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG BÙ TỐI ƢU CHO LĐPPTA HUYỆN
TIÊN DU ........................................................................................................... 55
4.1 Giới thiệu LĐPPTA huyện Tiên Du ..................................................... 55
4.1.1 Hiện trạng nguồn cung cấp điện ..................................................... 55
4.1.2 Hiện trạng LĐPPTA và các trạm biến áp của lộ 478-E27.1 ............ 55
4.1.3 Hiện trạng bù của LĐPPTA ............................................................ 58
4.1.4 Đồ thị phụ tải.................................................................................. 58
4.2 Hiện trạng tổn thất và thông số chế độ của lộ 478-E27.1 Tiên Du ...... 59

4.2.1 Sơ đồ và thông số của lộ 478-E27.1 Tiên Du .................................. 59
4.2.2 6 Kết quả tính tốn ......................................................................... 65
4.2.3 Nhận xét ......................................................................................... 66


vi

4.3 Tính tốn vị trí và dung lƣợng bù tối ƣu của lộ 478-E27.1 xét đến xác
xuất phụ tải. .......................................................................................... 67
4.3.1 Sơ đồ và thông số của LĐPPTA lộ 478-E27.1 ................................ 67
4.3.2 Kết quả tính tốn vị trí và dung lƣợng bù tối ƣu .............................. 67
4.3.3 Đánh giá tổn thất điện năng và chất lƣợng điện áp .......................... 68
4.3.4 Nhận xét ......................................................................................... 73
4.4 Kết luận chƣơng 4 ................................................................................. 73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................ 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 80
PHỤ LỤC .......................................................................................................... 82


vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
CSTD

Công suất tác dụng

CSPK

Công suất phản kháng

ĐD

Đƣờng dây.

HTĐ Hệ thống điện.
GAMS

Ngôn ngữ lập trình (The General Algebraic Modeling System)

MC

Máy cắt.

MBA

Máy biến áp

LĐPP

Lƣới điện phân phối.

LĐPPTA Lƣới điện phân phối trung áp.
SCADA Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (Supervisory Control And
Data Acquisition)
PSS/Adept Phần mềm (Power System Simulator/Avancer Distribution
Enginering Productivity tool).
TBPĐ

Thiết bị phân đoạn.

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Độ biến dạng sóng hài điện áp ...................................................... 13
Bảng 1.2: Giới hạn độ nhấp nháy điện áp ...................................................... 14
Bảng 1.3: Dòng ngắn mạch lớn nhất cho phép và thời gian loại trừ sự cố ...... 14
Bảng 2.1: Giá trị của kkt theo phƣơng thức cấp điện. ..................................... 28
Bảng 3.1: Modul các thuật toán giải trong GAMS ......................................... 44
Bảng 4.1: Hiện trạng nguồn cấp .................................................................... 55
Bảng 4.2: Bảng thông số hiện trạng tải của MBA phân phối ......................... 56
Bảng 4.3: Bảng thống kê dung lƣợng bù của tụ điện ..................................... 58
Bảng 4.4: Thông số phụ tải ........................................................................... 59
Bảng 4.5: Thông số đƣờng dây lộ 478-E27.1 ................................................ 63
Bảng 4.6: Xác suất của tải ............................................................................. 67
Bảng 4.7: Thông số của tụ bù ........................................................................ 67
Bảng 4.8: Vị trí và dung lƣợng bù tối ƣu ....................................................... 68
Bảng 4.9: Tổn thất điện năng trong thời gian tính tốn .................................. 68
Bảng 4.10: Công suất cực đại trên các đƣờng dây trong thời gian tính tốn ... 72

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Sơ đồ lƣới phân phối hình tia. .......................................................... 5
Hình 1.2: Sơ đồ lƣới phân phối hình tia có phân đoạn. .................................... 5
Hình 1.3: Sơ đồ lƣới kín vận hành hở do một nguồn cung cấp......................... 5
Hình 1.4: Sơ đồ lƣới kín vận hành hở do 2 nguồn cung cấp độc lập. ............... 6
Hình 1.5: Sơ đồ lƣới điện kiểu đƣờng trục....................................................... 6
Hình 1.6: Sơ đồ lƣới điện có đƣờng dây dự phịng chung. ............................... 7
Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống phân phối điện......................................................... 7
Hình 1.8: Đồ thị phụ tải ngày ........................................................................ 10
Hình 1.9: Đồ thị phụ tải ngày điển hình theo mùa ......................................... 10

Hình 1.10: Biến thiên của điện áp trong lƣới điện ......................................... 12
Hình 1.11: Sơ đồ và tham số của mạch điện .................................................. 18


ix

Hình 1.12: Tam giác cơng suất ...................................................................... 19
Hình 1.13: Giản đồ vecto dịng điện .............................................................. 21
Hình 2.1: Sơ đồ ngun lý của SVC .............................................................. 25
Hình 2.2: Sơ đồ LĐPP .................................................................................. 26
Hình 3.1: Sơ đồ các bƣớc thực hiện tính tốn bằng PSS/Adept ...................... 38
Hình 3.2: Giao diện xác định thƣ viện dây dẫn .............................................. 39
Hình 3.3: Giao diện xác định các thuộc tính của lƣới điện ............................. 39
Hình 3.4: Giao diện thiết lập thông số từng phần tử của lƣới điện ................. 40
Hình 3.5: Giao diện hộp tùy chọn chƣơng trình tính tốn .............................. 40
Hình 3.6: Hiển thị kết quả tính tốn trên sơ đồ .............................................. 41
Hình 3.7: Hiển thị kết quả tính tốn trên của số progress view ...................... 41
Hình 3.8: Hiển thị kết quả tính tốn trên cửa sổ report .................................. 41
Hình 3.9: Sơ đồ LĐPP 33 nút ........................................................................ 45
Hình 3.10: Đồ thị phụ tải ngày ...................................................................... 46
Hình 3.11: Điện áp nút .................................................................................. 47
Hình 4.1: Đồ thị phụ tải ngày của lộ 478-E27.1............................................. 59
Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý lộ 478-E27.1 ....................................................... 63
Hình 4.3: Hiện trạng điện áp các nút của lộ 478-E27.1 .................................. 66
Hình 4.4: Vị trí bù tối ƣu của lộ 478-E27.1 ................................................... 70
Hình 4.5: Điện áp lớn nhất và nhỏ nhất tại các nút của lộ 478-E27.1 trong giai
đoạn tính tốn ........................................................................................................ 71


x

MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài
Bù là giải pháp cơ bản và đã đƣợc thực hiện để nâng cao chất lƣợng điện,
giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong lƣới điện phân phối (LĐPP) nói
chung và lƣới điện phân phối trung áp (LĐPPTA) nói riêng do lƣới điện này đƣợc
xây dựng và phát triển từng bƣớc qua các nhiều giai đoạn nên tồn tại nhiều bất cập
nhƣ: nhiều cấp điện áp, nhiều chủng loại dây với tiết diện không đảm bảo, chiều dài
truyền tải quá lớn đặc biệt tại khu vực miền núi... Dẫn đến, tổn thất điện áp, tổn thất
công suất và tổn thất điện năng lớn. Chất lƣợng điện không đảm bảo và hiệu quả
truyền tải của lƣới điện thấp.
Nhiều giải pháp đã đƣợc thực hiện nhằm nâng cao chất lƣợng điện và hiệu
quả truyền tải của LĐPPTA. Trong đó, giải pháp bù cơng suất phản kháng đã đƣợc
quan tâm từ rất sớm và thực hiện phổ biến trên LĐPP. Tuy nhiên, phƣơng pháp phổ
biến sử dụng để tính tốn vị trí và dung lƣợng bù hiện nay dựa trên công suất cực
đại và hệ số công suất cos nhằm giảm tổn thất trong lƣới điện. Phƣơng pháp này
gặp sai số lớn và có thể không đảm bảo độ lệch điện áp các nút khi phụ tải thay đổi
lớn ở giá trị cực đại hay cực tiểu (trong giờ cao điểm hoặc thấp điểm). Hơn nữa,
nhiều phƣơng pháp tính tốn mới đã đƣợc giới thiệu cùng với các ngơn ngữ lập
trình và các chƣơng trình tính tốn cho phép xét đến đồng thời nhiều thơng số của
LĐPP. Vì vậy, độ chính xác của kết quả tính tốn đƣợc nâng lên đồng thời đảm bảo
đƣợc thông số chế độ của lƣới điện trong mọi trạng thái vận hành.
Từ phân tích trên, đề tài đƣợc lựa chọn cho nghiên cứu này nhằm mục đích
nghiên cứu lựa chọn các thiết bị và phƣơng pháp bù hợp lý cho LĐPPTA, sử dụng
các phƣơng pháp tối ƣu hóa nhằm tính tốn vị trí và dung lƣợng bù tối ƣu. Thay đổi
của phụ tải đƣợc xét đến khi tính tốn thơng số chế độ cũng nhƣ lựa chọn vị trí và
dung lƣợng bù theo đồ thị phụ tải ngày điển hình của các mùa trong năm nhằm tăng
độ tin cậy, chính xác của kết quả tính tốn, đáp ứng gần hơn u cầu của thực tiễn.
Chƣơng trính tính tốn đƣợc nghiên cứu lập trình bằng ngơn ngữ lập trình GAMS,
tính toán áp dụng cho LĐPPTA trên địa bàn huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh. Từ đó,

giúp cho cơ quan quản lý xây dựng đƣợc kế hoạch đầu tƣ thiết bị bù và vận hành
lƣới điện đảm bảo chất lƣợng điện năng, an tồn, tin cậy và có hiệu quả cao.
II. Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu và phát triển phƣơng pháp tính tốn vị trí và dụng lƣợng bù tối
ƣu trong LĐPPTA. Trên cơ sở đó, xây dựng các chƣơng trình tính tốn vị trí và
dụng lƣợng bù tối ƣu trong LĐPPTA.


xi

- Ứng dụng vào thực tế, xác định vị trí và dung lƣợng bù tối ƣu cho LĐPPTA
Tiên Du. Từ đó, đánh giá hiệu quả của phƣơng pháp bù hiện nay đồng thời đề xuất
giải pháp bù cho LĐPPTA Tiên Du.
III. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu: LĐPPTA Tiên Du.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu các phƣơng pháp bù trong LĐPPTA, các
phƣơng pháp bù, mơ hình tốn và chƣơng trình tính tốn vị trí và dung lƣợng bù tối
ƣu trong LĐPPTA. Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp bù cho LĐPPTA Tiên
Du.
VI. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu này đã xây dựng đƣợc mơ hình tốn và
chƣơng trình tính tốn vị trí và dung lƣợng bù tối ƣu cho LĐPPTA khi xét đến thay
đổi của phụ tải theo mơ hình xác suất.
- Ý nghĩa thực tiễn: Nhu cầu của tải trong thực tế thay đổi rất lớn nên việc tính
tốn bù xét đến thay đổi của phụ tải đảm bảo cực tiểu tổn thất công suất, tổn thất
điện năng trong suốt thời gian tính tốn đồng thời đảm bảo yêu cầu về độ lệch điện
áp cho phép. Vì vậy, tăng độ tin cậy và hiệu quả trong thiết kế và vận hành thiết bị
bù trong LĐPPTA.

1

CHƢƠNG 1. LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ BÙ CÔNG SUẤT
PHẢN KHÁNG TRONG LĐPPTA
1

Chương 1, Equation Chapter 1 Section 1

1.1 Lƣới điện phân phối trung áp
1.1.1 Giới thiệu lưới điện phân phối trung áp
Lƣới điện phân phối trung áp (LĐPPTA) là một phần của hệ thống điện, làm
nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm trung gian, các trạm khu vực hay thanh
cái của nhà máy điện cấp điện cho phụ tải. LĐPPTA là khâu cuối cùng của hệ thống
điện đƣa điện năng trực tiếp đến ngƣời tiêu dùng [1][5]. Tính đến nay lƣới điện
trung áp đã trải khắp các xã trên đất nƣớc, tuy nhiên cịn một số thơn, bản vẫn chƣa
đƣợc dùng điện lƣới quốc gia mà họ vẫn phải dùng điện từ các thuỷ điện nhỏ hoặc
máy phát điện diesel.
1.1.2 Đặc điểm của lưới điện phân phối trung áp
LĐPPTA đƣợc phân bố trên diện rộng, thƣờng vận hành khơng đối xứng và có
tổn thất lớn. Qua nghiên cứu cho thấy tổn thất thấp nhất trên LĐPPTA vào khoảng
4% [5][10].
Vấn đề tổn thất trên LĐPPTA liên quan chặt chẽ đến các vấn đề kỹ thuật của
lƣới điện từ giai đoạn thiết kế đến vận hành. Do đó, trên cơ sở các số liệu về tổn thất
có thể đánh giá sơ bộ chất lƣợng vận hành của LĐPPTA.
Trong những năm gần đây, LĐPPTA của nƣớc ta phát triển mạnh, các Công ty
Điện lực cũng đƣợc phân cấp mạnh mẽ về quản lý. Vì vậy, chất lƣợng vận hành của
LĐPPTA đƣợc câng cao rõ rệt, tỷ lệ tổn thất điện năng giảm mạnh song vẫn còn rất
khiêm tốn.
1.1.2.1 Phân loại lưới điện trung áp
Lƣới điện trung áp chủ yếu ở các cấp điện áp 6kV, 10kV, 22kV, 35kV phân

phối điện cho các trạm biến áp trung áp/hạ áp và các phụ tải cấp điện áp trung áp
[1][5].
Phân loại LĐPPTA trung áp theo 3 dạng:
- Theo đối tƣợng và địa bàn phục vụ, có 3 loại:
+ Lƣới phân phối thành phố;
+ Lƣới phân phối nơng thơn;
+ Lƣới phân phối xí nghiệp.
- Theo thiết bị dẫn điện:
+ Lƣới phân phối trên không;


2

+ Lƣới phân phối cáp ngầm.
- Theo cấu trúc hình dáng:
+ Lƣới hở (hình tia) có phân đoạn và khơng phân đoạn.
+ Lƣới kín vận hành hở;
+ Sơ đồ hình lƣới;
1.1.2.2 Vai trò của lưới điện trung áp
LĐPPTA làm nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm trung gian, trạm khu
vực hay thanh cái của các nhà máy điện cho các phụ tải điện.
LĐPPTA đƣợc xây dựng, lắp đặt phải đảm bảo nhận điện năng từ một hay
nhiều nguồn cung cấp và phân phối đến các hộ tiêu thụ điện.
Đảm bảo cung cấp điện tiêu thụ sao cho ít gây ra mất điện nhất, đảm bảo cho
nhu cầu phát triển của phụ tải. Đảm bảo chất lƣợng điện năng cao nhất về ổn định
tần số và ổn định điện áp trong giới hạn cho phép.
LĐPPTA trung áp có tầm quan trọng đặc biệt đối với hệ thống điện:
- Trực tiếp đảm bảo chất lƣợng điện áp cho phụ tải.
- Giữ vai trò rất quan trọng trong đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ
tải. Có đến 98% điện năng bị mất là do sự cố và ngừng điện kế hoạch lƣới

phân phối. Mỗi sự cố trên LĐPPTA trung áp đều có ảnh hƣởng rất lớn
đến sinh hoạt của nhân dân và các hoạt động kinh tế, xã hội.
- Sử dụng tỷ lệ vốn rất lớn: khoảng 50% vốn cho hệ thống điện (35% cho
nguồn điện, 15% cho lƣới hệ thống và lƣới truyền tải).
- Tỷ lệ tổn thất điện năng rất lớn: khoảng 40-50% tổn thất điện năng xảy ra
trên LĐPPTA. Và tổn thất kinh doanh cũng chỉ xảy ra này.
- LĐPPTA gần với ngƣời dùng điện, do đó vấn đề an tồn điện cũng là rất
quan trọng.
1.1.2.3 Các phần tử chính của lưới điện trung áp
Các phần tử chủ yếu trong LĐPPTA bao gồm [5][10]:
- MBA trung gian và MBA phân phối.
- Thiết bị dẫn điện: Đƣờng dây tải điện.
- Thiết bị đóng cắt và bảo vệ: Máy cắt, dao cách ly, cầu chì, chống sét van,
áp tô mát, hệ thống bảo vệ rơ le, giảm dòng ngắn mạch.


3

- Thiết bị điều chỉnh điện áp: Thiết bị điều áp dƣới tải, thiết bị thay đổi đầu
phân áp ngoài tải, tụ bù ngang, tụ bù dọc, thiết bị đối xứng hóa, thiết bị
lọc sóng hài bậc cao.
- Thiết bị đo lƣờng: Công tơ đo điện năng tác dụng, điện năng phản kháng,
đồng hồ đo điện áp và dòng điện, thiết bị truyền thông tin đo lƣờng...
- Thiết bị giảm tổn thất điện năng: Tụ bù.
- Thiết bị nâng cao độ tin cậy: Thiết bị tự động đóng lại, thiết bị tự đóng
nguồn dự trữ, máy cắt hoặc dao cách ly phân đoạn, các khớp nối dễ tháo
trên đƣờng dây, kháng điện hạn chế ngắn mạch, ...
- Thiết bị điều khiển từ xa hoặc tự động: Máy tính điện tử, thiết bị đo xa,
thiết bị truyền, thu và xử lý thông tin, thiết bị điều khiển xa, thiết bị thực
hiện, ...

Mỗi phần tử trên lƣới điện đều có các thơng số đặc trƣng (công suất, điện áp
định mức, tiết diện dây dẫn, điện kháng, điện dung, dòng điện cho phép, tần số định
mức, khả năng đóng cắt ...) đƣợc chọn trên cơ sở tính tốn kỹ thuật.
Những phần tử có dịng cơng suất đi qua (MBA, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, máy
biến dịng, tụ bù ...) thì thơng số của chúng ảnh hƣởng trực tiếp đến thông số chế độ
(điện áp, dịng điện, cơng suất) nên đƣợc dùng để tính tốn chế độ làm việc của
LĐPPTA.
Nói chung, các phần tử chỉ có 2 trạng thái: Làm việc và khơng làm việc. Một
số ít phần tử có nhiều trạng thái nhƣ: Hệ thống điều áp, tụ bù có điều khiển, mỗi
trạng thái ứng với một khả năng làm việc.
Một số phần tử có thể thay đổi trạng thái trong khi mang điện (dƣới tải) nhƣ:
Máy cắt, áp tô mát, các thiết bị điều chỉnh dƣới tải. Một số khác có thể thay đổi khi
cắt điện nhƣ: Dao cách ly, đầu phân áp cố định. MBA và đƣờng dây nhờ các máy
cắt có thể thay đổi trạng thái dƣới tải.
Nhờ các thiết bị phân đoạn, đƣờng dây tải điện đƣợc chia thành nhiều phần tử
của hệ thống điện.
Không phải lúc nào các phần tử của lƣới phân phối cũng tham gia vận hành,
một số phần tử có thể nghỉ vì lý do sự cố hoặc lý do kỹ thuật, kinh tế khác. Ví dụ tụ
bù có thể bị cắt lúc phụ tải thấp để giữ điện áp, một số phần tử của lƣới không làm
việc để LĐPPTA vận hành hở theo điều kiện tổn thất công suất nhỏ nhất.

1.1.2.4 Cấu trúc của lưới điện trung áp
Cấu trúc của LĐPPTA bao gồm cấu trúc tổng thể và cấu trúc vận hành [5][10].


4

- Cấu trúc tổng thể: Là cấu trúc bao gồm tất cả các phần tử và sơ đồ lƣới
đầy đủ. Muốn lƣới điện có độ tin cậy cung cấp điện cao thì cấu trúc tổng
thể phải là cấu trúc thừa. Thừa về số phần tử, về khả năng tải của các phần

tử, thừa về khả năng lập sơ đồ. Ngoài ra trong vận hành còn phải dự trữ
các thiết bị thay thế và vật liệu để sửa chữa. Trong một chế độ vận hành
nhất định chỉ cần một phần của cấu trúc tổng thể là đủ đáp ứng nhu cầu,
đa phần đó là cấu trúc vận hành.
- Cấu trúc vận hành: Là một phần của cấu trúc tổng thể, có thể là một hay
một vài phần tử của cấu trúc tổng thể và gọi đó là một trạng thái của lƣới
điện.
Cấu trúc vận hành bình thƣờng gồm các phần tử và các sơ đồ vận hành do
ngƣời vận hành lựa chọn. Có thể có nhiều cấu trúc vận hành thỏa mãn điều kiện kỹ
thuật, ngƣời ta phải chọn cấu trúc vận hành tối ƣu theo điều kiện kinh tế nhất (tổn
thất nhỏ nhất). Khi xảy ra sự cố, một phần tử đang tham gia vận hành bị hỏng thì
cấu trúc vận hành bị rối loạn, ngƣời ta phải nhanh chóng chuyển qua cấu trúc vận
hành sự cố bằng cách thay đổi các trạng thái phần tử cần thiết. Cấu trúc vận hành sự
cố có chất lƣợng vận hành thấp hơn so với cấu trúc vận hành bình thƣờng. Trong
chế độ vận hành sau sự cố có thể xảy ra mất điện phụ tải. Cấu trúc vận hành sự cố
chọn theo độ an toàn cao và khả năng thao tác thuận lợi.
Ngồi ra, cấu trúc LĐPPTA cịn có thể có các dạng nhƣ:
- Cấu trúc tĩnh: Với cấu trúc này LĐPPTA không thể thay đổi sơ đồ vận
hành. Khi cần bảo dƣỡng hay sự cố thì tồn bộ hoặc một phần LĐPPTA
phải ngừng cung cấp điện. Cấu trúc dạng này chính là LĐPPTA hình tia
khơng phân đoạn và hình tia phân đoạn bằng dao cách ly hoặc máy cắt.
- Cấu trúc động khơng hồn tồn: Trong cấu trúc này, LĐPPTA có thể thay
đổi sơ đồ vận hành ngoài tải, tức là khi đó LĐPPTA đƣợc cắt điện để thao
tác. Đó là lƣới điện trung áp có cấu trúc kín vận hành hở.
- Cấu trúc động hoàn toàn: Đối với cấu trúc dạng này, LĐPPTA có thể
thay đổi sơ đồ vận hành ngay cả khi lƣới đang trong trạng thái làm việc.
Cấu trúc động đƣợc áp dụng là do nhu cầu ngày càng cao về độ tin cậy
cung cấp điện. Ngoài ra cấu trúc động cho phép vận hành kinh tế
LĐPPTA, trong đó cấu trúc động khơng hồn tồn và cấu trúc động hoàn
toàn mức thấp cho phép vận hành kinh tế lƣới điện theo mùa, khi đồ thị

phụ tải thay đổi đáng kể. Cấu trúc động ở mức cao cho phép vận hành
lƣới điện trong thời gian thực. LĐPPTA trong cấu trúc này phải đƣợc thiết
kế sao cho có thể vận hành kín trong thời gian ngắn để thao tác sơ đồ.


5

Một số dạng sơ đồ cấu trúc LĐPPTA:
- Lưới hình tia: Lƣới này có ƣu điểm là rẻ tiền nhƣng độ tin cậy rất thấp
nhƣ Hình 1.1.
- Lưới hình tia phân đoạn: Độ tin cậy cao hơn. Phân đoạn lƣới phía nguồn
có độ tin cậy cao do sự cố hay dừng điện cơng tác các đoạn lƣới phía sau,
vì nó ảnh hƣởng ít đến các phân đoạn trƣớc (Hình 1.2).
MC

ĐD

Nguồn

P1

P2

P3

P4

P…

Pn

Hình 1.1: Sơ đồ lƣới phân phối hình tia.

Nguồn

MC

ĐD

TBPĐ

P1
P2
P3
P4
P…
Hình 1.2: Sơ đồ lƣới phân phối hình tia có phân đoạn.

Pn

- Lưới kín vận hành hở do một nguồn cung cấp (Hình 1.3): Có độ tin cậy cao
hơn nữa do mỗi phân đoạn đƣợc cấp điện từ hai phía. Lƣới điện này có thể vận
hành kín cho độ tin cậy cao hơn nhƣng phải trang bị máy cắt và thiết bị bảo vệ
có hƣớng nên đắt tiền. Vận hành hở độ tin cậy thấp hơn một chút do phải thao
tác khi sự cố nhƣng rẻ tiền, có thể dùng dao cách ly tự động hay điều khiển từ xa.
MC
Nguồn

ĐD

TBPĐ

ĐD
TBPĐ

MC
MC

ĐD

TBPĐ

ĐD

Hình 1.3: Sơ đồ lƣới kín vận hành hở do một nguồn cung cấp.
- Lưới kín vận hành hở cấp điện từ 2 nguồn độc lập (Hình 1.4): Lƣới điện
này phải vận hành hở vì khơng đảm bảo điều kiện vận hành song song
lƣới điện ở các điểm phân đoạn, khi thao tác có thể gây ngắn mạch.


6
MC
Nguồn 1

ĐD

TBPĐ

ĐD
TBPĐ

MC
Nguồn 2

ĐD

TBPĐ

ĐD

Hình 1.4: Sơ đồ lƣới kín vận hành hở do 2 nguồn cung cấp độc lập.
- Lưới điện kiểu đường trục (Hình 1.5): Cấp điện cho một trạm cắt hay một
trạm biến áp, từ đó có các đƣờng dây cấp điện cho các trạm biến áp phụ
tải. Trên các đƣờng dây cấp điện khơng có nhánh rẽ, loại này có độ tin cậy
cao. Thƣờng dùng để cấp điện cho các xí nghiệp hay các nhóm phụ tải xa
trạm nguồn và có u cầu cơng suất lớn.

MC
Nguồn
MC

ĐD1

MC

ĐD2

MC

MC

MC

Hình 1.5: Sơ đồ lƣới điện kiểu đƣờng trục.
- Lưới điện có đường dây dự phịng chung (Hình 1.6): Có nhiều đƣờng dây
phân phối đƣợc dự phòng chung bởi một đƣờng dây dự phịng. Lƣới điện
này có độ tin cậy cao và rẻ hơn kiểu một đƣờng dây dự phòng cho một
đƣờng dây nhƣ ở trên (Hình 1.5). Loại này đƣợc dùng tiện lợi cho lƣới
điện cáp ngầm.
Lƣới điện trong thực tế là tổ hợp của 6 loại lƣới điện trên. Áp dụng cụ thể cho
lƣới điện trên không hay lƣới điện cáp ngầm khác nhau và ở mỗi hệ thống điện có
kiểu sơ đồ riêng.


7

Nguồn
Đƣờng dây dự phịng

Hình 1.6: Sơ đồ lƣới điện có đƣờng dây dự phịng chung.
Lƣới điện có thể điều khiển từ xa nhờ hệ thống SCADA và cũng có thể đƣợc
điều khiển bằng tay. Các thiết bị phân đoạn phải là loại khơng địi hỏi bảo dƣỡng
định kỳ và xác suất sự cố rất nhỏ đến mức coi nhƣ tin cậy tuyệt đối và đƣợc gọi là
Sơ đồ hình lƣới nhƣ Hình 1.7. Đây là dạng cao cấp nhất và hoàn hảo nhất của lƣới
phân phối trung áp. Lƣới điện có nhiều nguồn, nhiều đƣờng dây tạo thành các mạch
kín có nhiều điểm đặt thiết bị phân đoạn. Lƣới điện bắt buộc phải điều khiển từ xa
với sự trợ giúp của máy tính và hệ thống SCADA. Hiện đang nghiên cứu loại điều
khiển hoàn toàn tự động.
Nguồn 2

Nguồn 1

Nguồn 3
TBPĐ
Nguồn 4

Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống phân phối điện.
Trong sơ đồ, các vị trí cắt đƣợc chọn theo điều kiện tổn thất điện năng nhỏ
nhất cho chế độ bình thƣờng, chọn loại theo mùa trong năm và chọn theo điều kiện
an toàn cao nhất khi sự cố.
1.1.3 Hiện trạng lưới điện trung áp tại Việt Nam

1.1.3.1 Tình hình phát triển lưới điện trung áp của nước ta
Do điều kiện lịch sử để lại, hiện nay hệ thống LĐPPTA của Việt Nam bao
gồm nhiều cấp điện áp khác nhau, cả ở thành thị và nông thôn. Nhằm nâng cao độ


8

tin cậy trong việc cung cấp điện, đơn giản trong quản lý vận hành, đáp ứng yêu cầu
ngày càng cao về chất lƣợng điện năng của khách hàng và giảm tổn thất điện năng
của toàn hệ thống đạt khoảng 10% vào năm 2010, Tập đoàn Điện lực Việt Nam
thƣờng xuyên đầu tƣ mở rộng, nâng cấp và cải tạo LĐPPTA trên phạm vi cả nƣớc.
Theo kế hoạch phát triển đến năm 2010, LĐPPTA của tập đoàn đã đƣợc xây dựng
thêm 282.714 km đƣờng dây trung áp, hạ áp và 19.010 MVA công suất MBA phân
phối [6][7].
Cùng với sự đổi mới và phát triển kinh tế, quá trình phát triển và điện khí hố
của nƣớc ta đã có những thay đổi quan trọng, góp phần thúc đẩy sự phát triển của
các ngành kinh tế, cải thiện mức sống về vật chất và tinh thần cho nhân dân, đặc
biệt là nông dân. Hiện nay 100% số huyện trong cả nƣớc đã có điện lƣới quốc gia
và hầu hết các xã đã có điện.

1.1.3.2 Tình hình phát triển phụ tải điện
Theo qui hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến
năm 2030 (Qui hoạch điện VII) [6] và điều chỉnh qui hoạch phát triển điện lực quốc
gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030 (Qui hoạch điện VII điều chỉnh) [7],
nhu cầu phụ tải điện mức cơ sở đƣợc phê duyệt với mức tăng trƣởng bình quân
12.7%/năm trong giai đoạn 2011-2020 và tƣơng ứng 7.8%/năm giai đoạn 20212030.
Tƣơng tự, theo kết quả nghiên cứu của đề tài KHCN-0907, “Dự báo nhu cầu
phụ tải trong giai đoạn 2000 - 2020” do Viện Chiến lƣợc phát triển, Bộ Kế hoạch và
Đầu tƣ xây dựng với 2 phƣơng án: phƣơng án cao và phƣơng án cơ sở. Trong đó lấy
nhịp độ phát triển dân số trong 25 năm (1996-2020) đƣợc dự báo bình quân là
1.72%/năm.
Nhu cầu điện năng theo phƣơng án cao đƣợc dự báo theo phƣơng án phát
triển kinh tế cao. Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế này, tốc độ tăng trƣởng
trung bình điện năng sẽ là 10.2%/năm và 8.9%/năm tƣơng ứng với từng giai đoạn là
2000 - 2010 và 2010 - 2020. Đến năm 2020, nhu cầu điện năng là 204 tỷ kWh. Tốc
độ tăng trƣởng điện năng của cả giai đoạn 1996 - 2020 là 11%/năm.
Nhu cầu điện năng phƣơng án cơ sở đƣợc dự báo theo phƣơng án phát triển
kinh tế cơ sở. Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế này, tốc độ tăng trƣởng trung
bình điện năng sẽ là 10.5%/năm và 8.2%/năm tƣơng ứng với từng giai đoạn. Đến
năm 2020, nhu cầu điện năng là 173 tỷ kWh. Tốc độ tăng trƣởng điện năng của giai
đoạn 2000 - 2020 là 10.4%/năm.
Với dự báo này thì ngành điện nói chung và LĐPPTA địa phƣơng nói riêng
trong thời gian tới địi hỏi phải có sự phát triển, cải tạo và mở rộng rất lớn. Đây là
một thực tế cần phải đƣợc quan tâm.


9

1.2 Đặc tính tải của LĐPP
1.2.1 Đồ thị phụ tải ngày

Tải điện là căn cứ để tính tốn thiết kế cũng nhƣ vận hành HTĐ nhƣ chọn các
thiết bị điện, tính tốn tổn thất cơng suất, tổn thất điện áp, tính và chọn các rơle bảo
vệ... Phụ tải điện là một hàm biến đổi theo thời gian phụ thuộc vào nhu cầu của
khách hàng và vì vậy chúng khơng tn thủ theo một qui luật nhất định.
Xác định đƣợc phụ tải chính xác cho phép tính tốn thiết kế và vận hành HTĐ
đáp ứng đƣợc yêu cầu thực tiễn của khách hàng sử dụng điện. Vì vậy, việc xác định
và dự báo phụ tải nói chung và đồ thị phụ tải nói riêng là số liệu quan trọng trong
việc thiết kế cũng nhƣ vận hành HTĐ.
Trƣớc tầm quan trọng đối với việc xác định đúng phụ tải, đã có rất nhiều cơng
trình nghiên cứu nhằm xác định đƣợc phụ tải tính tốn sát nhất với phụ tải thực tế
và đã có nhiều phƣơng pháp đƣợc áp dụng. Các phƣơng pháp xác định phụ tải đƣợc
chia thành hai nhóm:
- Nhóm phƣơng pháp dựa trên kinh nghiệm vận hành, thiết kế và đƣợc tổng
kết lại bằng các hệ số tính tốn (đặc điểm của nhóm phƣơng pháp này là: thuận lợi
nhất cho việc tính tốn, nhanh chóng đạt kết quả, nhƣng thƣờng cho kết quả kém
chính xác).
- Nhóm phƣơng pháp dựa trên cơ sở của lý thuyết xác suất và thống kê (có ƣu
điểm cho kết quả khá chính xác, song cách tính lại rất phức tạp).
Sự thay đổi của phụ tải theo thời gian có thể đƣợc biểu diễn bằng các giá trị
tức thời hay lấy theo giá trị trung bình của phụ tải trong khoảng thời gian đƣợc xét
đƣợc gọi là đồ thị phụ tải và đƣợc phân thành:
i) Đồ thị phụ tải hàng ngày, ví dụ nhƣ Hình 1.8.
ii) Đồ thị phụ tải hàng tháng. iii) Đồ thị phụ tải hàng năm…
Ngoài ra, đồ thị phụ tải điện đƣợc phân loại theo đại lƣợng đo gồm:
i) Đồ thị phụ tải tác dụng P(t).
ii) Đồ thị phụ tải phản kháng Q(t).
iii) Đồ thị điện năng A(t).


10

Hình 1.8: Đồ thị phụ tải ngày
Trong các nghiên cứu trƣớc đây, tính tốn thơng số chế độ và tổn thất của hệ
thống điện hay LĐPP thƣờng tính tốn các chế độ giới hạn của hệ thống nhƣ phụ tải
cực đại hay cực tiểu. Ví dụ, tính tốn tổn thất cơng suất và tổn thất điện năng đƣợc
tính theo cơng suất cực đại và thời gian làm việc với công suất cực đại T max, thời
gian chịu tổn thất công suất cực đại . Tuy nhiên, giá trị của Tmax và  là những giá
trị giả thiết theo khảo sát đã đƣợc thực hiện từ rất lâu và hiện không cịn phù hợp.
Hơn nữa, khả năng tính tốn của máy tính điện tử ngày nay cho phép sử dụng
các chƣơng trình tính với số lƣợng trạng thái và qui mơ lớn. Do đó, sự thay đổi của
tải theo thời gian đã đƣợc xét đến bằng cách tính tốn thơng số chế độ của hệ thống
theo đồ thị phụ tải ngày điển hình của mùa trong năm nhƣ Hình 1.9 [8]. Phƣơng
pháp này xét đến thay đổi của phụ tải theo thời gian trong ngày và mùa trong năm
do đó thơng số chế độ đƣợc xem xét trong hầu hết các trạng thái vận hành của hệ
thống trong thực tiễn.

Hình 1.9: Đồ thị phụ tải ngày điển hình theo mùa


11

Vì vậy, việc tính tốn các bài tốn trong hệ thống điện nói chung và LĐPP nói
riêng theo đồ thị phụ tải ngày điển hình theo mùa trong năm sẽ nâng cao đƣợc tính
chính xác của kết quả tính tốn. Hơn nữa, thông số chế độ đƣợc xem xét trong hầu
hết các chế độ của hệ thống nên đảm bảo đƣợc chất lƣợng điện năng của hệ thống.
1.2.2 Tính ngẫu nhiên của phụ tải điện
Phụ tải điện luôn thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ nhu
cầu của khách hàng, điều kiện thời tiết... Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, thay đổi
của phụ tải mang tính ngẫu nhiên và nhiều mơ hình biểu diễn thay đổi của phụ tải
theo các mơ hình xác suất đã đƣợc giới thiệu trong những nghiên cứu gần đây [21].

Mô hình đƣợc sử dụng phổ biến là mơ hình xác suất của phụ tải đƣợc phân bố theo
hàm mật độ xác suất chuẩn và đƣợc biểu diễn nhƣ biểu thức (1.1).
P( X  x |  , 2 )  f ( x) 

 ( x   )2 
1
exp  
2 2 
2


(1.1)

Trong đó:  là giá trị trung bình của đại lƣợng ngẫu nhiên x,  là độ lệch
chuẩn và 2 là phƣơng sai.
Vì vậy, việc tính tốn các bài tốn trong hệ thống điện nói chung và LĐPP nói
riêng theo thơng số tải khơng đổi sẽ gặp sai số lớn.
1.3 Chất lƣợng điện năng của LĐPPTA
Cơng trình điện phải đƣợc thiết kế, xây dựng và vận hành bảo đảm yêu cầu
chất lƣợng theo quy đinh về điện áp, tần số, hệ số cơng suất, sóng hài, sự nhấp nháy
của điện áp, dòng ngắn mạch và thời gian loại trừ sự cố [1][2].
1.3.1 Điện áp
- Điện áp danh định (định mức). Các cấp điện áp danh định trong hệ thống
điện bao gồm 500kV, 220kV, 110kV, 35kV, 22kV, 15kV, 10kV, 6kV và 0.4kV.
Trong chế độ vận hành bình thƣờng điện áp vận hành cho phép tại điểm đấu
nối đƣợc phép dao động so với điện áp danh định nhƣ sau:
+ Tại điểm đấu nối với khách hàng sử dụng điện là ±5%;
+ Tại điểm đấu nối với nhà máy điện là +10% và -5%.
Trong chế độ sự cố đơn lẻ hoặc trong q trình khơi phục vận hành ổn định
sau sự cố, cho phép mức dao động điện áp tại điểm đấu nối với khách hàng sử dụng

điện bị ảnh hƣởng trực tiếp bởi sự cố trong khoảng +5% và
-10% so với điện áp
danh định.
Trong chế độ sự cố nghiêm trọng hệ thống điện truyền tải hoặc khôi phục sự
cố, cho phép mức dao động điện áp trong khoảng ±10% so với điện áp danh định.


12

Điện áp tăng cao sẽ uy hiếp cách điện đồng thời làm giảm tuổi thọ của các
thiết bị (ví dụ điện áp tăng lên 5% thì tuổi thọ của bóng đèn sẽ bị giảm đi 50%).
Ngƣợc lại, điện áp giảm sẽ làm giảm công suất và gây ra hiện tƣợng q nhiệt của
thiết (ví dụ điện áp giảm 5% thì quang thông của đèn giảm tới 18%, công suất động
cơ giảm và tốc độ quay giảm…).
Trong đó, độ lệch điện áp trên cực của các thiết bị điện so với điện áp định
mức đƣợc tính tốn theo biểu thức sau với U là điện áp thực tế trên cực thiết bị điện.

U 

U  U dm
 100%
U dm

(1.2)

U'1

U"1

Udm

U"2

U'2

B1

a

b

B2

c

d

1
B3

2

3

B4

Hình 1.10: Biến thiên của điện áp trong lƣới điện
Biến thiên độ lệch điện áp trong lƣới điện đƣợc trình bày nhƣ Hình 1.10. Tại
đầu nguồn, điện áp thƣờng lớn hơn định mức nên độ lệch điện áp dƣơng do điều
chỉnh tăng áp của máy phát hay MBA. Ngƣợc lại, ở cuối đƣờng dây độ lệch điện áp
âm do tổn hao lớn trên đƣờng dây truyền tải.

1.3.2 Hệ số công suất
Hệ số công suất có ảnh hƣởng lớn đến tổn thất cơng suất và điện áp trong lƣới
điện bởi nó phản ánh lƣợng CSPK truyền tải trên hệ thống. Vì vậy, theo Qui chuẩn
quốc gia về kỹ thuật điện và Qui định hệ thống phân phối [1][2], nhà cung cấp điện
năng phải bảo đảm hệ số công suất cos ≥ 0.85 tại điểm đo của bên mua điện có
cơng suất từ 80kW trở lên hoặc có MBA từ 100kVA trở lên. Trong trƣờng hợp cos
< 0.85 do tải của hộ sử dụng điện thì hộ sử dụng điện phải có biện pháp bảo đảm hệ
số công suất cos ≥ 0.85.