(Luận văn thạc sĩ) đánh giá mức độ tổn thất điện năng và các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới phân phối tỉnh chăm pa sắc, lào

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


BOUNYAKHET KHAMPHOCHAY

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ CÁC
GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI
PHÂN PHỐI TỈNH CHĂM PA SẮC, LÀO

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng - 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


BOUNYAKHET KHAMPHOCHAY

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ CÁC
GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI
PHÂN PHỐI TỈNH CHĂM PA SẮC, LÀO

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN
Mã số: 8520201

Giáo viên hướng dẫn:TS. TRẦN VINH TỊNH

Đà Nẵng - 2019


i
LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoạn đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất cứ cơng
trình nào khác.

Tác giả luận văn

BOUNYAKHET KHAMPHOCHAY


ii
TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN
CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ KINH TẾ CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH
CHĂM PA SẮC, LÀO
Học viên: BOUNYAKHET KHAMPHOCHAY
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số:8520201 Khóa: 34
Trường Đại học Bách khoa-ĐHĐN
Tóm tắt: -Hiệu quả kinh tế, kinh doanh có lợi nhuận là vấn đề sống cịn đối với mỗi doanh
nghiệp. Cơng ty điện lực tỉnh Chăm Pa Sắc là đơn vị thực hiện chức năng quản lý hệ thống lưới phân
phối và kinh doanh bán lẻ điện năng đến hộ tiêu thụ với sứ mệnh đảm bảo cung ứng đủ điện với chất
lượng ngày càng tốt, đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, sản xuất, phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Chăm Pa
Sắc, vì thế nâng cao hiệu quả kinh tế lưới điện phân phối là vấn đề cơ bản then chốt cần phải giải
quyết.

- Tỉnh Chăm Pa Sắc là khu vực có sản lượng điện thương phẩm hàng năm chiếm tỷ trọng lớn,
tuy nhiên kết quả kinh tế thực hiện các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật còn hạn chế, TTĐN khu vực tương đối
cao, các chỉ số về độ tin cậy cung cấp điện còn bất cập.

- Với nguồn vốn đầu tư hàng năm được phân bố không nhiều, chỉ đủ để chống quá tải lưới điện,
việc tái cấu trúc lưới điện vận hành kinh tế khó khả thi, vì vậy trong phạm vi luận văn này, tác giả dựa
trên những số liệu thực tế thu thập được từ các chương trình quản lý vận hành như phần mềm
CYMDIST để xử lý, tính tốn bằng các chương trình ứng dụng và đưa ra các giải pháp đề xuất nhằm
nâng cao hiệu quả kinh tế trên nền lưới điện phân phối tỉnh Chăm Pa Sắc hiện hữu có xét đến sự liên
lạc đối với các khu vực lân cận.
Từ khóa: hệ thống điện phân phối, tổn thất điện năng, Công ty điện lực tỉnh Chăm Pa Sắc Lào,
độ tin cậy cung cấp điện, hiệu quả kinh tế.
MEASURES TO IMPROVE ECONOMIC EFFICIENCY FOR DISTRIBUTION GRID
OF CHAMPASAK PROVINCE, LAOS
Abstract: - Economic efficiency, profitable business is a vital question for every enterprise.
Electricity Company in CHAMPASAK Province is the unit that performs the function of managing
distribution grid system and provide electricity to households with the mission of ensuring sufficient
supply of electricity with better and better quality, meeting the demand of living and production, the
socio-economic development of Savannakhet province, thus improving the economic efficiency of the
distribution grid is a key fundamental issue and it needs to be addressed.
- CHAMPASAK province is an area where annual commercial electricity output accounts for
a large proportion, but the economic results of implementation of economic and technical indicators
are still limited, the power loss in the region is relatively high, indicators of reliability of power supply
are inadequate.
- With the annual investment capital is not distributed much, it is only enough to resist the
overloading of the grid, the loading of the economic grid structure is not feasible, so within the scope
of this thesis, the author relies on the actual data collected from operational management programs
such as CYMDIST software to process and calculate using application programs and offer the
proposed solutions to improve economic efficiency on the existing electricity distribution grid of

CHAMPASAK province, considering the contact with neighboring areas.
Keywords: Distribution grid system, power loss, Electricity Company in CHAMPASAK
Province, Laos, reliability of power supply, Economic efficiency


iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU .....................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................ vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ...................................................................... vii
I. MỞ ĐẦU. .....................................................................................................................1
II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. ......................................................................................3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG
TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ................................................................................4
1.1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI. .......................................................4
1.2. TỔNG QUAN VỀ TTCS VÀ TTĐN TRONG LĐPP. ............................................5
1.2.1. Giới thiệu khái quát. ..........................................................................................5
1.2.2. Bài toán về tổn thất cơng suất. ...........................................................................6
1.2.3. Bài tốn về tổn thất điện năng trong thiết kế. ....................................................8
1.2.4. Tính tốn TTĐN trong quản lý vận hành lưới điện phân phối. .........................9
1.3. BÀI TỐN NÂNG CAO HIỂU QUẢ KINH TẾ LĐPP. ........................................9
1.3.1. Tính kinh tế của việc giảm tổn thất. ..................................................................9
1.3.2. Các biện pháp giảm tổn thất. ...........................................................................10
1.4. ĐỘ TIN CẬY. ........................................................................................................13
1.4.1 Độ tin cậy và các chỉ tiêu độ tin cậy. ................................................................13
1.4.2 Tổn thất kinh tế do mất điện và ảnh hưởng của độ tin cậy đến cấu trúc hệ
thống. .........................................................................................................................14
1.5. KẾT LUẬN ............................................................................................................16

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT VÀ ĐIỆN
NĂNG LƯỚI ĐIỆN TỈNH CHĂM PA SẮC, LÀO. ....................................................18
2.1. GIỚI THIỆU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH CHĂM PA SẮC. .......................18
2.1.1. Đặc điểm tự nhiên – xã hội tỉnh chăm pa sắc. .................................................18
2.2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP VÀ CÁC PHẦN MỀM SỬ
DỤNG. ...........................................................................................................................23
2.2.1. Tổng quan về vấn đề tính tốn phân tích chế độ xác lập hệ thống cung cấp
điện. ............................................................................................................................23
2.2.2. Các phương pháp lặp tính tốn chế độ xác lập hệ thống điện: ........................25
2.2.2.1. Phương pháp lặp Gauss – Seidel:..............................................................25
2.2.2.2. Phương pháp lặp Newton – Raphson. .......................................................26


iv
2.2.3. PHẦN MỀM CYMDIST. ....................................................................................29
2.1.3.1 Cách sử dụng chương trình tính tốn Cymdist .........................................32
2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG HTCCĐ. ......37
2.3.1. Phương pháp tích phân đồ thị. .........................................................................37
2.3.2. Phương pháp dịng điện trung bình bình phương. ...........................................39
2.3.3. Phương pháp thời gian tổn thất. .......................................................................39
2.3.4. Phương pháp đường cong tổn thất. ..................................................................40
2.3.4.1 Đặt vấn đề. .................................................................................................40
2.3.4.2 Tính toán TTĐN bằng phương pháp đường cong tổn thất. .......................40
2.3.4.3. Đường cong tổn thất công suất trong lưới điện cung cấp. ........................41
2.3.4.4 Phương pháp tính tốn để xây dựng đường cong tổn thất. ........................43
2.3.4.5 Ứng dụng của đường cong tổn thất trong thiết kế, vận hành hệ thống cung
cấp điện. .................................................................................................................43
2.4. TÍNH TỐN TTCS VÀ TTĐN CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH CHĂM
PA SẮC. ........................................................................................................................45
2.4.1. Phương pháp đường cong tổn thất theo thời gian của xuất tuyến (feeder 1Bangyo) - (mùa mưa). ................................................................................................45

2.4.2. Phương pháp đường cong tổn thất theo thời gian của xuất tuyến (feeder 1BangYo) - (mùa khô). ................................................................................................48
2.4. KẾT LUẬN ............................................................................................................51
CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG ĐÁNH GIÁ HIỆU
QUẢ KINH TẾ. .............................................................................................................52
3.1. BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG. .....................................................................52
3.1.1. Tổn thất cơng suất trên một đoạn xuất tuyến phân phối. .................................52
3.1.2. Giảm tổn thất nhờ lắp đặt tụ bù. ......................................................................52
3.1.3 Vị trí lắp đặt tối ưu bộ tụ điện. ..........................................................................55
3.1.4 Quan hệ về dung lượng của các tụ bù cố định. .................................................56
3.2. CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT, TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG.
.......................................................................................................................................57
3.3 KẾT LUẬN .............................................................................................................64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................67


v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
-

CB – CNV: Cán bộ công nhân viên.
DSM – Demand Side Management: Quản lý nhu cầu sử dụng điện năng.
HTĐ: Hệ thống điện.
HTCCĐ: Hệ thống cung cấp điện.
HSKV: Hiệu suất khu vực.
KTNL: Kiểm toán năng lượng.
KDDV: Kinh doanh dịch vụ.
LĐPP: Lưới điện phân phối.
MBA: Máy biến áp.
PA : Phương án

QLVH: Quản lý vận hành.
QLKD: Quản lý kinh doanh.
TOPO – Tie Open Point Optimization: Xác định điểm dừng tối ưu.
TTCS : Tổn thất công suất.
TTĐN : Tổn thất điện năng.
ΔA: Tổn thất điện năng.
ΔP: Tổn thất công suất tác dụng.
ΔQ: Tổn thất công suất phản kháng.


vi
DANH MỤC CÁC BẢNG

Tỷ lệ tổn thất điện năng của một số nước giai đoạn 2011-2014
Tổng hợp nguồn cung cấp điện
Số lượng trạm máy biến áp năm 2017 ở tỉnh Chăm Pa Sắc
Thống kê năm 2017 của Công ty Điện lực Chăm Pa Sắc.
Thống kê phụ tải điện năm 2017 của Công ty Điện lực Chăm Pa Sắc.
Thống kê số hộ có điện và chưa có điện tháng 5 năm 2018 của Công ty
2.5
Điện lực Chăm Pa Sắc
2.6 Bảng so sánh chức năng của các phần mềm
Bảng tiêu thụ điện năng theo thời gian trong một ngày mùa mưa năm
2.7
2018 của xuất tuyến F1-BangYo tỉnh Chăm Pa Sắc.
Số liệu tổn thất công suất theo thời gian trong một ngày mùa mưa năm
2.8
2018 của xuất tuyến F1- BangYo tỉnh Chăm Pa Sắc.
Số liệu tổn thất công suất giả thiết của xuất tuyến F1- BangYo tỉnh
2.9

Chăm Pa Sắc..
Bảng tiêu thụ điện năng theo thời gian trong một ngày mùa khô năm
2.10
2018 của xuất tuyến F1- BangYo tỉnh Chăm Pa Sắc.
Số liệu tổn thất công suất theo thời gian trong một ngày mùa khô năm
2.11
2018 của xuất tuyến F1- BangYo tỉnh Chăm Pa Sắc.
Kết quả thay dây dẫn trong chương trình CYMDIST cho lưới điện phân
3.1
phối tỉnh Chăm Pa Sắc.
Kết quả tính tốn đặt bộ tụ 100kVAR và 200kVAR phần phase cho xuất
3.2
tuyến F1- BangYo tỉnh Chăm Pa Sắc.
3 Kết quả tính tốn đặt bộ tụ 100kVAR và 200kVAR phần phase cho
3.3
xuất tuyến F2-Kengkabao trạm Parkbor
Kết quả tính tốn đặt bộ tụ trong chương trình CYMDIST cho lưới điện
3.4
phân phối tỉnh Savannakhet.
chuyển mạng giữa xuất tuyến F1-Songkhone trạm Kengkok và xuất
3.5
tuyến F2 trạm Meung Phin
3.6 Mạng tóm tắt
Mất hệ thống giữa xuất tuyến F1-Songkhone trạm Kengkok và xuất
3.6
tuyến F2 trạm Meung Phin
1.1
2.1
2.2
2.3

2.4

6
20
20
21
21
22
31
45
46
47
48
49
60
62
633
63
65
63
64


vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
2.1

Vị trí tỉnh Savannakhet trên đất nước Lào

19

2.2

Bản đồ tỉnh Savannakhet

19

2.3

Sơ đồ lưới điện phân phối tỉnh Savannakhet.

20

2.4

Biến thiên phụ tải theo thời gian

24

2.5

Biểu đồ loại khách hàng năm 2017 của công ty điện lực tỉnh Savannakhet

24

2.6

Nút i của một hệ thống điện

27

2.7

Đồ thị phụ tải chữ nhật hóa.

39

2.8

Đồ thị phụ tải hình thang hóa.

40

2.9

Xây dựng biểu đồ TTCS và xác định TTĐN sử dụng đường cong tổn thất

44

2.10

46

2.11

46

2.12

Biểu đồ công suất theo thời gian trong một ngày mùa mưa năm 2018 của

xuất tuyến F1-Songkhone trạm Kengkok tỉnh Savannakhet.

48

2.13

Kết quả tính tốn đường cong tổn thất cho xuất tuyến F1-Songkhone trạm
Kengkok tỉnh Savannakhet trong ngày mùa mưa

49

2.14

Biểu đồ công suất theo thời gian trong một ngày mùa khô năm 2018 của
xuất tuyến F1-Songkhone trạm Kengkok tỉnh Savannakhet

51

2.15

Kết quả tính tốn đường cong tổn thất cho xuất tuyến F1-Songkhone trạm
Kengkok tỉnh Savannakhet trong ngày mùa khô.

52

3.1

Xuất tuyến với phụ tải tập trung và phân bố đều(trước khi lắp tụ)

54

3.2

Giảm tổn thất với một bộ tụ điện.

55

3.3

Giảm tổn thất với 2 bộ tụ điện với tiến trình giống như trước, phương trình tổn
thất mới là:

56

3.4

Ảnh thay dây dẫn cho xuất tuyến F2-Ban Đan trạm Phonsaiy .

61

3.5

Ảnh xuất tuyến F1-Songkhone trạm Kengkok.

62

3.6

Ảnh xuất tuyến F2-Kengkabao trạm Parkbor

63

3.7

Đặt thiết bị chuyển mạng giữa xuất tuyến F1-Songkhone trạm Kengkok
và xuất tuyến F2 trạm Meung Phin

66


1
I. MỞ ĐẦU.
1.1. Lý do chọn đề tài.
Công nghiệp điện lực giữ vai trò rất quan trọng trong cuộc xây dựng đất nước,
yêu cầu về cung cấp và sử dụng điện ngày càng tăng. Việc trang bị những kiến thức về
hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người, cung cấp
điện năng cho các thiết bị của khu vực kinh tế, các khu chế xuất, các xí nghiệp là rất
cần thiết. Luận văn này nhằm nghiên cứu những yêu cầu trên, để trang bị những kiến
thức cơ bản về công tác thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện.
Hệ thống cung cấp điện đóng vai quan trọng trong việc ổn định chính trị, phát
triển kinh tế của bất kỳ quốc gia nào trên thế giới. Để đảm bảo yêu cầu cung cấp điện
liên tục cũng như chất lượng điện năng cần có một số vốn đầu tư rất lớn để xây dựng
các nhà máy điện, hệ thống lưới điện làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng
đến các hộ tiêu thụ điện. Từ đó sinh ra nhiệm vụ quản lý, vận hành tối ưu hệ thống
điện để đảm bảo hiệu qủa kinh tế. Đây là vấn đề yêu cầu địi hỏi khơng những con
người, tài chính mà cịn cả vấn đề phát triển của khoa học nhằm đáp ứng u cầu ngày
càng cao trong cơng tác cung cấp điện.
Tính phức tạp của hệ thống điện không những được đặc trưng bởi cấu trúc, mà
cịn thể hiện ở tình trạng ln phát triển theo thời gian và tính đa mục tiêu cần thỏa
mãn với các mâu thuẫn tồn tại trong đó (vốn đầu tư nhỏ, độ tin cậy cao, chất lượng

điện năng tốt, giá thành rẻ . . .). Do vậy bài toán quản lý, điều khiển vận hành tối ưu hệ
thống cung cấp điện là một bài toán lớn, đa mục tiêu, nhiều điều kiện ràng buộc. Trong
điều kiện hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học - kỹ thuật, các máy tính có
tốc độ xử lý nhanh, nhiều phương pháp tính hiện đại nhưng việc giải bài toán tối ưu
tổng quát vẫn chưa thực hiện được trọn vẹn, do vậy người ta thường tìm cách chia nhỏ
bài toán với một vài mục tiêu cần phải tối ưu với các ràng buộc mà bài toán cần phải
thỏa mãn.
Trong hệ thống điện, có các phần tử là máy phát điện, máy biến áp, đường dây
tải điện, phụ tải... Nhiệm vụ của hệ thống điện là sản xuất, truyền tải và phân phối điện
năng đến các hộ tiêu thụ. Điện năng phải đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng điện năng
nhất định và độ tin cậy hợp lý. Hệ thống điện phải được phát triển tối ưu và vận hành
với hiệu quả kinh tế cao nhất.
Trong phạm vi luận văn cao học tác giả sẽ tập trung nghiên cứu các biện pháp
nâng cao hiệu quả kinh tế cho lưới điện phân phối tỉnh chăm pa sắc.
1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
1.2.1. Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các chế độ vận hành hệ thống điện, vị trí các
điểm mở của lưới phân phối sao cho hàm mục tiêu TTCS trong lưới điện dựa trên biểu
đồ phụ tải điển hình đạt giá trị nhỏ nhất, điện áp tại các nút thay đổi trong một giới hạn


2
cho phép, đồng thời, tính tốn giá trị TTĐN bằng việc áp dụng phương pháp đường
cong tổn thất.
1.2.2. Phạm vi nghiên cứu.
Phạm vi nghiên cứu là lưới điện phân phối tỉnh Savannakhet nước CHDCDN
Lào. Cấu trúc lưới phức tạp, dây dẫn nhiều chủng loại, tiết diện dây nhỏ, không đồng
nhất, các thiết bị đóng cắt được đưa lên lưới tạo nên các phương án kết lưới đa dạng.
Đồng thời đây là khu vực tập trung nhiều phụ tải và nhiều nguồn nên có khả năng kết
lưới mạch vịng để hỗ trợ lẫn nhau, chuyển đổi phương thức cấp điện cho khách hàng

trong những trường hợp cần thiết. Với lý do đó, đề tài này sẽ tập trung nghiên cứu các
biện pháp nâng cao hiệu quả kinh tế cho lưới điện phân phối tỉnh chăm pa sắc.
1.3. Mục tiêu nghiên cứu.
- Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả kinh tế cho lưới điện phân phối tỉnh
Chăm Pa Sắc.
- Tính tốn các cơng suất và điện áp tại các nút.
- Phân tích tổn thất kỹ thuật và tổn thất phi kỹ thuật.
- Xác định vị trí và dung lượng tụ bù để nâng cao hiệu quả kính tế.
- Xác định được vị trí phân đoạn đường dây khi vận hành để nâng cao độ tin
cậy giảm tổn thất điện năng.
1.4. Phương pháp nghiên cứu.
Thu nhập số liệu và tìm hiểu hiện trạng của lưới cung cấp điện tỉnh Chăm Pa
Sắc.
Nghiên cứu các tài liệu, sách báo, giáo trình trong và ngồi nước, tạp chí, các
trang web chun ngành điện…đề cập tính tốn xác định tổn thất cơng suất và tổn thất
điện năng trong lưới cung cấp điện.
Áp dụng các lý thuyết đã nghiên cứu, sử dụng phần mềm CYMDIST để thao
tác tính tốn tổn thất cơng suất và tổn thất điện năng.
1.5. Ý nghĩa của đề tài.
Việc tính tốn tổn thất điện năng lưới điện phân phối tỉnh Chăm Pa Sắc nhằm
lựa chọn được phương án kết lưới hợp lý với mục tiêu hàm tổn thất điện năng là nhỏ
nhất đồng thời vẫn đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kỹ thuật, từ đó giúp tìm ra được các
giải pháp vận hành và giải pháp quản lý, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho lưới
điện phân phối tỉnh Chăm Pa Sắc.
1.6. Đặt tên đề tài.
Căn cứ vào đối tượng và phạm vi nghiên cứu, mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, luận
văn được đặt tên: “đánh giá mức độ tổn thất điện năng và các giải pháp giảm tổn thất
điện năng trên lưới phân phối tỉnh Chăm Pa Sắc, lào”.

3
II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.
2.1. Cấu trúc luận văn.
Luận văn gồm các phần sau:
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các từ viết tắt
Danh mục bảng
Danh mục hình
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
3. Mục tiêu nghiên cứu.
4. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực tế.
5. Ý nghĩa của đề tài.
6. Đặt tên đề tài.
Chương 1: Tổng quan về tổn thất công suất và điện năng trong lưới điện phân phối.
Chương 2: Các phương pháp tính tổn thất cơng suất và điện năng lưới điện tỉnh Chăm
Pa Sắc, Lào.
Chương 3: Các giải pháp giảm tổn thất điện năng đánh giá hiệu quả kinh tế.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


4
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI
ĐIỆN PHÂN PHỐI
1.1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI.

Lưới điện phân phối có các đặc điểm về thiết kế và vận hành khác với lưới điện
truyền tải. Lưới điện phân phối phân bố trên diện rộng, thường vận hành khơng đối
xứng và có tổn thất khá lớn.
Chế độ vận hành bình thường của lưới điện phân phối là vận hành hở, hình tia
hoặc dạng xương cá. Để tăng cường độ tin cậy cung cấp điện, Hiện nay LĐPP thường
được xây dựng theo cấu trúc mạch vòng nhưng vận hành hở. Trong mạch vòng, các
xuất tuyến được liên kết với nhau bằng dao cách ly hoặc thiết bị nối mạch vòng, các
thiết bị này vận hành ở vị trí mở, khi cần sửa chữa hoặc có sự cố đường dây thì các
dao cách ly phân đoạn sẽ được đóng hoặc mở tùy thuộc vào điểm có sự cố và việc cấp
điện cho phụ tải được liên tục.
Lưới điện phân phối nhận điện từ các trạm phân phối khu vực gồm: 115/22kV;
22/12,7kV. Lưới điện phân phối làm nhiệm vụ phân phối điện cho một địa phương có
bán kính cung cấp điện nhỏ, dưới 50 km.
Phụ tải của lưới điện phân phối đa dạng và phức tạp, bao gồm phụ tải sinh hoạt,
dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp đa phần cùng trong một hộ sinh hoạt. Công suất phụ tải
lớn, đường dây lại dài vượt quá khả năng của cấp điện áp đang sử dụng. Ngoài ra, các
thiết bị điện vận hành trên lưới cũng như phụ tải chưa có quy định về các chỉ tiêu kỹ
thuật để nâng cấp chất lượng điện lưới như các thông số kỹ thuật, hiệu suất thiết bị.
Phụ tải điện chưa có quy định về hệ số công suất, chế độ làm việc, số lượng sóng hài
cũng chưa có chương trình quản lý phụ tải, dẫn đến chất lượng cung cấp điện chưa
cao.
Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, các đường dây truyền tải
và phân phối điện được nối với nhau thành hệ thống làm nhiệm vụ sản xuất, tryền tải
và phân phối điện năng.
Do phụ tải ngày càng phát triển với tốc độ ngày càng cao, vì vậy cần xây dựng
các nhà máy có cơng suất lớn. Vì lý do kinh tế và môi trường, các nhà máy điện được
xây dựng ở những nơi gần nguồn nhiên liệu. Trong khi đó các trung tâm phụ tải ở xa,
do vậy phải dùng lưới điện truyền tải đề chuyển tải điện năng đến các hộ phụ tải. Vì lý
do kinh tế cũng như an tồn, người ta khơng thể cung cấp trực tiếp cho các phụ tải
bằng lưới truyền tải, do vậy phải xây dựng lưới điện phân phối.

Lưới điện phân phối trung áp tỉnh Chăm Pa Sắc có các cấp điện áp 12.7-22kV
dùng để phân phối điện năng cho các trạm biến áp phân phối trung áp – hạ áp, lưới
điện phân phối hạ áp cấp điện trực tiếp cho các phụ tải hạ áp. Lưới điện phân phối có
nhiệm vụ đảm bảo chất lượng điện cung cấp cho phụ tải. Vì vậy, việc nghiên cứu thiết
kế, vận hành hệ thống lưới điện phân phối là hết sức quan trọng.


5
Sự tăng cường của lưới phân phối và truyền tải rất nhanh. Do tính lịch sử lưới
điện phân phối Chăm Pa Sắc tồn tại nhiều cấp điện áp khác nhau (12,7 kV và 22 kV),
đã gây ra nhiều khó khăn trong công tác quy hoạch, thiết kế, quản lý vận hành lưới
điện. Để khắc phục tình trạng trên bộ năng lượng có quyết định của nhà nước về việc
sử dụng cấp điện áp phân phối 22 kV trên toàn quốc.
Việc phát triển lưới điện cịn có nhiều khó khăn về vốn đầu tư nhưng tốc độ tăng
trưởng phụ tải nhanh trong thời kỳ đổi mới, việc quản lý lưới điện chưa có tiêu chuẩn
thiết bị, chế độ làm việc, chương trình quản lý phụ tải, dẫn đến chất lượng cung cấp
điện kém, hiệu quả kinh tế thấp.
1.2. TỔNG QUAN VỀ TTCS VÀ TTĐN TRONG LĐPP.
1.2.1. Giới thiệu khái quát.
Tổn thất công suất (TTCS) và tổn thất điện năng (TTĐN) trong lưới điện truyền
tải và LĐPP có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện.
Giảm TTĐN làm giảm giá thành sản xuất điện năng và góp phần làm giảm cơng suất
phát của nguồn điện, đồng thời cải thiện chất lượng điện năng nâng cao chất lượng
cung cấp điện cho khách hàng. Có nhiều phương pháp giảm TTĐN khác nhau, tuy
nhiên với mỗi phương thức kết lưới khác nhau, các đặc tính phụ tải khác nhau, ở từng
giai đoạn cụ thể sẽ có giải pháp giảm tổn thất khác nhau, nhằm mục đích mang lại hiệu
quả như vậy, cần phải áp dụng những phương pháp tính tốn, phân tích TTĐN hồn
thiện. Hiệu quả của việc đưa ra giải pháp giảm TTĐN đúng gần như phụ thuộc hồn
tồn vào độ chính xác, sự phù hợp của các phương pháp tính tốn, phân tích TTĐN
của lưới điện. Chính vì vậy, vấn đề lựa chọn phương pháp tính tốn TTĐN trong hệ

thống điện đặc biệt là lưới điện phân phối, đóng vai trị đặc biệt quan trọng. Để có cơ
sở cho việc phân tích các nội dung trên, trước hết chúng ta nêu lại một số khái niệm cơ
bản về TTCS và TTĐN.
Trong hệ thống điện, TTĐN phụ thuộc vào đặc tính của mạch điện, lượng điện
truyền tải, khả năng của hệ thống và vai trò của công tác quản lý. Tổn thất điện năng
bao gồm TTĐN kỹ thuật và TTĐN phi kỹ thuật.
TTĐN kỹ thuật là tiêu hao điện năng tất yếu xảy ra trong quá trình truyền tải và
phân phối điện năng từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ điện. Dòng điện đi qua
máy biến áp, dây dẫn và các thiết bị điện trên hệ thống lưới điện đã làm phát nóng
MBA, đường dây và các thiết bị dẫn điện, làm tiêu hao điện năng. Đường dây dẫn điện
cao áp từ 110 kV trở lên cịn có tổn thất vầng quang dòng điện qua cáp ngầm và tụ
điện còn tổn thất do điện mơi.
TTĐN phi kỹ thuật (cịn gọi là TTĐN thương mại) xảy ra do tình trạng vi phạm
trong sử dụng điện như: lấy cắp điện dưới nhiều hình thức, do chủ quan của người
quản lý khi mất pha, công tơ chết, cháy không xử lý, thay thế kịp thời, bỏ sót hoặc khi
sai chỉ số… dẫn đến điện năng bán cho khách hàng đo được qua hệ thống đo đếm thấp
hơn so với điện năng khách hàng sử dụng.


6
Bảng 1.1 Tỷ lệ tổn thất điện năng của một số nước giai đoạn 2011-2014
Quốc gia

Tỷ lệ TTĐN

Quốc gia

Tỷ lệ TTĐN

Mỹ

6%

Indonesia

9%

Vương quốc Anh

8%

Ấn Độ

21%

Argentina

14%

Singapore

5%

Campuchia

28%

Malaysia

6%

Myamar

21%

Philippines

11%

Cộng hòa Congo

46%

Cộng hòa Haiti

55%

Thái Lan

7%

Brunei

7%

Lào

10%
Việt Nam
8.49%

(Theo Tạp chí điện lực – chuyên đề thế giới điện)
1.2.2. Bài tốn về tổn thất cơng suất.
Đặc tính của truyền tải điện năng là khi có dịng điện chạy trong lưới điện luôn
luôn xảy ra hiện tượng tổn thất điện áp trên đường dây và trong MBA. Hiện tượng này
làm cho điện áp ở đầu nguồn và phụ tải chênh lệch nhau. Thường là điện áp ở phụ tải
thấp hơn ở đầu nguồn, trừ trường hợp đường dây siêu cao áp vận hành ở chế độ non tải
điện áp ở cuối đường dây có thể cao hơn đầu nguồn; TTCS trên lưới điện và trong
MBA làm cho công suất của phụ tải nhỏ hơn công suất của nguồn điện; TTĐN trên
lưới và trong MBA làm cho điện năng của phụ tải nhỏ hơn điện năng của nguồn điện.
a. Tổn thất công suất trên đường dây.
Tổn thất tác dụng trên đường dây ba pha xoay chiều với một phụ tải ở cuối
đường dây được xác định như sau:

P2  Q2
S2
3
R
*10

R *103
2
2
U
U
Tương tự đối với CSPK
P  3RI 2 

(kW)

(1.1)

P2  Q2
S2
3
Q  3 XI 
X *10  2 X *103 (kVAr)
(1.2)
2
U
U
Trong đó: P, Q, S là cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng và cơng suất tồn
phần của đường dây, đơn vị tính là: kW, kVAr, kVA.
U: điện áp dây của mạng điện (kV).
R, X: điện trở và điện kháng của đường dây (Ω).
b. Tổn thất công suất trong máy biến áp.
TTCS trong máy biến áp có thể phân tích thành hai thành phần:
- Thành phần không phụ thuộc và phụ thuộc phụ tải. Thành phần không phụ
thuộc phụ tải là tổn thất trong lõi thép của MBA, còn gọi là tổn thất không tải. Tổn thất
không tải chỉ phụ thuộc vào cấu tạo của MBA. Tổn thất không tải được xác định theo
các số liệu kỹ thuật của MBA:
2


7

 S0  P0  jQ0 

(1.3)

i0 %* Sdm 



Q

(1.4)
0

100 

i0%: dịng điện khơng tải tính theo %.
∆P0, ∆Q0: TTCS tác dụng, tổn thất CSPK khi không tải.
-Thành phần thứ hai phụ thuộc vào công suất tải qua MBA, gọi là tổn thất đồng
hay tổn thất ngắn mạch.
Với MBA hai cuộn dây, tổn thất đồng được xác định:
Trong đó:

2

 S  
P2  Q2
2
 PCu  3I RB 
RB  Pn 
 
U2

 Sdm  

(1.5)


U n %* S 2 
P2  Q2
2
XB 
(1.6)
 QCu  3I X B 

U2
100* Sdm 

Trong trường hợp có n MBA giống nhau vận hành song song thì TTCS trong n
MBA được xác định:
2


Pn  S 
 P 

  n * P0 
n  Sdm 



(1.7)



U n %* S 2
 n * Q0 

(1.8)
 Q 
100* n * Sdm


Trong đó: S là cơng suất tải qua MBA (kVA), Pn, P0, tổn thất ngắn mạch và
tổn thất không tải MBA (kW).
c. Tổn thất điện năng trên đường dây.
Một phần năng lượng bị mất đi trong quá trình truyền tải gọi là TTĐN. Trên
đường dây, với phụ tải cố định và tổn thất tác dụng P, TTĐN A trong thời gian t
bằng:

A  P * t  3RI 2t

(kWh)
(1.9)
Nhưng trong thực tế, dòng điện (hay công suất) phụ tải luôn thay đổi theo thời
gian, nên TTCS P cũng thay đổi theo thời gian, vì vậy khơng thể tính TTĐN theo
cơng thức (1.9). Nếu phụ tải thay đổi theo thời gian thì TTĐN A được tính theo:
t


2

A

3
R
I
dt


0 


(kWh)

(1.10)

(kWh)

(1.11)

TTĐN cả năm:
8760


2
 A  3R  I dt 
0


d. Tổn thất điện năng trong máy biến áp.


8
TTĐN trong MBA gồm hai phần: phần không phụ thuộc vào phụ tải xác định
theo thời gian làm việc của MBA và phần phụ thuộc vào phụ tải xác định theo thời
gian TTCS cực đại τ.
2



Smax

A


P
*
t


P
*



P
*
t


P

(1.12)


0
max
0
n

2
Sdm


Trong đó: t là thời gian làm việc của MBA, nếu thời gian là việc cả năm t= 8760
h; Smax phụ tải cực đại của MBA.
Nếu có n MBA như nhau vận hành song song thì TTĐN trong n máy là:

2


Smax

A

n

P
*
t


P

 n

0
n
2
n * Sdm




(1.13)

Sau đây chúng ta sẽ nghiên cứu một số phương pháp thường được dùng để xác
định TTĐN.
1.2.3. Bài toán về tổn thất điện năng trong thiết kế.
Khi tính tốn thiết kế, Với u cầu độ chính xác khơng cao, có thể áp dụng nhiều
cách tính gần đúng ngay cả khi rất thiếu thông tin. Trên cơ sở giả thiết đã xác định
TTCS ứng với chế độ phụ tải cực đại Pmax TTĐN được tính theo cơng thức đơn giản
sau:

DA = DPmax .t

(1.14)
Với cách tính này chỉ cần xác định 2 đại lượng Pmax và , trị số Pmax có thể
xác định chính xác theo các chương trình tính tốn đã nêu hoặc theo các cách tính gần
đúng. Khó khăn chính là giá trị  khơng thể xác định chính xác được, thường trong
tính tốn của chúng ta hiện nay giá trị của  được xác định theo các biểu thức sau:
− Công thức kinh nghiệm:

  (0,124  Tmax  104 ).8760

(1.15)

− Công thức Kenzevits:
  2.Tmax  8760 

8760  Tmax

T
2p
1  max  min
8760 Pmax

 pmin
1 
 Pmax





(1.16)

− Công thức Vanlander:
2

Tmax  
Tmax  
  8760. 0,13.
   0,87.
 
8760  
8760  


− Tra đường cong tính tốn:
  f (Tmax , cos  )

(1.17)

(1.18)

Các cơng thức trên chỉ là gần đúng, lấy theo thực nghiệm và tiệm cận hóa, nhất
là được xác định trên những lưới điển hình, có cấu trúc tiêu chuẩn của nước ngồi,
điều này có thể khơng phù hợp cho lưới điện nước ta.


9
1.2.4. Tính tốn TTĐN trong quản lý vận hành lưới điện phân phối.
Trong các bài toán vận hành các yêu cầu sau đây thường được đặt ra cho bài toán
xác định TTĐN:
Trị số TTĐN phải phản ánh thực trạng đang có của LPP điện. Lưới có thể mang
các đặc trưng riêng khơng giống với các LPP khác (thậm chí phi tiêu chuẩn).
- Xét đến các đặc trưng cụ thể của biểu đồ phụ tải các nút.
Phản ánh được các yếu tố tác động làm thay đổi trị số TTĐN, đặc biệt là các yếu
tố điều khiển vận hành (ví dụ: thay đổi đầu phân áp, đóng cắt dung lượng bù, thay đổi
số lượng các phần tử vận hành song song…).
Những yêu cầu trên đã dẫn đến phải áp dụng những phương pháp riêng để tính
tốn TTĐN trong điều kiện vận hành. Trước hết, ngay trong cách xác định TTCS đã
cần áp dụng các mơ hình đầy đủ hơn để xác định Pmax. Mơ hình phải phản ánh được
các yếu tố về chế độ điều chỉnh điện áp, trạng thái các thiết bị bù...Trong các tính tốn
thiết kế thường chỉ tính theo chế độ trung bình, bởi khơng cần thiết và cũng chưa có
các số liệu điều khiển vận hành trong thời gian thực.
Mặt khác để đảm bảo có độ chính xác cao việc xác định TTĐN không thể chỉ căn
cứ vào một vài thông số của biểu đồ phụ tải (như Tmax, Pmax) mà phải căn cứ vào toàn
bộ biểu đồ. Yêu cầu này đã dẫn đến cách áp dụng phương pháp tính trực tiếp vẫn
thường được áp dụng hiện nay trong nhiều tài liệu. Phương pháp đòi hỏi phải có được
các biểu đồ phụ tải điển hình phản ảnh được thực trạng của HTCCĐ.

Ngoài ra, nhược điểm của phương pháp tính trực tiếp là khối lượng tính tốn lớn,
khơng thể hiện được các thông tin chung trong kết quả nghiên cứu.
1.3. BÀI TOÁN NÂNG CAO HIỂU QUẢ KINH TẾ LĐPP.
1.3.1. Tính kinh tế của việc giảm tổn thất.
Cần thiết phải liệt kê các tác dụng của các công tác giảm tổn thất điện năng để có
thể đánh giá các lợi ích kinh tế do giảm tổn thất mang lại, trong quá trình phân phối
điện năng từ nhà máy đến phụ tải, tổn thất là không tránh khỏi do các tính chất về điện
và việc đo lượng điện năng trong hệ thống điện, tổn thất này bao gồm tổn thất ở khâu
truyền tải và phân phối.
Vì phụ tải có ảnh hưởng đến tổn thất không phải luôn cố định, tổn thất điện năng
có thể giảm thơng qua việc áp dụng hệ số phụ tải để giảm tổn thất điện năng vào lúc
phụ tải xác định.
Có nhiều phương pháp để tính tốn việc giảm tổn thất điện năng nhưng có lẽ
phương pháp hợp lý nhất là đánh giá chi phí nhiên liệu trong việc cung cấp điện.
Tổn thất công suất (TTSC) và tổn thất điện năng (TTĐN) trong LĐPP có ảnh
hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện. Giảm tổn thất điện
năng làm giảm giá thành sản xuất điện năng và góp phần làm giảm công suất phát của
nguồn điện, đồng thời cải thiện chất lượng điện năng nâng cao chất lượng cung cấp
điện cho khách hàng. Có nhiều phương pháp giảm tổn thất điện năng khác nhau, tuy


10
nhiên với mỗi phương thức kết lưới khác nhau, các đặc tính phụ tải khác nhau, ở từng
giai đoạn cụ thể sẽ có giải pháp giảm tổn thất khác nhau, nhằm mục đích mang lại hiệu
quả kinh tế cao nhất, phù hợp với điều kiện hiện tại. Để có được kết quả như vậy, cần
phải áp dụng những phương pháp tính tốn, phân tích TTĐN hồn thiện. Hiệu quả của
việc đưa ra giải pháp giảm TTĐN đúng gần như phụ thuộc hồn tồn vào độ chính
xác, sự phù hợp của các phương pháp tính tốn, phân tích TTĐN của lưới điện. Chính
vì vậy, vấn đề lựa chọn phương pháp tính toán TTĐN trong hệ thống điện đặc biệt là
lưới điện phân phối, đóng vai trị đặc biệt quan trọng. Để có cơ sở cho việc phân tích

các nội dung trên, trước hết chúng ta nêu lại một số khái niệm cơ bản về TTCS và
TTĐN.
Trong hệ thống điện, TTĐN phụ thuộc vào đặc tính của mạng điện, lượng điện
truyền tải, khả năng của hệ thống và vai trị của cơng tác quản lý. Tổn thất điện năng
bao gồm TTĐN kỹ thuật và TTĐN phi kỹ thuật.
TTĐN kỹ thuật là tiêu hao điện năng tất yếu xảy ra trong quá trình truyền tải và
phân phối điện năng từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ điện. Dòng điện đi qua
máy biến áp, dây dẫn và các thiết bị điện trên hệ thống lưới điện đã làm phát nóng
MBA, đường dây và các thiết bị dẫn điện, làm tiêu hao điện năng. Đường dây dẫn điện
cao áp từ 110 kV trở lên cịn có tổn thất vầng quang dịng điện qua cáp ngầm và tụ
điện còn tổn thất do điện mơi.
TTĐN phi kỹ thuật ( cịn gọi là TTĐN thương mại ) xảy ra do tình trạng vi phạm
trong sử dụng điện như: lấy cắp điện dưới nhiều hình thức, do chủ quan của người
quản lý khi mất pha, công tơ chết, cháy không xử lý, thay thế kịp thời, bỏ sót hoặc ghi
sai chỉ số... dẫn đến điện năng bán cho khách hàng đo được qua hệ thống đo đếm thấp
hơn so với điện năng khách hàng sử dụng.
1.3.2. Các biện pháp giảm tổn thất.
Các biện pháp điển hình sau đây thường được quan tâm nhiều trong công tác
giảm tổn thất điện năng lưới điện.
+ Cải tạo lưới điện đang vận hành.
Các hệ thống điện phân phối thường được hình thành và phát triển nhanh chóng
tại các địa phương bắt đầu từ một thời kỳ khởi tạo nào đó. Cấu trúc tự nhiên được hình
thành sau nhiều năm thường không hợp lý, sơ đồ chắp vá, công suất trạm khơng phù
hợp và khơng nằm tại những vị trí tối ưu so với nơi tập trung phụ tải, bài toán được đặt
ra là cần phải xác định một cấu trúc hợp lý liên kết các đường dây và trạm sao cho hệ
thống lưới điện phân phối phải đảm bảo nhu cầu điện năng trong một thời gian tương
đối dài, một số các biện pháp cơ bản về cải tạo lưới nhằm chống tổn thất như sau:
- Phát triển trục hệ thống truyền tải.
Xây dựng các đường dây truyền tải chính xuyên qua các vùng trong nước có cấp
điện áp 110 kV, 154 kV, 220 kV, 345 kV, 500 kV như vậy sẽ tạo bán kính cấp điện

hợp lý và khả năng tải cao.


11
- Xây dựng các nhà máy và các trạm ở các trung tâm phụ tải.
Phần lớn điện năng được cung cấp từ các nhà máy ở xa trung tâm phụ tải, xây
dựng các nhà máy nhiệt điện lớn gần trung tâm phụ tải cải thiện sự mất cân đối trong
việc điều độ hệ thống, điều này làm giảm được sự phân tán cơng suất trên đường dây
dài, góp phần giảm tổn thất truyền tải và phân phối.
- Đơn giản hóa các cấp điện áp.
Chẳng hạn cấp điện áp 66 kV dần dần được thay bằng cấp 110 kV và chỉ còn cấp
điện áp 110 kV, 220 kV, trên lưới tuyền tải cũng nhằm mục đích giảm tổn thất.
- Thay các đường dây phân phối trung áp, hạ áp và biến đổi hệ thống phân phối
một pha thành ba pha.
Các đường dây cũ bị quá tải do phụ tải phát triển cần được thay bằng dây dẫn có
đường kính lớn hơn hoặc là cải thiện các đường dây ba pha điện áp 220V thành điện
áp 380V.
Các đường dây một pha trên mạng nông thôn do khoảng cách dài nên gây sụt áp
và tổn thất điện năng được chuyển đổi thành đường dây ba pha.
- Đặt tụ bù nâng cao cosφ đường dây.
Hệ số công suất thấp gây ra bởi các phụ tải động cơ cảm ứng, cùng với tính cảm
của đường dây, điều này gây ra sụt áp lớn và tổn thất điện năng nhiều hơn trên đường
dây. Tụ điện bù ngang trên đường dây được dùng ở những nơi cần điều chỉnh cosφ cao
hơn trên cơ sở của việc đo hệ số công suất trên đường dây phân phối, các nơi tiêu thụ
có động cơ bắt buộc phải đặt tụ điện. Cosφ ở cuối đường dây được yêu cầu từ 0,850,95; các phụ tải có cosφ thấp bị phạt với giá tiền điện cao hơn. Gần đây, các đồ điện
gia dụng có hệ số cơng suất thấp. Chẳng hạn như đèn huỳnh quang cũng có đặt tụ điện
bù cosφ ngay tại nơi sản xuất. Tuy vậy, vấn đề đặt ra cho máy phát điện có cosφ dung
(cosφ sớm) vào những lúc phụ tải cực tiểu, dẫn đến tự kích máy phát là một vấn đề cần
nghiên cứu.
- Giảm tổn thất trong các máy biến áp phân phối.

Tổn thất sắt của máy biến áp phân phối chiếm một phần lớn của tổn thất, việc
dùng các máy biến áp có tổn thất sắt thấp (lõi sắt cuốn) thay cho các máy biến áp cũ
cũng làm giảm tổn thất đáng kể.
+ Cải thiện về điều kiện vận hành.
Các biện pháp điển hình được quan tâm nhiều trong công tác quản lý vận hành
lưới điện.
- Giảm tổn thất thông qua điều độ kinh tế trong hệ thống.
Với khả năng dự trữ sẵn có của các nhà máy điện để đảm bảo chất lượng điện
năng về điện áp và tần số, việc điều độ hệ thống được thực hiện bởi điều độ trung tâm
và điều độ địa phương.


12
Tác dụng của vận hành kinh tế trong hệ thống điện đã giảm được tổn thất điện
năng (một trong những rằng buộc về vận hành) qua việc duy trì điện áp ổn định trong
hệ thống, cực tiểu công suất phản kháng phát ra ở nhà máy.
- Cung cấp trực tiếp bằng điện áp cao trên các phụ tải.
Các phụ tải cơng suất lớn có số lượng càng ngày càng tăng được khuyến khích
nhận điện trực tiếp từ điện áp cao qua trạm biến áp phân phối đặt ngay tại nơi tiêu thụ.
Điều này làm giảm tổn thất điện năng do cung cấp quá nhiều cấp điện áp, chẳng hạn
phát triển các cấp điện áp 110 kV, 35 kV... để dễ dàng nối đến các phụ tải lớn bằng các
cấp điện áp này thay vì cung cấp từ các cấp điện áp 6, 10, 22 kV.
-Giảm tổn thất thông qua cải thiện hệ số phụ tải.
Hệ số phụ tải còn được gọi là hệ số điền kín phụ tải, khi hệ số phụ tải của hệ
thống thấp, khả năng phát triển để cung cấp cho phụ tải cực đại càng lớn, điều này có
nghĩa là phải đầu tư nhiều hơn cho nguồn và lưới điện và tổn thất công suất tỷ lệ với
bình phương của cường độ dịng điện cũng từ đó mà tăng lên.
Hệ số phụ tải có thể được cải thiện nâng lên nếu làm cho đồ thị phụ tải được
bằng phẳng hơn bằng cách hạn chế sử dụng điện vào những giờ cao điểm và chuyển
sang sử dụng vào những giờ thấp điểm, thay đổi quy trình sản xuất của các phụ tải

cơng nghiệp để có đồ thị phụ tải hợp lý. Điều này không phải dễ dàng làm được theo ý
muốn của công ty điện lực, chỉ có cách là điều chỉnh lại giá bán điện theo giờ nghĩa là
bán giá cao tại lúc phụ tải đỉnh và giá thấp hơn vào lúc phụ tải cực tiểu để người tiêu
thụ điện ý thức về một kế hoạch sử dụng điện cho chính mình.
- Giảm diện tích trung bình phân phối điện trên mỗi kWh điện năng do phụ tải
yêu cầu tăng lên.
Trong một vùng cho trước, việc tăng cơng suất tiêu thụ cũng có nghĩa là giảm
khoảng cách truyền tải điện và diện tích vùng phân phối cho mỗi kWh điện năng cung
cấp vì sẽ phải xây dựng thêm nhiều trạm biến áp trong vùng và do đó giảm được tổn
thất điện năng, tất nhiên điều này khó có thể đạt được bằng mọi cố gắng của công ty
điện lực nhằm giảm tổn thất điện năng, đây chỉ là một kiểu giảm tổn thất tự nhiên mà
yếu tố chính của giảm tổn thất là khi yêu cầu sử dụng điện tăng lên nhanh chóng. Với
cùng một lý do này mà các trạm biến áp phân phối đặt ở nơi thích hợp cũng có tác
dụng giảm tổn thất tương tự.
+ Giảm tổn thất đối với tổn thất thương mại.
Các biện pháp giảm tổn thất thương mại tuy không mới, vấn đề là cách thức triển
khai để có hiệu quả cao nhất tùy theo đặc điểm thực tế. Các biện pháp giảm tổn thất
thương mại như sau:
Đảm bảo chất lượng kiểm định ban đầu cơng tơ đo đếm chính xác trong cả chu
kỳ làm việc và thực hiện kiểm định, thay thế định kỳ công tơ đúng thời hạn theo quy
định ( 5 năm đối với công tơ một pha, 2 năm với công tơ ba pha ).


13
Đối với hệ thống đo đếm lắp đặt mới cần đảm bảo thiết kế lắp đặt hệ thống đo
đếm bao gồm công tơ, TU, TI và các thiết bị giám sát từ xa (nếu có) đảm bảo cấp
chính xác, được niêm phong kẹp chì và có các giá trị định mức (dòng điện, điện áp, tỉ
số biến...) phù hợp với phụ tải, đảm bảo khơng có sai sót trong q trình lắp đặt.
Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống đo đếm ( công tơ, TU, TI...) để đảm bảo các thiết
bị đo đếm trên lưới được niêm phong quản lý tốt, có cấp chính xác phù hợp đảm bảo

đo đếm đúng, kịp thời phát hiện và thay thế ngay thiết bị đo đếm bị sự cố (công tơ kẹt
cháy, TU, TI, cháy hỏng...) hư hỏng hoặc bị can thiệp trái phép trên lưới điện.
Từng bước áp dụng công nghệ mới, lắp đặt thay thế các thiết bị đo đếm có cấp
chính xác cao cho phụ tải lớn, như thay thế công tơ điện tử ba pha, áp dụng các
phương pháp đo xa, giám sát thiết bị đo đếm từ xa cho các phụ tải lớn nhằm tăng
cường theo dõi, phát triển sai sót, sự cố trong đo đếm.
Nâng cao chất lượng ghi, đảm bảo ghi đúng lộ trình, chu kỳ đảm bảo chính xác
kết quả sản lượng để tính tốn TTĐN, đồng thời cũng nhằm mục đích phát hiện kịp
thời cơng tơ kẹt cháy, hư hỏng ngay trong quá trình ghi chỉ số để xử lý kịp thời.
Khoanh vùng đánh giá TTĐN: thực hiện lắp đặt công tơ ranh giới, công tơ cho
từng xuất tuyến, công tơ tổng từng TBA phụ tải qua đó theo dõi đánh giá biến động
TTĐN của từng xuất tuyến, từng TBA công cộng hàng tháng và kế hoạch đến tháng
thực hiện để có biện pháp xử lý đối với những biến động TTĐN, đồng thời dựa trên so
sánh kết quả lũy kế với kết quả tính toán TTĐN kỹ thuật để đánh giá thực tế vận hành
cũng như khả năng có TTĐN thương mại thuộc khu vực đang xem xét.
Tăng cường công tác kiểm tra chống các hành vi lấy cắp điện, phối hợp với các
cơ quan truyền thông tuyên truyền ngăn ngừa biểu hiện lấy cắp điện. Giáo dục các
nhân viên quản lý vận hành, các đơn vị và người dân quan tâm đến vấn đề giảm
TTĐN, tiết kiệm điện năng.
Thực hiện tốt quản lý kìm, chì niêm phong cơng tơ, TU, TI, hộp bảo vệ hệ thống
đo đếm, xây dựng quy định kiểm tra, xác minh đối với các trường hợp công tơ cháy,
mất cắp, hư hỏng... nhằm ngăn ngừa hiện tượng thông đồng với khách hàng vi phạm
sử dụng điện. Tăng cường phúc tra ghi chỉ số công tơ để đảm bảo việc ghi chỉ số đúng
quy định của quy trình kinh doanh.
1.4. ĐỘ TIN CẬY.
1.4.1 Độ tin cậy và các chỉ tiêu độ tin cậy.
Độ tin cậy là xác suất để hệ thống (hoặc phần tử) hoàn thành nhiệm vụ yêu cầu
trong khoảng thời gian nhất định và trong điều kiện vận hành nhất định.
Mức độ tin cậy luôn gắn với việc hoàn thành nhiệm vụ trong khoảng thời gian và
một hoàn cảnh xác định, xác suất này được gọi là độ tin cậy của hệ thống hay phần tử.

Đối với hệ thống hay phần tử không phục hồi, xác suất là đại lượng thống kê, do
đó độ tin cậy là khái niệm có tính thống kê từ kinh nghiệm làm việc trong quá khứ của
hệ thống hay phần tử, đối với hệ thống hay phần tử phục hồi như hệ thống điện và các


14
phần tử của nó, khái niệm khoảng thời gian khơng có ý nghĩa bắt buộc, vì hệ thống
làm việc liên tục. Do đó độ tin cậy được đo bởi đại lượng thích hợp hơn, đó là độ sẵn
sàng.
Độ sẵn sàng là xác suất để hệ thống hay phần tử hoàn thành hoặc sẵn sàng hoàn
thành nhiệm vụ trong thời điểm bất kỳ.
Độ sẵn sàng cũng là xác suất để hệ thống ở trạng thái tốt trong thời điểm bất kỳ
và được tính bằng tỷ số giữa thời gian hệ thống ở trạng thái tốt và tổng thời gian hoạt
động. Ngược lại với độ sẵn sàng là độ không sẵn sàng, nó là xác suất để hệ thống hoặc
phần tử ở trạng thái hỏng.
Đối với hệ thống điện, độ sẵn sàng (cũng được gọi chung là độ tin cậy) hoặc độ
không sẵn sàng chưa đủ để đánh giá độ tin cậy trong các bài tốn cụ thể, do đó phải sử
dụng thêm nhiều chỉ tiêu khác cũng có tính xác suất như dưới đây:
- Tần số mất điện trung bình của hệ thống SAIFI (System average interruption
frequency index).
- Tần số mất điện trung bình của khách hàng CAIFI (Customer average
interruption frequency index).
- Thời gian mất điện trung bình của hệ thống SAIFI (System average interruption
duration index).
- Thời gian mất điện trung bình của khách hàng CAIFI (Customer average
interruption duration index).
- Tổng thời gian mất điện trung bình của khách hàng CAIFI (Customer total
average interruption duration index).
- Độ sẵn sàng (không sẵn sàng) phục vụ trung bình ASAI (ASUI), (Average
service availability (unavailability) index).

- Năng lượng không được cung cấp ENS (Energy not supplied index)
- Điện năng trung bình khơng được cung cấp AENS hay mất điện hệ thống trung
bình (Average not supplied index).
- Chỉ số mất điện khách hàng trung bình ACCI (Average customer curtailment
index).
1.4.2 Tổn thất kinh tế do mất điện và ảnh hưởng của độ tin cậy đến cấu trúc
hệ thống.
Hệ thống điện là một hệ thống phức tạp, gồm nhiều phần tử, các phần tử liên kết
với nhau theo những sơ đồ phức tạp, hệ thống điện thường nằm trên địa bàn rộng của
một quốc gia hay vùng lãnh thổ, khi các phần tử của hệ thống hư hỏng có thể dẫn đến
ngừng cung cấp điện cho từng vùng hoặc tồn hệ thống, có thể chia thành 4 nhóm
ngun nhân gây mất điện như sau:
- Do thời tiết: giông sét, lũ lụt, mưa, bão, lốc xoáy...
- Do hư hỏng các phần tử của hệ thống điện.
- Do hoạt động của hệ thống:


15
+ Do trạng thái của hệ thống: độ ổn định, tần số, điện áp, quá tải...
+ Do nhân viên vận hành hệ thống điện.
- Các nguyên nhân khác: do đồ vật, cây cối, phương tiện vận tải, đào đất, hỏa
hoạn, phá hoại...
Điện năng là động lực chính của tồn bộ nền kinh tế quốc dân. Khi xảy ra sự cố
hệ thống sẽ gây mất điện trên diện rộng, một số sự cố nguy hiểm và lan rộng do lụt,
bão, khi đó có các đơn vị điện lực khơng đủ người, phương tiện, máy móc, thiết bị để
phục hồi nhanh lưới điện trên một vùng địa lý rộng lớn và phức tạp. Việc mất điện sẽ
gây ra các hậu quả xã hội, kinh tế rất lớn.
Theo hậu quả của mất điện, các phụ tải được chia làm 2 loại:
a. Loại phụ tải mà sự mất điện gây ra hậu quả mang tính chính trị xã hội.
b. Loại phụ tải mà sự mất điện gây ra hậu quả kinh tế.

Đối với loại (a), phụ tải cần được cấp điện với độ tin cậy cao nhất có thế. Cịn đối
với loại (b), là bài toán kinh tế-kỹ thuật trên cơ sở cân nhắc giữa vốn đầu tư vào hệ
thống điện và tổn thất kinh tế do mất điện.
Có hai khái niệm về tổn thất kinh tế do mất điện.
a. Tổn thất kinh tế cho các cơ sở sản xuất, kinh doanh cụ thể, đó là tổn thất kinh
tế mà các cơ sở này phải chịu khi mất điện đột ngột hay theo kế hoạch.
Khi mất điện đột ngột, sản phẩm sẽ bị hỏng, sản xuất ngừng trệ gây ra tổn thất
kinh tế, tổn thất này có thể phụ thuộc số lần mất điện hoặc điện năng bị mất hoặc đồng
thời cả hai, khi mất điện theo kế hoạch, tổn thất sẽ nhỏ hơn do cơ sở đã được chuẩn bị.
Hiện nay các Công ty điện lực đang tính thiệt hại này bằng giá trị của lượng điện năng
trung bình bị mất tại các trạm biến áp phụ tải, tổn thất này được tính tốn cho từng loại
xí nghiệp hoặc cơ sở kinh doanh cụ thể cung cấp điện cho các cơ sở này.
b. Tổn thất kinh tế nhìn từ quan điểm hệ thống điện, tổn thất này được tính tốn
từ các tổn thất thất ở phụ tải và theo các quan điểm của hệ thống điện, nó nhằm phục
vụ cơng việc thiết kế, quy hoạch hệ thống điện sao cho thỏa mãn được nhu cầu về độ
tin cậy của phụ tải, đồng thời đảm bảo hiệu quả kinh tế của hệ thống điện.
Tổn thất này được tính cho lưới phân phối, lưới truyền tải và nguồn điện một
cách riêng biệt, nó cũng được tính cho từng loại phụ tải cho một lần mất điện, cho 1
kW hoặc 1 kWh tổn thất và cũng được tính cho độ dài thời gian mất điện.
Tổn thất kinh tế do mất điện rất lớn, đồng thời về mặt chính trị - xã hội cũng địi
hỏi độ tin cậy cung cấp điện ngày càng cao, khiến cho hệ thống điện ngày càng phải
hoàn thiện về cấu trúc, cải tiến về vận hành để không ngừng nâng cao độ tin cậy.
Yếu tố độ tin cậy cho ảnh hưởng đến quyết định cấu trúc của hệ thống điện.
- Cấu trúc nguồn điện: Độ dự trữ công suất, các tổ máy dự trữ lạnh...
- Cấu trúc lưới: Mạch vịng kín, nhiều lộ song song, trạm nhiều máy biến áp, sơ
đồ trạm và nhà máy điện phức tạp.


16
- Cấu trúc hệ thống điều khiển: Thiết bị bảo vệ, thiết bị chống sự cố, hệ thống

thông tin, hệ thống điều khiển tự động, phương thức vận hành...
- Cấu trúc hệ thống quản lý: kỹ thuật sẵn sàng can thiệp khi sự cố, dự trữ thiết bị,
phương tiện đi lại, tổ chức sửa chữa sự cố và bảo dưỡng định kỳ.
Để nâng cao độ tin cậy đòi hỏi vốn đầu tư rất lớn, do đó độ tin cậy khơng phải
được nâng cao bằng mọi giá, đầu tư vào nâng cao độ tin cậy chỉ có hiệu quả khi mức
giảm tổn thất kinh tế do nâng cao độ tin cậy lớn hơn chi phí để nâng cao độ tin cậy.
Trong hàm mục tiêu của các bài toán xác định cấu trúc nguồn điện cũng như lưới
điện đều có thành phần tổn thất do độ tin cậy được tính theo tổn thất kinh tế đã nói
trên, tuy nhiên việc tính như vậy cũng gặp phải rất nhiều khó khăn. Do đó cịn có thể
tính tốn với yếu tố độ tin cậy như là điều kiện của bài toán, tức là sử dụng chỉ tiêu
gián tiếp về độ tin cậy như:
- Xác suất không xảy ra mất điện (độ tin cậy) phải bằng hoặc lớn hơn giá trị nào
đó.
- Xác suất xảy ra mất điện (độ rủi ro) phải nhỏ hơn giá trị nào đó.
Các chỉ tiêu này được xác định trên cơ sở phân tích kinh tế - kỹ thuật hệ thống
điện.
1.5. KẾT LUẬN
Việc nghiên cứu, áp dụng các giải pháp mới để giảm tỷ lệ tổn thất điện năng
xuống mức hợp lý đã và đang là mục tiêu của ngành điện ở tất cả các nước, đặc biệt
trong bối cảnh hệ thống đang mất cân đối về lượng cung cầu điện năng như nước Lào
hiện nay, giảm tổn thất điện năng có ý nghĩa rất lớn trong vận hành lưới điện, nó bao
gồm các biện pháp cần đầu tư và không cần đầu tư, việc đầu tư phát triển mới nguồn
điện, lưới điện, cải tạo nâng cấp lưới điện, đổi mới phương thức quản lý sản xuất kinh
doanh... nhằm thực hiện tốt công tác giảm tổn thất điện năng trong toàn hệ thống, đảm
bảo hàng năm đều giảm tỷ lệ tổn thất xuống thấp hơn kế hoạch, đảm bảo chất lượng
điện năng cung cấp, tất cả đều nhằm mục tiêu nâng cao hiệu quả kinh tế hệ thống.
Đối với hệ thống điện năng đang vận hành, các yêu cầu đặt ra để mục tiêu nâng
cao hiệu quả kinh tế bao gồm vấn đề: giảm tổn thất điện năng, nâng cao chất lượng
điện năng và độ tin cậy cung cấp điện.
Đặc điểm vận hành của lưới điện phân phối: chế độ vận hành bình thường của

lưới phân phối là vận hành hở, hình tia hoặc dạng xương cá. Để tăng cường độ tin cậy
cung cấp điện có thể sử dụng cấu trúc mạch vịng kín nhưng vận hành hở. Các nghiên
cứu và thống kê từ thực tế vận hành đã đưa đến kết luận nên vận hành lưới phân phối
theo dạng hở.
Có nhiều biện pháp giảm tổn thất cơng suất trong mạng điện như: đặt thiết bị bù
công suất phản kháng, đặt các thiết bị điều chỉnh công suất trong mạng điện kín khơng
đồng nhất, cắt các máy biến áp trong chế độ phụ tải cực tiểu, nâng cao điện áp vận
hành của mạng.