BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

---------------------------

LÂM THẾ TRÍ
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM
TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC TRẠM CÔNG
CỘNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA ĐỊNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số ngành: 60520202

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

---------------------------

LÂM THẾ TRÍ
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM
TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC TRẠM CÔNG
CỘNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA ĐỊNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số ngành: 60520202
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. HUỲNH CHÂU DUY


4

Ủy viên

5

Ủy viên, Thư ký
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được

sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG QLKH – ĐTSĐH

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Tp.HCM, ngày......tháng........năm 20...

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên

: LÂM THẾ TRÍ

Giới tính : NAM

(Họ tên và chữ ký)


i

LỜI CAM ÐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết
quả nghiên cứu được trình bày trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố ở bất kỳ đâu.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được
cảm ơn.
Tôi cũng xin cam đoan các nội dung tham khảo trong Luận văn đã được trích
dẫn đầy đủ nguồn gốc.
Học viên thực hiện Luận văn

Lâm Thế Trí


ii

LỜI CÁM ƠN
Đầu tiên, xin chân thành cám ơn Thầy TS. HUỲNH CHÂU DUY đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ và đóng góp những ý kiến quý báu cho quá trình thực hiện Luận
văn này.
Xin cám ơn quý Thầy, Cô đã trang bị cho tôi các kiến thức quý báu trong quá
trình học tập giúp tôi đủ năng lực để thực hiện Luận văn này.
Xin cảm ơn tập thể lớp 14SMĐ21 đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình
thực hiện Luận văn này.
Cuối cùng, xin cám ơn Trường Đại học Công nghệ Tp. HCM; Khoa Cơ - Điện
- Điện tử; Phòng Quản lý Khoa học - Đào tạo sau Đại học và Cơ quan nơi tôi đang

+ Chapter 4: Proposal for power loss reduction of delivery power systems
and transformer stations of Gia Dinh Power Company
+ Chapter 5: Conclusions and future works


v

MỤC LỤC
LỜI CAM ÐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................ ii
TÓM TẮT ................................................................................................................. iii
ABSTRACT .............................................................................................................. iv
MỤC LỤC ...................................................................................................................v
DANH SÁCH HÌNH VẼ ......................................................................................... vii
DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................. viii
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG ...........................................................................1
1.1. Giới thiệu ..........................................................................................................1
1.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu .....................................................................2
1.3. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................2
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................3
1.5. Ý nghĩa của đề tài .............................................................................................3
1.5.1. Ý nghĩa khoa học ......................................................................................3
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn .......................................................................................3
1.6. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................3
1.7. Bố cục của luận văn .........................................................................................4
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ BÀI TOÁN GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
CỦA LƯỚI ĐIỆN VÀ CÁC TRẠM CÔNG CỘNG ..................................................5
2.1. Giới thiệu ..........................................................................................................5
2.2. Lưới điện phân phối của Việt Nam ..................................................................7
2.3. Đặc điểm chung của lưới điện phân phối .........................................................8

3.1.1. Lịch sử hình thành ...................................................................................34
3.1.2. Quá trình phát triển .................................................................................34
3.1.3. Mục tiêu, nhiệm vụ và ngành nghề kinh doanh chính ............................35
3.1.4. Cơ cấu tổ chức và chức năng ..................................................................36
3.1.5. Lưới điện, trạm biến áp và công tơ điện .................................................36
3.1.6. Tình hình kinh doanh điện năng ở Công ty Điện lực Gia Định ..............39
3.2. Đánh giá tình hình thực hiện giảm tổn thất điện năng của lưới điện phân phối
và các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định giai đoạn 2011 - 2015 .....40
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯƠNG LAI ....................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................70


vii

DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 2.1. Sơ đồ đơn tuyến hệ thống phân phối...........................................................6
Hình 2.2.a. Mạng điện khi chưa đặt thiết bị bù .........................................................18
Hình 2.2.b. Mạng điện khi có bù bằng tụ điện tĩnh tại phụ tải .................................19
Hình 2.3. Đường cong tổn thất trong máy biến áp theo phụ tải ................................22
Hình 2.4. Quan hệ giữa P theo phụ tải và số máy biến áp làm việc .......................22
Hình 2.5. Cấu trúc 3 máy biến áp làm việc song song ..............................................23
Hình 2.6. Sơ đồ trạm có hai máy biến áp ..................................................................25
Hình 2.7. Sơ đồ hệ thống điện đơn giản ....................................................................26
Hình 3.1. Đồ thị phụ tải ngày 28/01/2015 .................................................................44
Hình 3.2. Dạng đồ thị loại 1 ......................................................................................45
Hình 3.3. Dạng đồ thị loại 2 ......................................................................................45


viii


Lưới điện phân phối phân bố trên diện rộng, thường vận hành không đối xứng và có
tổn thất lớn hơn. Vấn đề tổn thất trên lưới phân phối liên quan chặt chẽ đến các vấn
đề kỹ thuật của lưới điện từ giai đoạn lắp đặt đến vận hành. Vì vậy, dựa trên các dữ
liệu về tổn thất có thể đánh giá sơ bộ chất lượng vận hành của lưới điện phân phối.
Tổn thất trên lưới điện phân phối gồm:
+ Tổn thất phi kỹ thuật (tổn thất thương mại); và
+ Tổn thất kỹ thuật.
Trong đó:
- Tổn thất phi kỹ thuật (tổn thất thương mại) bao gồm 4 dạng tổn thất như sau:
+ Trộm điện (câu, móc trộm);
+ Không thanh toán hoặc chậm thanh toán hóa đơn tiền điện;
+ Sai sót đo đạc tổn thất kỹ thuật;
+ Sai sót thống kê phân loại và tính hóa đơn khách hàng.
- Tổn thất kỹ thuật trên lưới điện phân phối chủ yếu trên dây dẫn và các máy biến
áp phân phối. Tổn thất kỹ thuật bao gồm:


2
+ Tổn thất công suất tác dụng: có ảnh hưởng đáng kể đến tổn thất điện năng.
+ Tổn thất công suất phản kháng: do từ thông rò và gây ra bởi các máy biến áp
và cảm kháng trên đường dây. Tổn thất công suất phản kháng chỉ làm lệch góc và ít
tác động đến tổn thất điện năng.
Với các phân tích trên, cho thấy rằng đề tài “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp
giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định”
là thật sự cần thiết. Nghiên cứu này cũng phù hợp với Công văn số
2122/EVNHCMC-KD ngày 4/6/2015 của Tổng Công ty Điện lực Tp. Hồ Chí Minh
về việc xây dựng lộ trình giảm tổn thất giai đoạn 2016 - 2020 và Đề án thực hiện
giảm tổn thất điện năng giai đoạn 2016 - 2020 của Công ty Điện lực Gia Định.
1.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Đề tài “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng
của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định.
1.5. Ý nghĩa của đề tài
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Hiện nay, có nhiều đề tài nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật và các biện
pháp kinh doanh cho giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng trong lưới
điện phân phối, đề tài thực hiện nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất
điện năng cho các trạm công cộng trong lưới điện phân phối mang tính hệ thống và
tổng quát để có thể triển khai áp dụng dễ dàng hơn và rộng rải hơn.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng trong lưới điện
phân phối nói chung và lưới điện phân phối được quản lý bởi Công ty Điện lực Gia
Định nói riêng có ý nghĩa thực tiễn rất quan trọng mà phù hợp với định hướng phát
triển và nâng cao chất lượng quản lý lưới điện phân phối, phù hợp với lộ trình giảm
tổn thất của lưới điện phân phối của Tổng công ty Điện lực Tp. Hồ Chí Minh, cũng
như mục tiêu phấn đấu đạt được của Công ty Điện lực Gia Định trong giai đoạn
2016 - 2020.
1.6. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu các tài liệu về các giải pháp giảm tổn thất điện năng trong lưới
điện phân phối, đặc biệt tại các trạm công cộng của Việt Nam và các nước trên thế
giới.


4
Phân tích, tổng hợp và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng của các
trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định.
1.7. Bố cục của luận văn
Bố cục của luận văn gồm 5 chương:
+ Chương 1: Giới thiệu chung
+ Chương 2: Tổng quan về bài toán giảm tổn thất điện năng của lưới điện và

* Về mặt điều độ chia thành hai cấp:
- Điều độ trung ương.
- Điều độ địa phương. Công tác điều độ bao gồm:
+ Điều độ các nhà máy điện.
+ Điều độ các miền.
+ Điều độ các điện lực.
* Về mặt nghiên cứu, tính toán, HTĐ được phân chia ra thành:
- Lưới hệ thống 500 kV.
- Lưới truyền tải (35, 110, 220 kV).
- Lưới phân phối trung áp (6, 10, 15, 22, 35 kV).
- Lưới phân phối hạ áp (0,4 kV, 0,22 kV).


6
Trong đó, lưới 35 kV được dùng cho cả lưới phân phối và truyền tải. Do phụ
tải ngày càng phát triển về không gian và thời gian với tốc độ ngày càng cao, vì vậy
cần phải xây dựng các nhà máy có công suất lớn. Vì lý do kinh tế và môi trường,
các nhà máy điện thường đuợc xây dựng ở 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 truyền tải điện năng đến các hộ phụ tải. Vì
lý do kinh tế cũng như an toàn, người ta không thể cung cấp trực tiếp cho các phụ
tải bằng lưới truyền tải, do vậy phải dùng lưới điện phân phối. Sơ đồ đơn tuyến hệ
thống phân phối như Hình 2.1.
Trạm trung gian
Đường dây truyền tải trung gian

Trạm phân phối

Mạng phân phối sơ cấp


Mạng phân phối có ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của toàn
hệ thống, cụ thể là:
* Chất lượng cung cấp điện: ở đây là độ tin cậy cung cấp điện và độ dao động
của điện áp tại hộ phụ tải.
* Tổn thất điện năng: thông thường tổn thất điện năng ở lưới phân phối lớn
gấp 3 đến 4 lần so với tổn thất điện năng ở lưới truyền tải.
* Giá đầu tư xây dựng: nếu chia theo tỉ lệ cao áp, phân phối trung áp, phân
phối hạ áp thì vốn đầu tư mạng cao áp là 1, mạng phân phối trung áp thường từ 1,5
đến 2 lần và mạng phân phối hạ áp thường từ 2 đến 2,5 lần.
* Xác suất sự cố: sự cố gây ngừng cung cấp điện sửa chữa bảo dưỡng theo kế
hoạch, cải tạo, đóng trạm mới lên lưới phân phối cũng nhiều hơn lưới truyền tải.
Với các đặc điểm trên, việc nghiên cứu lưới phân phối rất phức tạp và đòi hỏi
nhiều thông tin.
2.2. Lưới điện phân phối của Việt Nam
Ở Việt Nam, do lịch sử phát triển lưới điện của các miền khác nhau, lưới điện
phân phối tồn tại nhiều cấp điện áp khác nhau như 6; 10; 15; 22; 35 kV.
- Lưới điện phân phối miền Bắc hiện nay tồn tại các cấp điện áp 35; 10; 6 kV.


8
- Lưới điện phân phối miền Nam tồn tại 4 cấp điện áp: 6; 10; 15; 35 kV.
- Lưới điện phân phối miền Trung tồn tại 4 cấp điện áp: 6; 10; 15; 35 kV.
Từ năm 1993, Bộ năng lượng có quyết định số 149NL/KHKT ngày
24/03/1993 chuyển đổi các cấp điện áp trung áp về 22 kV. Do vậy, hiện nay cả ba
miền còn có thêm cấp 22 kV, ở một vài khu vực đã cải tạo hoặc xây dựng mới từ
vốn đầu tư nước ngoài.
Nhìn chung, hiện nay lưới điện phân phối của Việt Nam có rất nhiều cấp điện
áp phân phối với phương thức cấp điện hỗn hợp cả hai mô hình: một cấp điện áp
phân phối và hai cấp điện áp phân phối. Việc phát triển lưới điện có tính chắp vá do
khó khăn về tiền vốn, phụ tải phát triển nhanh và chưa có quy hoạch tổng thể, do

mạch vòng kín so với mạch hình tia thấp hơn. Ngoài ra, chất lượng phục vụ của
mạng hình tia đã liên tục được cải thiện, đặc biệt trong những thập niên gần đây với
sự xuất hiện của các thiết bị có công nghệ mới và các thiết bị tự động, việc giảm
bán kính cung cấp điện, tăng tiết diện dẫn và bù công suất phản kháng. Do vậy, chất
lượng điện mạng hình tia đã được cải thiện nhiều.
Kết quả của các nghiên cứu và thống kê từ thực tế vận hành đã đưa đến kết
luận nên vận hành lưới phân phối theo dạng hình tia bởi các lý do:
+ Vận hành đơn giản hơn.
+ Trình tự phục hồi lại kết cấu lưới sau sự cố dễ dàng hơn.
+ Ít gặp khó khăn trong việc cắt điện cục bộ.
2.4. Tổn thất công suất và điện năng trong lưới điện phân phối
2.4.1. Giới thiệu
Vấn đề xác định tổn thất điện năng trong mạng điện hiện nay đang là nhiệm vụ
hết sức thiết thực, không những đối với cơ quan quản lý và phân phối điện, mà ngay
cả đối với các hộ dùng điện. Phương pháp xác định tổn thất điện năng thông thường
nhất là so sánh sản lượng điện ở đầu vào và đầu ra, nhưng thường mắc phải những
sai sót lớn, do một số nguyên nhân sau:
- Không thể lấy đồng thời chỉ số của các công tơ tại đầu nguồn và ở các điểm
tiêu thụ điện.
- Nhiều điểm tải còn thiếu thiết bị đo, hoặc thiết bị đo không phù hợp với phụ tải.
- Số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác nhau, đó là
chưa nói đến việc chỉnh định đồng hồ đo chưa chính xác, hoặc không thể chính xác
do chất lượng điện không đảm bảo.
Ta có thể sử dụng phương pháp đo hiện đại như dùng đồng hồ đo tổn thất để
nâng cao độ chính xác của phép đo, nhưng như vậy sẽ rất tốn kém và phức tạp


10
không phù hợp với điều kiện kinh tế ở nước ta.
Do vậy phải áp dụng các phương pháp tính toán tổn thất điện năng của lưới

Dựa vào đồ thị phụ tải, tổn thất điện năng được xác định như sau:





A  R I12t1  I22t2  I32t3  ... In2tn (Wh)

(2.3)

2.4.2.3. Phương pháp thời gian tổn thất công suất lớn nhất
2
A  RImax


(2.4)

Trong đó:
 = f(Imax, cos): thời gian tổn thất công suất lớn nhất (h);
Imax: Dòng điện cực đại qua dây dẫn (A);
R: Điện trở dây dẫn ().
Trong biểu thức trên, trị số của Imax và R dễ dàng tìm được, chỉ cần xét cách
xác định  là có thể tính được A. Biết rằng, Tmax và  có quan hệ với nhau. Để vẽ


11
đường cong quan hệ, ta tiến hành như sau:
+ Thu thập một số lớn các đường cong phụ tải của các loại hộ dùng điện
khác nhau, nghiên cứu các đường cong đó.
+ Phân loại các đường cong đó (loại 3 ca, 2 ca...; loại cos =1, cos =

cos: Hệ số công suất;
B: Hệ số hình dáng phụ thuộc vào cấu trúc lưới điện.
2.4.2.5. Phương pháp hai đường thẳng của Edmond Borard
A 

RA
TUI max cos  2 A
3TU 2 cos2 

Trong đó:
R: Điện trở dây dẫn (  );
A: Điện năng tiêu thụ (Wh);
T: Thời gian khảo sát tổn thất điện năng (h);
cos: Hệ số công suất;
Imax: Dòng điện cực đại qua dây dẫn (A);

(2.7)


12
U: Điện áp pha (V).
2.4.2.6. Phương pháp xác định tổn thất theo lý thuyết xác suất

 

A  3M I 2 RT .10 3

(2.8)

Trong đó:


I  M I  kbi2
2

kbi 

(2.12)

I m  M I 
M I t1

(2.13)

Trong đó:
Ar, Ax: Điện năng tác dụng và điện năng phản kháng (Wh, VArh );
Utb: Điện áp trung bình của mạng điện (V);
t1: Bội số tán xạ.
Tổn thất điện năng tác dụng là:





Ari  3M I  1  Kbi2 RT .103 (Wh)
2

Tổn thất điện năng phản kháng là:

(2.14)


Trong đó:
Ar2, Ax2: Điện năng tác dụng và phản kháng ở cuối mạng đẳng trị (Wh, VArh).
Ar 2  Ar  Ari

(2.17)

Ax 2  Ax  Axi

(2.18)

U2: Điện áp ở cuối đường dây (V).
Điện trở đẳng trị của máy biến áp là:
m

RBA 

U 2 dm  Pcuondayi .103
i

(2.19)

m

( S dmi )

2

i

Trong đó: