Luận văn nghiên cứu nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện 35kv điện lực mường la và thủy điện nhỏ nậm bú

ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP

HỒNG VĂN LUYỆN

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH
LƯỚI ĐIỆN 35KV ĐIỆN LỰC MƯỜNG LA
VÀ THỦY ĐIỆN NHỎ NẬM BÚ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN
MÃ SỐ: 8.52.01.01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. Nguyễn Duy Cương

Thái Nguyên - Năm 2020

I


LỜI CAM ĐOAN
Tơi là Hồng Văn Luyện, học viên lớp cao học K21 ngành Kỹ thuật điện, sau hai
năm học tập và nghiên cứu, được sự giúp đỡ của các Thầy, Cô giáo và đặc biệt là Thầy
giáo hướng dẫn tốt nghiệp PGS.TS. Nguyễn Duy Cương. Đến nay, tôi đã hồn thành
chương trình học tập và đề tài luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả vận
hành lưới điện 35kV Điện lực Mường La và thủy điện nhỏ Nậm Bú”.
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của cá nhân dưới sự hướng dẫn của
Thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Duy Cương. Nội dung luận văn chỉ tham khảo và trích dẫn
các tài liệu đã được ghi trong danh mục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử
dụng bất kỳ tài liệu nào khác.

Thái Nguyên, ngày 18 tháng 10 năm 2020
Học viên

Hoàng Văn Luyện

II


MỤC LỤC
MỤC LỤC .................................................................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................................. v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ...................................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... - 1 CHƯƠNG 1 ........................................................................................................................... - 4 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ................................................................................. - 4 VÀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 35KV HUYỆN MƯỜNG LA ............................................... - 4 1.1 Cấu trúc tổng quát của một hệ thống điện quốc gia ........................................................ - 4 1.1.1 Khối 1 - Các nhà máy điện ........................................................................................ - 5 1.1.2 Khối 2 - Hệ thống truyền tải ...................................................................................... - 5 1.1.3 Khối 3 - Hệ thống điện phân phối (Electric distribution system) .............................. - 6 1.2 Một số yêu cầu cơ bản đối với hệ thống điện phân phối [5] ......................................... - 10 1.3 Đặc điểm xã hội, điều kiện tự nhiên và lưới điện 35kV huyện Mường La .................. - 16 1.3.1 Vị trí địa lý và dân số trong khu vực ........................................................................ - 16 1.3.2 Đặc điểm hiện trạng lưới điện phân phối tỉnh Sơn La và huyện Mường La ........... - 18 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................. - 23 Kết luận chương 1 ............................................................................................................... - 35 CHƯƠNG 2 ......................................................................................................................... - 36 CÔNG CỤ TOÁN HỌC VÀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG .................................................. - 36 2.1 Giới thiệu chung ............................................................................................................ - 36 2.2 Phần mềm ETAP ứng dụng cho mơ hình hóa mơ phỏng giải tích lưới......................... - 37 2.2.1 Giới thiệu chung về Etap [7] .................................................................................... - 37 2.2.2 Ứng dụng ETA mô hình hóa mơ phỏng lộ 375 lưới điện 35kV Mường La ............ - 39 Kết luận chương 2 ............................................................................................................... - 50 CHƯƠNG 3 ......................................................................................................................... - 52 MƠ PHỎNG GIẢI TÍCH LƯỚI VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ........................................ - 52 HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LỘ 375 LƯỚI ĐIỆN 35KV MƯỜNG LA................................ - 52 3.1 Đặt vấn đề ..................................................................................................................... - 52 3.2 Chế độ vận hành 1: Phụ tải Smax chưa xét đến SHP Nậm Bú .................................... - 53 3.2.1 Chế độ vận hành 1a: Smax, 105%Uđm, chưa xét đến SHP Nậm Bú ...................... - 54 3.2.2 Chế độ vận hành 1b: Smax, 100%Uđm, ngắt kết nối SHP Nậm Bú ....................... - 63 -

III


3.3 Chế độ vận hành 2: Vận hành mạng điện kín 2 nguồn lưới ......................................... - 67 3.4 Chế độ vận hành 3: Vận hành lộ 375 có xét đến SHP Nậm Bú ................................... - 71 3.4.1 Chế độ vận hành 3a: Smax, SHP phát đồng thời CSTD và CSPK .......................... - 73 3.4.2 Chế độ vận hành 3b: Vận hành SHP khi xảy ra sự cố mất nguồn điện lưới............ - 78 Kết luận chương 3 ............................................................................................................... - 82 KỂT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................. - 83 -

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................ - 85 -

IV


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1. 1 Mơ hình cấu trúc hệ thống điện hồn chỉnh .......................................................... - 4 Hình 1. 2 Sơ đồ nguyên lý một sợi hệ thống điện phân phối ................................................ - 7 Hình 1. 3 Bản đồ vị trí địa lý huyện Mường La .................................................................. - 17 Hình 1. 4 Sơ đồ các TBA trung gian và kết nối dây lưới trung áp tỉnh Sơn La .................. - 19 Hình 1. 5 Sơ đồ một sợi lưới điện 35kV Điện lực Mường La, [6] ...................................... - 25 -

Hình 2. 1 Các cửa sổ chính .................................................................................................. - 37 Hình 2. 2 Các chức năng tính tốn ...................................................................................... - 38 Hình 2. 3 Các phần tử AC ................................................................................................... - 38 Hình 2. 4 Một số chức năng tính tốn thơng dụng .............................................................. - 39 Hình 2. 5 Các thiết bị đo lường, bảo vệ ............................................................................... - 39 Hình 2. 6 Sơ đồ mô phỏng lộ 375 lưới điện 35kV Mường La ............................................ - 41 Hình 2. 7 Nguyên tắc điều chỉnh cơng suất tác dụng, [8].................................................... - 43 Hình 2. 8 Nguyên tắc điều chỉnh công suất phản kháng, [8] ............................................... - 44 Hình 2. 9 Đồ thị hướng dẫn chọn điểm vận hành máy phát điện trong Etap. ..................... - 44 Hình 2. 10 Cửa sổ cài đặt máy phát thủy điện ..................................................................... - 46 -

Hình 3. 1 Lưu đồ giải tích lưới và các giải pháp đề xuất .................................................... - 53 Hình 3. 2 Mơ phỏng phân bố công suất và điện áp chế độ 1a ............................................. - 55 Hình 3. 3 Điện áp các bus, tải phần đầu đường dây lộ 375 chế độ vận hành 1a ................. - 56 Hình 3. 4 Điện áp các bus, tải cuối đường dây lộ 375 chế độ vận hành 1a ......................... - 56 Hình 3. 5 Điện áp các bus-tải phần đầu đường dây lộ 375 chế độ vận hành 1b.................. - 63 -

V


Hình 3. 6 Điện áp các bus-tải cuối đường dây lộ 375 chế độ vận hành 1b ......................... - 64 Hình 3. 7 Trích xuất mơ phỏng phân bố cơng suất phía nguồn TBA Mường La................ - 68 Hình 3. 8 Trích xuất mơ phỏng phân bố cơng suất phía nguồn TBA Sơn La ..................... - 69 Hình 3. 9 a,b Mô phỏng điều chỉnh phân bố công suất cho hai nguồn ............................... - 70 Hình 3. 10 Hình ảnh Thủy điện Nậm Bú trên suối Nậm Bú – Mường La .......................... - 71 Hình 3. 11 Mơ tả vị trí kết nối thủy điện Nậm Bú trên sơ đồ mơ phỏng lộ 375 Mường La - 72 Hình 3. 12 Mô phỏng phân bố công suất trên lộ 375 phía TBA Mường La ....................... - 74 Hình 3. 13 Mô phỏng SHP Nậm Bú phát công suất, chế độ vận hành 3a ........................... - 74 Hình 3. 14 Trích xuất lí lịch máy phát G1-NB .................................................................... - 77 Hình 3. 15 Trạng thái sự cố, máy cắt CB 375 ngắt kết nối lộ 375 (open) ........................... - 79 Hình 3. 16 Máy phát G1-NB đã chuyển sang chế độ vận hành Swing (G2 giữ nguyên).... - 79 Hình 3. 17 Mô phỏng thông số vận hành SHP sau điều chỉnh điện áp G1-NB .................. - 81 Hình 3. 18 Mô phỏng thông số vận hành SHP sau điều chỉnh điện áp G2-NB .................. - 81 -

VI


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Độ biến dạng sóng hài điện áp tối đa cho phép.................................................... - 12 Bảng 1. 2 Các thủy điện nhỏ trong lộ 371 và lộ 375 Mường La ......................................... - 26 Bảng 1. 3 Dữ liệu thông số đường dây lộ 371, 375 Mường La ........................................... - 26 Bảng 1. 4 Dữ liệu thông số phụ tải lộ 371, 375 lưới điện phân phối Mường La................. - 31 Bảng 1. 5 Dữ liệu thông số các MBA lộ 371, 375 lưới điện phân phối Mường La ............ - 32 -

Bảng 2. 1 Thông số cơ bản của SHP Nậm Bú ..................................................................... - 42 Bảng 2. 2 Số lượng phụ tải và các thông số cơ bản ............................................................. - 46 Bảng 2. 3 Số lượng đường dây và thông số cơ bản ............................................................. - 48 -

Bảng 3. 1 Dữ liệu kết quả mô phỏng điện áp bus-tải chế độ 1a .......................................... - 57 Bảng 3. 2 Dữ liệu kết quả mô phỏng phân bố công suất trên đường dây chế độ 1a ........... - 59 Bảng 3. 3 Dữ liệu cân bằng công suất và tổn thất tổng trong lộ 375 chế độ 1a .................. - 62 Bảng 3. 4 Dữ liệu kết quả giải tích điện áp bus-tải chế độ vận hành 1b ............................. - 64 Bảng 3. 5 Dữ liệu cân bằng công suất và tổn thất công suất ............................................... - 66 Bảng 3. 6 Thông số cài đặt máy phát SHP Nậm Bú trạng thái 3a....................................... - 73 Bảng 3. 7 Dữ liệu kết quả điện áp và công suất bus-tải ...................................................... - 75 Bảng 3. 8 bảng tổng hợp dữ liệu kết quả điện áp trên cá bus-tải, chế độ vận hành 3b ....... - 78 Bảng 3. 9 Tổng hợp dữ liệu điện áp bus-tải sau điều chỉnh điện áp G1-NB ....................... - 80 -

VII


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT
Viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

OTI

Operation Technology, Inc

EHV & HV

Extra High Voltage/ High Voltage Siêu cao áp/cao áp

CSTD (P)

Active Power

Công suất tác dụng

CSPK (Q)

Reaction Power

Công suất phản kháng

AC

Alternating Current

Điện xoay chiều

DC

Direct Current

Điện một chiều

SW

Switching

Chuyển mạch (cầu dao)

SHP

Small Hydro Power station

Trạm thủy điện nhỏ

VIII


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống điện Việt Nam nói chung và lưới điện tại tỉnh miền núi nói riêng được
xây dựng và phát triển từng bước qua các giai đoạn nên thiếu sự đồng bộ và cịn bất cập.
Trong đó, có nhiều đường dây 35kV cung cấp cho các trạm biến áp phân bố rải rác, trải
dài trên một phạm vi lớn theo điều kiện tự nhiên và phân bố dân cư trong khu vực, đặc
điểm phụ tải có tính chất khơng ổn định trong ngày (24h) do chủ yếu các phụ tải điện
sinh hoạt, ít phụ tải điện công nghiệp công suất nhỏ. Trong quá trình cải tạo phát triển,
các đường dây 110kV và các trạm biến trung gian được xây dựng thêm làm thay đổi
phân bố công suất khác so với thiết kế ban đầu. Đặc biệt, chính sách phát triển nguồn
năng lượng tái tạo kết nối lưới cũng có tác động mạnh đến cấu trúc lưới và thay đổi các
phương thức vận hành. Trong số đó, phải kể đến các thủy điện nhỏ cơng suất từ một vài
MW đến vài chục MW có đặc điểm vận hành thụ động theo mùa (nguồn nước thay đổi).
Từ các lý do trên đây đã làm cho cấu trúc lưới ban đầu trở nên thiếu đồng bộ, phát sinh
nhiều bất cập, ví dụ:

- Cấu trúc lưới, và chủng loại, tiết diện dây dẫn một vài đoạn không cịn hợp lý.
- Hạn chế tính năng làm việc, bảo vệ của các thiết bị điện.
- Khó khăn trong lựa chọn phương thức vận hành lưới điện.
- Chất lượng điện năng chưa đảm bảo do điện áp thay đổi tăng, giảm phụ thuộc
vào thuỷ điện nhỏ kết nối lưới.
- Tổn thất điện năng trên lưới điện lớn.
Trong bối cảnh này, những lưới điện trung áp thuộc địa bàn miền núi nói chung
và cụ thể là lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La cần thiết phải được kiểm soát bằng
những phần mềm chun dụng, ví dụ như ETAP. Thơng qua đó có thể đề xuất được
những giải pháp tốt nhất cho các phương án vận hành, khảo sát nhiều ứng dụng khác
nhau cho hoạt động chuyên môn cả về lý thuyết và thực tiễn.
2. Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu
Lưới điện phức hợp 35kV lộ 375 có kết nối thủy điện nhỏ địa phương SHP Nậm
Bú huyện Mường La. Nghiên cứu thực trạng vận hành lưới điện 35kV lộ 375 huyện
Mường La; khảo sát các phương án vận hành khác nhau, trạng thái vận hành khác nhau

-1-


về thông số nguồn (từ 2 TBA trung gian), thông số phụ tải, cấu trúc mạch vòng, vận
hành các thủy điện theo mùa...Trên cơ sở đó phát hiện những ưu, nhược điểm, những
tồn tại, bất cập của lưới điện hiện tại đồng thời đề xuất giải pháp khắc phục
3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Về lý thuyết:
- Học viên sử dụng được phần mềm chuyên dụng ETAP cho học tập, nghiên cứu
và ứng dụng trong công tác chuyên môn, nghiệp vụ.
- Mơ hình hóa mơ phỏng được đối tượng nghiên cứu là lưới điện 35kV lộ 375
huyện Mường La làm cơ sở cho các nghiên cứu chuyên môn chuyên ngành.
Về thực tiễn:
- Đề xuất được các giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành và nâng cao chất lượng

điện áp cho lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La. Đặc biệt là đối với thủy điện nhỏ
SHP Nậm Bú kết nối trên lộ 375.
- Cung cấp dữ liệu cho quy hoạch phát triển lưới trong tương lai, đồng thời có áp
dụng nguồn phân tán khác.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Khảo sát, thu thập số liệu thực tế.
- Sử dụng phần mềm mơ phỏng hiện đại (ETAP).
- Phân tích cơ sở lý thuyết áp dụng cho đối tượng thực tế.
- Cơng cụ nghiên cứu, tính tốn, mơ phỏng có độ tin cậy cao.
- Đánh giá nêu bật được những đóng góp của đề tài, giá trị khoa học và thực tiễn
đạt được.
5. Kết cấu luận văn
Tổng thể luận văn gồm các chương sau:
Chương 1. Tổng quan về hệ thống điện và lưới điện trung áp 35kV Mường La
Chương 2. Công cụ tốn học và phần mềm ứng dụng
Chương 3. Mơ phỏng giải tích lưới và giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lộ 375
lưới điện 35kV Mường La
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng do điều kiện thời gian và giới hạn phạm vi
nghiên cứu của một luận văn cao học, nên những kết quả đạt được và sự trình bày cịn

-2-


hạn chế, chưa thể đáp ứng đầy đủ những kỳ vọng. Kính mong nhận được đóng góp của
mọi người, đặc biệt là của Hội đồng bảo vệ luận văn tốt nghiệp thạc sỹ. Để hoàn thành
được bản luận văn này, Học viên và người hướng dẫn xin cảm ơn sự giúp đỡ đặc biệt
của Công ty điện lực Sơn La, Điện lực Mường La, cảm ơn Nhà trường, cảm ơn các tác
giả của tài liệu tham khảo và cảm ơn OTI đã cung cấp một công cụ đắc hiệu cho áp dụng
trong luận văn.

-3-


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN
VÀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 35kV HUYỆN MƯỜNG LA
1.1 Cấu trúc tổng quát của một hệ thống điện quốc gia, [1] [2] [3] [4] [5].
Điện năng là một dạng năng lượng đặc biệt và rất phổ biến hiện nay, điện năng có
rất nhiều ưu điểm hơn hẳn so với các dạng năng lượng khác như: Dễ dàng chuyển hóa
thành các dạng năng lượng khác với hiệu suất cao (cơ năng, nhiệt năng, hoá năng, quang
năng...). Điện năng được sản xuất ra từ các nhà máy điện hay các trạm phát điện theo
nhiều công nghệ khác nhau. Quá trình sản xuất và sử dụng điện năng được thực hiện bởi
một hệ thống điện như mô tả trên.

Hình 1. 1 Mơ hình cấu trúc hệ thống điện hoàn chỉnh

-4-


Hoạt động của hệ thống điện có một số đặc điểm chính sau đây:
- Điện năng sản xuất ra nói chung, tại mọi thời điểm luôn phải bảo đảm cân bằng
giữa lượng điện năng sản xuất ra với lượng điện năng tiêu thụ, tích trữ và điện năng tổn
thất trên các thiết bị truyền tải và phân phối điện.
- Các q trình về điện xảy ra rất nhanh. Ví dụ: Sóng điện từ hay sóng sét lan
truyền trên đường dây với tốc độ rất lớn xấp xỉ tốc độ ánh sáng 300.000 km/s), thời gian
đóng cắt mạch điện, thời gian tác động của các bảo vệ thường xẩy ra dưới 0,5s.
- Hoạt động điện lực có liên quan chặt chẽ đến nhiều lĩnh vực xã hội và kinh tế
quốc dân khác như: Luyện kim, hoá chất, khai thác mỏ, cơ khí, cơng nghiệp nhẹ, đơ thị
và dân dụng,...
Một hệ thống điện quốc gia bao gồm rất nhiều các phần tử được kết nối với nhau

theo nguyên lý của một mạch điện dựa trên cơ sở đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế.
Tương ứng sơ đồ cấu trúc khối trên hình 1.1, cấu trúc của một hệ thống điện thường
được chia thành 03 khối chính. Cụ thể gồm:
1.1.1 Khối 1 - Các nhà máy điện, [2]
Khối các nhà máy điện được phân biệt thành hai loại. Thứ nhất đó là các nhà máy
điện công suất lớn bao gồm các trung tâm sản xuất điện lớn, các nhà máy nhiệt điện,
nhà máy điện hạt nhân, trạm thủy điện công suất lớn (Pđm ≥ 30 MW). Thứ hai đó là các
nguồn điện phân tán công suất nhỏ (Pđm  30 MW).
1.1.2 Khối 2 - Hệ thống truyền tải, [6]
Hệ thống truyền tải (Transmission, Subtransmisstion), đó là hệ thống các trạm biến
áp và các đường dây tải điện có nhiệm vụ chính là truyền tải công suất giữa các trạm
biến áp, không trực tiếp kết nối với phụ tải tiêu thụ điện. Trong khối này lại được chia
thành hai khối con, đó là [7], [6]:
- Khối truyền tải siêu cao áp (EHV transmission): Bao gồm hệ thống các trạm biến
áp và đường dây có điện áp xoay chiều định mức Uđm ≥ 220kV. Một số nước tân tiến có
sử dụng đường dây truyền tải siêu cao áp một chiều HVDC.
- Khối truyền tải cao áp (HV transmission): Bao gồm hệ thống các trạm biến áp và
đường dây có điện áp xoay chiều định mức 35kV < Uđm ≤ 110kV.

-5-


1.1.3 Khối 3 - Hệ thống điện phân phối (Electric distribution system), [6] [7]
1.1.3.1 Cấu trúc hệ thống
Trước đây ở Việt Nam, phạm vi của hệ thống phân phối điện chỉ bao gồm các trạm
biến áp và đường dây được tính từ phía thứ cấp trạm biến áp 110kV trở về đến các phụ
tải tiêu thụ điện. Ngày nay, kể từ 01/11/2018, EVN đã có quy định mới: Hệ thống phân
phối điện được mở rộng thêm về phía cao áp đến thứ cấp của trạm biến áp 220kV. Đây
là một hướng hội nhập quốc tế. Trên cơ sở mơ hình tổng quát của hệ thống điện quốc
gia hình 1.1, cấu trúc một hệ thống phân phối điện có thể được mơ tả dưới dạng sơ đồ

một sợi như trên hình 1.2

-6-


Hình 1. 2 Sơ đồ nguyên lý một sợi hệ thống điện phân phối

Theo cấu trúc này, hệ thống phân phối điện lại có thể được phân chia thành các hệ
thống phân phối con dựa trên điện áp định mức làm căn cứ:
- Hệ thống phân phối điện cao thế 110kV (High Voltage): Bao gồm toàn bộ đường
dây và các trạm biến áp 110kV đóng vai trị trung gian (Sup transmision line) hay
(Transmision line) để cung cấp điện cho các trạm biến áp khu vực (Zone Suptation). Đối

-7-


với các phụ tải lớn như các nhà máy lớn hay các khu cơng nghiệp có sức tiêu thụ điện
cao, có thể được kết nối trực tiếp với hệ thống truyền tải con 110kV.
- Hệ thống phân phối điện trung áp (Middle Voltage): Bao gồm hệ thống các đường
dây trung áp (22kV, 35kV) và các trạm biến áp phân phối hạ áp cung cấp điện cho lưới
phân phối hạ thế (Low voltage).
- Hệ thống phân phối điện hạ thế thế (Low Voltage): Bao gồm hệ thống các trạm
biến áp phân phối và đường dây hạ thế (0,4 kV) cung cấp cho các phụ tải là điểm cuối
cùng của hệ thống điện.
1.2.3.2 Các dạng nguồn điện công suất nhỏ trong hệ thống phân phối điện
Hiện nay, trong lưới phân phối điện khơng chỉ có một loại nguồn cung cấp từ phía
lưới điện quốc gia mà cịn có thêm các nguồn phân tán. Chính vì vậy cấu trúc lưới được
thay đổi căn bản, phân bố công suất không chỉ theo một hướng (one way) như trước đây
mà là nhiều hướng, thậm chí luôn thay đổi cả về độ lớn và hướng công suất.
 Nguồn chính: Nguồn chính cung cấp điện cho lưới phân phối được chỉ định từ

lưới điện quốc gia được quy đổi về cấp điện áp trung áp cao nhất của lưới phân phối.
Trên sơ đồ nguyên lý một sợi (one line diagram) nguồn có thể được biểu diễn bởi một
thanh cái (Bus).
Các thông số cơ bản của nguồn bao gồm:
- Cấp điện áp định mức Uđm (kV): 110kV, 35kV, 22kV
- Công suất ngắn mạch SNM (MVA): 400MVA
- Tỷ số X/R
Một hệ thống điện phân phối có thể bao gồm một hoặc hai nguồn chính tùy theo
cấp độ tin cậy cần thiết. Trong thực tế đó là các trạm biến áp trung gian biến đổi từ cấp
điện áp 110kV hoặc 220 kV xuống cấp điện áp phân phối.
 Nguồn phân tán (DG): Trong lưới phân phối cịn có các nguồn phân tán khác,
điển hình là:
1- Nguồn pin mặt trời: Đó là các tổ hợp pin mặt trời kết hợp với biến tần DC/AC
và máy biến áp tạo ra một nguồn cung cấp điện kết nối với lưới phân phối.
2- Nguồn SHP: Đó là SHP địa phương kết nối trực tiếp với lưới điện phân phối.

-8-


3- Nguồn máy phát điện sức gió: Đó là turbine gió cơng suất nhỏ, có thể là đơn
chiếc hay tổ hợp nhiều chiếc (Wind Farm) kết nối với lưới phân phối.
4- Nguồn máy phát diesel: Loại nguồn này chủ yếu đóng vai trị dự phịng và khơng
thể thiếu được đối với các hộ dùng điện đòi hỏi cao về chất lượng điện năng cung
cấp như: Những nhà máy hay phân xưởng sản xuất áp dụng công nghệ hiện đại,
khách sạn, bệnh viện, nhà cao tầng,VV.
5- Kho điện (battery) kết hợp với biến tần DC/AC/DC: Loại nguồn này cũng đang
được khuyến khích phát triển với vai trị nguồn dự phịng hoặc ứng dụng cho các
giải pháp điều phối năng lượng hữu ích.
1.1.3.2 Phân loại thiết bị dùng điện trong hệ thống phân phối điện
Điện năng là động lực chính của các hoạt động sản xuất và đời sống sinh hoạt

của con người nên các thiết bị dùng điện là rất đa dạng, phong phú, chúng có thể
phân loại theo nhiều cách như sau:
 Phân loại theo điện áp định mức của thiết bị:
- Các thiết bị hạ áp là các thiết bị điện có điện áp định mức Uđm < 1000V.
- Các thiết bị điện cao áp là các thiết bị điện có điện áp định mức Uđm > 1000V.
Các thiết bị có cơng suất lớn, Pđm > 100kW thường được chế tạo với cấp điện
áp cao Uđm > 1000V.
 Phân loại theo theo tần số:
- Thiết bị điện có tần số cơng nghiệp (50Hz).
- Thiết bị điện có tần số khác tần số công nghiệp.
Hiện nay ở ta các nguồn điện 3 pha đều sử dụng tần số công nghiệp 50Hz. Đối
với các thiết bị có tần số khác tần số cơng nghiệp thì phải có thiết bị biến đổi. Vì vậy,
đối với cung cấp điện thì ta coi bộ biến đổi như một thiết bị dùng điện xoay chiều
tần số cơng nghiệp bình thường và việc tính tốn cung cấp điện cho thiết bị tần số
khác tần số công nghiệp được quy về việc tính tốn cung cấp điện cho thiết bị biến
đổi.
 Phân loại theo nguồn cung cấp:
- Thiết bị điện xoay chiều ba pha và một pha.
- Thiết bị điện một chiều.

-9-


 Phân loại theo chế độ làm việc:
- Thiết bị điện làm việc theo chế độ dài hạn.
- Thiết bị điện làm việc theo chế độ ngắn hạn.
- Thiết bị điện làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại.
 Phân loại theo vị trí lắp đặt:
- Thiết bị điện lắp đặt cố định, di động.
- Thiết bị điện lắp đặt trong nhà, ngoài trời.

- Thiết bị điện lắp đặt ở những điều kiện đặc biệt như nóng, ẩm, bụi, có hơi và khí
ăn mịn, có khí và bụi nổ.
1.2 Một số yêu cầu cơ bản đối với hệ thống điện phân phối [8]
Để đánh giá chất lượng điện năng trong cung cấp cho các hộ tiêu thụ, các cấp quản
lý ngành điện áp dụng các chỉ tiêu cơ bản dựa trên tiêu chuẩn IEC và TCVN quy định [8].
Cụ thể, trong phạm vi đề tài này quan tâm đến đến một số chỉ tiêu cơ bản sau đây:
 Một số quy định hành chính:
 Đơn vị truyền tải điện: Là đơn vị điện lực được cấp phép hoạt động điện lực
trong lĩnh vực truyền tải điện, có trách nhiệm quản lý vận hành lưới điện truyền tải quốc
gia.
 Hệ thống điện phân phối: Là hệ thống điện bao gồm lưới điện phân phối và các
nhà máy điện đấu nối vào lưới điện phân phối.
 Lưới điện phân phối: Là phần lưới điện bao gồm các đường dây và trạm điện
có cấp điện áp đến 110kV.
 Lưới điện truyền tải: Là phần lưới điện bao gồm các đường dây và trạm điện có
cấp điện áp trên 110kV.
 Ngày điển hình: Là ngày được chọn có chế độ tiêu thụ điện điển hình của phụ
tải điện theo Quy định nội dung, phương pháp, trình tự và thủ tục nghiên cứu phụ tải
điện do Bộ Cơng Thương ban hành. Ngày điển hình bao gồm ngày điển hình của ngày
làm việc, ngày cuối tuần, ngày lễ (nếu có) cho năm, tháng và tuần.
 Sóng hài: Là sóng điện áp và dịng điện hình sin có tần số là bội số của tần số
cơ bản.

- 10 -


 Tiêu chuẩn IEC: Là tiêu chuẩn về kỹ thuật điện do Ủy ban Kỹ thuật điện quốc
tế ban hành.
 Trạm điện: Là trạm biến áp, trạm cắt hoặc trạm bù.
 Trung tâm điều khiển: Là trung tâm được trang bị hệ thống cơ sở hạ tầng công

nghệ thông tin, viễn thơng để có thể giám sát, điều khiển từ xa một nhóm nhà máy điện,
nhóm trạm điện hoặc các thiết bị đóng cắt trên lưới điện
 Một số quy định về kỹ thuật:
 Tần số:
Tần số danh định trong hệ thống điện quốc gia là 50Hz. Trong điều kiện bình
thường, tần số hệ thống điện được dao động trong phạm vi ±0,2Hz so với tần số danh
định. Trường hợp hệ thống điện chưa ổn định, tần số hệ thống điện được dao động trong
phạm vi ± 0,5Hz so với tần số danh định.
 Điện áp:
- Các cấp điện áp danh định trong hệ thống điện phân phối bao gồm: 110kV; 35kV;
22kV; 15kV; 10kV; 6kV và 0,4kV.
- Trong chế độ vận hành bình thường điện áp vận hành cho phép tại điểm đấu nối
được phép dao động so với điện áp danh định như sau:
a) Tại điểm đấu nối với khách hàng sử dụng điện là ±05 %;
b) Tại điểm đấu nối với nhà máy điện là +10% và -05 %;
- 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 hưởng trực tiếp do sự cố trong khoảng +05 % 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.
- Trường hợp khách hàng sử dụng lưới điện phân phối có yêu cầu chất lượng điện
áp cao hơn so với quy định tại Khoản 2, Điều 5 theo Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày
18/11/2015 của Bộ Công Thương, khách hàng sử dụng lưới điện phân phối có thể thỏa
thuận với Đơn vị phân phối điện hoặc Đơn vị phân phối và bán lẻ điện.
 Cân bằng pha:

- 11 -


Trong chế độ làm việc bình thường, thành phần thứ tự nghịch của điện áp pha

không vượt quá 03% điện áp danh định đối với cấp điện áp 110kV hoặc 05% điện áp
danh định đối với cấp điện áp trung áp và hạ áp.
 Sóng hài điện áp:
Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp (THD) là tỷ lệ giữa giá trị hiệu dụng của sóng
hài điện áp với giá trị hiệu dụng của điện áp bậc cơ bản (theo đơn vị %), được tính theo
cơng thức sau:

Trong đó:
a) THD: Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp;
b) Vi: Giá trị hiệu dụng của sóng hài điện áp bậc i và N là bậc cao nhất của sóng
hài cần đánh giá;
c) V1: Giá trị hiệu dụng của của điện áp tại bậc cơ bản (tần số 50Hz).
Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp tại mọi điểm đấu nối khơng được vượt quá
giới hạn quy định trong bảng 1.1 như sau:
Bảng 1.1 Độ biến dạng sóng hài điện áp tối đa cho phép

Cấp điện áp

Tổng biến dạng sóng hài

Biến dạng riêng lẻ

110 kV

3,0%

1,5%

Trung áp

5,0%

3,0%

Hạ áp

8,0%

5,0%

Cho phép đỉnh nhọn điện áp bất thường trên lưới điện phân phối trong thời gian
ngắn vượt quá tổng mức biến dạng sóng hài quy định tại Khoản 2, Điều 7 nhưng không
được gây hư hỏng thiết bị của lưới điện phân phối theo Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày
18/11/2015 của Bộ Công Thương (và sửa đổi bổ sung theo Thông tư 30/2019/TT-BCT
ngày 18/11/2019 của Bộ Công Thương).
 Các chỉ số về độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối:

- 12 -


a) Chỉ số về thời gian mất điện trung bình của lưới điện phân phối (System
Average Interruption Duration Index - SAIDI);
b) Chỉ số về số lần mất điện trung bình của lưới điện phân phối (System Average
Interruption Frequency Index - SAIFI);
c) Chỉ số về số lần mất điện thoáng qua trung bình của lưới điện phân phối
(Momentary Average Interruption Frequency Index - MAIFI).
 Các chỉ số về độ tin cậy của lưới điện phân phối được tính tốn như sau:
a) SAIDI được tính bằng tổng số thời gian mất điện kéo dài trên 05 phút của Khách
hàng sử dụng điện và Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối
điện chia cho tổng số Khách hàng sử dụng điện và Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua

điện của Đơn vị phân phối điện, xác định theo cơng thức sau:

Trong đó:
- Ti: Thời gian mất điện lần thứ i trong tháng t (chỉ xét các lần mất điện có thời
gian kéo dài trên 05 phút);
- Ki: Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện
mua điện của Đơn vị phân phối điện bị ảnh hưởng bởi lần mất điện thứ i trong tháng t;
- n: Tổng số lần mất điện kéo dài trên 05 phút trong tháng t thuộc phạm vi cung
cấp điện của Đơn vị phân phối điện;
- Kt: Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện
mua điện của Đơn vị phân phối điện trong tháng t;
- SAIDIt (phút): Chỉ số về thời gian mất điện trung bình của lưới điện phân phối
trong tháng t;
- SAIDIy (phút): Chỉ số về thời gian mất điện trung bình của lưới điện phân phối
trong năm y.
b) SAIFI được tính bằng tổng số lượt Khách hàng sử dụng điện và Đơn vị phân
phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện bị mất điện kéo dài trên 05 phút

- 13 -


chia cho tổng số Khách hàng sử dụng điện và Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện
của Đơn vị phân phối điện, xác định theo công thức sau:

Trong đó:
- n: Tổng số lần mất điện kéo dài trên 05 phút trong tháng t thuộc phạm vi cung
cấp điện của Đơn vị phân phối điện;
- Ki: Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện
mua điện của Đơn vị phân phối điện bị ảnh hưởng bởi lần mất điện thứ i trong
tháng t;

- Kt: Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện
mua điện của Đơn vị phân phối điện trong tháng t;
- SAIFIt: Chỉ số về số lần mất điện trung bình của lưới điện phân phối trong tháng
t;
- SAIFIy: Chỉ số về số lần mất điện trung bình của lưới điện phân phối trong năm.
c) MAIFI được tính bằng tổng số lượt Khách hàng sử dụng điện và Đơn vị phân
phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện bị mất điện thoáng qua (thời
gian mất điện kéo dài từ 05 phút trở xuống) chia cho tổng số Khách hàng sử dụng điện
và Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện, xác định theo
cơng thức sau:

Trong đó:
- n: Tổng số lần mất điện thoáng qua trong tháng t thuộc phạm vi cung cấp điện
của Đơn vị phân phối điện;

- 14 -


- Ki: Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện
mua điện của Đơn vị phân phối điện bị ảnh hưởng bởi lần mất điện thoáng qua thứ i
trong tháng t;
- Kt: Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện
mua điện của Đơn vị phân phối điện trong tháng t;
- MAIFIt: Chỉ số về số lần mất điện thống qua trung bình của lưới điện phân phối
trong tháng t;
- MAIFIy: Chỉ số về số lần mất điện thống qua trung bình của lưới điện phân phối
trong năm y.
 Các bộ chỉ số độ tin cậy cung cấp điện:
- Độ tin cậy cung cấp điện được thống kê và đánh giá qua hai bộ chỉ số bao gồm
“Độ tin cậy cung cấp điện toàn phần” và “Độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân

phối”. Mỗi bộ chỉ số độ tin cậy cung cấp điện bao gồm 03 chỉ số SAIDI, SAIFI và
MAIFI được xác định theo quy định tại Điều 12 theo Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày
18/11/2015 của Bộ Công Thương.
- Bộ chỉ số “Độ tin cậy cung cấp điện toàn phần” được sử dụng để đánh giá chất
lượng cung cấp điện cho khách hàng mua điện của Đơn vị phân phối điện và được tính
tốn theo quy định tại Điều 12 theo Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 của
Bộ Công Thương khi không xét các trường hợp ngừng cung cấp điện do các nguyên
nhân sau:
a) Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối đề nghị cắt điện;
b) Thiết bị của Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối không đáp ứng các yêu
cầu kỹ thuật, an tồn điện để được khơi phục cung cấp điện;
c) Do sự cố thiết bị của Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối;
d) Do các sự kiện bất khả kháng, ngồi khả năng kiểm sốt của Đơn vị phân phối
điện hoặc do Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối điện vi phạm quy định của pháp
luật theo Quy định điều kiện, trình tự ngừng, giảm mức cung cấp điện do Bộ Công
Thương ban hành.
- Bộ chỉ số “Độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối” là một trong các
chỉ tiêu được sử dụng để đánh giá hiệu quả hoạt động của Đơn vị phân phối điện được

- 15 -


tính tốn theo quy định tại Điều 12 theo Thơng tư 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015
của Bộ Công Thương khi không xét các trường hợp ngừng cung cấp điện do các nguyên
nhân sau:
a) Các trường hợp được quy định tại Khoản 2 Điều này;
b) Do mất điện từ hệ thống điện truyền tải;
c) Sa thải phụ tải theo lệnh điều độ của Cấp điều độ có quyền điều khiển;
d) Cắt điện khi xét thấy có khả năng gây mất an tồn nghiêm trọng đối với con
người và thiết bị trong quá trình vận hành hệ thống điện.

 Tổn thất điện năng của lưới điện phân phối:
- Tổn thất điện năng kỹ thuật là tổn thất điện năng gây ra do bản chất vật lý của
đường dây dẫn điện, trang thiết bị điện trên lưới điện phân phối.
- Tổn thất điện năng phi kỹ thuật là tổn thất điện năng do ảnh hưởng của các yếu
tố trong quá trình quản lý kinh doanh điện mà không phải do bản chất vật lý của đường
dây dẫn điện, trang thiết bị điện trên lưới điện phân phối gây ra.
1.3 Đặc điểm xã hội, điều kiện tự nhiên và lưới điện 35kV huyện Mường La
1.3.1 Vị trí địa lý và dân số trong khu vực
 Địa lý:
Mường La có tọa độ địa lý là 21°15' - 21°42' vĩ Độ Bắc; 103°45' - 104°20' kinh độ
Đông. Huyện Mường La giáp với huyện Quỳnh Nhai ở phía Tây Bắc, huyện Thuận
Châu ở phía Tây, thành phố Sơn La ở phía Tây Nam, huyện Mai Sơn ở phía Nam,
huyện Bắc n ở phía Đơng Nam, huyện Trạm Tấu (n Bái) ở phía Đơng, huyện Mù
Cang Chải (n Bái) và Than Uyên (Lai Châu) ở phía Bắc.
Diện tích huyện Mường La rộng 1.407,9 km² và có dân số hơn 67.800 người.
Độ cao bình quân của huyện là 500–700 m. Trên địa bàn Mường La có nhiều dãy
núi và núi cao ở phía Bắc và Đơng Bắc.
Sơng Đà là sơng lớn nhất chảy qua huyện Mường La. Một số sông suối lớn khác
là Nậm Mu, Nậm Bú, Nậm Trai, Nậm Pàn, Nậm Pia. Khi đập thủy điện Sơn La được
hoàn thành, hồ thủy điện Sơn La chiếm một phần không nhỏ diện tích tồn huyện.
 Hành chính:

- 16 -


Huyện Mường La có 16 đơn vị hành chính cấp xã trực thuộc, bao gồm thị trấn Ít
Ong (huyện lỵ) và 15 xã: Chiềng Ân, Chiềng Công, Chiềng Hoa, Chiềng Lao, Chiềng
Muôn, Chiềng San, Hua Trai, Mường Bú, Mường Chùm, Mường Trai, Nậm Giôn, Nậm
Păm, Ngọc Chiến, Pi Toong, Tạ Bú.

Hình 1. 3 Bản đồ vị trí địa lý huyện Mường La

 Lịch sử:
Sau năm 1954, huyện Mường La có thị trấn Chiềng Lề và 25 xã: Chiềng An,
Chiềng Ân, Chiềng Cọ, Chiềng Cơi, Chiềng Công, Chiềng Đen, Chiềng Hoa, Chiềng
Lao, Chiềng Muôn, Chiềng Ngần, Chiềng San, Chiềng Sinh, Chiềng Sung, Chiềng Xơm,
Hua La, Ít Ong, Mường Bằng, Mường Bú, Mường Chùm, Mường Trai, Nậm Giôn, Nậm
Păm, Ngọc Chiến, Pi Toong, Tạ Bú.
Ngày 26 tháng 10 năm 1961, tách thị trấn Chiềng Lề, xã Chiềng Cơi, bản Hò Hẹo
và bản Lầu của xã Chiềng An để thành lập thị xã Sơn La (nay là thành phố Sơn La).
Ngày 16 tháng 01 năm 1979, chia xã Mường Trai thành hai xã lấy tên là xã Hua
Trai và xã Mường Trai.
Ngày 13 tháng 3 năm 1979, sáp nhập 2 xã Chiềng Sung và Mường Bằng vào huyện
Mai Sơn; sáp nhập 7 xã: Chiềng An, Chiềng Xôm, Chiềng Đen, Chiềng Cọ, Chiềng
Sinh, Chiềng Ngần và Hua La vào thị xã Sơn La (nay là thành phố Sơn La).

- 17 -