LÝ LỊCH KHOA HỌC

I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC
Họ và Tên:

Đinh Công Thành

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 06/01/1979

Nơi sinh: Ninh Bình 

Q qn: Ninh Bình

Dân tộc: Kinh

Địa chỉ liên lạc: 76/1 ấp Nhân hịa- Tây hịa- Trảng Bom- Đồng nai
Điện thoại: 0908569035 

Điện thoại cơ quan:
Email:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO
1. Trung cấp chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo: Chính qui

Thời gian: 1998- 2001

Nơi học: Trường Đại học Cơng nghiệp Quận Gị Vấp Tp.HCM
Ngành học: Điện Cơng Nghiệp
2. Đại Học

Hệ đào tạo: Tại chức

Thời gian: 2003- 2007

Nơi học: Trường Công nhân Cơ điện Đồng nai
Ngành học: Điện khí hóa – Cung cấp điện
III. Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT
NGHIỆP ĐẠI HỌC:
Thời gian
Từ 2007 đến
nay

Nơi công tác
Trung tâm Dịch vụ Hạ tầng Cơng
ích huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng
Nai.
Trang i

Cơng việc đảm nhiệm
Quản lý và bảo dưỡng hệ
thống chiếu sáng công cộng.


LỜI CAM ĐOAN

Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 03 năm 2015 
 


(Ký & ghi rõ họ tên) 

 
 
 

Đinh Cơng Thành 

Trang ii


LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy TS. Lê Kỷ, người đã tận
tình hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện luận văn này.
Xin cảm ơn quý Thầy Cô trong khoa Điện – Điện Tử của Trường Đại Học Sư
Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, những người thầy đầy nhiệt huyết, thiện cảm đã truyền
đạt những kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm quý báu giúp tôi tự tin từng
bước đi vào thực hiện nghiên cứu khoa học.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn cha mẹ và người thân đã luôn ở bên tôi,
động viên tôi rất nhiều để tôi hồn thành khóa học này.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 03 năm 2015

Trang iii


TÓM TẮT


Lưới điện phân phối (LĐPP) liên tục phát triển theo khơng gian và thời gian,
ngồi việc đáp ứng đủ nhu cầu công suất tác dụng cho phụ tải, cần chú trọng đáp
ứng nhu cầu công suất phản kháng (CSPK). Việc bù CSPK sẽ cho phép nâng cao
chất lượng điện năng cũng như hiệu quả kinh tế của LĐPP.
Luận văn trình bày kết quả nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu và các chỉ số về
điều kiện khí hậu LĐPP cho chương trình PSS/ADEPT. Từ đó sử dụng chương
trình để tính tốn, đánh giá hiệu quả các phương án bù tối ưu phía trung áp và phía
hạ áp, nhằm đề xuất phương án bù tối ưu cho LĐPP.

Trang iv


ABSTRACT

The distribution network developed continuously in space and time, beside
sufficiently meeting the active power need for additional load, it’s also very
important to meet reactive power need. Reactive power compensation will
enhance electricity quality as well as economic efficiency of the distribution
network.
In this article, we present the study result of establishing data bases and
economic indexes of the distribution network to PSS/ADEPT. Then, we can use
this program to calculate and evaluate the efficiency of medium and low voltage
optimal compensation with the aim of proposing the most optimal alternative for
the distribution network.

Trang v


DANH SÁCH CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT


PSS/ADEPT

Power System Simulator/Advanced Distribution
Engineering Productivity Tool.

GDP

Tổng thu nhập quốc dân

Pmax

Công suất tác dụng lớn nhất

Pmin

Công suất tác dụng nhỏ nhất

Tmin

Nhiệt độ nhỏ nhất

Tmax

Nhiệt độ lớn nhất

STLF

Short Term Load Forecasting

MLPNN


Multi Layer Perceptron Neural Network

RNN

Recurrent Neural Network

FLANN

Functional Link Artificial Neural Network

MFLNN

Multi Feedback Layer Neural Network

BP

Back Propagation

Trang vi


DANH SÁCH CÁC HÌNH

Tên hình

Trang

Hình 2.1 Vị trí và vai trị của lưới điện phân phối .......................................... 12
Hình 2.2 Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung.................... 19

Hình 2.3. Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có một bộ tụ ............. 23
Hình 2.4. Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có bù 2 bộ tụ............. 24
Hình 2.5 Hộp thoại thiết đặt thơng số trong Capo .......................................... 30
Hình 2.6: Biểu đồ phụ tải trung bình ngày điển hình của Điện lực Gia Lai .... 42
Hình 2.7. Mơ hình mạng nơ ron nhân tạo với các thông số đầu vào và đầu ra.
...................................................................................................................... 44
Hình 2.8. So sánh phụ tải dự báo 24h và phụ tải thực 24h của ngày 08/05/2004
...................................................................................................................... 45
Hình 2.9. So sánh phụ tải dự báo 24h và phụ tải thực 24h của ngày 19/11/2005
...................................................................................................................... 45
Hình 2.10. So sánh phụ tải dự báo 24h và phụ tải thực 24h của ngày 25/7/2006
...................................................................................................................... 46
Hình 3.1. Sơ đồ lưới điện TP. Cà Mau. ......................................................... 48
Hình 3.2. Sơ đồ đơn tuyến xuất tuyến 477AX ............................................... 52
Hình 3.3. Các chỉ số kinh tế được thiết lập trong PSS/Adept ......................... 54
Hình 4.1. Cấu trúc 1 nơ-ron sinh học............................................................. 61
Hình 4.2. Sự liên kết của nơ-ron.................................................................... 61
Hình 4.3 Mơ hình tốn của 1 nơ-ron nhân tạo ............................................... 62
Hình 4.4 Hàm nấc ......................................................................................... 63

Trang 1


Hình 4.5: Hàm dấu ........................................................................................ 64
Hình 4.6: Hàm tuyến tính .............................................................................. 64
Hình 4.7: Hàm tuyến tính bão hịa ................................................................. 65
Hình 4.8: Hàm Sigmoid đơn cực ................................................................... 65
Hình 4.9: Hàm Sogmoid lưỡng cực ............................................................... 66
Hình 4.10 Cấu trúc mạng neural .................................................................... 73
Hình 4.11a Kết quả dự báo kiểm tra so với kết quả thực tế ............................ 75

Hình 4.11b Sai số dự báo .............................................................................. 75

Trang 2


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Tên bảng

Trang 

Bảng 3.1: Số liệu cơ bản các phát tuyến cung cấp điện TP Cà Mau ............... 49
Bảng 3.2. Thông số phát tuyến 477AX.......................................................... 50
Bảng 3.3 Các chỉ số kinh tế cài đặt trong PSS/Adept ..................................... 53
Bảng 3.4. Thời gian vận hành các chế độ cao điểm, thấp điểm và bình thường
...................................................................................................................... 55
Bảng 3.5. Bù trung áp tại nhiều vị trí cho cả 3 trường hợp cao điểm, thấp điểm
và bình thường .............................................................................................. 55
Bảng 3.6. Bù trung áp tại nhiều vị trí xét cho cả 3 trường hợp cao điểm, thấp
điểm và bình thường qua khảo sát vị trí bù thích hợp trong thực tế................ 57
Bảng 3.7. Bù trung áp tại nhiều vị trí có giới hạn thiết bị bù .......................... 58
Bảng 4.1: Dữ liệu điển hình của XT-477AX vào 01/01/2011 ........................ 73
Bảng 4.2: Dữ liệu điển hình của XT-477AX vào 01/01/2012 ........................ 74
Bảng 4.3: Kết quả dự báo trung bình các giờ theo các năm ......................... 746
Bảng 4.4: Kết quả dự báo cho các năm tiếp theo ......................................... 757
Bảng 4.5: Kết quả tính tốn bù trung thế theo dự báo .................................. 778

Trang 3


MỤC LỤC


LÝ LỊCH KHOA HỌC ..................................................................................... I
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................ II
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................... III
TÓM TẮT ......................................................................................................IV
ABSTRACT .................................................................................................... V
DANH SÁCH CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT .......................................................VI
DANH SÁCH CÁC HÌNH ...........................................................................VI1
DANH SÁCH CÁC BẢNG .......................................................................... VIII
MỤC LỤC ..................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU LUẬN VĂN ...................................................... 7
1.1.Đặt vấn đề ............................................................................................... 7
1.2.Mục tiêu của luận văn ............................................................................. 9
1.3.Nhiệm vụ của luận văn ............................................................................ 9
1.4.Phạm vi nghiên cứu của luận văn ............................................................ 9
1.5.Điểm mới của luận văn............................................................................ 9
1.6.Giá trị thực tiễn của luận văn. ................................................................ 10
1.7.Bố Cục Luận Văn .................................................................................. 10
Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................. 11
2.1.Hệ thống điện. ....................................................................................... 11
2.2.Tổng quan về bù công suất phản kháng. ................................................ 12
2.2.1.Khái niệm bù công suất phản kháng. .................................................. 12
2.2.2.Lợi ích bù cơng suất phản kháng ........................................................ 13

Trang 4


2.3.Các thiết bị bù công suất: ...................................................................... 14
2.3.1.Bù trên lưới điện áp: ........................................................................... 14
2.3.2.Tụ bù nền ........................................................................................... 15

2.3.3.Bộ tụ bù điều khiển tự động (bù ứng động) ........................................ 15
2.4. Vị trí lắp đặt tụ bù: ............................................................................... 16
2.4.1.Bù tập trung: ...................................................................................... 16
2.4.2.Bù nhóm (từng phân đoạn) ................................................................. 17
2.4.3.Bù riêng: ............................................................................................ 18
2.5.Xác định dung lượng bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số cơng suất
cosφ. ........................................................................................................... 18
2.5.1.Phương pháp tính tốn lựa chọn cơng suất và vị trí bù tối ưu. ............. 19
2.5.2.Tính tốn bù trên đường dây có phụ tải tập trung và phân bố đều ....... 21
2.5.3.Xác định vị trí tụ bù tối ưu.................................................................. 25
2.6.Giới thiệu về PSS/Adept ....................................................................... 27
2.7.Phương pháp tính xác định vị trí bù tối ưu của phần mềm PSS/ADEPT.28
2.7.1.Thiết lập các thông số lưới điện cho CAPO. ....................................... 28
2.7.2.Cách PSS/ADEPT tính các vấn đề kinh tế trong CAPO. ..................... 29
2.7.3.Thiết lập các tùy chọn cho phép phân tích CAPO. .............................. 30
2.7.4.Cách PSS/ADEPT tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu. ...................................... 31
2.7.5.Cách chạy bài toán tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu. ..................................... 34
2.7.6.Report sau khi phân tích và tính tốn. ................................................. 34
2.8.Dự báo phụ tải cho lưới điện phân phối ................................................. 35
2.8.1.Khái niệm về dự báo phụ tải ............................................................. 356
2.8.2.Nghiên cứu phương pháp xây dựng bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn 37

Trang 5


2.8.3. Cơ sở xây dựng phương pháp dự báo phụ tải mới sử dụng mạng nơ ron
nhân tạo ...................................................................................................... 37
2.8.4. Tổng quan các bài báo dự báo phụ tải ................................................ 40
Chương 3 TÍNH TỐN BÙ KINH TẾ TUYẾN 477AX LƯỚI ĐIỆN THÀNH
PHỐ CÀ MAU ........................................................................................... 47

3.1.Sơ lược về Thành phố Cà Mau .............................................................. 47
3.2.Giới thiệu lưới điện thành phố Cà Mau.................................................. 47
3.3.Số liệu các phát tuyến............................................................................ 49
3.4.Áp dụng tính tốn cho phát tuyến 477AX.............................................. 50
3.4.1.Các thông số ban đầu của phát tuyến 477AX ...................................... 50
3.4.2.Xây dựng các chỉ số kinh tế cho chương trình PSS/ADEPT ............... 53
3.4.3. Tính tốn bù CSPK bằng chương trình PSS/ADEPT cho phát tuyến
477AX ........................................................................................................ 53
Chương 4 ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON DỰ BÁO PHỤ TẢI ĐIỆN PHÁT
TUYẾN 477/AX ......................................................................................... 60
4.1.Giới thiệu .............................................................................................. 60
4.2.Cấu trúc mạng nơron nhân tạo ............................................................... 60
4.3.Phân loại mạng nơron nhân tạo ............................................................. 66
4.4.Các phương pháp huấn luyện Mạng nơ-ron ........................................... 66
4.5.Thuật toán huấn luyện mạng.................................................................. 69
4.6.Ứng dụng mạng neural cho bài toán dự báo phụ tải điện ngắn hạn. ....... 72
4.6.1.Những yếu tố ảnh hưởng đến dự báo phụ tải ...................................... 72
4.6.2.Dữ liệu đầu vào cho bài toán dự báo phụ tải. ...................................... 72
4.6.3.Tổng kết quả dự báo trong các năm tới: .............................................. 76
4.7.Tính dung lượng bù tối ưu cho phát tuyến khi có dự báo phụ tải điện. ... 77

Trang 6


Chương 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................... 80
5.1.Kết luận................................................................................................. 80
5.2.Hướng phát triển của đề tài ................................................................... 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 82

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU LUẬN VĂN
1.1 Đặt vấn đề
Phân phối điện là khâu cuối cùng của hệ thống điện đưa điện năng đến hộ tiêu
thụ. Trong quá trình sản xuất, truyền tải và phân phối điện, lượng tổn thất chiếm tỷ
lệ lớn nhất là lưới điện phân phối.
Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế và đời sống nhân dân được
nâng cao, do đó nguồn điện cũng phải đáp ứng được những địi hỏi về cơng suất và
chất lượng được đảm bảo. Vấn đề công suất phát ra phải được truyền tải và tận
dụng một cách hiệu quả nhất, khơng để lãng phí q nhiều ảnh hưởng đến kinh tế là
một bài toán được rất nhiều đề tài nghiên cứu. Tổn hao công suất là vấn đề ảnh
hưởng đến chất lượng điện năng, do đó cần phải có các biện pháp đưa ra để giảm
lượng tổn thất cơng suất trên lưới. Vì vậy, một trong những biện pháp khá hiệu quả
là tìm điểm bù cơng suất lưới điện phân phối.
Trong công tác qui hoạch và xây dựng chiến lược phát triển kinh tế xã hội nói
chung và qui hoạch phát triển hệ thống điện nói riêng, cần thiết phải tính tốn xác
định được các chỉ số của nền kinh tế tại một thời điểm trong tương lai như: Tổng
thu nhập quốc dân (GDP), tổng dân số, tổng sản phẩm công nghiệp, tổng điện năng
tiêu thụ v.v.... Để tính tốn được các chỉ số nêu trên phải sử dụng phương pháp dự
báo, mức độ chính xác của kết quả dự báo phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn mơ
hình và phương pháp dự báo.
Đối với cơng tác dự báo phụ tải điện năng, kết quả dự báo khơng chính xác,
sai lệch q nhiều về khả năng cung cấp hoặc về nhu cầu điện năng sẽ dẫn đến hậu
quả không tốt cho nền kinh tế. Nếu ta dự báo phụ tải quá thừa so với nhu cầu sử

Trang 7


dụng thì hậu quả là phải huy động nguồn lớn hơn mức cần thiết dẫn đến tăng vốn
đầu tư. Ngược lại nếu dự báo phụ tải quá thấp so với nhu cầu thì sẽ khơng đáp ứng
được nhu cầu cho các hộ tiêu thụ điện và làm thiệt hại cho nền kinh tế quốc dân,

ảnh hưởng đến đời sống và sinh hoạt của nhân dân. Ngày nay đã có hàng loạt các
phương pháp dự báo được đề xuất và áp dụng tính tốn trong các bài tốn qui hoạch
như: Phương pháp tính theo hệ số đàn hồi, phương pháp ngoại suy theo thời gian,
phương pháp tương quan, phương pháp chuyên gia, phương pháp san bằng hàm mũ,
phương pháp xác định toán tử dự báo tối ưu, phương pháp mạng neuron v.v...
Việc dự báo phụ tải điện và bù công suất phản kháng giảm được lượng tổn
thất công suất trên lưới điện phân phối sẽ đem lại những lợi ích to lớn sau:

 Về phía cơng ty điện lực
- Giảm giá thành điện năng do giảm được lượng tổn thất công suất trên lưới
điện.
- Tăng lợi nhuận cho công ty do tăng lượng điện cung cấp cho khách hàng.
- Tạo ra khả năng cạnh tranh cao cho các công ty điện lực trong thị trường
điện đang ngày được thương mại hóa.
- Nâng cao hệ số công suất sử dụng, đảm bảo chất lượng điện năng, nâng cao
khả năng mang tải của hệ thống.

 Về phía khách hàng sử dụng điện
- Giảm được chi phí sản xuất, thiệt hại do việc ngừng cung cấp điện.
- Đảm bảo được kế hoạch sản xuất, sinh hoạt và giải trí trong đời sống con
người. Đặt biệt là có thể tránh được những ảnh hưởng của việc ngừng cung cấp điện
đến con người như sức khỏe và đời sống con người.

 Về mặt kinh tế điện
- Tạo ra một thị trường điện cạnh tranh lành mạnh.
- Thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế.

Trang 8



1.2 Mục tiêu của luận văn
Mục tiêu của luận văn làm tìm ra điểm bù cơng suất tối ưu trên hệ thống lưới
điện phân phối hiện hữu và đưa ra những phương án bù cho lưới điện phân phối
trong tương lai khi có sự gia tăng phụ tải.
1.3 Nhiệm vụ của luận văn
- Tìm hiểu các bài tốn về tìm điểm bù công suất phản kháng trên lưới điện
phân phối.
- Nghiên cứu sử dụng phần mềm PSS/Adept trong việc tìm điểm bù công suất
tối ưu cho lưới điện thành phố Cà Mau.
- Xây dựng bài toán dự báo phụ tải và đưa ra các phương án bù khi có sự phát
triển của phụ tải trong tương lai.

1.4 Phạm vi nghiên cứu của luận văn
Luận văn tập trung giải quyết bài tốn tìm điểm bù cơng suất tối ưu trên lưới
điện và đưa ra các phương án bù cho lưới điện khi có sự phát triển của phụ tải trong
tương lai.
Với cơ sở lý thuyết là bài tốn bù cơng suất phản kháng trên lưới điện phân
phối. Từ đó sẽ áp dụng vào giải quyết bài tốn bù cơng suất phản kháng trên lưới
điện phân phối có sự phát triển của phụ tải.

1.5 Điểm mới của luận văn
- Tìm được điểm bù công suất phản pháng tối ưu trên lưới điện phân phối
bằng phần mềm Pss/Adept cho lưới điện thành phố Cà Mau.
- Đưa ra những phương án bù tối ưu cho lưới điện khác nhau khi có sự phát
triển của phụ tải trong tương lai.

Trang 9


1.6 Giá trị thực tiễn của luận văn.

- Luận văn góp phần vào việc đưa ra phương án bù cho lưới điện phân phối
thành phố Cà Mau trong hiện tại và tương lai.
- Làm tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu và vận hành lưới điện phân
phối.
- Đưa ra những phương pháp dự đoán nhằm đưa ra những phương án vận hành
tối ưu có thể có cho những trường hợp khác nhau của lưới điện.

1.7 Bố Cục Luận Văn
Luận văn được thực hiện bao gồm các chương sau:
Chương 1: GIỚI THIỆU LUẬN VĂN.
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 3: TÍNH TỐN BÙ KINH TẾ TỐI TUYẾN 477AX LƯỚI ĐIỆN
THÀNH PHỐ CÀ MAU
Chương 4: ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON DỰ BÁO PHỤ TẢI ĐIỆN PHÁT
TUYẾN 477/AX
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
TÀI LIỆU THAM KHẢO.

Trang 10


CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Hệ thống điện.
Hệ thống điện phân phối là hệ thống điện bao gồm lưới điện phân phối và
các nhà máy điện đấu nối vào lưới điện phân phối làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải
và phân bố điện năng.
Hệ thống điện không ngừng phát triển theo thời gian và không gian để đáp
ứng nhu cầu ngày càng gia tăng của phụ tải. Tùy theo lĩnh vực nghiên cứu mà Hệ

thống điện được chia hai hướng độc lập nhau:

a. Về mặt quản lý và vận hành, hệ thống điện được phân bố thành.
- Các nhà máy điện: gồm các nhà máy thủy điện, nhiệt điện than, nhiệt điện
dầu, tua bin khí, nhà máy điện nguyên tử,… Các nhà máy điện này do các nhà máy
điện vận hành và quản lý.
- Lưới điện truyền tải là phần lưới điện bao gồm các đường dây và trạm biến
áp có cấp điện áp từ 220kV trở lên, các đường dây và trạm biến áp có điện áp
110kV có chức năng truyền tải để tiếp nhận công suất từ các nhà máy điện vào hệ
thống điện quốc gia. Lưới điện truyền tải do các đơn vị truyền tải điện quản lý và
vận hành.
- Lưới điện phân phối là phần lưới điện bao gồm các đường dây và trạm biến
áp có cấp điện áp từ 35kV trở xuống, các đường dây và trạm biến áp có điện áp
110kV có chức năng phân phối điện. Lưới điện phân phối do các đơn vị phân phối
quản lý.

b. Về mặt nghiên cứu, tính tốn thì hệ thống điện được phân thành.
- Lưới hệ thống (500kV)
- Lưới truyền tải (110, 220, 330 kV).
- Lưới khu vực (110, 220kV).

Trang 11


- Lưới phân phối trung áp (6, 10, 15, 22, 35 kV).
- Lưới phân phối hạ áp (0.4 kV và 0.22 kV).
Sơ đồ hệ thống một lưới điện được thể hiện như sau:

Hình 2.1: Vị trí và vai trị của lưới điện phân phối


Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống điện mơ tả vị trí và nhiệm vụ của lưới điện phân phối
trong hệ thống điện từ khâu phát điện, trạm biến áp tăng áp, truyền tải, trạm biến áp
trung gian, lưới điện phân phối và cuối cùng là lưới cung cấp điện.

2.2. Tổng quan về bù công suất phản kháng.
 Khái niệm bù cơng suất phản kháng.
Trong q trình cung cấp điện, do một số phụ tải có nhu cầu sử dụng công suất
phản kháng, mặc dù không sinh ra công, nhưng cần thiết để tạo ra từ trường, một
yếu tố trung gian trong q trình chuyển hố điện năng. Việc truyền tải công suất

Trang 12


phản kháng trên đường dây cũng như trong máy biến áp sẽ làm ảnh hưởng xấu đến
mạng điện. Do đó vấn đề đặt ra là cần thiết phải giảm sự truyền tải công suất phản
kháng trên đường dây và các phần tử có dịng điện chạy qua. Để giảm truyền tải
cơng suất phản kháng trong mạng điện, có thể đặt các thiết bị bù một chiều (dùng tụ
điện tĩnh bù ngang) hoặc thiết bị bù hai chiều (máy bù tĩnh - SVC hay máy bù đồng
bộ) nhằm cung cấp thêm công suất phản kháng cho mạng điện tại các vị trí gần phụ
tải gọi là bù cơng suất phản kháng.

 Lợi ích bù cơng suất phản kháng
Hầu hết các thiết bị sử dụng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng và công suất
phản kháng. Sự tiêu thụ công suất phản kháng này sẽ được truyền tải trên lưới điện
về phía nguồn cung cấp cơng suất phản kháng, sự truyền tải công suất này trên
đường dây sẽ làm tổn hao một lượng công suất và làm cho hao tổn điện áp tăng lên
đồng thời cũng làm cho lượng công suất biểu kiến tăng, dẫn đến chi phí để xây
dựng đường dây tăng lên. Vì vậy việc bù Cơng suất phản kháng cho lưới điện sẽ có
những tích cực như sau:


a. Giảm được tổn thất cơng suất trong mạng điện.
Ta có tổn thất công suất trên đường dây trước khi bù được xác định
∆ =

+

∙

(2.1)

đ

Tổn thất công suất trên đường dây sau khi bù:
∆ =

+( −

)

∙

(2.2)

đ

Khi giảm Q truyền tải trên đường dây, ta giảm được thành phần tổn thất công
suất Q gây ra.

b. Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện
Tổn thất điện áp trước khi bù được xác định theo công thức:


Trang 13


∆ =

.

+ .

(2.3)

Tổn thất điện áp sau khi bù:
∆ =

. +( −

.)

(2.4)

Khi ta giảm Q truyền tải trên đường dây sẽ giảm được tổn thất điện áp trên
đường dây. Từ đó nâng cao chất lượng điện áp cho lưới điện.

c. Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp
Khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện
phát nóng, tức phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng. Dòng điện chạy trên
dây dẫn và máy biến áp được tính như sau:
=


+

(2.5)

√3

Từ công thức 2.5 cho thấy với cùng một tình trạng phát nóng nhất định của
đường dây và máy biến áp (tức I = const) chúng ta có thể tăng khả năng truyền tải
Công suất tác dụng bằng cách giảm Công suất phản kháng mà chúng phải tải đi. Vì
thế khi vẫn giữ nguyên đường dây và máy biến áp, nếu giảm lượng Q phải truyền
tải thì khả năng truyền tải của chúng sẽ được tăng lên, góp phần làm ổn định điện
áp, tăng khả năng phát điện của máy phát điện…
Việc bù Cơng suất phản kháng ngồi việc nâng cao hệ số cơng suất cosφ cịn
đưa đến hiệu quả là giảm được chi phí kim loại màu tức giảm được tiết diện dây
dẫn…nên tiết kiệm được chi phí đầu tư xây dựng lưới điện. Giảm được chi phí điện
năng…

2.3. Các thiết bị bù công suất:
 Bù trên lưới điện áp:
Trong mạng lưới trung áp, bù công suất được thực hiện bằng :
- Tụ điện với lượng bù cố định (bù nền).

Trang 14


- Thiết bị điều chỉnh bù tự động hoặc một bộ tụ cho phép điều chỉnh liên tục
theo yêu cầu khi tải thay đổi.
Chú ý : Khi công suất phản kháng cần bù vượt q 800KVAr và tải có tính
liên tục và ổn định, việc lắp đặt bộ tụ ở phía trung áp thường có hiệu quả kinh tế tốt
hơn.


 Tụ bù nền
 Bố trí bù gồm một hoặc nhiều tụ tạo nên lượng bù khơng đổi. việc điều khiển
có thể thực hiện:
- Bằng tay: dùng CB hoặc LBS (load – break switch)
- Bán tự động: dùng contactor
- Mắc trực tiếp vào tải đóng điện cho mạch bù đồng thời khi đóng tải.
 Các tụ điện được đặt:
- Tại vị trí đấu nối của thiết bị tiêu thụ điện có tính cảm (động cơ điện và máy
biến áp).
- Tại vị trí thanh góp cấp nguồn cho nhiều động cơ nhỏ và các phụ tải có tính
cảm kháng đối với chúng việc bù từng thiết bị một tỏ ra quá tốn kém.
- Trong các trường hợp khi tải không thay đổi.

 Bộ tụ bù điều khiển tự động (bù ứng động)
- Bù công suất thường được hiện bằng các phương tiện điều khiển đóng ngắt
từng bộ phận cơng suất.
- Thiết bị này cho phép điều khiển bù công suất một cách tự động, giữ hệ số
công suất trong một giới hạn cho phép chung quanh giá trị hệ số công suất được
chọn.
- Thiết bị này được lắp đặt tại các vị trí mà cơng suất tác dụng và cơng suất
phản kháng thay đổi trong phạm vi rất rộng. ví dụ: tại thanh góp của tủ phân phối
chính, tại đầu nối của các cáp trục chịu tải lớn.
 Các nguyên lý và lý do sử dụng bù tự động:

Trang 15


- Bộ tụ bù gồm nhiều phần và mỗi phần được điều khiển bằng contactor. Việc
đóng một contactor sẽ đóng một số tụ song song với các tụ vận hành. Vì vậy lượng

cơng suất bù có thể tăng hay giảm theo từng cấp bằng cách thực hiện đóng hoặc cắt
contactor điều khiển tụ. Một rơley điều khiển kiểm soát hệ số cơng suất của mạng
điện sẽ thực hiện đóng và mở các contactor tương ứng để hệ số công suất cả hệ
thống thay đổi (với sai số do điều chỉnh từng bậc). Để điều khiển rơle máy biến
dòng phải đặt lên một pha của dây cáp dẫn điện cung cấp đến mạch được điều
khiển. Khi thực hiện bù chính xác bằng các giá trị tải yêu cầu sẽ tránh được hiện
tượng quá điện áp khi tải giảm xuống thấp và do đó khử bỏ các điều kiện phát sinh
quá điện áp và tránh các thiệt hại xảy ra cho trang thiết bị.
- Quá điện áp xuất hiện do hiện tượng bù dư phụ thuộc một phần vào giá trị
tổng trở nguồn.
 Các qui tắc bù chung
- Nếu công suất bộ tụ (kVar) nhỏ hơn hoặc bằng 15% công suất định mức máy
biến áp cấp nguồn, nên sử dụng bù nền.
- Nếu ở trên mức 15%, nên sử dụng bù kiểu tự động.
- Vị trí lắp đặt tụ áp trong mạng điện có tính đến chế độ bù cơng suất; hoặc bù
tập trung, bù nhóm, bù cục bộ, hoặc bù kết hợp hai phương án sau cùng.
- Về nguyên tắc, bù lý tưởng có nghĩa là bù áp dụng cho từng thời điểm tiêu
thụ và với mức độ mà phụ tải yêu cầu cho mỗi thời điểm.
- Trong thực tiễn, việc chọn phương cách bù dựa vào các hệ số kinh tế và kỹ
thuật.
2.4. Vị trí lắp đặt tụ bù:


Bù tập trung:
Áp dụng cho tải ổn định và liên tục.
Nguyên lý : bộ tụ đấu vào thanh góp hạ áp của tủ phân phối chính và được

đóng trong thời gian tải hoạt động.
Ưu điểm:
- Giảm tiền phạt do vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng.


Trang 16


- Làm giảm công suất biểu kiến.
- Làm nhẹ tải cho máy biến áp và do đó nó có khả năng phát triển thêm các
phụ tải cần thiết.
Nhận xét:
- Dòng điện phản kháng tiếp tục đi vào tất cả lộ ra tủ phân phối chính của
mạng hạ thế.
- Vì lý do này kích cỡ dây dẫn , cơng suất tổn hao không được cải thiện ở chế
độ bù tập trung.


Bù nhóm (từng phân đoạn)
Bù nhóm nên sử dụng khi mạng điện quá lớn và khi chế độ tải tiêu thụ theo

thời gian của các phân đoạn thay đổi khác nhau.
Nguyên lý : bộ tụ được đấu vào tủ phân phối khu vực . hiệu quả do bù nhóm
mang lại cho dây dẫn xuất phát từ tủ phân phối chính đến các tủ khu vực có đặt tụ
được thể hiện rõ nhất.
Ưu điểm:
- Làm giảm tiền phạt do vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng.
- Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu.
- Kích thước dây cáp đi đến các tủ phân phối khu vực sẽ giảm đi hoặc với
cùng dây cáp trên có thể tăng thêm phụ tải cho tủ phân phối khu vực.
Nhận xét :
- Dòng điện phản kháng tiếp tục đi vào tất cả dây dẫn xuất phát từ tủ phân
phối khu vực.
- Vì lý do này mà kích thước và cơng suất tổn hao trong dây dẫn nói trên

khơng được cải thiện với chế độ bù nhóm.
- Khi có sự thay đổi đáng kể của tải, luôn luôn tồn tại nguy cơ bù dư và kèm
theo hiện tượng quá điện áp.

Trang 17




Bù riêng:
Bù riêng nên được xét đến khi công suất động cơ lớn đáng kể so với mạng

điện.
Nguyên lý: bộ tụ mắc trực tiếp vào đầu dây nối của thiết bị dùng điện có tính
cảm (chủ yếu là các động cơ).
Bộ tụ định mức (kVAr) đến khoảng 25% giá trị công suất động cơ. Bù bổ sung
tại đầu nguồn điện cũng có thể mang lại hiệu quả tốt.
Ưu điểm :
- Làm giảm tiền phạt do tiêu thụ công suất phản kháng (kVAr).
- Giảm công suất biểu kiến yêu cầu.
- Giảm kích thước và tổn hao dây dẫn đối với tất cả dây dẫn.

2.5. Xác định dung lượng bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công
suất cosφ.
Giả sử hộ tiêu thụ điện có hệ số cơng suất là cosφ1 , muốn nâng hệ số cơng suất
> cosφ1), thì phải đặt dung lượng bù là bao nhiêu?

này lên cosφ2 (

Với dạng bài tốn này thì dung lượng bù được xác định theo cơng thức sau:

QbùΣ = P(tgφ1  -tgφ2 )α     (kVAr)

(2.6)

Trong đó:
- P – phụ tải tính tốn của hộ tiêu thụ điện, kW;
- α = 0,9 ÷ 1 – hệ số xét tới khả năng nâng cao cosφ bằng những phương pháp
khơng địi hỏi đặt thiết bị bù.
Hệ số cơng suất

nói ở trên thường lấy bằng hệ số công suất do cơ quan

quản lý hệ thống điện quy định cho mỗi hộ tiêu thụ phải đạt được, thường nằm
trong khoảng

= 0,8 – 0,95.

Trang 18




Phương pháp tính tốn lựa chọn cơng suất và vị trí bù tối ưu.
Hình 2.2 mơ tả đường dây thực tế bao gồm nhiều nhánh có phụ tải tập trung và

phân bố đều. Dòng điện phụ tải chạy trên đường dây gây ra tổn thất trên mỗi pha là
I2.R. Dòng điện đó gồm hai thành phần: Thành phần cùng pha với điện áp U gọi là
thành phần tác dụng và thành phần vng góc với U gọi là thành phần phản kháng
của dịng điện.Việc bù khơng có ảnh hưởng gì tổn thất cơng suất do thành phần tác
dụng của dịng điện gây ra.


I1

I2

Vượt trước

Phụ tải
Tập trung
L = 1,0 pu
X1
1,0 pu

0

d
Chậm sau

I2

Dịng điện biến thiên
i= I1-(I1-I2).x

I1

Hình 2.2: Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung

Khi có dịng điện cảm chạy trên đường dây có điện trở R, sẽ gây ra tổn thất
trên một pha bằng:
2


2

P  I 2 .R   I cos   .R   I sin   .R

Trang 19

(2.7)