ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HOÀNG NGỌC TÚ

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP
GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN
PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ CAM RANH

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. TRẦN VINH TỊNH

Phản biện 1: TS. TRẦN TẤN VINH

Phản biện 2: TS. LÊ KỶ

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 vào ngày 07 tháng 10 năm 2017.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

tăng trưởng điện năng tỉnh Khánh Hoà luôn ở mức cao. Để đáp ứng tốc
độ tăng trưởng trên, hàng năm, Công ty cổ phần Điện lực Khánh Hòa
đã tập trung nguồn vốn lớn để thực hiện công tác đầu tư xây dựng mới,


2
cải tạo nâng cao năng lực cấp điện của LĐPP hiện có. Từ thực tế trên,
trong công tác quản lý vận hành LĐPP, vấn đề tính toán, phân tích các
biện pháp tổ chức, các biện pháp kỹ thuật nhằm giảm

A luôn có ý

nghĩa rất quan trọng.
Xuất phát từ các lý do nêu trên, đề tài “Nghiên cứu các giải pháp
giảm tổn thất điện năng lưới điện phân phối Thành phố Cam Ranh”
được đề xuất nghiên cứu. Đây cũng là một vấn đề thường xuyên được
các cán bộ quản lý, kỹ sư tại các Điện lực trực thuộc Công ty cổ phần
Điện lực Khánh Hòa quan tâm nghiên cứu.
2. Mục đích nghiên cứu
- Phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp tính toán tổn thất
điện năng trên lưới phân phối. Chọn phương pháp tính thích hợp để áp
dụng tính toán đối với lưới điện phân phối TP Cam Ranh – Tỉnh Khánh
Hòa.
- Thu thập cơ sở dữ liệu về nguồn và phụ tải lưới phân phối các khu
vực thuộc phạm vi nghiên cứu để xây dựng đồ thị phụ tải điển hình đặc
trưng cho lưới phân phối TP Cam Ranh.
- Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính toán đánh giá tổn thất điện
năng cho phương án vận hành hiện tại. So sánh, phân tích, nhận xét kết
quả tính toán với kết quả tính toán tổn thất điện năng báo cáo hiện đang
áp dụng.

- Chương 2: Các giải pháp giảm tổn thất công suất, giảm tổn thất
điện năng trên lưới phân phối.
- Chương 3: Đánh giá hiện trạng công tác quản lý vận hành, quản
lý kinh doanh điện năng trên LĐPP Cam Ranh.
- Chương 4: Đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng trong
công tác quản lý vận hành LĐPP Cam Ranh.


4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TỔNG QUAN VỀ TTCS & TTĐN TRONG LĐPP
1.1. Vai trò của LĐPP trong hệ thống điện
Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, các đường
dây truyền tải và phân phối được nối với nhau thành một hệ thống
thống nhất làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng.
Tuỳ theo mục đích nghiên cứu mà hệ thống điện được chia thành các
phần hệ thống tương đối độc lập nhau.
LĐPP làm nhiệm vụ phân phối điện năng cho một địa phương
(thành phố, quận, huyện, lỵ…) có bán kính cung cấp điện nhỏ, thường
dưới 50km.
1.2. Đặc điểm lưới điện phân phối
Thông thường LĐPP trung áp được nhận điện từ:
- Thanh cái thứ cấp các trạm biến áp 110, 220kV.
- Các trạm biến áp trung gian 35/6kV, 35/10kV, 35/15kV hoặc
35/22kV.
- Thanh cái nhà máy điện, trạm phát diezen…
Sơ đồ cấp điện của lưới điện phân phối có các dạng cơ bản sau:
1.2.1. Sơ đồ hình tia
1.2.2. Sơ đồ mạch vòng
1.3. Tổn thất và nguyên nhân gây tổn thất

1.4.1. Quan hệ giữa các phương pháp tính toán TTCS và TTĐN
A = Pmax.
- Công thức kinh điển:
= (0.124 + Tmax.10-4)2.8760
- Công thức Kenzevits:

2Tmax 8760

8760 Tmax
P
1 min
Tmax 2 Pmin
Pmax
1
8760 Pmax


6
- Công thức Valander:

T
8760. 0,13. max
8760

T
0,87. max
8760

2



8
1.5.3. Phần mềm PSS/ADEPT
PSS/ADEPT viết tắt từ tên gọi Power System Simulator/Advanced
Distribution Engineering Productivity Tool. Đây là phần mềm của
hãng Shaw Power Technologies được xây dựng như là một công cụ để
thiết kế, phân tích, tính toán qui hoạch lưới điện phân phối.
PSS/ADEPT cho phép ta thiết kế, sửa chữa và phân tích các sơ đồ và
mô hình của hệ thống điện một cách trực quan bằng giao diện đồ hoạ
với số nút không hạn chế.
1.6. Các phương pháp tính toán TTĐN trong LĐPP
1.6.1. Phương pháp tích phân đồ thị
1.6.2. Phương pháp dòng điện trung bình bình phương
1.6.3. Phương pháp thời gian tổn thất
1.6.4. Phương pháp đường cong tổn thất
1.6.5. Phương pháp tính toán TTĐN theo quy định của EVN
1.7. Kết luận chương 1
CHƯƠNG 2
CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
2.1. Cải tạo lưới điện đang vận hành
2.1.1. Phát triển trục hệ thống truyền tải, thống nhất các cấp điện
áp
Xây dựng các đường dây truyền tải chính xuyên qua các vùng trong
nước có cấp điện áp 110kV, 220kV, và 500kV sẽ tạo bán kính cấp điện
hợp lý và khả năng tải cao.
Chuyển đổi các cấp điện áp LĐPP về cấp 22kV.


9
2.1.2. Xây dựng các nhà máy và các trạm biến áp ở các trung tâm

2.2.2. Cung cấp trực tiếp bằng điện áp cao trên các phụ tải
2.2.3. Giảm tổn thất thông qua cải thiện hệ số phụ tải
2.3. Giảm tổn thất thương mại
- Đảm bảo chất lượng kiểm định ban đầu để công tơ đo đếm chính
xác.
- Đối với hệ thống đo đếm lắp đặt mới cần đảm bảo thiết kế lắp đặt
hệ thống đo đếm chính xác, phù hợp với phụ tải, đảm bảo không có sai
sót trong quá trình lắp đặt.
- Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống đo đếm (công tơ, TU, TI…).
- Từng bước áp dụng công nghệ mới, lắp đặt thay thế các thiết bị đo
đếm có cấp chính xác cao cho phụ tải lớn.
- Nâng cao chất lượng ghi, đảm bảo ghi đúng lộ trình, chu kỳ, đảm
bảo chính xác kết quả ghi chỉ số công tơ và kết quả sản lượng.
- Khoanh vùng đánh giá TTĐN.
- Tăng cường công tác kiểm tra chống các hành vi lấy cắp điện.
- Thực hiện tốt quản lý kìm, chì niêm phong công tơ, TU, TI , hộp
bảo vệ hệ thống đo đếm.
2.4. Kết luận chương 2
CHƯƠNG 3
HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ VẬN HÀNH, QUẢN LÝ
KINH DOANH ĐIỆN NĂNG LĐPP CAM RANH
3.1. Đặc điểm tự nhiên thành phố Cam Ranh
3.1.1. Vị trí địa lý – kinh tế
Thành phố Cam Ranh là một trong 8 đơn vị hành chính và là thành
phố ven biển phía Nam của tỉnh Khánh Hòa. Phía Bắc giáp huyện Cam
Lâm, Phía Nam giáp huyện Bác Ái và huyện Thuận Bắc (tỉnh Ninh


11
Thuận ), phía Đông giáp biển Đông, phía Tây giáp huyện Khánh Sơn.

Theo thống kê, trên địa bàn TP Cam Ranh có 591 trạm/195,277,5
kVA, trong đó trạm 1 pha là 113 trạm/3.605 kVA chiếm tỷ trọng 1,85%
(theo dung lượng trạm biến áp); trạm 3 pha là 476 trạm/191.672,5 kVA
chiếm tỷ trọng 98,15% (theo dung lượng trạm biến áp).
Lưới điện hạ áp TP Cam Ranh chủ yếu dùng cấp điện áp 220 –
380V, vận hành theo sơ đồ hình tia, kết cấu 3 pha 4 dây trung tính nối
đất trực tiếp. Lưới 3 pha chủ yếu tập trung ở khu vực trung tâm thành
phố, khu vực còn lại là lưới 1 pha 03 dây.
3.3. Tình hình tiêu thụ điện
Hiện nay, nhu cầu điện chủ yếu phục vụ quản lý và tiêu dùng dân
cư và sử dụng cho ngành công nghiệp xây dựng.
Tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm thành phố Cam Ranh là khá
cao. Mức tăng bình quân giai đoạn 2012-2016 trung bình từ 12-15
%/năm.
Phần lớn nhu cầu tiêu thụ điện năng tại TP Cam Ranh tập trung ở
khu vực tiêu dùng dân cư (đến 44,3%) và sản xuất công nghiệp
(38,7%).
3.4. Tình hình thực hiện nhiệm vụ sản xuất kinh doanh
3.4.1. Tình hình thực hiện các chỉ tiêu SXKD các năm 2014, 2015
và 2016
3.4.2. Tình hình thực hiện TTĐN
3.4.2.1. Khái niệm và cách tính tổn thất báo cáo (tổn thất hình
bình hành)
3.4.2.2. Khái niệm chương trình hiệu suất khu vực (tổn thất hình
chữ nhật)
3.4.2.3. Phân tích TTĐN các năm 2014,2015 và 2016


13
3.5. Tính toán TTĐN hiện trạng LĐPP Cam Ranh bằng phần mềm

51,168,448

8.500

6019,817

4.617

2

473-F9+477-E28 (CR)

31,266,739

5.100

6130,733

4.759

3

474-F9

33,697,976

5.600

6017,496


6,271,050

1.100

5700,955

4.220

7

373-E28

62,601,080

11.000

5691,007

4.208

8

472+474-E28

51,570,160

8.800

5860,245



24

(Pi

Pi 1 )

i 1

Bảng 3.10. Kết quả mô phỏng ΔP theo P
P (kW)
ΔP (kW)
2900

33.429

3000

36.380

3300

41.305

3500

46.451

3600


Hình 3.4. Đồ thị tổn thất công suất trong ngày điển hình của XT 473E28


15
24

ΔA =

( Pi

Pi 1 )

i 1

i (i 1) 1
=
2
2

24

( Pi

Pi 1 )

i 1

Bảng 3.11. Tính toán điện năng tiêu thụ và tổn thất điện năng trong
ngày điển hình của XT 473-E28


21
22

3900
3600
3500
3500
3300
2900
3000
3300
3500
4300
4100
3600
4100
4400
4400
3800
3800
3800
4400
4400
4600
4900

60.151
51.668
46.451
46.451

3,850
3,850
4,250
4,400
4,100
3,800
3,800
4,100
4,400
4,500
4,750

67.305
55.910
49.060
46.451
43.878
37.367
34.905
38.843
43.878
59.027
66.625
56.658
56.658
68.053
74.458
66.246
58.033
58.033

1,454.751

4600
4400
Tổng:

ΔAnăm = ΔAngày .365 = 530.984 (kWh)
=

=
max

530.984
= 4244 (h)
125,12

Bảng 3.12. TTCS & TTĐN lưới hiện tại

Tuyến

Tổn thất có tải
(kW, kVAr)
ΔP

471-NCR
+ 471-F9
473-F9
+477-E28(CR)

ΔQ


627,597.69

2.01

474-F9

91.8

116.1

19.427

593,745.81

1.76

473-E28

150.5

251.47

34.585

989,309.56

2.12

471- E28


1,041,485.16

1.66

472+474-E28

112.48

109.83

85.646

1,246,995.54

2.42

895.95

1,407.01

1218.36

5,912,582.65

2.50

Tổng



yc

P

tb

Qyc
S2

Qb

Qtb

S

Hình 4.1. Biểu đồ vectơ điều chỉnh hệ số công suất
Từ biểu đồ vectơ Hình, ta có:
Qb = Qtb – Qyc = P x tg
k = tg

tb

- tg

tb

– P x tg

yc


Đơn vị
Số lượng
03*(1 x 20 kVAr)

kVAr

60


19
TT

Quy cách bộ tụ

Đơn vị

Số lượng

2

14*(1 x 30 kVAr)

kVAr

420

3

05*(2 x 20 kVAr)


Tổng vốn đầu tư

đồng

1.507.000

Bảng 4.2. Tổng hợp các chỉ tiêu của giải pháp lắp bù hạ áp
TT
Các chỉ tiêu
Đơn vị
Giá trị
1

TTĐN trước bù

kWh

2.310.423

2

TTĐN sau bù

kWh

1.864060

3

ĐN tiết kiệm

4.2.2.1. Cơ sở lựa chọn phương án kết lưới
4.2.2.2. Phương án kết lưới hiện tại
Bảng 4.3. TTĐN theo kết lưới 35-22kV hiện tại
Công
suất
(kW)

Tổn thất có tải
(kW, kVAr)
ΔP

ΔQ

471-F9

2,666

50.43

473-F9

1,337

474-F9

5,644

Tuyến

Tổn thất

20

Tuyến

Công
suất
(kW)

Tổn thất có tải
(kW, kVAr)
ΔP

ΔQ

Tổn thất
không
tải (kW)

Tổn thất điện
năng ΔA
(kWh)

473-E28

5,616

125.97

247.86


27,234

728

1,849

90.70

3,884,467.42

Với phương án kết lưới hiện tại tuy đã đáp ứng được yêu cầu cấp
điện nhưng thiếu tính linh hoạt . Việc tồn tại hai cấp điện áp trung áp
35kV và 22kV trên lưới phân phối cùng với TBA trung gian F9 2x6.300 kVA làm khả năng liên kết lưới 22kV khu vực trung tâm yếu,
giảm độ tin cậy cung cấp điện, tăng tổn thất điện năng. Từ thực trạng
trên , tác giả đề xuất các phương án kết lưới như sau :
4.2.2.3. Đề xuất phương án kết lưới
* Phương án 1: Kết lưới sang tải XT473-E28 và XT 478-E28 giữ
nguyên trạm F-9 2x6.300 kVA-35/22kV.
Bảng 4.4. TTĐN theo kết lưới 35 - 22kV theo phương án 1
Tuyến

Công
suất
(kW)

Tổn thất có tải (kW,
kVAr)
ΔP

ΔQ


213,805.37

474-F9

5,644

156.48

284.84

19.43

834,293.42

473-E28

3,651

60.91

111.03

16.25

400,818.57

373-E28

9,443


3,845,135.89


21
Phương án kết lưới sang tải giữa XT 473-E28 và XT478-E28 góp
phần là giảm tổn thất điện năng trên lưới trung thế,nâng cao độ tin cậy
cung cấp điện cho khu vực phía bắc thành phố Cam Ranh.
* Phương án 2: Kết lưới XT473-E28 và XT 478-E28 tách trạm F9
2x6.300 kVA-35/22kV ra khỏi lưới chuyển XT 373-E28 từ vận hành
điện áp 35kV sang 22kV.
Bảng 4.5. TTĐN theo kết lưới 22kV theo PA 2
Tuyến

Công
suất
(kW)

Tổn thất có tải
(kW, kVAr)
ΔP

ΔQ

Tổn thất
không
tải (kW)

Tổn thất
điện năng

35.62

84.15

14.25

275,998.36

473-E28

3,651

60.91

111.03

16.25

400,818.57

373-E28

6,207

266.07

459.12

0.66


giả chọn PA2 - kết lưới XT 473-E28 và XT 478-E28 tách trạm F9
2x6.300 kVA-35/22kV ra khỏi lưới, chuyển XT 373-E28 từ vận hành
điện áp 35kV sang vận hành điện áp 22kV.
4.2.2.5. Tính toán phương án vận hành dựa trên kết quả TOPO
Để kiểm tra lại kết quả tính chọn phương án 3, tác giả thực hiện
chạy điểm mở tối ưu với lưới 22kV bằng giải thuật TOPO. Kết quả


22
TOPO hội tụ và cho kết quả sau 06 vòng lặp cho tất cả các vị trí đóng
cắt (switch, recloser, LBS…) để tìm tổng tổn thất trên lưới là thấp nhất.
Kết quả thực hiện TOPO đối với lưới phân phối 22kV Cam Ranh
ứng với thời điểm công suất cực đại của biểu đồ phụ tải điển hình trong
tháng 08/207 theo Phụ lục 11.
4.3. Tính toán hiệu quả sau khi áp dụng các giải pháp
4.3.1. Tính lượng tổn thất điện năng giảm hàng năm
4.3.1.1. Giải pháp bù hạ áp
Tổn thất điện năng giảm do giải pháp bù hạ áp:
∆A1 = 446.363(kWh/năm).
4.3.1.2. Giải pháp kết lưới trung áp tối ưu
∆A2 = 493.436(kWh/năm).
Tổng lượng điện năng tiết kiệm trong một năm:
ΔATK ∑ = 939.872 (kWh/năm).
4.3.2. Giá trị làm lợi hàng năm
4.3.2.1. Giá trị làm lợi do giảm TTĐN
G = ΔATK ∑ * g.
Với:
+ ΔATK ∑ = 939.872 (kWh/năm)
+ g là giá mua điện bình quân năm 2016, g = 1.410 đ/kWh.
G = ΔATK ∑* g = 1.325.220 đồng.

2. Kiến nghị: