LỜI NĨI ĐẦU
Trong cơng cuộc cơng nghiệp hố, hiện đại hố đất nước, cùng với sự
phát triển khơng ngừng của các thành phần kinh tế, đời sống của người dân ngày
càng được cải thiện, dân trí được nâng cao, sự phát triển này kéo theo nhu cầu
sử dụng điện năng ngày càng gia tăng.
Hiện nay, điện đã được đưa đến hầu hết các vùng nông thôn, tuy nhiên đa
số lưới điện hiện tại được xây dựng từ rất lâu và chưa có điều kiện cải tạo hay
xây dựng mới hồn toàn nên hao tổn điện năng trên các đường dây này thường
vượt quá quy định, không đạt yêu cầu về chất lượng điện cũng như các chỉ tiêu
kinh tế do nghành điện đề ra.
Dề tài: “Tính tốn tổn thất điện năng và đề xuất biện pháp giảm tổn thất
áp dụng cho lộ 971-7 chi nhánh điện Văn Lâm- Điện lực Hưng Yên ”
Đề tài gồm 4 chương như sau:
Chương 1: Đặc điểm tự nhiên - kinh tế - xã hội của huyện và thực trạng
lưới điện lộ 971 Văn Lâm – Hưng Yên.
Chương 2: Các phương pháp xác định tổn thất điện năng.
Chương 3: Tính tốn tổn thất điện năng lộ 971-7 Văn Lâm – Hưng Yên.
Chương 4: Phân tích các nguyên nhân cơ bản gây tổn thất điện năng và đề
xuất biện pháp giảm tổn thất điện năng của lộ 971-7 Văn Lâm – Hưng Yên.

Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


CHƯƠNG I.
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI VÀ THỰC TRẠNG LƯỚI
ĐIỆN CỦA LỘ 971-7 VĂN LÂM HƯNG YÊN
1.2. Điều kiện tự nhiên - kinh tế và xã hội
Vị trí địa lý: Mỹ Hào có đường Quốc lộ 5A, trung tâm huyện cách thủ đô
Hà Nội 20 km về phía tây, cách Hải Dương 36 km về phía đơng, cách thị xã

Hưng n 45 km về phía nam. Vị trí địa lý của huyện Văn Lâm đã tạo nhiều
thuận lợi về giao lưu kinh tế - văn hóa, xã hội với các huyện trong tỉnh và các
tỉnh, thành phố trong cả nước. Có nhiều cơ hội để thu hút vốn đầu tư của các
doanh nghiệp trong và ngồi nước.
Đặc điểm địa hình: Văn Lâm có địa hình bằng phẳng, cốt đất cao thấp
không đều, độ dốc thoải dần từ tây bắc xuống đông nam, độ cao trung bình từ 3
- 4 mét. Với địa hình như vậy, huyện vẫn có điều kiện thuận lợi để phát triển sản
xuất nơng nghiệp, đồng thời có tiềm năng lớn cho đầu tư phát triển cơng nghiệp.
Khí hậu: Huyện có khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa rõ rệt. Mùa mưa
từ tháng 5 đến tháng 10, nhiệt độ dao động từ 25 - 28 oC; mùa khô từ tháng 11
đến tháng 4 năm sau, nhiệt độ dao động từ 15 - 21 oC. Lượng mưa trung bình
hàng năm khoảng 1176mm, độ ẩm trung bình 80%. Điều kiện khí hậu thủy văn
của huyện thuận lợi cho phát triển nông nghiệp, có điều kiện thâm canh gối vụ,
chuyển đổi cơ cấu cây trồng, vật ni.
1.2.1.Diện Tích Dân Số và Đơn Vị Hành Chính
Huyện Văn Lâm có tổng diện tích tự nhiên là 74,42km 2, trong đó: đất
nơng nghiệp 4.674,68 ha(chiếm 62,81%), đất chuyên dùng 1.740,83 ha (chiếm
23,39%), đất ở 709,02 ha (chiếm 9,53%), đất chưa sử dụng 317,66 ha (chiếm
4,27%), lao động trong độ tuổi 43.787 người, trong đó lao động nữ 22.751
người; lao động nông nghiệp 38.214 người. Đến năm 2003, dân số tồn huyện

Khoa Cơ Điện

Bộ mơn Cung Cấp Và Sử dụng điện


Văn Lâm có 84.691 người, trong đó nơng dân nơng thơn có 75.287 người, dân
số thành thị có 8.589 người.
Lực lượng lao động có trình độ khoa học kỹ thuật hoặc đã qua đào tạo
chiếm tỷ lệ thấp. Đến tháng 8/2004 tổng số lao động trong các doanh nghiệp là

10.615 người, số lao động tuyển vào các doanh nghiệp trong huyện là 9.543
người, số lao động huyện Văn Lâm là 6.002 người; số lao động được đi học và
đào tạo nghề là 2.512 người.
Huyện Văn Lâm có 11 đơn vị hành chính (10 xã và 1 thị trấn) gồm: Thị
trấn Như Quỳnh, xã Lạc Đạo, xã Đại Đồng, xã Việt Hưng, xã Tân Quang, xã
Đình Dù, xã Minh Hải, xã Lương Tài, xã Trưng Trắc, xã Lạc Hồng.
1.2.2. Về văn hoá giáo dục
Cùng với sự phát triển nhanh về kinh tế, nền văn hoá giáo dục của huyện
cũng phát triển. Có ánh sáng điện bộ mặt nơng thơn đã từng bước thay đổi, đời
sống người dân được cải thiện. Các thông tin liên lạc ngày càng nhiều giúp cho
nhân dân nâng cao tầm hiểu biết. Mọi chủ trương đường lối của Đảng và Nhà nước
cùng những tiến bộ khoa học kỹ thuật nhất là trong lĩnh vực nông nghiệp đến với
người dân Mỹ Hào một cách kịp thời nhanh chóng, góp phần có hiệu qủa nâng cao
dân trí. Các trường học, trạm xá được xây dựng và tu sửa để phục vụ cho nhân dân.
An ninh chính trị, quốc phịng luôn được chú trọng và giư vững.
1.3. Thực trạng lưới điện của lộ 971-7 Văn Lâm – Hưng Yên
1.3.1. Sơ đồ lưới điện một sợi của lộ 971-7 Văn Lâm – Hưng Yên
1.3.2. Nguồn điện cấp cho Văn Lâm
Hiện tại huyện Văn Lâm có 2 trạm trung gian 110/35/22 kV là E284 và
E.285 và 1 trạm từ 35/10 kV.
Lưới điện của huyện có 2 trạm trung gian 110/35 kV nên việc cấp thường
xuyên tương đối ổn định, ít phải cắt điện toàn huyện hoặc phải cắt một phần lưới
của huyện để sửa chữa và khi có sự cố. Lưới điện được xây dựng mới nhưng vẫn

Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


còn 1 phấn được xây dựng từ những năm 1964-1990 nên thiết bị hầu hết là lạc

hậu, đã vận hành qua nhiều năm nên đã quá cũ và lạc hậu. Đầu nguồn bố chí đóng
cắt bằng cầu dao nên mỗi khi thao tác phía 35 kV thường phải cắt máy cắt từ đầu
nguồn làm gián đoạn thời gian cung cấp điện.
Đường dây 35 kV có 48 km trong đó có 14 km từ Lạc Đạo- Thị Trấn Như
Quỳnh là dây AC70 còn lại (nhánh Đại Đồng-Thị Trấn Như Quỳnh – Hệ… là
dây AC50)
Đường dây 10 kV có 184 km gồm 61,7 km đường trục là dây AC50 và
122,3 km đường nhánh là dây AC35.
Đường dây 0,4 kV có 380 km.
Với cơ sở vật chất kỹ thuật trên đang đủ để phục vụ năng lượng điện cho
các thành phần kinh tế của huyện. Tồn huyện có 13 xã, thị trấn đến nay 100%
số xã đã có điện phục vụ sinh hoạt sản xuất. Năm 2003 Văn Lâm tiếp nhận sản
lượng điện là 31051000 kWh, trong đó điện phục vụ cho sinh hoạt là 18344000
kWh chiếm 54,3%.
9 tháng đầu năm 2004 tiếp nhận sản lượng điện là 32416000 kWh trong
đó điện phục vụ sinh hoạt là 18379000 kWh chiếm 56,7%. Toàn huyện có 63%
số xã có lưới điện được thiết kế theo quy hoạch 37% số xã có lưới điện được
phát triển từ lưới điện cũ.
1.3.3. Khái quát về lưới điện lộ 971-7 Văn Lâm
Các trạm tiêu thụ do lộ 971-7 Văn Lâm cấp điện tới chủ yếu là các trạm
cấp điện cho nơng thơn do đó khơng có phụ tải cơng nghiệp. Ở đây chỉ có một
vài xưởng cơ khí nhỏ nên nó khơng ảnh hưởng nhiều đến hình dạng của đồ thị
phụ tải trong trạm tiêu thụ.
Do các trạm tiêu thụ chủ yếu là các trạm dân sinh nên điện năng chủ yếu
phục vụ cho sinh hoạt của các gia đình, các điểm dịch vụ nhỏ, uỷ ban, trạm xá
và trường học trong các xã, chiếu sáng đường giao thông,...

Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện



Hệ thống kênh mương ở vùng này rất thuận lợi cho việc tưới tiêu nên các
trạm bơm phục vụ cho thuỷ lợi rất ít khi phải sử dụng đến và mỗi lần sử dụng thì
thời gian sử dụng cũng rất ít nên khi tính tốn hao tổn ta có thể bỏ qua khơng xét
đến ảnh hưởng của nó.
Về chăn ni ở đây không phát triển, chăn nuôi ở đây chỉ mang tính nhỏ
lẻ chăn ni gia đình do đó các thiết bị, động cơ dùng để chế biến thức ăn gia
súc, gia cầm và rửa chuồng trại là rất ít. Các máy nghiền thức ăn gia súc chủ yếu
tập trung trong các trạm xay xát, nhưng do ở đây có những trạm xát di động nên
số lượng các trạm xay xát cũng không nhiều.

Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


CHƯƠNG II
CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
2.1. Cơ sở của các phương pháp tính tốn tổn thất điện năng
Khi truyền tải điện năng từ thanh cái nhà máy điện đến các công ty, nhà
máy và hộ dùng điện ta cần phải dùng dây dẫn và máy biến áp. Khi có dịng
điện chạy qua, do có điện trở và điện kháng trên đường dây nên nó đã gây ra tổn
thất công suất dẫn đến tổn thất về điện năng.
Trị số tổn thất điện năng trong bất kỳ một phần tử nào của mạng điện phụ
thuộc chủ yếu vào tính chất của phụ tải và sự thay đổi của phụ tải trong thời gian
khảo sát.
Nếu phụ tải của đường dây không thay đổi và xác định được tổn thất cơng
suất tác dụng trên đường dây là ∆P thì khi đó tổn thất điện năng trong thời gian t
sẽ là:

∆A = ∆P.t

(2.1)

Nhưng trong thực tế phụ tải của đư xác. Khi đó ta phải biểu diễn gần đúng
đường cong i(t), và s(t) dưới dạng bậc thang hố để tính tốn tổn thất năng
lượng với điện áp định mức.ờng dây luôn ln biến thiên theo thời gian nên tính
tốn như trên khơng chính
Từ biểu thức dΔA = 3i2.R.dt, ta có:
t
Pt2  Q 2t
S 2 (t)
ΔA 3Ri dt R  2 dt R 
dt
U 2t
0
0 U (t)
0
t

t

2

Hay:

ΔA 

R
U 2H


n

R

n

 S Δt  U   P
1

2
i

2
H

1

i

2

 Q i2 Δt

(2.2)
(2.3)

Tuy nhiên, trong tính tốn thường khơng biết đồ thị p(t), q(t). Để tính hao
tổn năng lượng ta phải dùng phương pháp gần đúng dựa theo một số khái niệm
quy ước như thời gian sử dụng phụ tải cực đại (T max), thời gian hao tổn cơng suất

cực đại (τmax) và dịng điện trung bình bình phương (Itbbp). Ngồi ra cịn có thể sử

Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


dụng một số phương pháp khác như sử dụng công tơ, tính theo đồ thị phụ tải,
theo đặc tính xác suất của phụ tải,…
Dưới đây là một số phương pháp dùng để xác định tổn thất điện năng trong
mạng phân phối trung áp.
2.2. Xác định tổn thất điện năng với sự trợ giúp của các thiết bị đo
2.2.1. Xác định tổn thất điện năng theo các chỉ số công tơ
Phương pháp xác định tổn thất điện năng thông dụng nhất là so sánh sản
lượng điện ở đầu vào lưới và năng lượng tiêu thụ tại các phụ tải trong cùng
khoảng thời gian, phương pháp này tuy có đơn giản nhưng thường mắc phải sai
số lớn do một số nguyên nhân sau:
- Không thể lấy được đồng thời các chỉ số của các công tơ tại đầu nguồn và
ở các điểm tiêu thụ cùng một thời điểm.
- Nhiều điểm tải còn thiếu thiết bị đo hoặc thiết bị đo không phù không phù
hợp với phụ tải
- Số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác nhau,
việc chỉnh định đồng hồ đo chưa chính xác hoặc khơng chính xác do chất
lượng điện khơng đảm bảo.
Để nâng cao độ chính xác của phép đo người ta sử dụng đồng hồ đo đếm
tổn thất, đồng hồ này chỉ được sử dụng ở một số mạng điện quan trọng.
2.2.2. Xác định tổn thất điện năng bằng đông hồ đo đếm tổn thất
Trong cung cấp mạng điện người ta có thể xác định tổn thất điện năng trực
tiếp bằng đồng hồ đo đếm tổn thất mắc ngay tại điểm nút cung cấp cần kiểm tra.
a. Cách mắc đồng hồ đo đếm tổn thất

+ Đối với đường dây truyền tải:
Nếu các đường dây 110/220 kV có chiều dài lớn hơn 60km thì phải đặt 2
đồng hồ ở đầu và ở cuối đường dây, mục đích là để xét cả phần tổn thất do dịng
điện dung gây nên.

Khoa Cơ Điện

Bộ mơn Cung Cấp Và Sử dụng điện


Nếu đường dây có chiều dài nhỏ hơn 60km ta chỉ cần sử dụng một đồng hồ
đặt ở đầu đường dây.
+ Đối với đường dây phân phối chỉ cần mắc một đồng hồ ở dầu đường dây
là đủ.
+ Đối với MBA đồng hồ đo đếm tổn thất được đặt trên mỗi đầu cuộn dây
của MBA ba cuộn dây và trên một trong hai cuộn dây của MBA 2 cuộn dây.
b. Cách xác định tổn thất điện năng theo đồng hồ đo đếm tổn thất
Công thức để xác định tổn thất điện năng trong mạng:
∆A = 3.ki2.R.N.10-3 (KWh)
Trong đó:

(2.4)

ki - tỷ số máy biến dòng
R - là điện trở tương đương của mạng điện
N - chỉ số của đồng hồ đo đếm tổn thất điện năng được
ghi trong thời gian T và được xác định bằng công thức:
N = I2.T
I – dòng điện chạy trong mạng.


* Ưu điểm
Sử dụng đơn giản, dễ thực hiện
* Nhược điểm
- Phương pháp này chỉ xác định được tổng hao tổn năng lượng của mạng,
không chỉ ra được các thời điểm cực đại và cực tiểu của phụ tải để từ đó có biện
san bằng đồ thị phụ tải.
- Chỉ xác định được lượng điện năng tổn thất tại thời điểm đo đếm
- Nếu cần xác định đồng thời hao tổn điện năng tại nhiều vị trí, khi đó ta phải
sử dụng nhiều cơng tơ gây tốn kém vì vậy cách này thường áp dụng trong những
trường hợp đặc biệt khi cần kiểm tra và số lượng công tơ sử dụng nhỏ.
2.3. Xác định tổn thất điện năng theo phương pháp điện trở đẳng trị
* Nội dung phương pháp
Tổn thất điện năng trong mạng điện có thể xác định theo biểu thức

Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


A 3.k 2f .I tb2 .Rdt .t

(2.5)

Trong đó: kf – là hệ số hình dạng, xác định theo chỉ số của công tơ ghi m
lần trong số thời gian khảo sát t
kf 

m. Ari2
Ar


(2.6)

Ari - điện năng tác dụng trong lần đo thứ i
Ar - điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian t
m - số lần đo trong khoảng thời gian t
A

r
Itb – dịng điện trung bình I tb  3.U .t. cos

Rđt - điện trở đẳng trị của mạng điện
Đối với đường dây phân nhánh hình tia đơn giản ta có
1 
1 
1
R dt r0 .L   1    2   
n 
n 
 6

(2.7)

Đối với đường dây phân nhánh phức tạp hơn giống như hình dưới đây

 ri .k 2mti 
R dt R c  1 
2 
 R c  k mti 

Trong đó:


(2.8)

r0 - điện trở của một km đường dây
Rc - điện trở đoạn dây cung cấp
ri - điện trở nhánh dây thứ i
kmti - hệ số mang tải của nhánh dây thứ i
k mti 

Pi
Pmax

(2.9)

Pi - phụ tải của nhánh dây thứ i
Pmax – phụ tải nhánh dây nặng nhất
n – là số nhánh dây
* Ưu nhược điểm

Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


Xác định hao tổn điện năng theo phương pháp này đơn giản, dễ tính tốn.
Tuy nhiên, đối với mạng phức tạp việc xác định điện trở đẳng trị của lưới điện
lại trở nên phức tạp và gặp khó khăn trong tính tốn bởi vì khi đó điện trở đẳng
trị phụ thuộc vào dịng điện hoặc cơng suất phụ tải của các nhánh dây.
2.4. Xác định tổn thất điện năng theo các đặc tính xác suất của phụ tải
Phụ tải điện là một đại lượng ngẫu nhiên, chịu tác động của nhiều yếu tố, vì

vậy tổn thất điện năng cũng là đại lượng ngẫu nhiên chịu tác động của nhiều yếu
tố
Xét mạng điện phân phối bao gồm các đường dây và các trạm biến áp ta xây
dựng phương pháp xác định tổn thất điện năng trong các phần tử của mạng.
2.4.1. Tổn thất trên đường dây
Lượng tổn thất điện năng có thể xác định bằng lượng tổn thất tương đương
gây ra bởi dịng điện trung bình khơng đổi trong suốt thời gian khảo sát chạy
trong mạng điện đẳng trị theo biểu thức.
∆A = 3M(I2)Rđt.T.10-3 KWh
Trong đó:

(2.10)

M(I2) - kỳ vọng tốn bình phương dòng điện
Rđt - điện trở đẳng trị của mạng

Theo lý thuyết xác suất ta có:
M I 2   M I    D I 
2

(2.11)

M(I), D(I) - Kỳ vọng tốn và phương sai của dịng.
Giá trị của kỳ vọng tốn dịng điện chạy trong mạng có thể xác định theo
các chỉ số của công tơ tại lộ ra của trạm biến áp trung gian.
M I  

A 2r  A 2x
3U 2tb T 2


(2.12)

Ar, Ax - Điện năng tác dụng và phản kháng, xác định theo chỉ số của cơng
tơ đầu nguồn
Utb - Điện áp trung bình của mạng điện
T - Thời gian khảo sát, h
Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


Theo quy tắc “Ba xích ma” thì dịng điện cực đại IM = M(I) + 3σ
Từ đó suy ra

σ

I M  M I
3

kv 

và hệ số biến động

I  M I
σ
 M
M I
3M I 

Phương sai dịng điện có thể biểu thị qua hệ số biến động kv của phụ tải.

2

σ 2 D I   M I   .k 2v ;

(2.13)

Thay các giá trị của (2) và (3) vào (1) ta được giá trị tổn thất điện năng tác
dụng trên đường dây là.
ΔA r 3 M I   1  k 2v R dt .T.10  3 , kWh
2

(2.14)

Điện trở đẳng trị của đường dây được xác định theo biểu thức
ΔPM 10 3
R dt 
3I 2M

(2.15)

∆PM – hao tổn công suất cực đại trong mạng điện
Tổn thất điện năng phản kháng có thể xác định theo biểu thức:
∆Ax= ∆Artgφ

(2.16)

2.4.2. Tổn thất trong các máy biến áp
Để đơn giản trong tính tốn ta thay tất cả các máy biến áp bằng một máy
đẳng trị có cơng suất bằng tổng các công suất định mức của các máy. Tổn thất
trong các máy biến áp tiêu thụ gồm 2 thành phần: thay đổi và cố định. Thành

phần thay đổi được xác định tương tự như đối với đường dây theo biểu thức
(2.12) với kỳ vọng tốn dịng điện chạy qua biến áp đẳng trị sẽ là
M I  ba

A 2r2  A 2x2

3U 2tb2 T 2

(2.16)

Ar2, Ax2 - điện năng tác dụng và phản kháng ở cuối mạng đẳng trị
Ar2 = Ar - ∆Ar
Ax2= Ax - ∆Ax

Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


Utb2 - Điện áp trung bình ở cuối đường dây KV
Điện trở đẳng trị của các máy biến áp là
m

R dtb 

Trong đó:

U 2n  ΔPki .10 3
i 1


mS 
  ni 
 i 1 

(2.17)

2

Un - điện ápđịnh mức của các MBA, KV
Sni – công suất định mức của biến áp thứ i, KVA
∆Pki – hao tổn ngắn mạch của biến áp thứ i
m - số lượng máy biến áp tiêu thụ.

Vậy tổn thất điện năng tác dụng trong cuộn dây của các máy biến áp tiêu
thụ là:
∆Acu = 3M(I)b2(1+k2v)Rđtb.T.10-3 (KWh)

(2.18)

Thành phần tổn thất cố định trong lõi thép của biến áp được xác định theo
U 2tb2 m
biểu thức: ΔA F  2 T  ΔP0i
U n i 1

(KWh)

(2.19)

Tổng tổn thất điện năng tác dụng trong mạng phân phối là:
∆A∑ = ∆Ar + ∆Acu + ∆AFe


(2.20)

* Ưu điểm
Tổng tổn thất điện năng ở đây chỉ cần dựa vào các dữ kiện về lượng điện
năng tiêu thụ tại đầu vào, dòng điện cực đại của mạng và mức chệnh lệch điện
áp giữa đầu vào và cuối đường trục. Các thông số này được xác định dễ dàng
bằng các thiết bị đo thơng dụng. Điều đó giảm đáng kể thời gian thu thập và xử
lý số liệu, đồng thời nâng cao độ chính xác của phép tính.

Khoa Cơ Điện

Bộ mơn Cung Cấp Và Sử dụng điện


* Nhược điểm
- Để tính được hao tổn điện năng trên đường dây ta vẫn phải xác định được
điện trở đẳng trị của mạng điện, điều này gặp khó khăn khi mạng điện phức tạp
có nhiều nhánh và điểm nút giống như đã nói với phương pháp tính hao tổn theo
điện trở đẳng trị.
- Phương pháp trên chỉ đạt độ chính xác cao khi sự phân bố xác suất của
phụ tải điện tuân theo quy luật hàm phân phối chuẩn, vì vậy muốn sử dụng
phương pháp này ta phải tiến hành đánh giá xem phụ tải điện trong mạng tính
tốn có tuân theo quy luật hàm phân phối chuẩn hay không.
2.5. Phương pháp xác định tổn thất điện năng theo đường cong tổn thất
Thực chất của phương pháp tính tổn thất theo đường cong tổn thất là tiến
hành tính tốn trên cơ sở biểu đồ phụ tải điển hình. Giả thiết biết được đồ thị
phụ tải và cosφ của tất cả các nút, coi thanh cái nguồn cung cấp là nút cân bằng,
tình tốn phân bố dịng và xác định tổn thất công suất tổng ∆P ứng với mỗi thời
điểm của biểu đồ phụ tải, từ đó xác định được tổn thất điện năng theo khoảng

thời gian tính tốn. Tức là nếu lưới điện có cấu trúc và phương thức vận hành
hồn tồn xác định thì sẽ tồn tại một đường cong tổn thất duy nhất như hình vẽ.

BiĨu ®å phụ tải

PM

Đuờng cong tổn thất
công suất P = f( P)
P

t

24

Đuờng cong tổn thất
điện năng
24

t

Biểu đồ tổn thất điện năng

Khoa C Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


Ta có thể xác định được tổn thất điện năng tổng trong ngày đêm thông qua
biểu đồ phụ tải công suất tổng tại thanh cái dựa vào biểu đồ phụ tải của trạm

biến áp.
* Ưu điểm: Khi đã xây dựng được đường cong tổn thất thì việc xác định tổn
thất điện năng dễ dàng và nhanh chóng.
Từ đường cong tổn thất và biểu đồ phụ tải cho ta xác định được ΔP max,
ΔPmin và τ
Là công cụ rất hiệu quả để giải quyết các bài toán khác nhau liên quan đến
tính kinh tế, kỹ thuật, vận hành cung cấp điện do xây dựng được họ đường cong
với các giá trị khác nhau.
*Nhược điểm: Để xây dựng được đường cong tổn thất công suất ta phải thu
thập nhiều thông tin, xây dựng biểu đồ phụ tải và tiến hành hàng loạt các phép
tính xác định ΔPi, ứng với Pi, cách làm này mất nhiều thời gian và tính tốn
phức tạp.
Biểu đồ phụ tải là do đo đếm, số liệu thống kê điển hình tuy chính xác với
số liệu cụ thể nhưng lại ít chính xác khi ứng dụng thực tế do đo đếm khơng đồng
thời.
Khơng áp dụng tính cho mọi lưới điện vì mỗi lưới có một đường cong tổn
thất cơng suất đặc trưng
Trong một lưới điện khi cấu trúc lưới thay đổi thì ta lại có một đường cong
tổn thất riêng. Muốn vậy, ta phải có một họ đường cong cụ thể như vậy sẽ rất
mất thời gian và công sức
2.6. Xác định tổn thất điện năng theo cường độ dòng điện thực tế
Tổn thất điện năng trong mạng điện phân phối chủ yếu là tổn thất tỷ lệ với
bình phương dòng điện chạy trong mạng và được xác định theo biểu thức:
T

ΔA 3R I 2t .dt.10  3

(2.21)

0


∆A - Tổn thất điện năng trong mạng điện 3 pha.

Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


It – Dòng điện chạy trong mạng, A
R - Điện trở của mạng,Ω
T – Thời gian khảo sát, h
* Ưu điểm:
Nếu ta xây dựng được đường cong bình phương cường độ dịng điện thực
tế thì phương pháp này cho kết quả chính xác.
*Nhược điểm:
Trong thực tế cường độ dịng điện ln biến đổi, nó phụ thuộc vào rất nhiều
yếu tố. Vì vậy xác định tổn thất điện năng theo cơng thức (2.21) là rất phức tạp.
2.7. Xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải
Để khắc phục sự phức tạp của việc xác định cường độ dòng điện thực tế, ta
có thể xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải bằng cách biểu diễn sự
biến thiên của bình phương cường độ dịng điện hoặc cơng suất theo thời gian I 2
= f(t) hoặc S2 = f(t). Khi đó tổn thất điện năng ∆A được xác định theo công thức:
t
 t P2  t
Q2  t 
ΔA 3R I dt R S dt R   2 dt   2 dt 
0
0
0 U  t
 0 U  t


t

t

2
t

2
t

(2.22)

Để xác định được tổn thất điện năng thực tế với giả thiết trong khoảng thời
gian ∆t ta coi giá trị dịng điện hay cơng suất là không đổi và coi điện áp bằng
điện áp định mức đồng thời bằng cách bậc thang hoá đường cong ta xác định
được lượng điện năng tổn thất.
R
A  2
UH

R
S t2 .t i  2

UH
i 1
n

n


P
i 1

i

2

 Qi2 .t i

(KWh)

(2.23)

Với n là số bậc thang của đồ thị phụ tải.
Phương pháp xác định này tuy đơn giản nhưng đòi hỏi phải có đồ thị phụ
tải mà khơng phải bao giờ cũng có thể xây dựng được ở tất cả các điểm nút cần
thiết.
* Ưu điểm
Cơng thức tính tốn đơn giản

Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


Dựa vào đồ thị phụ tải năm ta có thể xác định hao tổn điện năng trong năm.
* Nhược điểm
Phải xây dựng được đồ thị phụ tải năm, tức là phải khảo sát lưới điện trong
thời gian một năm.
Để tính tổn thất điện năng trong năm cần phải tính với mỗi chế độ của đồ

thị phụ tải năm
Để xác định tổn thất điện năng theo phương pháp này ta phải giả thiết trong
khoảng thời gian Δt ta coi giá trị của dịng điện hay cơng suất là khơng đổi, nếu
Δt lớn dẫn đến sai số lớn.
2.8. Xác định tổn thất điện năng theo thời gian hao tổn công suất cực đại
2.8.1. Phương pháp xác định theo τ
Đây là phương pháp đơn giản và sử dụng thuận tiện nhất. Trong các trạng
thái, ta chọn trạng thái có ΔP lớn nhất và tính hao tổn ở trạng thái này, tổn thất
tương đương gây ra bởi dòng điện cực đại chạy trong mạng với thời gian hao tổn
cực đại theo công thức:
∆A = 3I2max.R.10-3τ = ΔPmax.τ(2.24)
Trong đó: Imax – Dịng điện cực đại chạy trong mạng, A
τ – Là thời gian hao tổn công suất cực đại, tức là nếu mạng điện liên
tục tải Imax hay Pmax thì sẽ gây ra hao tổn năng lượng trong mạng vừa đúng bằng
hao tổn trên thực tế.
Phương pháp này cũng gặp trở ngại là thời gian hao tổn cực đại thay đổi
phụ thuộc vào tính chất phụ tải, hệ số công suất, thời gian sử dụng cơng suất cực
đại v.v … Vì vậy việc tính tốn tổn thất điện năng theo công thức (2.24) cũng
mắc sai số lớn. Giá trị thời gian hao tổn cực đại được xác định theo đồ thị phụ
tải như sau:
T

P  t . dt
2

τ 0

Khoa Cơ Điện

2

max

P

T 2
I . dt
1
 t 2  2
I max
0 I max

I

2
i

. Δt i

(h)

(2.25)

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


Và τ khơng phải bao giờ cũng có thể xác định được một cách dễ dàng, do
đó trong thực tế khi khơng có đồ thị phụ tải người ta áp dụng một số cơng thức
thực nghiệm để tính τ một cách gần đúng sau:
Công thức Kenzevits
τ = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760


(h)

(2.26)

Tmax: Thời gian sử dụng công suất cực đại, h
Tmax =

A
Pmax

(2.27)

Công thức Vanlander
τ 2Tmax

T  Tmax
 T
Tmax 2Pmin
1

T
Pmax


P
 1  min
Pmax







2

(h)

(2.28)

Phương pháp này ta coi đồ thị phụ tải của công suất tác dụng và công suất
phản kháng đồng thời cực đại, giả thiết này dẫn đến sai số lớn trong tính tốn.
Ngồi ra phương pháp này khơng được sử dụng để tính tốn khi điện trở của
đường dây thay đổi ví dụ như dây thép.
* Ưu điểm
- Tính tốn đơn giản
- Giá trị Imax hay Pmax xác định được nhờ khảo sát và đo đếm.
- Nếu một đường dây cấp điện cho các trạm tiêu thụ có tính chất giống nhau
thì khối lượng đo đếm khơng lớn.
- Cho biết tình trạng làm việc của toàn lưới, xác định được phần tử nào làm
việc không kinh tế.
* Nhược điểm:
Việc xác định chính xác giá trị τ rất khó nếu khơng có đồ thị phụ tải.
Khi khơng có đồ thị phụ tải ta phải xác định τ theo Tmax thông qua các cơng
thức thực nghiệm dẫn đến kết quả tính tốn có sai số lớn.
Trên lưới điện có nhiều phụ tải để xác định được giá trị của τ ứng với nhiều
phụ tải sẽ tốn rất nhiều công sức và thời gian.
Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện



2.8.2. Phương pháp xác định theo τp và τq
Để giảm bớt sai số khi tính tốn hao tổn năng lượng cần phải xét đến hình
dáng của đồ thị phụ tải, hệ số công suất và trong một ngày đêm giá trị cực đại
cơng suất tác dụng và phản kháng có xảy ra đồng thời không.
Để xét đến điều kiện trên người ta dùng phương pháp xác định hao tổn điện
năng theo τp và τq.
Trong công thức ∆A = ΔPmax.τ hao tổn cơng suất cực đại được phân tích
thành hai thành phần ΔPp( tổn thất do công suất tác dụng P gây ra) và ΔPq ( tổn
thất do công suất phản kháng Q gây ra). Thời gian hao tổn công suất cực đại τ
cũng được phân tích thành τp, τq. Khi đó hao tổn điện năng được xác định theo
cơng thức:
ΔA = ΔPp.τp + ΔPq.τq

(2.29)

Đối với phương pháp này gặp khó khăn là đồ thị cơng suất phản kháng kém
chính xác và hầu như khơng biết nên phương pháp này ít được sử dụng.
2.8.3. Tính bằng phương pháp 2τ
Để tính theo phương pháp này người ta xét đến trạng thái phụ tải cực đại và
cực tiểu. Trong đồ thị phụ tải ngày đêm người ta chia làm hai phần theo khoảng
thời gian tmax và tmin, tmax là khoảng thời gian phần đồ thị chứa công suất cực đại,
tmin là phần thời gian còn lại trên đồ thị phụ tải tương ứng với phần có cơng suất
cực tiểu.
Điện năng tiêu thụ trong một ngày đêm Anđ có thể viết theo cơng thức:
Anđ = Pmax.tmax + Pmin.tmin
Trong đó:

(2.30)


tmax + tmin = 24 giờ

Suy ra:
t max 

A nd  24Pmin
Pmax  Pmin

t min 24  t max

Khoa Cơ Điện

(2.31)
(2.32)

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện


Ta sử dụng mỗi phần đồ thị đó theo nguyên tắc diện tích tương tự như ta
xác định được thời gian tổn thất công suất của mỗi phần đồ thị
t max

2
Pmax
. max  Pi 2 .t i
1

Từ điều kiện :


t min

2
Pmin
. min  Pi 2 .t i
1

ta coi cosφ = const và P2i trùng S2i khi đó ta có:
2

 max

 P 
  i  .t i
1  Pmax 

 min

 P 
  i  .t i
1  Pmax 

t max

t min

2

→ ∆Anđ = ΔPmax.τmax + ΔPmin.τmin
A

ΔA ΔA nd . tbnd
 A nd

Vậy:

2


 .T


(2.33)

Atbnđ - điện năng ngày đêm trung bình để tính tốn;
Anđ - điện năng ngày đêm của ngày chọn để tính tốn.
2.9. Xác định tổn thất điện năng theo dịng điện trung bình bình phương
Trên đồ thị biểu diễn bình phương dịng điện phụ tải với thời gian, ta dựng
một hình chữ nhật có đáy là 8760h và có diện tích bằng diện tích giới hạn bởi
đường cong i2(t) và các trục toạ độ thì chiều cao của hình chữ nhật gọi là dịng
điện trung bình bình phương kí hiệu là Itbbp.
Theo đồ thị ta có:
8760

ΔA 3R i 2 dt 3RI 2tbbp .8760
0

8760

i dt
2


I tbbp

I 2max τ
τ


I max
8760
8760
8760
0

Nếu thời gian truyền tải hàng năm là T khi đó:

Khoa Cơ Điện

Bộ mơn Cung Cấp Và Sử dụng điện


8760

i

I tbbp 

2

dt


(2.33)

0

T

Với đồ thị phụ tải cho bằng công suất thì tổn thất điện năng xác định theo
biểu thức:
 S
ΔA   1
  U H

2


S
 t 1   2

 UH

2


S
 t 2  ...   n

 UH

2
S2

 
 t n  R  tbbp2 RT (2.34)
UH
 

Trong đó: S1, S2, S3 - Là cơng suất truyền tải ứng với thời gian τ1, τ2, τ3
Stbbp – Là cơng suất trung bình bình phương.
Nếu đồ thị phụ tải có dạng bậc thang thì dịng điện trung bình bình phương
được xác định như sau :
I tbbp

I12 .t 1  I 22 .t 1  ...  I 2n .t n

t 1  t 2  ...  t n

(2.35)

Nếu thời gian khảo sát là một năm thì t1 + t2 + … + tn = T = 8760 h
* Ưu điểm
Phương pháp cho kết quả chính xác nếu biết đồ thị phụ tải tại tất cả các
điểm tải
* Nhược điểm
Điện trở dẳng trị của mạng điện thay đổi theo dịng điện nên tính tốn theo
dịng cực đại sẽ gây sai số lớn.
Với lưới phức tạp có nhiều điểm nút, việc xác định dịng chạy trong các
nhánh đó lại trở nên phức tạp.

Khoa Cơ Điện

Bộ môn Cung Cấp Và Sử dụng điện