BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN XUÂN BẮC

ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ ĐỀ XUẤT
CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TỈNH HƯNG YÊN
CHUYÊN NGÀNH : MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN LÂN TRÁNG

HÀ NỘI – NĂM 2012


LỜI CAM ĐOAN
Kính thưa các thầy cô giáo, các đồng nghiệp và các bạn đọc!
Sau một thời gian dài tìm hiểu, nghiên cứu được sự giúp đỡ của thầy
giáo hướng dẫn trực tiếp và sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, cùng với các bạn
đồng nghiệp tôi đã hoàn thành Luận văn nghiên cứu này. Tôi cam đoan bản
luận văn do tôi thực hiện. Các số liệu thống kê, báo cáo, các tài liệu khoa học
trong Luận văn được sử dụng của các công trình khác đã nghiên cứu, được
chú thích đầy đủ, đúng quy định.
Hà Nội, ngày 20 tháng 3 năm 2012
Tác giả luận văn

Nguyễn Xuân Bắc


1.2.1.1 Các trạm 220kV, 110kV
1.2.1.2. Các trạm biến áp trung gian
1.2.2. Lưới điện trung áp
1.3. Quản lý vận hành lưới điện.

5
5
6
6
6
7
8
8
8
10
10
14

CHƯƠNG 2-ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG LƯỚI ĐIỆN, KHẢ NĂNG
MANG TẢI VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP
TỈNH HƯNG YÊN

15

2.1. Đánh giá thực trạng lưới điện và khả năng mang tải
2.1.1. Đường dây 35kV
2.1.2. Đường dây 22kV
2.1.3. Đường dây 10kV
2.2. Hiện trang tiêu thụ điện
2.1. Kết quả thực hiện công tác giảm tổn thất điện năng trong

3.3.1. Về tính khả thi
3.3.2. Về tính chính xác

27
28

CHƯƠNG 4-SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TÍNH TỔN
THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ TÍNH BÙ TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP
TỈNH HƯNG YÊN

4.1. Tổng quan về phần mềm PSS/ADEPT
4.1.1. Các chức năng cơ bản của phần mềm
4.1.2. Các cửa sổ ứng dụng của PSS/ADEPT
4.2. Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính phân bổ công suất và
tính tổn thất điện năng lưới điện trung áp tỉnh Hưng Yên.
4.2.1. Tính phân bổ công suất trên các đường dây trung áp tỉnh
Hưng Yên
4.2.1.1. Dữ liệu phục vụ tính toán
4.2.1.2. Khai báo, nhập dữ liệu và tính toán trên phền mềm
PSS/ADEPT 5.0
4.2.2. Tổng hợp kết quả tính toán tổn thất điện năng trên lưới
điện trung áp tỉnh Hưng Yên.
4.3. Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính bù tối ưu
4.3.1. Xác định vị trí bù tối ưu lưới điện trên đường dây trung
áp tỉnh Hưng Yên
4.3.1.1. Phương pháp xác định vị trí bù tối ưu của phần mềm
PSS/ADEPT 5.0
4.3.1.2. Cách chạy bài toán tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu

29

5.2. Các biện pháp giảm TTĐN
5.2.1. Biện pháp quản lý kỹ thuật - vận hành
5.2.2. Biện pháp quản lý kinh doanh
5.2.3. Áp dụng giải pháp DSM để giảm tổn thất điện năng
5.2.3.1. Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ sử
dụng điện
5.2.3.3. Đánh giá khả năng ứng dụng DSM ở tỉnh Hưng Yên.
Kết luận
Kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

77
77
78
78
81
83
83
84
87
88
89
90


iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
GDP


ĐZ

Đường dây

DSM

Demend Side Management (quản lý nhu cầu điện năng)

PSS/ADEPT

Phần mềm tính toán và phân tích lưới điện

CMIS

Phần mềm quản lý khách hàng


v

DANH MỤC CÁC BẢNG
1. Bảng 1.1: Tình trạng mang tải các trạm 220-110kV hiện có của tỉnh
Hưng Yên
2. Bảng 1.2: Tình trạng mang tải các trạm biến áp trung gian
3. Bảng 1.3: Thông kê đường dây trung áp và hạ áp hiện trạng
4. Bảng 1.4: Tình trạng mang tải các đường dây trung áp sau trạm
110kV
5. Bảng 1.5: Tổng dung lượng bù lưới điện trung và hạ áp
6. Bảng 1.6: Khối lượng các trạm biến áp phân phối hiện có của
tỉnh Hưng Yên

10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.

Hình 2.1. So sánh cơ cấu tiêu thụ điện năm 2005 và năm 2011
Hình 2.2. Biểu đồ phụ tải ngày điển hình của tỉnh Hưng Yên
Hình 3.1 - Đồ thị phụ tải I(t)
Hình 4.1.Màn hình giao diện chương trình PSS/ADEPT
Hình 4.2. Thiết lập thông số mạng lưới
Hình 4.3. Hộp thoại network properties
Hình 4.4. Hộp thoại thuộc tính nút Source
Hình 4.5. Hộp thoại thuộc tính nút tải
Hình 4.6. Hộp thoại thuộc tính đoạn đường dây
Hình 4.7. Hộp thoại thuộc tính máy biến áp
Hình 4.8. Hộp thoại thuộc tính nút tải điện năng
Hình 4.9. Hộp thoại thuộc tính thiết bị đóng cắt
Hình 4.10. Các chọn lựa cho các bài toán phân bố công suất
Hình 4.11. Hiển thị kết quả phân tích đường dây 10kV lộ 971E8.3 ngay trên sơ đồ
Hình 4.12. Hiển thị kết quả phân tích đường dây 10kV lộ 971E8.3 từ phần report của phần mềm PSS/ADEPT
Hình 4.13. Thiết lập thông số tụ bù
Hình 4.14. Hộp thoại thẻ CAPO
Hình 4.15. Kết quả tính toán bù tối ưu lộ 971-E8.3



2

nâng cao chất lượng điện năng, đảm bảo cung cấp điện phục vụ phát triển
kinh tế –xã hội của tỉnh nhằm đạt mục tiêu đề ra là cần thiết.
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn
Hiệu quả kinh tế của việc giảm tổn thất điện năng lưới điện trung áp
mang lại là rất rõ ràng, nó là một trong các chỉ tiêu chính đánh giá công tác
sản xuất, kinh doanh của ngành điện và là mục tiêu phấn đấu trong nhiều
nhiều năm qua của Công ty Điện lực Hưng Yên nói riêng và ngành điện nói
chung. Hơn nữa, giảm tổn thất điện năng còn có một ý nghĩa quan trọng là
góp phần nâng cao chất lượng điện năng.
Từ nhu cầu sử dụng điện của các hộ phụ tải và thực trạng nguồn, lưới
điện trung áp tỉnh Hưng Yên, luận văn đã thực hiện đánh giá, phân tích tình
hình tổn thất điện năng, tìm ra nguyên nhân tổn thất điện năng và đề xuất các
giải pháp nhằm giảm tổn thất điện năng trên lưới điện trung áp tỉnh Hưng Yên
xuống mức thấp nhất có thể.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Đối tượng nghiên cứu mà đề tài đặt ra là đánh giá, phân tích thực trạng
lưới điện và tình hình tổn thất điện năng lưới điện trung áp tỉnh Hưng Yên
hiện nay.
Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính toán trào lưu công suất và bù tối
ưu trên các đường dây trung thế và đánh gia, so sánh với kết quả tổn thất điện
năng thực tế từ công tác sản xuất, kinh doanh của Công ty Điện lực Hưng
Yên.
4. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
4.1. Ý nghĩa khoa học
Trong quá trình truyền tải điện năng từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ
lượng tổn thất điện năng trong quá trình này là rất lớn, các khảo sát, báo cáo
gần đây cho thấy tổn thất trong truyền tải và phân phối trong một số lưới điện




4

cứu và đặc biệt xin cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Lân Tráng đã tận
tình chỉ bảo hướng dẫn em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Do điều kiện thực hiện luận văn có hạn, khối lượng công việc lớn và
kiến thức thực tế cũng như lý luận còn nhiều hạn chế nên nội dung luận văn
không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong sự tham gia, góp ý của các thầy,
cô và các bạn đồng nghiệp để công trình nghiên cứu nhanh chóng phát huy hiệu
quả cao trong thực tiễn, cũng như giúp em tiếp tục củng cố và nâng cao trình độ
của mình.


5

CHƯƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ HIỆN TRẠNG NGUỒN, LƯỚI ĐIỆN
TRUNG ÁP TỈNH HƯNG YÊN
1.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI CỦA TỈNH HƯNG YÊN.

1.1.1. Đặc điểm tự nhiên
Hưng Yên là một tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng, nằm trong vùng
Kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, tiếp giáp với 5 tỉnh là: Thành phố Hà Nội, Bắc
Ninh, Hải Dương, Hà Nam và Thái Bình. Toàn tỉnh có 10 đơn vị hành chính
gồm thành phố Hưng Yên và 09 huyện (Văn Lâm, Mỹ Hào, Yên Mỹ, Văn
Giang, Khoái Châu, Ân Thi, Kim Động, Phù Cừ và Tiên Lữ), với tổng diện
tích tự nhiên 926,02 km2 và dân số 1.231.185 người ( Niên giám thống kê
năm 2010), mật độ dân số trung bình 1.225 người/km2, thuộc loại cao so
với mức bình quân chung của cả nước và của vùng Đồng bằng Sông Hồng.

37,15% xuống còn 24%, tỷ trọng ngành công nghiệp-xây dựng tăng từ 25,1%
lên 45%; tỷ trọng ngành dịch vụ giảm từ 37,76% xuống còn 31%.
1.1.2.2. Kết quả cụ thể trên các ngành và lĩnh vực kinh tế
* Ngành nông lâm nghiệp
Giai đoạn 2001-2010 giá trị sản xuất khối ngành tăng bình quân
3,49%/năm. Giá trị tăng thêm của ngành nông nghiệp (theo giá hiện hành) năm
2011 đạt 5049 tỷ đồng, chiếm 30,5% GDP toàn tỉnh.
* Ngành công nghiệp - Xây dựng
Song song với quá trình hoàn thiện môi trường đầu tư trên địa bàn tỉnh,


7

từ những thành quả nổi bật trong việc thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước
đến với tỉnh, sản xuất công nghiệp trên địa bàn trong những năm vừa qua đã có
bước phát triển vượt bậc. Tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất công nghiệp bình
quân trong giai đoạn 2001-2011 đạt cao, 24,85%/năm, đưa giá trị sản xuất
công nghiệp trên địa bàn tỉnh năm 2011 đạt 17.317 tỷ đồng (giá 1994), tăng
gấp 7,37 lần so với năm 2000. Trong đó, các ngành công nghiệp chế biến
có tốc độ tăng trưởng cao, bình quân 24,79% trong giai đoạn 2001-2011.
Đặc biệt có một số ngành sản xuất có tốc độ tăng trưởng cao như: Sản xuất thực
phẩm đồ uống (42%); sản xuất hóa chất và sản phẩm từ hóa chất (64,26%), sản
phẩm từ cao cao su, plastic (37,72%), sản phẩm từ kim loại (trừ máy móc,
thiết bị) (29,49%), sản xuất xe động cơ rơ móc (55,16%) vv...
+ Cơ cấu ngành công nghiệp: Năm 2011, giá trị sản xuất công nghiệp
chiếm 66% tổng giá trị sản xuất trên địa bàn tỉnh (tính theo giá hiện hành),
chuyển dịch (+) 26,8% so với năm 2000 (chiếm 39,2% GTSX của tỉnh).
Trong GDP toàn tỉnh, năm 2011, GDP công nghiệp chiếm tỷ trọng 45%,
chuyển dịch (+) 17,7% so với năm 2000 (năm 2000 là 27,3%). Công nghiệp đã
dần trở thành ngành sản xuất có vai trò quan trọng trong tăng trưởng kinh tế,

kiến là 50% so với GDP tỉnh.
* Ngành dịch vụ
- Tốc độ tăng trưởng GDP bình quân hằng năm ngành dịch vụ trong giai
đoạn 2011-2015 là 13-15%, giá trị gia tăng khối ngành dịch vụ từ 1.574 tỷ
đồng (giá ss 1994) năm 2005 lên 2.984 tỷ đồng (giá ss 1994) năm 2010; lên
5694 tỷ đồng năm 2015.
- Đến năm 2015 tỷ trọng GDP của khối ngành dịch vụ chiếm 33% tổng
GDP của tỉnh.
1.2. HIỆN TRẠNG NGUỒN VÀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TỈNH HƯNG YÊN

1.2.1. Nguồn nhận
1.2.1.1 Các trạm 220kV, 110kV


9

Hiện nay, phụ tải của tỉnh Hưng Yên được cấp điện từ lưới điện Quốc
gia qua trạm nguồn 220kV duy nhất là trạm 220kV Phố Nối có công suất
1x125+1x250MVA, hiện nay cả hai máy của trạm đều đang đầy tải, Pmax của trạm
khoảng 316MW. Tỉnh Hưng Yên được cấp điện bởi các đường dây lộ 171,

173, 174 E28.1 (trạm 220kV Phố Nối) và đường dây 173-E8.1 (Đồng Niên Phố Cao). Các đường dây này đang vận hành trong tình trạng đầy và quá tải.
Các đường dây 110kV trên, cấp điện tới 06 trạm biến áp 110kV (01
TBA thuộc tài sản khách hàng) với tổng công suất đặt là 432MVA.
- Trạm 110kV Phố Cao (E8.3): công suất 1x25MVA -110/35/10kV và
1x25MVA-110/35/22kV.
- Trạm 110kV Kim Động (E28.2): công suất 1x40MVA-110/35/22kV.
- Trạm 110kV Lạc Đạo (E28.4): công suất 2x63 MVA -110/35/22kV.
- Trạm 110kV Giai Phạm (E28.5): công suất 2x63 - 110/35/22kV.
- Trạm 110kV Hưng Yên (E28.7): công suất 1x40MVA -110/35/22kV.


Sđm
(MVA)

Pmax/Pmin
(MW)

Tình trạng
vận hành

AT1

220/110/22

125

115/49

97%

AT2

220/110/22

250

201/80

85%


Trạm 110kV
Trạm 110kV Phố Cao (E8.3)
Trạm 110kV Kim Động


10

(E28.2)
3

110/35/22

63

41,1/19,4

73%

T2

110/35/22

63

54,2/25,3

96%

Trạm 110kV Giai Phạm
(E28.5)

40

21,5/12,1

60%

6

Trạm 110kV Thăng Long
(E28.9)

T1

110/22

25

0,6/0,2

3%

T2

110/22

25

Dự phòng

Trạm 110kV


8

Trạm 110kV Khoái Châu
T1
110/35/22
40
(E28.8)
Nguồn: Trạm 220kV Phố Nối và Chi nhánh điện cao thế 110kV Hưng Yên.

1.2.1.2. Các trạm biến áp trung gian
Các trạm biến áp trung áp của tỉnh Hưng Yên gồm có các trạm biến áp
trung gian 35/10kV.
Hiện tại, trên địa bàn tỉnh Hưng Yên đang vận hành 5 trạm biến áp
trung gian (TG) 35/10kV. Nhìn chung các trạm biến áp trung gian đang đầy
tải và một số trạm đang quá tải như trạm TG Nhân Vinh, TG Khoái Châu. Chi
tiết tình trạng vận hành các trạm trung gian được trình bày trong bảng dưới đây
Bảng 1.2: Tình trạng mang tải các trạm biến áp trung gian
TT

Tên trạm

1

TG Nhân Vinh

2

TG Hưng Long


4000

3880

Quá tải

T2

35/10

1800

1500

Đầy tải

T1

35/10

1800

1530

Đầy tải

T1

35/10


3200

3500

Quá tải

T2

35/10

2500

1800

Bình thường

T1

35/10

3200

2500

Đầy tải

T2

35/10



Khách hàng quản lý
ĐDK

Tổng

Tỷ lệ
(%)

Cáp ngầm

I

Đường dây trung
áp

km

983,0

21,5

153,4

21,2

1179,0

100,0


11,9

209,3

17,7

3

Đường dây 10kV

km

292,7

0,7

22,4

1,0

316,8

26,9

II

Đường dây hạ áp

km


34,3

III

Công tơ

Chiếc

1

1 pha

Chiếc

239.500

97.776

337.276

2

3 pha

Chiếc

10.160

19.677


Trạm Phố Cao (E8.3)

1

Lộ 372

2

Tiết diện đường trục/
chiều dài (km)

Công suất các lộ ra
Pmax (kW)

Pmin (kW)

39.000

12.400

AC70/39,15

5.600

2.500

Lộ 374

AC95/23,43


4.800

1000

6

Lộ 971

AC70/33,08

3.200

800

7

Lộ 973

AC70/22,5

2.400

500

8

Lộ 975

AC70/6,27


4.300

2

Lộ 373

AC95/29,06

8.500

3.500

3

Lộ 375

AC95/10,12

1.800

400

4

Lộ 377

AC95/69,52

8.900


2

Lộ 372

AC120/23,28

15.700

6.000

3

Lộ 471

AC(2x240)/6,66

7.200

3.000

4

Lộ 477

AC120/14,1

11.700

5.100


8

Lộ 474

AC150/8,05

12.500

4.800

9

Lộ 476

AC95/21,58

11.700

5.100

10

Lộ 478

AC95/6,3

9.500

1.800


Lộ 471

AC150/15,48

15.200

5.100

4

Lộ 473

AC150/18,25

11.500

2.400

5

Lộ 475

CU (3x240)/1,2

6.000

1.700


13


V

Trạm Hưng Yên (E28.7)

21.500

6.800

1

Lộ 371

AC95/9,00

9.500

4.300

2

Lộ 373

AC70/16,68

2.600

580

3


Trạm Thăng Long II (E28.9)

1.200

200

1

Lộ 471

Cu3x300/2,0

500

100

2

Lộ 473

Cu3x300/2,1

300

100

3

Lộ 474


31

9.500

2

Lưới điện 22kV

05

1.500

3

Lưới điện 10kV

32

9.400

395

12.450

4 Lưới điện 0,4kV
Nguồn: Công ty điện lực Hưng Yên

Các trạm biến áp phân phối của tỉnh Hưng Yên bao gồm các loại
trạm 35/0,4kV; 35(22)/0,4kV; 22/0,4kV; 10/0,4kV và 10(22)/0,4kV.


725.422

Trạm 35/0,4kV + 35(22)/0,4kV

973

1.050

338.335

Trong đó: - Khách hàng quản lý

512

562

207.205

- Ngành điện quản lý

461

488

131.130

Trạm 10/0,4kV + 10(22)/0,4kV

303


431

316.282

- Ngành điện quản lý
Nguồn: Công ty điện lực Hưng Yên

65

66

15.680

2

Trạm phân phối

Số trạm

- Ngành điện quản lý
3

1.3. QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN.

- Công ty Điện lực Hưng Yên là đơn vị thực hiện phân phối, bán buôn,
bán lẻ điện trên địa bàn tỉnh Hưng Yên. Toàn bộ lưới điện trung áp 10kV,
22kV, 35kV trên địa bàn tỉnh do Công ty Điện lực Hưng Yên quản lý vận
hành (trừ lộ 475, 477 và 480 -E28.5) do Công ty lưới điện cao thế Miền Bắc
quản lý).

Lưới điện 35kV hiện có tại tất cả các huyện và thành phố của tỉnh Hưng
Yên, tính đến hết năm 2011 toàn tỉnh có 652,7 km đường dây 35kV chiếm
55,4% khối lượng đường dây trung áp. Lưới điện 35kV đóng vai trò quan
trọng trong trong hệ thống lưới trung áp của tỉnh Hưng Yên, các lộ đường
dây 35kV ngoài việc cấp điện trực tiếp cho các hộ phụ tải còn cấp điện cho
các trạm trung gian. Hầu hết các đường trục 35kV đều có liên hệ mạch vòng
giữa các trạm biến áp 110kV, do vậy lưới điện 35kV được vận hành một cách
linh hoạt và ổn định. Tuy nhiên hiện nay do phát triển phụ tải ở một số khu
vực trên địa bàn tỉnh Hưng Yên với tốc độ nhanh đồng thời phụ tải phân bố
không tập trung nên một số các đường dây 35kV vẫn phải mang tải lớn và
một số đường đã quá tải. Ngoài ra do được xây dựng từ lâu nên dây dẫn
thường có tiết diện nhỏ, phụ tải tập trung cuối đường dây nên làm cho tổn thất
công suất, tổn thất điện năng cũng như tổn thất điện áp cuối đường dây tương
đối

cao.

Bên

cạnh đó do các trạm biến áp 110kV dự kiến xây mới vào chậm tiến độ trong
khi phụ tải tăng nhanh dẫn đến việc vận hành các đường dây trung áp luôn ở
trạng thái khó khăn khi phân bố tải giữa các đường dây 35kV và việc tối ưu
hoá vận hành lưới 35kV, Cụ thể như sau:
+ Lộ 375 trạm 110kV Phố Cao (E8.3): đây là đường trục cấp điện chính
cho huyện Ân Thi ngoài ra còn hỗ trợ cho lộ 371 của trạm 110kV Lạc Đạo


16

(E28.4) cấp điện cho 1 số xã của huyện Mỹ Hào, đường dây rất dài và tiết diện