TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

LÊ THANH GIANG

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN PHƢƠNG THỨC VẬN HÀNH
TỐI ƢU CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN GIA LỘC
- TỈNH HẢI DƢƠNG

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Trần Mạnh Hùng

Hà Nội - 2015


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã
được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ
nguồn gốc.
Hải Dương, ngày 25 tháng 6 năm2015
Ngƣời cam đoan

Lê Thanh Giang

i


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN..................................................................................................................... i
MỤC LỤC ................................................................................................................................ ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................. v
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ...................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................................. viii
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................................. 1
2. Nhiệm vụ nghiên cứu.......................................................................................................... 2
3. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 2
4. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................................. 2
5. Giả thuyết khoa học ............................................................................................................ 3
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN GIA LỘC.... 4
1.1. Tổng quát về lƣới điện phân phối. ................................................................................ 4
1.1.1. Khái niệm chung……………………………………… ……………….... 4
1.1.2. Đặc điểm cấu trúc của lưới phân phối. ............................................... 4
1.1.3. Các đặc trưng của lưới điện trung áp Việt Nam .................................. 7
1.2. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội của huyện Gia Lộc ........................................... 8
1.2.1.Vị trí địa lý ............................................................................................ 8
1.2.2.Dân số ................................................................................................... 9
1.2.3.Địa hình .............................................................................................. 10
1.2.4.Khí hậu, thuỷ văn ................................................................................ 11
1.2.5.Tài nguyên thiên nhiên ....................................................................... 11
1.2.6. Kinh tế - xã hội .................................................................................. 12
1.3. Hiện trạng lƣới điện huyện Gia Lộc........................................................................... 12
1.3.1. Các trạm biến áp và tụ bù trung thế .................................................. 12
1.3.2. Các đường dây ................................................................................... 14
1.3.3. Tổn thất điện năng trên lưới điện Gia Lộc ........................................ 15

1.4. Kết luận ............................................................................................................................ 17

ii


CHƢƠNG 2: MỘT SỐ BIỆN PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG
LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP........................................................................... 19
2.1. Lý thuyết về tổn thất trong lƣới phân phối............................................................... 19
2.1.1. Tổn thất công suất và tổn thất điện năng trên đường dây tải điện .... 19
2.1.1.1. Tổn thất công suất trên đường dây .......................................................................... 19
2.1.1.2. Tổn thất điện năng trên đường dây .......................................................................... 20
2.1.2. Tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong máy biến áp ............ 21
2.1.2. 1.Tổn thất công suất trong MBA ................................................................................. 22
2.1.2.2. Tổn thất điện năng trong MBA ................................................................................. 23
2.2. Các biện pháp giảm tổn thất điện năng (TTĐN) trong lƣới phân phối .............. 23
2.2.1. Bù công suất phản kháng .................................................................. 25
2.2.1.1 Mục tiêu và lợi ích bù công suất phản kháng .......................................................... 25
2.2.1.2 Các phương pháp bù công suất phản kháng lưới điện phân phối ......................... 27
2.2.1.3.Tính toán dung lượng bù công suất phản kháng [5] ............................................... 29
2.2.2. Tái cấu trúc lưới điện ........................................................................ 57
2.2.2.1. Giải thuật tìm kiếm Heuristic kết hợp với giải thuật tối ưu-Kỹ thuật vòng kín ... 58
2.2.2.2. Giải thuật của Civanlar và các cộng sự - Kỹ thuật đổi nhánh.............................. 60
2.2.2.3. Giải thuật nhân tạo tái cấu trúc lưới điện ............................................................... 62
2.3. Kết luận ............................................................................................................................ 72
CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN PHƢƠNG THỨC VẬN HÀNH TỐI ƢU NHẰM
GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 35KV HUYỆN
GIA LỘC SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ......................................................... 73
3.1. Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT sử dụng trong tính toán lƣới điện phân phối73
3.1.1. Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT .................................................... 73
3.1.2. Các chức năng và ứng dụng của phần mềm ...................................... 74

3.1.3. Các module tính toán của PSS/ADEPT ............................................. 74
3.1.3.1. Module CAPO – Xác định vị trí bù tối ưu ............................................................... 75
3.1.3.2. Module Topo – Xác định điểm dừng tối ưu ............................................................ 81

iii


3.1.4. Cách thức tạo sơ đồ và thiết lập các thông số lưới điện trung áp trong
PSS/ADEPT ................................................................................................. 82
3.1.5. Xây dựng cơ sở dữ liệu cho phần mềm PSS/ADEPT ......................... 83
3.1.5.1. Cơ sở dữ liệu dây dẫn................................................................................................ 83
3.1.5.2. Cơ sở dữ liệu máy biến áp ........................................................................................ 84
3.1.5.3. Cơ sở dữ liệu phụ tải ................................................................................................. 84
3.2. Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT tìm điểm mở tối ƣu và bù tối ƣu công suất
phản kháng đối với lƣới điện phân phối huyện Gia Lộc ............................................... 85
3.2.1. Cách xây dựng dữ liệu ....................................................................... 85
3.2.1.1. Thu thập dữ liệu ......................................................................................................... 85
3.2.1.2. Xây dựng hệ số đồ thị đối với từng đường dây trung thế....................................... 85
3.2.1.3. Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải đặc trưng.................................................... 86
3.2.1.4. Phương pháp sử dụng hệ số đồng thời với phụ tải................................................. 87
3.2.2. Tính toán áp dụng cho phương thức hiện tại bằng module Load flow 89
3.2.2.1. Phương thức vận hành hiện tại của lưới điện Gia Lộc .......................................... 89
3.2.2.2. Tính toán các thông số lưới điện bằng module Loadflow ..................................... 93
3.2.3 Tính toán bù tối ưu công suất phản kháng ........................................ 99
3.2.3.1 Nhập tham số kinh tế cho bài toán xác định vị trí bù tối ưu của phần mềm
PSS/ADEPT ............................................................................................................................. 99
3.2.3.2.Thực hiện tính toán bù tối ưu đối với lưới điện Gia Lộc ...................................... 104
3.2.4. Tính toán điểm mở tối ưu ................................................................ 109
3.3. Kết luận .......................................................................................................................... 112
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................... 113

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................... 115

iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt

Diễn giải

MBA

Máy biến áp

CSTD

Công suất tác dụng

CSPK

Công suất phản kháng

LĐPP

Lưới điện phân phối

PSS/ADEPT

Power System Simulato/Advanced Distribution

Engineering Productivity Tool

TOPO

Tối ưu hóa kết lưới

CAPO

Tối ưu hóa vị trí đặt tụ điện cố định và điều chỉnh

DCL

Dao cách ly

v


DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Lưới phân phối hình tia không phân đoạn ..................................................5
Hình 1. 2: Lưới phân phối hình tia có phân đoạn .......................................................5
Hình 1. 3: Lưới điện kín vận hành hở. ........................................................................5
Hình 1.4: Lưới điện kiểu đường trục ..........................................................................6
Hình 1.5: Lưới có đường dây dự phòng chung ...........................................................6
Hình 1.6: Bản đồ hành chính huyện Gia Lộc. .............................................................9
Hình 2. 1: Sơ đồ thay thế của đường dây 35kV ........................................................19
Hình 2. 2: Sơ đồ MBA 2 cuộn dây............................................................................21
Hình 2. 3: Sơ đồ thay thế MBA 2 cuộn dây ..............................................................22
Hình 2. 4: Sơ đồ mô tả tính toán bù CSPK ...............................................................30
Hình 2. 5: Phân phối dung lượng bù trong mạng hình tia.........................................31
Hình 2. 6: Phân phối dung lượng bù trong mạng phân nhánh ..................................32

Hình 2. 7: Sơ đồ mạng điện để điều chỉnh điện áp ...................................................32
Hình 2. 8: Sơ đồ mạng điện có phân nhánh ..............................................................35
Hình 2. 9: Mạng điện có đặt bù tụ điện tại hai trạm biến áp Tb và Tc .....................36
Hình 2. 10: Điều chỉnh điện áp trong mạng điện kín bằng tụ điện ...........................38
Hình 2.11: Sơ đồ mạng điện 1 phụ tải ......................................................................39
Hình 2. 12: Đồ thị phụ tải phản kháng năm ..............................................................43
Hình 2. 13. Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung ..........................46
Hình 2. 14. Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung có một bộ tụ .....48
Hình 2. 15. Các đường biểu thị độ giảm tổn thất công suất ứng với các độ bù và các
vị trí trên đường dây có phụ tải phân bố đều (  = 0). .............................................50
Hình 2. 16. Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung có hai bộ tụ bù .51
Hình 2. 17: So sánh độ giảm tổn thất đạt được khi số tụ bù n = 1,2,3 và

trên

đường dây có phụ tải phân bố đều (λ = 0). ..............................................................53
Hình 2. 18. Đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa chi phí tiết kiệm theo công suất
bù ...............................................................................................................................56

vi


Hình 2. 19: Mối quan hệ giữa Cosφ và lượng chi phí tiết kiệm được ......................56
Hình 2. 20. Sơ đồ thuật toán giải thuật Heuristic kết hợp tối ưu hóa tái cấu trúc lưới
điện ............................................................................................................................59
Hình 2. 21. Sơ đồ thuật toán của Civanlar và các cộng sự .......................................60
Hình 2. 22.Sơ đồ thuật toán tạo ra cá thể trong quần thể ..........................................64
Hình 2. 23.Sơ đồ thuật toán gen di truyền cho bài toán tái cấu trúc lưới .................65
Hình 2. 24.Sơ đồ thuật toán giải thuật kiến áp dụng cho bài toán tái cấu trúc lưới
điện phân phối ...........................................................................................................68

Hình 2. 25.Sơ đồ chung của phương pháp bầy đàn ..................................................71
Hình 3. 1.Sơ đồ áp dụng triển khai PSS/ADEPT ......................................................74
Hình 3. 2. Biểu đồ dòng tiền tệ giả định ...................................................................76
Hình 3. 3: Sơ đồ lưới điện gia lộc 2015 ....................................................................90
Hình 3. 4. Đồ thị phụ tải ngày điển hình lộ 378E8.1[10]..........................................91
Hình 3. 5. Đồ thị phụ tải ngày điển hình lộ 373E8.7[10]..........................................91
Hình 3. 6. Đồ thị phụ tải ngày điển hình lộ 377E8.14[10]. ......................................92
Hình 3. 7. Sơ đồ lộ 377E8.14 – CD Phương Hưng, CD Viện Cây thiết lập trong
phần mềm PSS/ADEPT ............................................................................................94
Hình 3. 8. Các tham số kinh tế trong CAPO ...........................................................103
Hình 3. 9. Các tham số tùy chọn của tụ bù thiết lập trong tính toán CAPO ...........104
Hình 3. 10. Mối liên hệ giữa dung lượng các bộ tụ lắp trên lưới và số tiền tiết kiệm
được. ........................................................................................................................108

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1. 1. Diện tích và dân số huyện Gia Lộc............................................................9
Bảng 1. 2. Thống kê các trạm biến áp thuộc Điện lực Gia Lộc quản lý ...................13
Bảng 1. 3. Hiện trạng tụ bù trung thế Gia Lộc ..........................................................14
Bảng 1. 4. Thống kê khối lượng đường dây đang quản lý vận hành thuộc Điện lực
Gia Lộc ......................................................................................................................14
Bảng 1. 5. Tỷ lệ tổn thất trên lưới điện trung áp Gia Lộc .........................................16
Bảng 3. 1 Số liệu tính toán phụ tải đường dây 377E8.14 – CD Phương Hưng, CD
Viện Cây....................................................................................................................88
Bảng 3. 2. Tham số các chế độ phụ tải của các lộ đường dây ..................................93
Bảng 3. 3. Dòng công suất và tổn thất công suất trên lộ 377E8.14- CD Phương
Hưng, CD Viện Cây ..................................................................................................95

Bảng 3. 4. Tổn thất trên lưới điện Gia Lộc theo phương thức vận hành hiện tại .....99
Bảng 3. 5. Các tham số kinh tế thiết lập cho thuật toán CAPO ..............................100
Bảng 3. 6. Các tham số kinh tế thiết lập cho thuật toán CAPO ..............................102
Bảng 3. 7. Vị trí và dung lượng bù cố định .............................................................105
Bảng 3. 8. Vị trí và dung lượng bù ứng động .........................................................105
Bảng 3. 9. So sánh tổn thất trên lưới điện Gia Lộc sau khi bù tối ưu .....................106
Bảng 3. 10: So sánh tổn thất và lượng tiền tiết kiệm được trong trường hợp lưới có 5
bộ tụ và khi lưới không có 5 bộ tụ được bù tối ưu ..................................................106
Bảng 3.11. Thông số khi tiến hành bù với các bộ tụ dung lượng 100kVAr ...........107
Bảng 3. 12. Thông số khi tiến hành bù với các bộ tụ dung lượng 150kVAr ..........107
Bảng 3. 13: Thông số khi tiến hành bù với các bộ tụ dung lượng 300kVAr ..........107
Bảng 3. 14. Thông số khi tiến hành bù với các bộ tụ dung lượng 600kVAr ..........108
Bảng 3. 15. Tổn thất lưới điện Gia Lộc theo phương thức vận hành mới ..............110
Bảng 3. 16.So sánh kết quả tính toán bằng TOPO với thực tế hiện tại ..................111

viii


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sự phát triển nhanh của kinh tế đòi hỏi sự phát triển của hệ thống điện phải
đi trước một bước. Hiện tại tốc độ tăng trưởng phụ tải hàng năm luôn ở mức cao,
các phụ tải công nghiệp phát triển mạnh đòi hỏi chất lượng điện năng ngày càng
cao.
Với mục tiêu đem lại sản phẩm có chất lượng tốt nhất đến cho khách hàng
đồng thời đảm bảo được hiệu quả kinh tế cao nhất, nghành điện đã thực hiện nhiều
giải pháp đồng bộ trong đó việc giảm tổn thất trên lưới điện và đảm bảo điện áp tại
các nút trong lưới điện đã trở thành một trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu.
Do vậy, việc nghiên cứu, tính toán phương thức vận hành tối ưu, nâng cao chất
lượng cung cấp điện và hiệu quả kinh tế trong vận hành là một việc làm cần thiết.

Trong những năm qua, công tác vận hành lưới điện trên địa bàn huyện Gia
Lộc chủ yếu dựa vào kinh nghiệm, việc tính toán các phương thức vận hành bằng
các phần mềm chuyên dụng chưa được coi trọng dẫn đến chưa có được phương thức
vận hành tối ưu, tổn thất điện năng còn cao và chất lượng điện năng còn thấp.
Nhưng kể từ năm 2013, thực hiện chủ trương của Tổng công ty Điện lực Miền Bắc,
Công ty TNHH MTV Điện lực Hải Dương, Điện lực Gia Lộc đã đặc biệt quan tâm
đến vấn đề chất lượng cung cấp điện cho các khác hàng thông qua việc đảm bảo
chất lượng điện năng, giảm tổn thất trên lưới và nâng cao độ tin cậy trong cung cấp
điện.
Với mục tiêu trong năm 2015 giảm tổn thất lưới trung áp 35kV xuống còn
5,2%, mục đích nghiên cứu của luận văn là tìm hiểu các biện pháp giảm tổn thất
điện năng kỹ thuật, đánh giá sơ bộ hiện trạng lưới điện phân phối huyện Gia Lộc,
trình bày giải pháp sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán, phân tích và đánh
giá nhằm chọn ra phương thức vận hành tối ưu cho LĐPP huyện Gia Lộc hiện tại,
nghiên cứu bù tối ưu để nâng cao hơn nữa chất lượng điện năng và giảm tới mức tối
ưu tổn thất điện năng trên lưới. Từ đó đưa ra một số giải pháp khắc phục các tồn tại
để hoàn thiện hơn nữa kết dây của hệ thống nhằm đảm bảo lưới điện vận hành tin

1


cậy và linh hoạt, nâng cao được chất lượng điện năng, đặc biệt là giảm thiểu được
tổn thất điện năng trên lưới điện.
2. Nhiệm vụ nghiên cứu
+ Tìm hiểu các biện pháp giảm tổn thất điện năng kỹ thuật trong lưới phân
phối.
+ Đánh giá sơ bộ hiện trạng cung cấp điện của lưới điện phân phối huyện
Gia Lộc.
+ Áp dụng phần mềm PSS/ADEPT để giảm tới mức thấp nhất tổn thất công
suất ∆P và tổn thất điện năng ∆A thông qua việc:

 Tính toán bù tối ưu CSPK.
 Tính toán xác định phương thức vận hành tối ưu cho lưới điện phân
phối trung áp 35kV
+ Đề xuất một số giải pháp để hoàn thiện sơ đồ kết dây hiện tại nhằm nâng
cao chất lượng phục vụ và tính linh hoạt của lưới điện phân phối huyện Gia Lộc.
3. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
+ Đối tượng nghiên cứu của đề tài là lưới điện phân phối của huyện Gia Lộc
- Tỉnh Hải Dương
+ Phạm vi nghiên cứu: Đánh giá sơ bộ độ tin cậy của phần mềm
PSS/ADEPT qua đó áp dụng vào tính toán và phân tích các phương thức vận hành
của lưới điện phân phối huyện Gia Lộc. Từ đó chọn ra phương thức vận hành tối
ưu, tính toán bù công suất phản kháng, đề ra một số giải pháp nhằm hoàn thiện
phương thức kết dây hiện tại.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp tra cứu, hồi cứu tổng hợp tài liệu, số liệu, biên tập các tài liệu
nhằm kế thừa các kết quả của các công trình nghiên cứu đã được triển khai, phục vụ
việc nghiên cứu tổng quan.
Ứng dụng phần mềm nhằm tính toán phương thức vận hành tối ưu cho lưới
điện phân phối huyện Gia Lộc - Tỉnh Hải Dương, tham khảo ý kiến đóng góp của
các chuyên gia, người hướng dẫn khoa học.
2


5. Giả thuyết khoa học
Sau khi đề tài nghiên cứu hoàn thành sẽ góp phần tìm ra được phương thức
vận hành tối ưu cho lưới điện Gia Lộc.
Đề tài nghiên cứu tính toán được giải pháp tối ưu, áp dụng cho một lưới cụ
thể, có thể áp dụng được với một số lưới điện khác mà không mất nhiều thời gian
nghiên cứu.


3


CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN GIA LỘC
1.1. Tổng quát về lƣới điện phân phối.
1.1.1. Khái niệm chung
Lưới điện phân phối là một bộ phận của hệ thống điện làm nhiệm vụ phân
phối điện năng từ các trạm biến áp trung gian đến cho các phụ tải. Lưới phân phối
nói chung gồm 2 thành phần đó là lưới phân phối điện trung áp 6-35kV và lưới
phân phối điện hạ áp 380/220 V hay 220/110 V.
Lưới điện phân phối đặc biệt quan trọng với hệ thống điện và mang nhiều
đặc điểm đặc trưng như:
- Trực tiếp đảm bảo chất lượng điện cho các phụ tải.
- Giữ vai trò rất quan trọng trong đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ
tải. Có đến 98% điện năng bị mất là do sự cố. Mỗi sự cố trên lưới phân phối đều có
ảnh hưởng rất lớn đến sinh hoạt, các hoạt động kinh tế xã hội.
- Đầu tư xây dựng sử dụng tỉ lệ vốn lớn.
- Tỉ lệ tổn thất điện năng rất lớn: có khoảng (40÷50) % tổn thất xảy ra trên
lưới phân phối.
- Lưới phân phối trực tiếp cung cấp điện cho các thiết bị điện nên nó ảnh
hưởng trực tiếp đến tuổi thọ, công suất và hiệu quả của các thiết bị điện.
1.1.2. Đặc điểm cấu trúc của lưới phân phối.
Lưới phân phối bao gồm lưới phân phối trung áp và lưới phân phối hạ áp.
Lưới phân phối trung áp có cấp điện áp trung bình từ 6-35 kV, đưa điện năng
từ các trạm trung gian tới các trạm phân phối hạ áp. Lưới phân phối hạ áp có cấp điện
áp 380/220 V hay 220/110 V cấp điện trưc tiếp đến các hộ tiêu thụ.
Nhiệm vụ của lưới điện phân phối là cấp điện cho phụ tải với chất lượng điện
năng trong giới hạn cho phép tức là đảm bảo để các phụ tải hoạt động đúng với các
thông số yêu cầu đề ra. Một số sơ đồ cơ sở cho lưới trung áp là:
a) Lưới phân phối hình tia không phân đoạn được thể hiện ở Hình 1.1. Đặc

điểm của nó là đơn giản rẻ tiền nhưng độ tin cậy thấp, không đáp ứng được nhu cầu
của các phụ tải quan trọng.

4


MC

(1)

1

(2)

2

(3)

Pmax2

Pmax1

3

(4)

Pmax3

4 (5)


Pmax4

5

Pmax5

Hình 1.1: Lưới phân phối hình tia không phân đoạn
b) Lưới phân phối hình tia có phân đoạn. Hình 1-2 là sơ đồ điển hình của lưới
phân phối hình tia có phân đoạn. Được chia làm nhiều đoạn nhờ thiết bị phân đoạn là
các dao cách ly, cầu dao phụ tải, hay máy cắt phân đoạn... Các thiết bị này có thể thao
tác tại chỗ hoặc điều khiển từ xa. Lưới này có độ tin cậy cao hay thấp phụ thuộc vào
thiết bị phân đoạn và thiết bị điều khiển chúng.
MC

(1)

1

(2)

2

(3)

Pmax2

Pmax1

3


(4)

Pmax3

4 (5)

Pmax4

5

Pmax5

Hình1. 2: Lưới phân phối hình tia có phân đoạn
c) Lưới điện kín vận hành hở. Hình 1.3, thể hiện lưới này có cấu trúc vận
hành kín hoặc hai nguồn, có các thiết bị phân đoạn trong mạch vòng. Bình thường
lưới vận hành hở, khi có sự cố hoặc sửa chữa đường dây người ta sử dụng các thiết
bị đóng cắt để điều chỉnh cấp điện, lúc đó phân đoạn sửa chữa bị mất điện, các phân
đoạn còn lại vẫn cấp điện bình thường.
MC

(1)

1

(2)

(11)

10


Pmax10

(3)

Pmax2

Pmax1
MC

2

(10)

9

Pmax9

3

(4)

Pmax3
(9)

8

Pmax4
(8)

Pmax8


Hình 1. 3: Lưới điện kín vận hành hở.
5

4 (5)

7 (7)

Pmax7

5

Pmax5
(6)

6

Pmax6


Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở có độ tin cậy cao hơn các sơ đồ trước. Về
mặt nguyên tắc lưới có thể vận hành kín song đòi hỏi thiết bị bảo vệ, điều khiển
phải đắt tiền và hoạt động chính xác. Vận hành lưới hở đơn giản và kinh tế hơn.
d) Lưới điện kiểu đường trục. Hình 1.4 thể hiện sơ đồ lưới điện kiểu đường
trục. Sơ đồ này cấp điện cho một trạm cắt hay trạm biến áp, từ đó có các đường dây
cấp điện cho phụ tải hoặc các trạm biến áp khác. Trên các đường dây cấp điện không
có nhánh rẽ, loại này có độ tin cậy cao. Thường dùng cấp điện cho các xí nghiệp hoặc
nhóm phụ tải xa nguồn có yêu cầu công suất lớn.

ĐD1

TBPD

MC

Nguồn
MC

ĐD2

ĐD
Hình 1.4: Lưới điện kiểu đường trục
e) Lưới điện có đường dây dự phòng chung. Hình 1.5 thể hiện lưới có đường
dây dự phòng chung. Có nhiều đường dây phân phối được dự phòng chung bởi một
đường dây dự phòng. Lưới điện này có độ tin cậy cao và rẻ tiền hơn kiểu một
đường dây dự phòng cho 1 đường dây. Loại này được dùng tiện lợi cho lưới điện
cáp ngầm.

Nguồn

Đường dây dự phòng

Hình 1.5: Lưới có đường dây dự phòng chung

6


1.1.3. Các đặc trưng của lưới điện trung áp Việt Nam
Lưới điện trung áp Việt Nam tồn tại khá nhiều cấp điện áp. Sự tồn tại nhiều
cấp điện áp buộc phải sử dụng nhiều loại thiết bị có xuất xứ khác nhau, điều đó gây
trở ngại trong vận hành và khó thiết lập được chế độ làm việc kinh tế, ngoài ra quá

trình cải tạo và quy hoạch cũng gặp trở ngại do thiếu các chỉ tiêu, định mức hợp
lý....dẫn đến thiếu chính xác trong dự báo, lựa chọn thiết bị, lãng phí vốn đầu tư dẫn
đến tăng tổn thất công suất và giảm chất lượng điện năng.
Một số đặc trưng của lưới điện phân phối: Lưới điện phân phối có đặc điểm
về thiết kế và vận hành khác với lưới truyền tải đó là cung cấp điện trực tiếp đến
người sử dụng, ngoài ra còn có những đặc điểm sau:
- Lưới điện phân phối trên diện rộng, thường vận hành không đối xứng và có
tổn thất lớn hơn, kinh nghiệm vận hành của các nước trên thế giới cho thấy tổn thất lớn
nhất trên lưới phân phối vào khoảng 4%, trong khi trên lưới truyền tải khoảng 2%.
- Lưới điện phân phối thường có kết dây hình tia hoặc mạch vòng trong cùng
một TBA nguồn hoặc với nhiều TBA nguồn với nhau. Tuy có liên kết mạch vòng
nhưng hầu hết lưới điện phân phối trung áp đều vận hành hở dẫn đến tổn thất công
suất và chất lượng điện kém hơn so với vận hành kín, nhưng nó có nhiều ưu điểm
như : đầu tư lưới điện rẻ hơn, yêu cầu của các thiết bị bảo vệ đơn giản, phạm vi mất
điện không mở rộng.
Đặc điểm chính của hệ thống lưới phân phối là cung cấp điện trực tiếp đến
người sử dụng. Vì vậy để đảm bảo chất lượng điện năng thì việc nghiên cứu, thiết
kế hệ thống lưới điện phân phối hết sức quan trọng.
Hệ thống phân phối điện năng được xây dựng và lắp đặt phải đảm bảo nhận
điện năng từ một hay nhiều nguồn cung cấp và phân phối đến các hộ tiêu thụ. Khi
thiết kế lắp đặt lưới điện phân phối phải đảm bảo các chỉ tiêu sau:
An toàn cho lưới điện và con người.
Chi phí xây dựng lưới điện là kinh tế nhất.
Đảm bảo ít gây ra mất điện nhất, bằng các biện pháp cụ thể như có thể có
nhiều nguồn cung cấp, có đường dây dự phòng, có mạch vòng liên lạc…

7


Lưới điện phân phối vận hành dễ dàng, linh hoạt và phù hợp với quy hoạch

phát triển lưới điện trong tương lai.
Đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật và chất lượng điện năng.
Đảm bảo chi phí duy tu, bảo dưỡng là nhỏ nhất.
Khi phát triển lưới điện phân phối, đặc biệt ở các thành phố lớn có mật độ
phụ tải cao đòi hỏi độ tin cậy, ngoài các đường dây trên không, Việt Nam còn đang
sử dụng hệ thống đường cáp ngầm. Tùy theo yêu cầu, hệ thống lưới điện phân phối
được thiết kế sao cho đảm bảo các chỉ tiêu ở mức thích hợp. Khi sự cố xảy ra, các
thiết bị bảo vệ phải có đủ khả năng giải trừ sự cố nhanh, tin cậy, tránh thiệt hại và
tránh lan truyền sự cố. Đồng thời cũng phải có thiết bị tự động đóng lại nhằm khôi
phục lại sự hoạt động của hệ thống khi có sự cố thoáng qua. Do điều kiện lịch sử,
lưới điện phân phối Việt Nam bao gồm nhiều cấp điện áp khác nhau [1].
Lưới 35 kV: có mặt toàn quốc, đặc biệt là khu vực miền Bắc, trừ khu vực TP
Hồ Chí Minh, với tỷ trọng tương ứng Miền Bắc (87,9%), Miền Trung (9,3%), Miền
Nam (2,8%).
Lưới 22 kV: có mặt trên cả nước và ngày càng mở rộng. Tỷ trọng của lưới
này ở mỗi địa phương là khác nhau.
Lưới 15 kV: chủ yếu tập trung ở Miền Nam (82,4%) và Miền Trung (15,6%).
Lưới 10 kV: chủ yếu tập trung ở Miền Bắc (74,8%) và Miền Trung (25,2%).
Lưới 6 kV: chủ yếu tập trung ở Miền Bắc (92,8%) và Miền Trung (7,2%).
Nói chung lưới điện trung áp Việt Nam trước đây và hiện nay vẫn có tính
phân hóa vùng miền. Tuy nhiên, với việc tiêu chuẩn hóa lưới điện trung áp cấp 22
kV trong những năm gần đây, lưới điện trung áp Việt Nam đang từng bước cải tạo
và chuẩn hóa.
1.2. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội của huyện Gia Lộc
1.2.1.Vị trí địa lý
Gia Lộc là một huyện nằm ở phía Tây Nam tỉnh Hải Dương tiếp giáp với các
huyện Ninh Giang, Tứ Kỳ, Bình Giang, Cẩm Giàng và Thành phố Hải Dương.
8



Tổng diện tích đất tự nhiên của huyện là 112 km2.
Huyện Cẩm
Giàng
Huyện Bình
Giang

TP. Hải
Dương

Huyện Tứ Kỳ

Huyện Thanh
Miện

Huyện Ninh
Giang

Hình 1.6: Bản đồ hành chính huyện Gia Lộc.
1.2.2.Dân số
Dân số huyện Gia Lộc năm 2013 là 147.332 người.

Bảng 1. 1. Diện tích và dân số huyện Gia Lộc

STT

Tên xã

Diện tích (km2)

Dân số năm


Mật độ

2013(người)

(người/km2)

1

Thị trấn Gia Lộc

3,82

8.510

2.23

2

Xã Đoàn Thượng

3,48

4.795

1.38

3

Xã Đồng Quang


4,14

6.256

1.51

4

Xã Ðức Xương

7,56

9.723

1.28

5

Xã Gia Hòa

5,92

6.563

1.11

6

Xã Gia Khánh


2,95

4.356

1.48

9


STT

Tên xã

Diện tích (km2)

Dân số năm

Mật độ

2013(người)

(người/km2)

7

Xã Gia Lương

5,38


6.014

1.12

8

Xã Gia Tân

5,07

6.032

1.19

9

Xã Gia Xuyên

4,52

8.882

1.97

10

Xã Hoàng Diệu

3,37


4.821

1.43

11

Xã Hồng Hưng

7,34

9.245

1.26

12

Xã Lê Lợi

5,56

6.553

1.18

13

Xã Liên Hồng

4,34


4.853

1.12

14

Xã Nhật Tân

3,90

5.540

1.42

15

Xã Phạm Trấn

8,45

8.700

1.03

16

Xã Phương Hưng

5,38


6.972

1.30

17

Xã Quang Minh

4,70

6.397

1.36

18

Xã Tân Tiến

4,04

5.677

1.41

19

Xã Thống Kênh

5,57


7.559

1.36

20

Xã Thống Nhất

4,35

5.547

1.28

21

Xã Toàn Thắng

3,36

4.259

1.27

22

Xã Trùng Khánh

4,41


4.590

1.04

23

Xã Yết Kiêu

4,39

5.488

1.25

112

147.332

1.32

Tổng

Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Hải Dương. 2013
1.2.3.Địa hình
Gia Lộc là một huyện đồng bằng với độ cao giữa các vùng chênh nhau
không nhiều, cốt đất cao độ trung bình khoảng 1 – 1,5m, những vùng cao, vùng

10



trũng xen kẽ nhau, nghiêng dần từ Bắc xuống Đông Nam, gây khó khăn cho việc
thủy lợi, cơ giới hóa.
Đất đai Gia Lộc được hình thành do sự bồi tụ phù sa của hệ thống sông Hồng
và sông Thái Bình theo hình thức pha trộn (đặc biệt địa hình phía Tây Nam), nhưng
chủ yếu vẫn mang phù sa của sông Thái Bình.
1.2.4.Khí hậu, thuỷ văn
Cũng như các huyện đồng bằng Bắc Bộ, khí hậu Gia Lộc cũng mang tính
chất nhiệt đới gió mùa mùa hè nóng mưa nhiều và kèm theo bão, mùa đông lạnh và
khô hanh, cuối mùa đông có mưa phùn.
Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 23oC đến 24oC, nhiệt độ cao nhất vào tháng
6, tháng 7 khoảng trên 30oC, có khi lên tới 36oC – 37oC, tháng lạnh nhất là tháng 12,
tháng 1 nhiệt độ xuống dưới 10oC, có ngày xuống tới 6oC – 7oC, độ ẩm không khí cao
trung bình hàng năm khoảng 85%, tháng cao nhất (tháng 12) là 90% và tháng thấp
nhất là 70% (tháng 7). Lượng mưa trung bình hàng năm đạt 1.600 – 1.700mm/năm,
không đều trong cả năm.
1.2.5.Tài nguyên thiên nhiên
Đất đai Gia Lộc được hình thành từ rất lâu đời do sự bồi đắp lắng phù sa của
sông Hồng và sông Thái Bình. Đất có thành phần cơ giới nặng, chua và nghèo chất
dinh dưỡng, đặc biệt là nghèo lân và kali. Nhiều năm qua, nhân dân trong huyện đã
chú ý đầu tư áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến, cải tạo làm giàu thêm cho
đất, trong đó đất nông nghiệp chiếm 66,8%, đất chuyên dùng 19,3%, đất dân cư
7,4%, đất chưa sử dụng 6,5%.
Dân cư huyện chủ yếu sống ở nông thôn, làm nghề nông nghiệp và chăn nuôi
gia súc. Dân số nông nghiệp năm 2013 chiếm 86% tổng số dân toàn huyện. Gia Lộc
nổi tiếng là vùng chuyên canh rau màu của toàn tỉnh Hải Dương.

11


1.2.6. Kinh tế - xã hội

Cơ cấu kinh tế của huyện Gia Lộc chủ yếu là nông nghiệp với tỷ lệ trồng trọt
chiếm 60,2%, chăn nuôi thủy sản chiếm 30% và dịch vụ nông nghiệp 8,8% giá trị
toàn nghành. Công nghiệp của Gia Lộc chủ yếu là công nghiệp nhẹ, toàn huyện duy
trì ổn định hoạt động sản xuất của trên 200 doanh nghiệp, Công ty TNHH, Xí
nghiệp, hợp tác xã TTCN và gần 4.000 hộ sản xuất TTCN trên địa bàn, thu hút trên
14.000 lao động, tập trung chủ yếu vào lĩnh vực sản xuất và chế biến nông sản xuất
khẩu, vật liệu xây dựng và các sản phẩm may mặc.
Trong năm 2014, tổng giá trị sản xuất theo giá thực tế tăng 416,6 tỷ đồng,
trong đó ngành nông nghiệp tăng 33 tỷ đồng, công nghiệp – xây dựng tăng 256 tỷ
đồng, dịch vụ tăng 127,6 tỷ đồng (đều so với năm 2013) [2], hoạt động tín dụng ngân
hàng tiếp tục ổn định, thu chi ngân sách có nhiều cố gắng.
Cho đến năm hết năm 2014, Công ty TNHH MTV Điện lực Hải Dương đã
cơ bản tiếp nhận toàn bộ lưới điện hạ áp của huyện Gia Lộc, phục vụ bán điện trực
tiếp cho toàn bộ nhân dân và doanh nghiệp trong huyện.
Hoạt động thương mại, vận tải kho bãi, bưu chính, viễn thông và các dịch vụ
phục vụ cá nhân, cộng đồng tiếp tục ổn định và phát triển, đáp ứng cơ bản được nhu
cầu của nhân dân.
1.3. Hiện trạng lƣới điện huyện Gia Lộc
Điện Lực Gia Lộc là một trong 12 Điện lực trực thuộc Công ty TNHH MTV
Điện lực Hải Dương, chịu trách nhiệm quản lý và kinh doanh bán điện trên toàn bộ
địa bàn huyện Gia Lộc. Trong năm 2014, Điện lực Gia Lộc đã đáp ứng tốt nhu cầu
cung cấp điện cho nhân dân và các doanh nghiệp trên địa bàn huyện.
1.3.1. Các trạm biến áp và tụ bù trung thế
Hiện nay Điện lực Gia Lộc đã tiến hành tiếp nhận toàn bộ lưới điện hạ áp
nông thôn, tính đến cuối năm 2014, toàn bộ Điện lực Gia Lộc đã quản lý 150 trạm
biếp áp cấp điện áp 35/0,4kV và 47 trạm biến áp cấp điện áp 10/0,4kV với tổng
công suất đặt là 89.965kVA. Ngoài ra Điện lực Gia Lộc còn quản lý 01 trạm biến áp
12



trung gian (Trạm trung gian Gia Lộc) chuyển từ cấp điện áp 35kV xuống 10kV với
công suất đặt là 9600 kVA.
Bảng 1. 2. Thống kê các trạm biến áp thuộc Điện lực Gia Lộc quản lý
TT

Hạng mục

Số trạm

Số máy

S (kVA)

I

Trạm trung gian

1

2

9.600

1

Trạm 35/10kV

1

2


9.600

II

Trạm phân phối

197

203

89.965

1

Trạm 35/0,4

150

153

78.885

Trong đó: Tài sản Điện lực

80

80

26.910


Tài sản khách hàng

70

73

51.975

2

Trạm 22/0,4

0

0

0

3

Trạm 10/0,4

47

50

11.080

Trong đó: Tài sản Điện lực


40

42

8.980

Tài sản khách hàng

7

8

2.100

Nguồn: Báo cáo kỹ thuật tháng 12/2014 – Điện lực Gia Lộc
Trong năm 2014, Điện lực Gia Lộc đã làm tốt công tác chống quá tải các
TBA cụ thể từ 11 trạm biến áp quá tải trong tháng 01/2014 đã giảm xuống chỉ còn
01 trạm quá tải vào tháng 10/2014 và trong tháng 11 và 12/2014 đã không còn trạm
nào quá tải. Cũng trong tháng 01/2014, vẫn còn 02 trạm biến áp hoạt động non tải
(tỷ lệ nhỏ hơn 30% công suất đặt) đến tháng 4 đã thực hiện luân chuyển thay thế và
các tháng cuối 2014 không có trạm biến áp nào non tải.
Lưới trung thế Gia Lộc được lắp các tụ bù kỹ thuật, Cosφ trung bình trên
toàn lưới điện đạt 0,93. Hiện trạng tụ bù trung thế như sau:

13


Bảng 1. 3. Hiện trạng tụ bù trung thế Gia Lộc
Uđm


Số

(kV)

điểm đặt

Chủng loại

Số lượng

Tổng dung

nxkVAr

lượng

Vị trí

(kVAr)
35

1

COOPER

6x50

300


Cột 2 Thống Kênh

35

1

COOPER

6x50

300

Cột 2 Gia Xuyên

35

1

COOPER

6x50

300

Trung gian Gia Lộc

35

1


COOPER

6x50

300

Cột 2 Hoàng Diệu

35

1

COOPER

6x50

300

Cột 2 Phương Hưng

6.6

1

EX7L

6x50

300


Bùi Hạ

6.6

1

EX7L

6x50

300

Cột 117 lộ 972

Nguồn: Báo cáo kỹ thuật tháng 12/2014 – Điện lực Gia Lộc
1.3.2. Các đường dây
Hiện tại các phụ tải trung áp 35kV của Điện lực Gia Lộc được cấp điện
thông qua 3 đường dây trung áp 35kV lấy từ 3 trạm biến áp 110kV là Trạm 110kV
Đồng Niên (Lộ 378 E8.1), Trạm 110kV Nghĩa An (Lộ 373 E8.7) và Trạm 110kV
Thanh Miện (Lộ 377E8.14). Tổng chiều dài đường dây trung áp 35kV là
124,651km, chiều dài cáp ngầm là 2,705km. Các phụ tải 10kV được cấp điện từ
trạm trung gian Gia Lộc với tổng chiều dài đường dây trung áp 10kV là 40,724 km.
Bảng 1. 4. Thống kê khối lượng đường dây đang quản lý vận hành thuộc Điện lực
Gia Lộc
Tên đƣờng dây
Đường dây 35kV
Trong đó: + Đường dây trên
không

Chủng loại dây - tiết diện


AC- 150, 120, 95, 70,50, 35

14

Chiều dài
(km)
127,356
124,651


Tên đƣờng dây
+ Cáp ngầm
Trong đó: + Tài sản Điện lực
+ Tài sản khách hàng
Đường dây 10kV
Trong đó: + ĐZ trên không
+ Cáp ngầm
Trong đó: + Tài sản Điện lực
+ Tài sản khách hàng

Chủng loại dây - tiết diện
Cu- 50

AC 50,35
0

Chiều dài
(km)
2,705

0,13
2,575
40,724
40,724
0
39,402
1,322

Nguồn: Báo cáo kỹ thuật tháng 12/2014 – Điện lực Gia Lộc
1.3.3. Tổn thất điện năng trên lưới điện Gia Lộc
Tổn thất điện năng trong lưới phân phối đang là vấn đề được quan tâm hiện
nay của toàn bộ nghành điện. Sơ bộ thì tổn thất này có thể chia làm 2 loại là tổn thất
kỹ thuật và phi kỹ thuật.
Tổn thất kỹ thuật chủ yếu do các yếu tố sau:
Đường dây phân phối quá dài, bán kính cấp điện lớn.
Tiết diện dây dẫn quá nhỏ, đường dây bị xuống cấp, không được cải tạo nâng
cấp.
Máy biến áp phân phối thường xuyên mang tải nặng hoặc quá tải.
Máy biến áp là loại có tỷ lệ tổn thất cao hoặc vật liệu lõi từ không tốt dẫn đến
sau một thời gian tổn thất tăng lên.
Vận hành không đối xứng liên tục dẫn đến tăng tổn thất trên máy biến áp.
Nhiều thành phần sóng hài của các phụ tải công nghiệp tác động vào các
cuộn dây máy biến áp làm tăng tổn thất.
Vận hành với hệ số Cosφ thấp do thiếu công suất phản kháng.
Chưa thực hiện tốt công tác kiểm tra định kỳ, thí nghiệm định kỳ nên không
phát hiện các khiếm khuyết trên đường dây và thiết bị.
Phương thức cấp điện không phải là kết dây cơ bản, do có sự cố trên các
đường dây nên buộc phải chuyển phương thức cấp điện.
15



Tổn thất phi kỹ thuật, tổn thất thương mại bao gồm các dạng tổn thất sau:
Trộm cắp, câu móc điện.
Không thanh toán hoặc chậm thanh toán tiền điện.
Sai sót thống kê phân loại các hóa đơn khách hàng.
Sai sót trong việc ghi chỉ số công tơ hoặc đấu nối sai tỷ số TU, TI.
Chưa kịp thời thay thế công tơ định kỳ dẫn đến công tơ bị kẹt, bị cháy hoặc
sai số lớn.
Trong năm 2014, tổn thất điện năng trên toàn lưới điện 35kV Gia Lộc ước
đạt là 5,61% tương ứng với khoảng 6.815.712 kWh[3]. So với kế hoạch được giao,
Điện lực Gia Lộc đã vượt chỉ tiêu 0,02%. Nguyên nhân chính là do đã kịp thời luân
chuyển các máy biến áp non tải và kịp thời thay thế các máy biến áp quá tải, đồng
thời tích cực cải tạo nâng cấp lưới điện, cân pha, kẹp tải để tránh tình trạng vận
hành lệch pha của máy biến áp.
Đối với lưới 10kV sau trạm trung gian Gia Lộc có tiết điện dây nhỏ, tổn thất
cao, năm 2014 lộ 971 – TG Gia Lộc có tổn thất 11,6% [3], lưới vận hành hình tia,
bán kính cấp điện dài và không có khả năng hỗ trợ nguồn khi trạm trung gian bị sự
cố. Vấn đề này đặt ra yêu cầu bức thiết phải nhanh chóng chuyển đổi lưới 10kV lên
các cấp điện áp cao hơn nhằm đáp ứng kịp thời yêu cầu nâng cao độ tin cậy và chất
lượng điện năng.
Bảng 1. 5. Tỷ lệ tổn thất trên lưới điện trung áp Gia Lộc
Đơn
TT

Danh mục

vị
tính

Kế hoạch năm 2015

Thực hiện
năm 2014

So sánh
Kế hoạch năm 2015

với năm
2014

1

Điện thƣơng phẩm

103kWh

121.492

127.566

105

2

Tỷ lệ tổn thất 35kV

%

5,61

5,2


-0,41

3

Tỷ lệ tổn thất 10kV

9,20

6,5

-2,7

Nguồn: Kế hoạch sản xuất kinh doanh 2015 – Điện lực Gia Lộc

16