i
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KÝ THUẬT CÔNG NGHIỆP

HOÀNG XUÂN MẠNH

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG
ĐIỆN ÁP CHO KHU VỰC CHẾ BIẾN SẢN PHẨM CÂY
CÔNG NGHIỆP CỦA HUYỆN PHÚ LƯƠNG,
TỈNH THÁI NGUYÊN
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KHOA CHUYÊN MÔN
TRƯỞNG KHOA

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PHGS.TS. HOÀNG NHƯ HIỂN
PHÒNG ĐÀO TẠO

THÁI NGUYÊN 2019
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan công trình nghiên cứu này là của tôi. Các số liệu và kết quả
được nêu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong công trình


Xin chân thành cảm ơn !
Tác giả luận văn

Hoàng Xuân Mạnh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




iv

MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Danh mục các hình vẽ, bảng biểu và chữ viết tắt
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chương I: Tổng quan về lưới điện Phú Lương ............................................... 6
1.1 Phân tích về nhu cầu cung cấp điện năng ................................................... 6
1.2 Đặc điểm lưới điện phân phối huyện Phú Lương .............................................. 7
1.3 Một số trạm điển hình về tổn thất và chất
lượng điện áp không ổn định thuộc đường 471E6.6 ......................................... 8
1.3.1 Phú Nam 1 MBA 250KVA ...................................................................... 8
1.32 TBA Phú Nam 2 MBA 180KVA ............................................................ 11
1.3.3TBA Khe Vàng MBA 250KVA.............................................................. 15
1.3.4 TBA Đồng Tiến MBA 180KVA ............................................................ 19
1.3.5 TBA Đồng Chùa MBA 320KVA........................................................... 22
1.3.6 TBA Cao Sơn 1 MBA 560 KVA ........................................................... 26

3.1.2 Tối ưu hoá kinh tế - kỹ thuật .................................................................. 55
3.2 Các biện pháp để nâng cao hệ số cosφ ..................................................... 56
3.2.1 Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên................................................ 56
3.2.2 Dùng phương pháp bù công suất phản kháng để .................................. 58
nâng cao hệ số công suất cosφ
3.3 Thu thập, xử lý số liệu và đánh giá chất lượng điện áp ............................ 63
3.3.1 Thu thập số liệu ...................................................................................... 63
3.3.2 Đánh gía chất lượng điện áp .................................................................. 63
3.4 Thiết kế chi tiết hệ thống điều khiển cho hệ thống bù .............................. 65
3.4.1 Tính toán, lựa chọn các thiết bị trong tủ bù cos𝝋 .................................. 65
3.4.2 Hướng dẫn sử dụng ............................................................................... 70
3.4.3 Các thông số cài đặt ............................................................................... 73
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




vi
3.5 Kết luận chương 3 ..................................................................................... 78
Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Trần Bách (2007): Lưới điện và hệ thống điện; NXB Kho học và kỹ thuật
Hà Nội.
[2]. Công ty điện lực Thái Nguyên – Điện lực Phú Lương: Báo cáo công tác
sản xuất kinh doanh năm 2017.
[3]. Bộ Công Thương: Quy định ký thuật điện nông thôn 2006.
[4]. Hồ Văn Hiến: Hệ thống truyền tải và phân phối điện. NXB ĐHQG TP Hồ
Chí Minh, 2010.




viii

DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 3.1. Hiển thị và các phím chức năng bộ điều khiển tụ bù Mikro ........... 69
Hình 3.2. Hoạt động của bộ PFR .................................................................... 72

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




ix

CÁC CHỮ VIẾT TẮT
MBA – Máy Biến Áp
HSN - Hệ số nhân
TBA – Trạm biến áp
Ti – Tỉ số biến dòng điện
No Công tơ – Mã hiệu của công tơ
KCN – Khu công nghiệp
BĐK – Bộ điều khiển
PFR - Power Factor Regulator (Bộ điều khiển tụ bù)
THD – Độ méo dạng tổng do sóng hài
IND – Cảm kháng
CAP – Dung kháng
CT - Biến dòng điện


E6.6

E6.6

E6.6

E6.6

E6.2

Tổng đường dây

4,38

4,11

11,45

5,65

9,79

Đường trung thế

3,14

3,05

5,68

này Trạm biến áp thường có bán kính cấp điện từ 1,7 đến 3,2 km. Ví dụ: bán kính
cấp điện của TBA Phú Nam 1 là 2,4km; của TBA Phú Nam 2 là 3,2 km; TBA
Đồng Chùa là 3,2 km... điện áp cuối nguồn khá thấp điển hình như TBA Phú Nam
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




2
1 là 170 V, Phú Nam 2 là 173V, Đồng Chùa 162V..có lúc cao điểm tại cuối nguồn
TBA Đồng Chùa điện áp còn dưới 160V.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
- Nghiên cứu các chỉ tiêu yêu cầu về chất lượng điện áp, các tiêu chuẩn
đánh giá về chất lượng điện áp;
- Nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng điện áp và lựa chọn giải
pháp ứng dụng phù hợp;
- Nghiên cứu các thiết kế kỹ thuật cho giải pháp cải thiện chất lượng điện
áp đã lựa chọn.
3. Dự kiến kết quả đạt được:
- Có các thiết kế kỹ thuật cho giải pháp cải thiện chất lượng điện áp đã lựa
chọn;
- Đánh giá được chất lượng điện áp sau khi sử dụng giải pháp cải thiện chất
lượng điện áp trên.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn:
- Lựa chọn khu vực cung cấp điện năng trọng điểm của huyện Phú Lương
về trồng, chế biến cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao, đặc biệt là các sản phẩm
để xuất khẩu;
- Đi sâu vào một số giải pháp về đảm bảo điện áp cung cấp cho các phụ tải
yêu cầu.
5. Các công cụ, thiết bị nghiên cứu:

loại tải nào cũng có thể chạy ổn định và hiệu quả như mong muốn. Giá thành lắp
đặt thấp và lượng khí thải nhà kính không cao.
Như vậy, chất lượng điện là những vấn đề liên quan đến điện áp, dòng điện,
tần số làm cho các thiết bị điện vận hành không bình thường hoặc bị hư hỏng.
Chính vì, chất lượng điện ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình sản xuất hiện đại;
Chất lượng điện năng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình vận hành và tuổi đời của
thiết bị; Chất lượng điện năng luôn là mối quan tâm hàng đầu của các nhà sản
xuất thiết bị; Yêu cầu cung cấp cho khách hàng chất lượng điện cao nhất là mục
tiêu của các điện lực; Mối quan tâm của xã hội đến chất lượng điện ngày càng
được nâng cao. Chất lượng điện là sự quan tâm của mọi bên, từ các điện lực, khách
hàng cho đến các nhà sản xuất, chế tạo thiết bị và của xã hội.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




4

8. Cơ sở pháp lý
Các tiêu chuẩn về chất lượng điện năng đã được quy định như sau:
8.1. Tiêu chuẩn IEEE 519-1992 về sóng hài dòng & áp

8.2. Thông tư 39 của Bộ Công Thương
Ngày 18/11/2015 Bộ Công Thương có ban hành thông tư 32 về việc quy
định hệ thông điện truyền tải trong đó có yêu cầu chi tiết về các thông số điện
năng như sau:
- Điện áp.
+ Điện áp danh định trong hệ thống phân phối bao gồm: 110kV, 35kV,
22kV, 15kV, 10kV, 6kV và 0.4kV.
+ Trong điều kiện bình thường, dao động điện áp cho phép so với điện áp

đối với cấp điện áp trung áp và hạ áp.
- Nhấp nháy điện áp.
Mức nhấp nháy điện áp theo tiêu chuẩn như sau

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




6

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÚ LƯƠNG
1.1. Phân tích về nhu cầu cung cấp điện năng:
Phú Lương là một huyện miền núi của tỉnh Thái Nguyên, có nhiều lợi thế
đểphát triển một nền kinh tế đa dạng. Cách thành phố Thái Nguyên 22km về phía
tây bắc với hệ thống đường giao thông thuận lợi, Phú Lương có tiềm năng là một
thị trường lớn về cung cấp và tiêu thụ.
Huyện Phú Lương có 15 đơn vị hành chính cấp xã gồm 2 thị trấn: Đu ,
Giang Tiên và 13 xã: Cổ Lũng, Động Đạt, Hợp Thành, Ôn Lương, Phấn
Mễ, Phú Đô, Phủ Lý, Tức Tranh, Vô Tranh, Yên Đổ, Yên Lạc, Yên
Ninh, Yên Trạch.
Trong những năm qua nhu cầu về điện năng để phục vụ cho nhu cầu phát
triển kinh tế – xã hội, phục vụ mục đích chính trị, bảo đảm an ninh – quốc phòng
của huyện Phú Lương luôn tăng trưởng với tốc độ khá cao, số liệu tăng trưởng về
trong giai đoạn 2013 – 2018 như sau:
Năm Điện thương phẩm (kWh)

Tốc độ tăng trưởng


131.564.430

15.3% so với năm 2017

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




7
Bảng 1.1
Trong đó điện cho các thành phần phụ tải theo số liệu báo cáo kinh doanh
năm 2018 như sau:
Năm 2018
Sản lượng (kWh) Tỷ trọng (%)

STT Thành phần phụ tải
1

Nông, lâm nghiệp, thủy sản

2

Công nghiệp, xây dựng

3

Thương nghiệp, khách sạn,

3 696 574

tỷ trọng nhỏ chiếm khoảng trên, dưới 3% tổng sản lượng hàng năm.
- Nhu cầu về điện để phục vụ cho thành phần phụ tải Công nghiệp, xây
dựng chiếm khoảng trên 45% tổng sản lượng hàng năm. Chủ yêu cho sử dụng cho
nhu cầu khai thác mỏ, sản xuất vật liệu xây dựng và sản xuất lâm sản.
- Nhu cầu về điện để phục vụ cho mục đích Thương nghiệp, khách sạn, nhà
hàng có tỷ trọng chiếm khoảng trên dưới 3% tổng sản lượng hàng năm.
- Nhu cầu về điện để phục vụ cho mục đích Quản lý, tiêu dùng có tỷ trọng
chiếm khoảng trên 45 % tổng sản lượng hàng năm.
- Nhu cầu về điện để phục vụ cho Hoạt động khác có tỷ trọng chiếm khoảng
trên 2% tổng sản lượng hàng năm.
1.2. Đặc điểm lưới điện phân phối huyện Phú Lương
Nguồn cấp điện chính cho lưới phân phối huyện Phú Lương là từ thanh cái
phía trung áp của trạm 110kV Phú Lương E6.6.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




8
Lưới điện phân phối của huyện Phú Lương gồm 2 phần: Lưới phân phối
trung áp và lưới phân phối hạ áp. Lưới phân phối trung áp có cấp điện áp 22,
35kV phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp / hạ áp và các phụ tải tiêu
thụ. Lưới phân phối hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220V. Lưới phân
phối của huyện Phú Lương phân bố trên diện rộng, thường vận hành không đối
xứng và có tổn thất khá lớn. Lưới điện phân phối huyện Phú Lương có cấu trúc
hình tia hoặc có cầu dao liên thông mạch vòng kín cấp điện từ trạm E6.4 nhưng vận
hành hở. Khi sự cố phần lưới phân phối sau máy cắt gần điểm sự cố nhất về phía
nguồn bị cắt điện, sau khi cô lập đoạn lưới sự cố, phần còn lại sẽ được đóng điện
tiếp tục vận hành. Phụ tải đặc biệt cần độ tin cậy cao được dự phòng riêng bằng
đường dây trung áp hay hạ áp khác.

0.07

3 02/01/2019 22:00:00

0.68

0.08

4 02/01/2019 21:30:00

0.86

0.11

5 02/01/2019 21:00:00

1.07

0.11

6 02/01/2019 20:30:00

1.21

0.16

7 02/01/2019 20:00:00

1.50


0.52

12 02/01/2019 17:30:00

3.46

0.42

13 02/01/2019 17:00:00

2.23

0.50

14 02/01/2019 16:30:00

1.58

0.71

15 02/01/2019 16:00:00

1.37

0.78

16 02/01/2019 15:30:00

1.19


0.35

22 02/01/2019 12:30:00

0.92

0.32

23 02/01/2019 12:00:00

1.18

0.30

24 02/01/2019 11:30:00

1.32

0.34

25 02/01/2019 11:00:00

1.96

0.44

26 02/01/2019 10:30:00

2.18


0.47

32 02/01/2019 07:30:00

0.97

0.32

33 02/01/2019 07:00:00

1.45

0.18

34 02/01/2019 06:30:00

1.98

0.08

35 02/01/2019 06:00:00

1.34

0.05

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




0.01

41 02/01/2019 03:00:00

0.46

0.02

42 02/01/2019 02:30:00

0.47

0.02

43 02/01/2019 02:00:00

0.47

0.03

44 02/01/2019 01:30:00

0.47

0.03

45 02/01/2019 01:00:00

0.47


0.02

51 01/01/2019 22:00:00

0.71

0.05

52 01/01/2019 21:30:00

0.82

0.04

53 01/01/2019 21:00:00

1.00

0.06

54 01/01/2019 20:30:00

1.33

0.12

55 01/01/2019 20:00:00

1.61


0.42

61 01/01/2019 17:00:00

2.22

0.38

62 01/01/2019 16:30:00

1.53

0.57

63 01/01/2019 16:00:00

1.24

0.70

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




11
64 01/01/2019 15:30:00

1.09


0.30

70 01/01/2019 12:30:00

1.21

0.29

71 01/01/2019 12:00:00

1.25

0.32

72 01/01/2019 11:30:00

1.48

0.36

73 01/01/2019 11:00:00

1.94

0.42

74 01/01/2019 10:30:00

2.09


0.30

80 01/01/2019 07:30:00

1.44

0.37

81 01/01/2019 07:00:00

1.88

0.34

82 01/01/2019 06:30:00

1.50

0.23

83 01/01/2019 06:00:00

0.91

0.21

84 01/01/2019 05:30:00

0.56


0.19

90 01/01/2019 02:30:00

0.46

0.20

91 01/01/2019 02:00:00

0.47

0.21

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




12
92 01/01/2019 01:30:00

0.48

0.20

93 01/01/2019 01:00:00

0.50



0.63

0.29

2 02/01/2019 22:30:00

0.68

0.31

3 02/01/2019 22:00:00

0.75

0.28

4 02/01/2019 21:30:00

0.85

0.30

5 02/01/2019 21:00:00

1.00

0.31

6 02/01/2019 20:30:00


2.86

0.73

12 02/01/2019 17:30:00

3.34

0.70

13 02/01/2019 17:00:00

2.67

0.64

14 02/01/2019 16:30:00

1.45

0.54

15 02/01/2019 16:00:00

1.00

0.52

16 02/01/2019 15:30:00


0.60

0.36

21 02/01/2019 13:00:00

0.72

0.37

22 02/01/2019 12:30:00

0.86

0.38

23 02/01/2019 12:00:00

1.07

0.37

24 02/01/2019 11:30:00

1.42

0.49

25 02/01/2019 11:00:00


1.07

0.43

31 02/01/2019 08:00:00

0.91

0.42

32 02/01/2019 07:30:00

1.05

0.45

33 02/01/2019 07:00:00

1.52

0.45

34 02/01/2019 06:30:00

2.20

0.37

35 02/01/2019 06:00:00


0.62

0.28

41 02/01/2019 03:00:00

0.64

0.29

42 02/01/2019 02:30:00

0.60

0.28

43 02/01/2019 02:00:00

0.60

0.27

44 02/01/2019 01:30:00

0.60

0.29

45 02/01/2019 01:00:00


0.65

0.27

50 01/01/2019 22:30:00

0.67

0.30

51 01/01/2019 22:00:00

0.78

0.36

52 01/01/2019 21:30:00

0.91

0.34

53 01/01/2019 21:00:00

1.09

0.32

54 01/01/2019 20:30:00


2.63

0.63

60 01/01/2019 17:30:00

2.93

0.52

61 01/01/2019 17:00:00

2.55

0.44

62 01/01/2019 16:30:00

1.60

0.45

63 01/01/2019 16:00:00

1.24

0.40

64 01/01/2019 15:30:00


0.95

0.40

70 01/01/2019 12:30:00

1.00

0.40

71 01/01/2019 12:00:00

1.15

0.41

72 01/01/2019 11:30:00

1.41

0.34

73 01/01/2019 11:00:00

1.42

0.41

74 01/01/2019 10:30:00


1.20

0.43

79 01/01/2019 08:00:00

1.40

0.38

80 01/01/2019 07:30:00

1.76

0.37

81 01/01/2019 07:00:00

1.82

0.43

82 01/01/2019 06:30:00

1.97

0.40

83 01/01/2019 06:00:00


0.63

0.27

89 01/01/2019 03:00:00

0.63

0.28

90 01/01/2019 02:30:00

0.65

0.29

91 01/01/2019 02:00:00

0.61

0.29

92 01/01/2019 01:30:00

0.61

0.28

93 01/01/2019 01:00:00


P giao (kW) Q giao (kVar)
0.67

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

0.21



16
2 02/01/2019 22:30:00

0.79

0.18

3 02/01/2019 22:00:00

0.96

0.17

4 02/01/2019 21:30:00

1.10

0.19

5 02/01/2019 21:00:00


3.08

0.27

11 02/01/2019 18:00:00

3.53

0.38

12 02/01/2019 17:30:00

4.31

0.48

13 02/01/2019 17:00:00

3.49

0.71

14 02/01/2019 16:30:00

2.69

0.85

15 02/01/2019 15:30:00


1.56

0.74

21 02/01/2019 12:30:00

1.11

0.33

22 02/01/2019 12:00:00

1.38

0.33

23 02/01/2019 11:30:00

1.63

0.45

24 02/01/2019 11:00:00

2.22

0.77

25 02/01/2019 10:30:00