ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

HÀ THANH TÙNG
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP QUY
HOẠCH LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN
Chuyên ngành : Thiết bị, mạng & Nhà máy điện
Mã số : 605250
THÁI NGUYÊN - 2011
Luận văn được hoàn thành tại trường Đại học Kỹ tuật
Công nghiệp Thái Nguyên.
Cán bộ HDKH : PGS.TS Trần Bách
Phản biện 1 : TS. Phan Đăng Khải
Phản biện 2 : TS. Ngô Đức Minh
Luận văn đã được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn, họp
tại: Phòng cao học số 02, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên.
Vào 13 giờ 30 phút ngày 12 tháng 01 năm 2012.
Có thể tìm hiển luận văn tại Trung tâm Học liệu tại Đại học
Thái Nguyên và Thư viện trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái
Nguyên.
MỞ ĐẦU
Nhiệm vụ trọng tâm của hệ thống điện là luôn luôn phải bảo
đảm cho các hộ tiêu thụ đủ điện năng theo kế hoạch với chất lượng
cho phép và giá thành thấp. Nhiệm vụ đó đòi hỏi cán bộ thiết kế - kỹ
thuật, lựa chọn phương án (hay còn gọi là sách lược) tối ưu để đạt
được mục đích đề ra.
Các hộ phụ tải nhận điện trực tiếp thông qua các trạm biến áp
phân phối, Sự phát triển không ngừng của phụ tải ngày càng đỏi hỏi
cao về chất lượng năng lượng và độ tin cậy cung cấp điện. Do đó

Người thực hiện
Hà Thanh Tùng
2
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN
1.1. KHÁI NIỆM CHUNG
Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, các trạm biến áp,
các đường dây truyền tải và phân phối điện được nối với nhau thành
hệ thống làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng.
Mặt khác hệ thống điện phát triển không ngừng trong không
gian và thời gian nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của phụ tải,
nhiều nhà máy điện có công suất vừa và lớn đã và đang được xây
dựng. Các nhà máy điện thường được xây dựng ở những nơi gần
nguồn nhiên liệu hoặc việc chuyên chở nhiên liệu thuận lợi, ít tốn
kém. Trong khi đó các trung tâm phụ tải lại ở xa, do vậy phải dùng
lưới truyền tải để chuyển tải điện năng đến các hộ phụ tải. Vì lý do
kỹ thuật cũng như an toàn, không thể cung cấp trực tiếp cho các phụ
tải bằng lưới truyền tải, do vậy phải dùng lưới điện phân phối.
1.3.2. Phân loại lưới phân phối trung áp
- Theo đối tượng địa bàn phục vụ:
+ Lưới phân phối thành phố.
+ Lưới phân phối nông thôn.
+ Lưới phân phối xí nghiệp.
- Theo thiết bị dẫn điện:
+ Lưới phân phối trên không.
+ Lưới phân phối cáp ngầm.
- Theo cấu trúc hình dáng:
5
+ Lưới phân phối hở (hình tia) có phân đoạn và không
phân đoạn.

1.7.2.2. Sơ đồ lưới phân phối cáp trung áp
a. Sơ đồ lưới phân phối mạch vòng kín
7
Phân
đoạn I
Phân
đoạn II
Phụ
tải
Phụ
tải
Phụ
tải
Phụ
tải
Hình 1.4. Sơ đồ lưới phân phối mạch
vòng kín
Thanh cái hạ áp
trạm biến áp
trung gian
Phụ tải
Đường trục
chính
Hình 1.3. Sơ đồ lưới phân phối trên không
hình tia
1 1
2
2
3
b. Cung cấp điện bằng hai đường dây song song

T
G
3
T
G
4
T
G
2
điểm tách lưới
Hình 1.9. Sơ đồ hệ thống phân phối điện
2
1
1
2 2 2
Hình 1.8. Sơ đồ sử dụng đường dây dự phòng chung
Hình 1.10. Sơ đồ lưới phân phối hạ áp và phương
pháp cung cấp điện cho phụ tải một pha
DCL phân đoạn
Phụ tải 1 pha hoặc 3 pha
TP
P
1
TP
P
2
a)
dây trung tính
(2 pha + trung tính)
(1 pha + trung tính)

AB
1
AB
2
A
B
BI
MB
A
CC
CD
CSV
Đường dây
trung áp
A A A
V
kWh
a)
AB
3
Hình 1.12. Sơ đồ trạm biến áp phân
phối
CHƯƠNG 2
CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUNG VỀ QUY HOẠCH VÀ
THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN
2.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP QUY
HOẠCH VÀ THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN
Muốn lưới điện phát triển tối ưu trong thời gian dài cần phải
làm quy hoạch. Có quy hoạch dài hạn và ngắn hạn.
Quy hoạch dài hạn là bản ghi trình tự phát triển tối ưu lưới

phụ tải
Hình 2.1: Các yếu tố ảnh hưởng đến dự báo phụ tải
2.2.2. Mở rộng trạm biến áp
2.2.3. Các nhân tố khác
2.3. Kỹ thuật quy hoạch lưới phân phối hiện nay
12
Dự báo
phụ tải
Mật độ phụ
tải
Gần trung
tâm phụ tải
Hạn chế về
vị trí
Vị trí TBA
hiện tại
Quy định
sử dụng đất
Chi phí của
đất
Đất sẵn có
Vị trí
đường dây
truyền tải
Vị trí TBA
Chi phí
vật liệu
Chi phí
sửa chữa
Tổng

Yes
Xây mới TBA
Chọn vị trí
TBA
Mở rộng
hệ thống
hiện tại
Thiết kế
mới
Hệ thống đảm bảo
Tổng chi
phí phù hợp
Giải
pháp
Hình 2.6. Sơ đồ khối của quá trình lập kế hoạch phân phối
2.4. QUY HOẠCH HỆ THỐNG PHÂN PHỐI TRONG
TƯƠNG LAI
2.4.1. Yếu tố kinh tế
2.4.2. Yếu tố công nghệ
2.5. DỰ ĐOÁN TƯƠNG LAI CỦA QUY HOẠCH LƯỚI
PHÂN PHỐI
2.5.1. Tăng tầm quan trọng của việc quy hoạch
2.5.2. Tác động của quản lý phụ tải
2.5.3. Chi phí / lợi ích
2.5.4. Công cụ quy hoạch mới
CHƯƠNG 3
LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY
DẪN TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
3.1. CÁC LOẠI CHI PHÍ CHO LƯỚI ĐIỆN
Để lưới điện ra đời và làm việc tốt đến khi hỏng (hết tuổi thọ n

15
3.2. LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN TRONG LƯỚI
PHÂN PHỐI
3.2.1. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khi lựa chọn dây dẫn
Có nhiều chỉ tiêu để đánh giá lưới điện nhưng cơ bản có 4 tiêu
chí sau:
- Đảm bảo cung cấp điện, đáp ứng đủ nhu cầu của phụ tải với
chất lượng điện năng cho phép.
- Cung cấp điện liên tục và an toàn
- Giảm tổn thất trong truyền tải, phân phối, giảm giá thành
xây dựng, giảm giá bán điện.
- Hạn chế mức thấp nhất ảnh hưởng của lưới điện đối với
môi trường sinh thái, cảnh quan.
Với ngành điện hiện nay, việc lựa chọn tối ưu tiết diện dây dẫn
nói riêng hay các thiết bị điện nói chung còn là vấn đề tài chính ảnh
hưởng đến chi phí kinh doanh bán điện trong điều kiện kinh tế thị
trường. Do đó trong bài toán quy hoạch thiết kế lưới điện, chọn tiết
diện dây dẫn là một trong những bài toán cơ bản nhất.
16
Z = f(F)
Z
min
(a
vh
+a
tc
).(k
0
+b.F)
3.I

dm dm
P QP
I
3U .cos 3U
+
= =
ϕ
[A,kW,kVAr,kV]
P, Q, cosφ là công suất tính toán của phụ tải.
3.2.2.2 Mật độ kinh tế dòng điện tính theo chi phí vòng đời
a) Chi phí vòng đời:
)A.cP.cA.cHB(VCP
mdmdt
n
1t
PttAttovd
∆∆∆
++++=
∑
=
(3.13)
Trong đó:
a) V
0
- vốn đầu tư ban đầu để xây dựng đường dây, (đồng);
b) HB
t
- Chi phí cho hoạt động và bảo dưỡng, (đồng); HB
t
=

=
=
"
cso
max
K
.F.R3
.I
Γ
Ta có mật độ kinh tế:

Γρ
3
K
F
I
j
"
kt
max
kt
==

3.2.2.3 Mật độ kinh tế dòng điện tính theo chi phí tính toán Z
3.2.2.4. Khoảng chia kinh tế
Khi đường dây có phụ tải phát triển có thể có 2 cách chọn dây dẫn:
1. Chọn theo khoảng chia kinh tế.
2. Tính chuyển phụ tải phát triển thành phụ tải tĩnh rồi chọn
theo j
kt







++=
+
++=
=
+
++=
N
t
t
dd
t
Ahb
N
t
t
tAhb
N
t
t
Ahbvd
rU
P
RcVaV
r

Bảng 3.5. Nhiệt độ cho phép của dây dẫn – θ
cp
, (
o
C)
Dây dẫn
Nhiệt độ
cho phép
lâu dài
Nhiệt độ
cho phép
ngắn hạn
Nhiệt độ cho phép
lớn nhất khi ngắn
mạch
Thanh dẫn và dây
trần
- Đồng
- Nhôm
70
70
125
125
300
200
Cáp cách điện giấy
- Đến 3kV
- Đến 6kV
- Đến 10kV
80

19
b. Điều kiện chọn hoặc kiểm tra dây dẫn:
I’
max
≤ I’
CP
[A,A]
3.3.2 Phát nóng dây dẫn cáp khi ngắn mạch
3.3.3. Tổn thất vầng quang
3.2.4 Độ bền cơ học của dây trên không
3.2.5. Tổn thất điện áp
Các giá trị cho phép đó là:
- Lưới điện 110- 220kV: bình thường ∆U
cpbt
=10% 15% so
với giá trị định mức, sự cố ∆U
cpsc
=20% 25%
Các giá trị này phụ thuộc vào hệ thống điều áp của máy biến áp
trung gian: nếu dùng đầu phân áp cố định thì dùng giá trị thấp, nếu
điều áp dưới tải thì dùng giá trị cao. Nếu tổn thất điện áp cao hơn thì
cần phân tích, tính toán cụ thể xem có điều áp được không trước khi
chọn giải pháp khắc phục khác.
- Lưới điện trung áp: ∆U
cpbt
=6%- 8%; ∆U
cpsc
=10%- 12%
- Lưới hạ áp: ∆U
cpbt

chọn theo J
kt
.
Chọn theo J
kt
có sai số lớn do tính chuyển đổi phụ tải, do bậc
của dây dẫn tiêu chuẩn rất rộng.
Trước khi biết sử dụng mật độ kinh tế của dòng điện, khi lựa
chọn tiết diện dây dẫn đã có xét đến tiền vốn đầu tư, thực chất là tiền
chi phí kim loại dùng cho đường dây. Tính toán theo J
kt
đã xét đến
vốn đầu tư đường dây và chi phí tổn thất điện năng . Mặc dù có
những ưu điểm đó, tuy nhiên phương pháp này còn tồn tại những
vấn đề thiếu sót vì đã dựa trên những cơ sở giả thiết không hoàn toàn
đúng.
Tiết diện kinh tế cần phải được xác định không chỉ theo điều
kiện đạo hàm chi phí theo tiết diện bằng không (3.32), mà còn phải
theo điều kiện đạo hàm chi phí theo dòng điện cực đại δZ/δI
max
bằng
không. Đó chính là những ưu điểm của phương pháp lựa chọn tiết
diện dây dẫn theo khoảng chia kinh tế.
4.1.2. Xây dựng đồ thị lựa chọn tiết diện dây dẫn theo khoảng
chia kinh tế
Trong chương này ta sẽ đi xây dựng đồ thị quan hệ giữa chi
phí vòng đời đường dây CP
vd0
và I
max

r
RIcVaVCP
1
2
max000
)1(
1
3
τ
(4.1)
Trong biểu thức trên ta có thể phân tích thành hai thành
phần. Thành phần thứ nhất là thành phần cố định ứng với mỗi cỡ
dây tiêu chuẩn. Thành phần thứ hai là phí về tổn thất điện năng,
phụ thuộc vào bình phương của dòng điện nên đường cong biểu
thị hàm chi phí vòng đời là một đường parabol. Tiết diện càng
23
Hình 4.1. Đồ thị xác định khoảng chia kinh tế
lớn thì đường parabol sẽ có dạng thoai thoải hơn. Giao điểm giữa
hai đường cong F
1
và F
2
xác định dòng điện cực đại I
gh1
. Tại điểm
này chi phí vòng đời của hai phương án là bằng nhau. Do đó ta có
công thức (4.2):

( )
( )

1
3
)1(
1
3
τ
τ
(4.2)
Giải phương trình (4.2) nói trên ta có I
gh1
:
( )
( )
( )
( )
( )
∑
∑
=
=
−
+
−
+
−−
=
N
t
A
t

02
[tr.đồng/km] tương ứng với tiết
diện F
1
& F
2
;
- Vòng đời tính toán của dây dẫn N [năm];
- Hệ số vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng a
hb
- Điện trở trên một đơn vị dài r
01
, r
02
[Ω/km]
- Hệ số tăng phụ tải a%:
- Giá thành tổn thất điện năng cA-[đ/kWh];
- Số năm phụ tải tăng t [năm];
- Chiết khấu % (r) là hệ số lợi nhuận đầu tư trung bình
trong kinh doanh.
- Thời gian tổn thất công suất lớn nhất τ [giờ]
24
4.1.3 Giới thiệu chương trình tính Khoảng chia kinh tế
của dây dẫn
Ở phần tính toán này, tác giả sử dụng phần mềm tính toán lưới
điện Verson 6.7 của thầy giáo - PGS.TS Trần Bách.
a.
b.
c.
d.