ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
,

NGUYỄN QUỐC HƯNG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN
THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN
PHỐI HUYỆN CAM LÂM TỈNH KHÁNH HÒA

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 60 52 02 02

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2017


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ ĐÌNH DƯƠNG

Phản biện 1: TS. TRẦN VINH TỊNH

Phản biện 2: TS. LÊ CAO QUYỀN

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ kỹ thuật, chuyên ngành kỹ thuật điện họp tại Trường
Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 07 tháng 11 năm 2017


2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của luận văn là nghiên cứu cơ sở lý thuyết, sử
dụng một số phần mềm ứng dụng để phân tích tổn thất hiện tại trên
lưới điện phân phối của Điện lực huyện Cam Lâm. Đánh giá những
ưu, khuyết điểm về các giải pháp giảm tổn thất điện năng mà Điện


2

lực Cam Lâm đang áp dụng, từ đó sẽ đề xuất một số giải pháp giảm
tổn thất điện năng một cách hữu hiệu nhằm giúp Điện lực Cam Lâm
triển khai thực hiện hiệu quả hơn trong công tác giảm tổn thất điện
năng trong những năm tiếp theo.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
 Phạm vi nghiên cứu của đề tài là toàn bộ lưới điện phân
phối của Điện lực huyện Cam Lâm.
 Đối tượng nghiên cứu là tổn thất điện năng trên lưới điện
trung, hạ áp và trạm biến áp phân phối.
4. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp được sử dụng trong đề tài là: Khảo sát, sử
dụng các phần mềm CMIS và PSS/ADEPT để phân tích tổn thất,
đánh giá thực trạng lưới điện, hiện trạng tổn thất tại lưới điện của
Điện lực huyện Cam Lâm, từ đó phân tích đưa ra giải pháp giải quyết
những vấn đề tồn tại.
5. Bố cục của luận văn
Bố cục luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận chung, nội
dung của luận văn được biên chế thành 3 chương như sau:
Chương 1: Giới thiệu về lưới điện và hiện trạng tổn thất điện
năng trên lưới điện của Điện lực Cam Lâm.
Chương 2: Một số giải pháp nhằm giảm tổn thất điện năng

- Các trạm khu vực (500, 220, 110kV) được quy hoạch
trong tổng sơ đồ.


4

Lưới phân phối (U ≤ 35kV) được quy hoạch riêng. Về
mặt điều độ chia thành 2 cấp:
Điều độ trung ương.
Điều độ địa phương. Công tác điều độ bao gồm:
- Điều độ các nhà máy thủy 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 500kV.
- Lưới truyền tải (35, 110, 220kV).
- Lưới phân phối trung áp (22, 35kV).
- Lưới phân phối hạ áp (0.23, 0.4kV).
Trong đó lưới điện 35kV có thể dùng cho cả lưới phân phối
và lưới truyền tải.
Lưới điện phân phối nhận điện từ các trạm phân phối khu
vực gồm:
- Lưới điện có các cấp điện áp 110/35kV, 110/22kV.
- Lưới điện có các cấp điện áp 35/22kV.
Mạng phân phối có ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kỹ
thuật của toàn hệ thống. Cụ thể là:
- Chất lượng cung cấp điện.
- Tổn thất điện năng.
- Giá đầu tư xây dựng: Nếu chia theo tỷ lệ cao áp, phân

hành hở, hình tia hoặc dạng xương cá.
Trong mạch vòng các xuất tuyến được liên kết với nhau
bằng dao cách ly, hoặc thiết bị nối mạch vòng (Ring Main Unit)
các thiết bị này vận hành ở vị trí mở, trong trường hợp cần sửa


6

chữa hoặc sự cố đường dây điện thì việc cung cấp điện không bị
gián đoạn lâu dài nhờ việc chuyển đổi nguồn cung cấp bằng thao
tác đóng cắt dao cách ly phân đoạn hay tự động chuyển đổi nhờ các
thiết bị nối mạch vòng.
Phụ tải của lưới phân phối đa dạng và phức tạp, nhất là ở
Việt Nam các phụ tải sinh hoạt và dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp đa
phần cùng trong một hộ phụ tải.
So với mạng hình tia, mạng mạch vòng có chất lượng
điện hơn, đó chính là lý do tồn tại của mạch vòng, song lại gây
phức tạp về vấn đề rơle bảo vệ.
Kết quả các nghiên cứu và thống kê từ thực tế vận hành
[10] 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 luới sau sự cố dễ dàng hơn.
- Ít gặp khó khăn trong việc lập kế hoạch cắt điện cục bộ.
1.3. Một số vấn đề về tổn thất điện năng trong lưới phân phối
điện của Điện lực Huyện Cam Lâm
Cùng với sự lớn mạnh không ngừng của Công ty cổ phần
Điện lực Khánh Hòa cũng như của Tỉnh Khánh Hòa, Điện lực Cam
Lâm đã được thành lập và chính thức hoạt động từ tháng 07/2007.
Số lượng CBNV toàn Điện lực có 57 người với nhiệm vụ

4.33

3.31

3.31

4.71

Năm 2012, tỉ lệ tổn thất là 4.79%. Trong những năm gần
đây, tỷ lệ tổn thất điện năng ở Điện lực Cam Lâm đã giảm rất nhiều
do áp dụng các biện pháp giảm tổn thất điện năng có hiệu quả hơn.
Đây là sự cố gắng và là thành tích đáng ghi nhận của Điện lực Cam
Lâm.
Tại Điện lực Cam Lâm, điện năng tổn thất chủ yếu vẫn là tổn
thất kỹ thuật. Trong những năm gần đây, hệ thống điện từng bước
được nâng cấp, cải tạo nên tổn thất kỹ thuật đã giảm đáng kể từ
4.71% (năm 2013) xuống còn 3.31% (quý I năm 2017). Do đó, Điện
lực Cam Lâm đang cố gắng tìm ra những giải pháp hữu hiệu để giảm
tỷ lệ tổn thất điện năng xuống mức thấp nhất có thể và đặc biệt phấn
đấu giảm tổn thất thương mại tới 0.
Như vậy, ở Điện lực Cam Lâm điện năng bị tổn thất chủ yếu
ở lưới hạ thế, tỷ lệ tổn thất ở lưới 22-35 kV so với ở lưới hạ áp có
thấp hơn nhưng nhìn chung vẫn tương đối cao.
1.3.1. Hiệu quả sử dụng điện
+ Hộ gia đình khu vực sử dụng điện
+ Tác động của việc sử dụng điện với môi trường


8



 Công tác quản lý, theo dõi thực hiện hợp đồng mua bán
điện chưa chặt chẽ, dẫn đến việc tổng điều tra và ký lại hợp đồng
mua bán điện chưa được thực hiện đầy đủ vẫn còn tồn tại tình trạng
tên người sử dụng điện khác với tên người ký kết hợp đồng, thậm chí
tên phố, số nhà (địa chỉ) vẫn ghi như cũ từ những năm trước trong
khi hiện tại đã thay đổi, nhiều trường hợp khách hàng sử dụng không
đúng theo mục đích ghi trong hợp đồng.
 Một số khách hàng trên địa bàn dây dưa tiền điện, không
chịu thanh toán hoặc không có khả năng thanh toán.
1.4. Các giải pháp giảm tổn thất và nâng cao chất lượng điện
năng
Như đã trình bày trong các phần trước, lưới điện phân phối
có nhiều cấp điện áp khác nhau, phương thức cấp điện phức tạp.
Hiện nay, tồn tại một số biện pháp giảm tổn thất và nâng cao
chất lượng điện năng sau:
 Nâng cao điện áp vận hành lưới phân phối và đưa về điện
áp quy chuẩn.
 Bù kinh tế trong lưới phân phối bằng tụ điện.
 Hoàn thiện cấu trúc lưới để vận hành với tổn thất nhỏ
nhất.
 Sử dụng các thiết bị ứng dụng công nghệ mới có hiệu suất
cao.
 Phân bố thời gian làm việc và đưa thiết bị vào vận hành
trong các thời gian hợp lý, tránh hiện tượng quá tải cục bộ vào thời
gian cao điểm.


10


khác nhau của lưới.
Một phần công suất bù, thường là phần cố định có thể
được phân tán xuống lưới truyền tải để giảm tổn thất trong lưới.
Ngoài ra, do vai trò của mình trong hệ thống nên không
thể không có công suất phản kháng lưu thông trên lưới.
- Bù kinh tế: Nhằm giảm tổn thất điện năng và tổn thất điện
áp do đó nâng cao chất lượng điện áp và giảm tổn thất điện năng.
Như vậy, việc đặt tụ bù có một số lợi ích sau:
Giảm công suất tác dụng yêu cầu ở chế độ max.
Giảm nhẹ tải MBA do giảm yêu cầu công suất phản
kháng do đó tăng tuổi thọ MBA.
Giảm tổn thất điện năng.
Cải thiện chất lượng điện áp trên lưới phân phối.
Cải thiện hệ số công suất.


12

Cân bằng tải.
Như vậy trong phạm vi bù, vấn đề giảm tổn thất và nâng cao
chất lượng điện năng là luôn được thực hiện và có kết quả song hành.
Hiện nay có hai phương pháp đặt bù thường được thực hiện:
 Bù tập trung ở một số điểm trên lưới trung áp: Thường có
từ 1 đến 3 vị trí bù trên mỗi tuyến.
 Bù phân tán tại các Trạm biến áp phân phối hạ áp: Theo
phương pháp này, hiệu quả cao hơn do thực hiện bù sâu hơn, nhưng
nguy cơ cộng hưởng và tự kích thích rất cao (xảy ra khi công suất bù
ở chế độ min lớn hơn nhu cầu của phụ tải).
 Với sự phát triển của công nghệ và lĩnh vực tự động hóađiều khiển tự động- điện tử công suất, việc thực hiện điều chỉnh trơn
tụ điện tiêu thụ hoặc phát công suất phản kháng, đóng cắt điện theo

dạng phân bố của dòng phản kháng, và kết quả là giảm tổn thất.
2.1.2.2. Giảm tổn thất điện năng nhờ lắp đặt n bộ tụ
điện
Một số nguyên tắc chủ yếu có thể được dùng cho việc sử
dụng các bộ tụ như sau:
- Vị trí lắp đặt của các bộ tụ cố định phải được tính trên cơ
sở tải phản kháng trung bình.
- Chỉ có một vị trí cho mỗi kích cỡ tụ để đạt được giảm tổn
thất tối đa.
- Một bộ tụ điện lớn có thể đạt được tất cả các tiết kiệm
như 2 hoặc nhiều bộ tụ có cùng kích cỡ.
- Khi nhiều vị trí lắp đặt dùng các bộ tụ bù ngang cố định
các bộ tụ phải có cùng dung lượng để việc lắp đặt đạt hiểu quả kinh
tế.


14

- Đối với một xuất tuyến có các phụ tải phân bố đều, bộ tụ
có kích thước bằng 2/3 tải phản kháng tổng và được lắp đặt ở
khoảng cách 2/3 kể từ nguồn sẽ cho độ giảm tổn thất 89%.
- Kết quả của quy tắc 2/3 là rất đặc biệt hữu dụng khi hệ số
tải phản kháng cao, nó chỉ được áp dụng khi sử dụng tụ bù ngang
cố định.
- Nhìn chung, đối với các hệ số tải phản kháng thấp, một
vài tổ hợp các tụ điện đóng cắt và cố định cho giảm tổn thất điện
năng lớn nhất.
2.1.3. Phân tích kinh tế bài toán bù công suất phản kháng
2.1.3.1. Tiền lãi NPV và thời gian thu hồi vốn đầu tư
(Thv)

Trong đó V là số của sóng hài bậc cao được xét đến.
2.2. Kết luận
Chương 2 trình bày tổng quan về bù công suất phản kháng
lưới điện phân phối
- Chế độ vận hành của lưới phân phối huyện Cam Lâm là
vận hành hở, vận hành đơn giản, trình tự phục hồi lại kết cấu lưới sau
sự cố dễ dàng hơn, lập kế hoạch cắt điện cục bộ để sửa chữa, xử lý
sự cố đơn giản và dễ dàng hơn.
- Mục tiêu của việc bù công suất phản kháng là điều chỉnh hệ
số công suất, củng cố điện áp, cân bằng phụ tải để giảm tổn thất công
suất dẫn đến giảm tổn thất điện năng, nâng cao chất lượng điện năng.
- Trong thực hế vận hành, đồ thị phụ tải thay đổi, không
bằng phẳng, do đó cần phải thực hiện việc đóng cắt tụ nhằm đáp ứng
nhu cầu phụ tải trong từng thời điểm khác nhau để tránh hiện tượng
quá bù trong chế độ thấp điểm.
- Về phương thức bù lưới điện phân phối: Thực hiện điều
chỉnh điện áp, các biện pháp vận hành tối ưu lưới điện phân phối,
nâng cao hệ số công suất.


16

CHƯƠNG 3
ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH PSS/ADEPT TÍNH TOÁN
BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐƯỜNG DÂY 22 kV
CAM LÂM
3.1. Giới thiệu chung về phần mềm PSS/ADEPT
PSS/ADEPT

(Power

thống điện được mô phỏng bao gồm như sau:
- Các nút (tải, nguồn).
- Nguồn ba pha cân bằng và không cân bằng.
- Đường dây và thiết bị đóng, cắt.
- Máy biến áp.
- Động cơ và máy phát.
- Phụ tải.
Các phần tử đường dây, thiết bị đóng, cắt và máy biến áp của
hệ thống hình thành kết nối giữa các nút. Nguồn, tải và các tụ shunt
được gắn tại nút. Tất cả cả ba pha, hai pha, hay một pha có thể thể
hiện trong mỗi đường dây hay MBA. Vì vậy ta có thể mô hình một
phát tuyến phân phối từ một nguồn ba pha, với mạch chính ba pha,


17

với các nhánh rẽ hai và một pha và với tải ba pha. Nếu hệ thống nối
đất tại trung tính thì PSS/ADEPT giả thiết rằng dây trung tính liên
tục, được kết nối tốt và được kết nối tới tát cả nút.
3.2. Các bước thực hiện trong phần mềm PSS/ADEPT
Chu trình triển khai phần mềm PSS/ADEPT theo bốn bước
cơ bản sau:
Thiết lập thông số mạng lưới
Program, network settings
Tạo sơ đồ
Creating diagrams
Chạy 8 bài toán phân tích
Power System Analysis

BÁO CÁO

bạn có thể xem kết quả tính toán phân tích của phần mềm tại 3 vị trí
như sau:
- Xem hiển thị kết quả phân tích ngay trên sơ đồ.
- Xem kết quả tính toán trên cửa sổ progress view.
- Xem kết quả tính toán chi tiết từ phần report của phần
mềm PSS/ADEPT.
3.2.4.1. Xem hiển thị kết quả phân tích ngay trên sơ đồ


19

Trong phần mềm PSS/ADEPT ta có thể xem ngay
các kết quả tính toán tại vị trí các nút, tải…trên sơ đồ lưới điện.
3.2.4.2. Xem hiển thị kết quả tính toán trên cửa sổ
Progress View
3.2.4.3. Xem hiển thị kết quả tính toán chi tiết từ phần
report của phần mềm PSS/ADEPT
Hiển thị các report [11,15] chứa các kết quả tính
toán sau khi thực hiện giải một bài toán phân tính, từ đây ta có thể in
ấn các kết quả này một cách dễ dàng thông qua File\Print.
3.3. Ứng dụng chương trình PSS/ADEPT tính toán bài toán chọn
vị trí bù công suất phản kháng tối ưu cho các xuất tuyến 22kV
Huyện Cam Lâm
3.3.1. Giới thiệu về lưới điện phân phối Huyện Cam Lâm
3.3.1.1. Các thông số của đường dây
Đường dây 22kV có tổng chiều dài 209.7 km, mức tăng
trưởng phụ tải bình quân hàng năm sau khi đi vào hoạt động là
6%/năm, vòng đời tính toán cho đường dây là 20 năm; Số năm phụ
tải tăng là 7 năm. Giá thành xây dựng đường dây được tính tại thời
điểm tháng 3 năm 2011.

TTCS
trước khi
bù ΔP
(kW)

1

477-E28

101,06

79,18

55.903,4

2

476-E30

82,99

82.72

689,85

3

475-E30

77,54


14,14

1.737,4

7

471-E28

55,31

52,88

6.208,65

8

473-E30

1,28

1,23

127,75

9

474-E30

62,74

giảm sau
khi bù ΔP
(kW)

TTĐN tiết
kiệm được
trong 1
năm ΔA
(kWh)

1

477-E28

101,06

78,51

57.615,25

2

476-E30

82,99

82,39

1.533


6

471-E30

14,82

14,11

1.814,05

7

471-E28

55,31

53,39

3.551,45

8

473-E30

1,28

1,17

281,05



22

+ Giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng.
+ Cải thiện điện áp.
+ Các chi phí: Vốn đầu tư ban đầu, chi phí vận hành không
đáng kể.
Hạn chế: Nguy cơ tự kích thích ở các động cơ của phụ tải,
quá điện áp, công hưởng với các sóng hài bậc cao của dòng điện.
Số tiền tiết kiệm được quy về hiện tại vòng 5 năm khi bù hạ
áp là lớn hơn nhiều so với bù trung áp. Vì vậy phương án bù ở hạ áp
là hiệu quả hơn. Tuy nhiên vị trí bù ở hạ áp là rất lớn, rất khó cho
quá trình vận hành và kiểm soát, vì vậy thực tế vận hành chúng ta
nên cân nhắc nên bù hạ áp lớn hơn hay trung áp hơn.


23

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Lưới điện phân phối đóng một vai trò quan trọng trong việc
cung cấp điện liên tục, góp phần ổn định chính trị, phát triển kinh tế
của một địa phương nói riêng và một quốc gia nói chung. .
Công ty cổ phần Điện lực Khánh Hòa là đơn vị phân phối
điện đầu tiên của cả nước chuyển sang hoạt động theo mô hình công
ty cổ phần. Trong điều kiện giá mua điện đầu vào và giá bán điện
đầu ra đều đã được định sẵn, giá bán điện được Chính Phủ ban hành,
giá mua điện theo quyết định của EVN, do vậy bài toán lớn đối với
Công ty là vấn đề tối ưu hóa lợi nhuận gói gọn từ khâu mua điện đến
bán điện, trong đó vấn đề giảm tổn thất điện năng là hết sức quan
trọng. Nếu thực hiện tốt vấn đề này, rõ ràng lợi nhuận đem lại rất