Lựa chọn nhanh tiết diện dây dẫn trong lưới điện phân phối theo phương pháp khoảng chia kinh tế

Hà Thanh Tùng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 88(12): 197 - 202 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 197  
LỰA CHỌN NHANH TIẾT DIỆN DÂY DẪN TRONG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 
THEO PHƢƠNG PHÁP KHOẢNG CHIA KINH TẾ 
Hà Thanh Tùng
1,*
 , Phạm Thị Hồng Anh2 
 Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp1 - ĐH Thái Nguyên 
Trường ĐH Công nghệ thông tin & Truyền thông - ĐH Thái Nguyên 
TÓM TẮT 
Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện kinh tế có tính chất không nhỏ trong việc nâng cao hiệu 
quả kinh tế lưới điện, đặc biệt trong điều kiện kinh tế thị trường như hiện nay. Phương pháp 
khoảng chia kinh tế cho phép người làm quy hoạch lựa chọn nhanh tiết diện dây dẫn theo tính chất 
khu vực căn cứ vào bảng biểu và đồ thị minh họa được lập sẵn mà không cần tính toán lại nữa. 
Từ khóa: khoảng chia kinh tế, tiết diện dây dẫn, lưới phân phối 
ĐẶT VẤN ĐỀ* 
Phụ tải phát triển liên tục theo không gian và 
thời gian vì vậy, phải thực hiện cải tạo lưới 
điện để nâng cao khả năng tải và hiệu quả 
kinh tế. Sự phát triển không ngừng của phụ 
tải ngày càng đỏi hỏi cao về chất lượng năng 
lượng và độ tin cậy cung cấp điện. Do đó, 
ngay từ khâu thiết kế quy hoạch lưới điện 
phân phối cần phải đặc biệt quan tâm một 
cách triệt để phương pháp phân tích kinh tế, 
lựa chọn tiết diện dây dẫn sao cho phương án 
hợp lý và tối ưu nhất về mặt kinh tế - kỹ 
thuật, thích hợp với nền kinh tế thị trường. 
[1], [2]. 
Chọn tiết diện dây dẫn là bài toán cơ bản 
trong quy hoạch lưới điện. So với các phương 
pháp tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn khác 
[1], [2], phương pháp khoảng chia kinh tế dây 
dẫn sử dụng dữ liệu đặc trưng của khu vực 
phụ tải, cho phép lập sẵn các biểu bảng lựa 
chọn nhanh tiết diện dây dẫn tương ứng với 
các cấp điện áp cần tính toán, thiết kế. 
Cơ sở lý thuyết về phƣơng pháp khoảng 
chia kinh tế 
Phụ tải phát triển liên tục, do đó khi tính toán 
lựa chọn dây dẫn, người làm thiết kế cần phải 
quan tâm đến vòng đời của đường dây trong 
quá trình vận hành. 
* Tel: 0913.789.858, Email: 
tunganh@tnut.edu.vn 
Chi phí vòng đời:[1] chi phí vòng đời của 
đường dây điện bao gồm chi phí vốn ban đầu 
để xây dựng đường dây và chi phí hàng năm 
cho đường dây điện hoạt động và để bảo 
dưỡng, ngoài ra doanh nghiệp điện phải chi 
trả cho tổn thất điện năng và tổn thất công 
suất trên đường dây điện, cho độ tin cậy cung 
cấp điện, chi phí hàng năm được thực hiện 
trong suốt vòng đời n năm của đường dây 
điện, từ lúc bắt đầu đưa vào vận hành cho đến 
khi đường dây điện ngừng họat động: 
).
.
1
.(
mdAmdc
tP
n
t Pt
ctAAtctHBoVvdCP
 
Trong đó: V0- vốn đầu tư ban đầu để xây 
dựng đường dây, (đồng); HBt - Chi phí cho 
hoạt động và bảo dưỡng, (đồng); HBt = 
ahb.V0; cAt.ΔAt - chi phí do tổn thất điện năng; 
và cPt.ΔPt - chi phí cho tổn thất công suất; cmd. 
 Amd là chi phí cho điện năng không được cấp 
cho phụ tải. Chi phí vòng đời theo (1) là chi 
phí thực ban đầu và hàng năm cho đường dây 
điện. Tuy nhiên để tính toán kinh tế đường 
dây điện như là tính mật độ dòng điện kinh tế 
ta cần quy đổi về chi phí vòng đời hiện tại. (2) 

n
t
n
r
md
A
md
c
t
P
Pt
c
t
A
At
c
t
HB
o
V
vdo
CP
1 )1(
1
)....( 
tr)1(
1
: Là hệ số hiện tại hóa 
Trong đó: r -Hệ số chiết khấu =8%..12%, đó 
là lợi nhuận đầu tư trung bình trong kinh 
(1) 
Hà Thanh Tùng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 88(12): 197 - 202 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 198  
doanh; t - thời đoạn tính toán, [năm]. 
Nếu vốn ban đầu được thực hiện nhiều năm 
trước năm không thì cũng được quy đổi về 
năm không (gọi là tương lai hoá) bằng công 
thức: 
1
t
0 t
t n
V V .(1 r)
 
(1+r)
t
 là hệ số tương lai hoá. 
Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo khoảng 
chia kinh tế 
Người ta tiến hành nghiên cứu kinh tế - kỹ 
thuật cho từng khu vực lưới điện có mật độ 
phụ tải và độ tăng trưởng phụ tải nhất định, 
rút ra một hoặc một số loại tiết diện dây dẫn 
tối ưu cho các đường trục và nhánh trong 
khoảng thời gian phụ tải phát triển. Sau đó 
tiết diện này được áp dụng khi thiết kế lưới 
điện trong khu vực đó mà không cần tính toán 
nữa. Đồ thị quan hệ giữa chi phí vòng đời 
đường dây CPvd0 và Imax của các cấp điện áp 
đối với một khu vực cụ thể theo quan hệ: 
 CPvd0=f(Imax) (4) 
Để xây dựng được đồ thị với phạm vi kinh tế 
nói trên, ta cần xác định các giá trị dòng điện 
giới hạn(Ighi) ứng với các giao điểm giữa hai 
tiết diện dây dẫn. Biết rằng tại giao điểm này 
ứng với phụ tải có giá trị là Ighi thì dùng tiết 
diện tiêu chuẩn Fi hay Fi+1 là như nhau. 
Trước hết ta xét biểu thức: 
 
N
t tr
RtIAcVhbaVvdCP 1 )1(
1
..
2
max3.0.00 
Theo (5), phân tích thành hai thành phần. 
Thành phần thứ nhất là thành phần cố định 
ứng với mỗi cỡ dây tiêu chuẩn. Thành phần 
thứ hai là phí về tổn thất điện năng, phụ thuộc 
vào bình phương của dòng điện nên đường 
cong biểu thị hàm chi phí vòng đời là một 
đường parabol. Tiết diện càng lớn thì đường 
parabol sẽ có dạng thoai thoải hơn. Giao điểm 
giữa hai đường cong F1 và F2 xác định dòng 
điện cực đại Igh1. Tại điểm này chi phí vòng 
đời của hai phương án là bằng nhau. Do đó ta 
có công thức: 
 

N
t
tghAhb
N
t
tghAhb
r
rIcVaV
r
rIcVaV
1
02
2
10202
1
01
2
10101
)1(
1
..3..
)1(
1
..3..

 (6) 
Giải phương trình (6), ta có Igh1-2: 
 

N
t
At
N
t
hbt
gh
rrc
r
rra
r
VV
I
1
0201
1
02010102
21
...3.
1
1
..
1
1

 [A] (7) 
Như vậy giá trị Igh phụ thuộc vào những thông 
số sau: Chi phí xây dựng V01, V02 [tr.đồng/km] 
tương ứng với tiết diện F1 & F2; Vòng đời tính 
toán của dây dẫn N [năm]; Hệ số vận hành, 
sửa chữa, bảo dưỡng ahb; Điện trở trên một 
đơn vị dài r01, r02 [Ω/km]; Hệ số tăng phụ tải 
a%; Giá thành tổn thất điện năng cA-
[đ/kWh]; Số năm phụ tải tăng t [năm]; Chiết 
khấu % (r) là hệ số lợi nhuận đầu tư trung 
bình trong kinh doanh; Thời gian tổn thất 
công suất lớn nhất τ [giờ]. Các giá trị này 
mang tính chất đặc trưng cho khu vực cần 
tính toán thiết kế. 
Tính toán áp dụng 
Các dữ liệu cơ bản thu thập được đối với 
khu vực A 
Bài toán đặt ra yêu cầu xác định dòng điện 
giới hạn giữa các loại dây dẫn sử dụng cho 
cấp điện áp 22kV ở một khu vực A (bảng 1) 
và các số liệu khảo sát đặc trưng cho khu vực 
(bảng 2). 
Xây dựng biểu bảng khoảng chia kinh tế dây 
dẫn cấp điện áp 22kV đối với khu vực A 
Sử dụng các thông số của khu vực A đã khảo 
sát, áp dụng công thức (7), ta có bảng kết quả 
(bảng 3,4). Theo Bảng kết quả này, người làm 
(3) 
(5) 
Hình 1. Đồ thị xác định khoảng chia kinh tế 
Imax1 Imax2 
Imaxi ( A) 
Hà Thanh Tùng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 88(12): 197 - 202 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 199  
quy hoạch có thể lựa chọn nhanh tiết diện dây 
dẫn khi tính toán được giá trị dòng điện Imax (t) 
(Phân bố công suất trên mỗi đoạn đường 
dây); Chẳng hạn tại khu vực này, tính toán giá 
trị dòng điện lớn nhất tại một xuất tuyến 
22kV có giá trị Imaxt = 90 (A). Tra bảng 4, ta 
thấy 74 < Imaxt = 90 <128 (A). Nên tiết diện 
dây dẫn được chọn là được chọn là AC95. 
Để tính toán và đánh giá ngay được tiết diện 
dây dẫn sau khi lựa chọn của phương pháp 
này, ta xét ví dụ cụ thể với xuất tuyến 474 của 
khu vực A gồm 21 nút phụ tải. Ở đây tác giả 
sử dụng phần mềm PSS/ADEPT( Power 
System Simulator / Avancer Distribution 
Enginerinng Productivity tool) - sản phẩm 
thương mại của Shaw PowerTechnologies 
USA - là công cụ mô phỏng lưới điện phân 
phối được thiết kế cho các kỹ sư, cán bộ kỹ 
thuật những người làm công tác thiết kế, vận 
hành lưới điện phân phối để tính toán phân bố 
công suất và kiểm tra độ lệch điện áp cũng 
như khả năng mang tải của lưới điện sau khi 
lựa chọn được tiết diện dây dẫn. 
Bảng 1. Bảng giá xây dựng đường dây 22 kV khu vực A 
Tiết diện 
nhôm/thép, 
 [ mm2] 
Dòng điện 
cho phép Icp, 
[A] 
Công suất S1, 
[MVA] 
Điện trở Ro 
[Ω/km] 
Điện kháng 
Xo10kV 
[Ω/km] 
Khối lƣợng tính 
toán của dây 
dẫn, [kg/km] 
Giá thành 
XD22, 
[10^6đ/km] 
AC35 170 6.48 0.85 0.41 150 252 
AC50 220 8.38 0.65 0.402 196 264 
AC70 275 10.48 0.46 0.391 275 282 
AC95 335 12.76 0.33 0.38 386 324 
AC120 380 14.48 0.27 0.373 492 382 
AC150 445 16.96 0.21 0.365 617 444 
AC185 515 19.62 0.17 0.359 771 514 
AC240 610 23.24 0.132 0.351 997 596 
AC300 700 26.67 0.107 0.344 1257 777 
AC400 800 30.48 0.08 0.335 1660 1079 
Bảng 2. Dữ liệu xây dựng khoảng chia kinh tế cho khu vực A 
cA 
[đ/kWh] 
Chiết khấu 
% (r) 
Số năm 
N 
Số năm phụ 
tải tăng 
Tmax[h] 
Hệ số tăng 
trƣởng a%: 
Hệ số 
HB% 
τ [h] 
1093 10 20 7 4500 8 0.8 2886 
Bảng 3. Giá trị Igh theo khoảng chi kinh tế của khu vực A ( cấp điện áp 22 kV) 
Loại dây 
AC -F1 [mm
2
] 
Loại dây 
AC –F2 [mm
2
] 
Tiết diện dây so sánh 
(F1 < F2) 
Kết quả tính toán 
Dòng điện giới hạn Imaxi 
[A] 
AC35 AC50 AC35 – AC50 Imax1 = 32 
AC50 AC70 AC50 – AC70 Imax2 = 40 
AC70 AC95 AC70 – AC95 Imax3= 74 
AC95 AC120 AC95– AC120 Imax4 = 128 
AC120 AC150 AC120 – AC150 Imax5 = 132 
AC150 AC185 AC150 – AC185 Imax6 = 154 
AC185 AC240 AC185 – AC240 Imax7 = 186 
AC240 AC300 AC240 – AC300 Imax8= 485 
Bảng 4. Hướng dẫn lựa chọn tiết diện dây dẫn theo khoảng chia kinh tế 
 (cấp điện áp 22kV – Khu vực A) 
Chọn Loại dây 
AC -F1 [mm
2
] 
Khoảng giới hạn [A] 
Chọn Loại dây 
AC -F1 [mm
2
] 
Khoảng giới hạn [A] 
AC 35 Imax < 32 AC 150 132 < Imax < 154 
Hà Thanh Tùng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 88(12): 197 - 202 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 200  
AC 50 32 < Imax < 40 AC 185 154 < Imax < 186 
AC 70 40 < Imax < 74 AC 240 186 < Imax < 485 
AC 95 74 485 
AC 120 128 Imax < 132 
Ví dụ: 
Xét sơ đồ HTPP hình tia cần thiết kế mới là lộ 474 của khu vực A sử dụng cấp điện áp 22kV gồm 
21 nút, thông số cho ở bảng 5: 
Bảng 5. Phụ tải đường dây 474, khu vực A 
STT Công suất (kVA) Kpt Cosφ STT Công suất (kVA) Kpt Cosφ 
1 250 0.58 0.85 12 750 0.45 0.85 
2 180 0.5 0.85 13 560 0.5 0.85 
3 250 0.55 0.85 14 250 0.5 0.85 
4 100 0.45 0.85 15 560 0.58 0.85 
5 180 0.4 0.85 16 250 0.48 0.85 
6 250 0.55 0.85 17 250 0.49 0.85 
7 250 0.58 0.85 18 400 0.68 0.85 
8 560 0.45 0.85 19 100 0.7 0.85 
9 560 0.55 0.85 20 320 0.58 0.85 
10 160 0.7 0.85 21 250 0.6 0.85 
11 160 0.55 0.85 
Giả thiết đến thời điểm năm thứ 7 (t = 7), phụ tải của đường dây không tăng. Sử dụng phần mềm 
PSS/ADEPT tính phân bố công suất và tương lai hóa các giá trị dòng điện trên các trục chính của 
xuất tuyến 474 sau đó tra bảng 4 ta được kết quả: 
Bảng 6. Thông số đường dây 474 được chọn 
STT Node 1 Node 2 Loại dd 
R0 
(Ω/km) 
X0 
(Ω/km) 
STT Node 1 Node 2 loai dd 
R0 
(Ω/km) 
X0 
(Ω/km) 
1 TC 1 AC95 0.33 0.38 11 1 2 AC95 0.33 0.38 
2 9 10 AC95 0.33 0.38 12 19 20 AC50 0.65 0.402 
3 10 11 AC95 0.33 0.38 13 20 21 AC50 0.65 0.402 
4 11 12 AC95 0.33 0.38 14 2 3 AC95 0.33 0.38 
5 12 13 AC95 0.33 0.38 15 3 4 AC95 0.33 0.38 
6 13 14 AC35 0.85 0.41 16 4 5 AC95 0.33 0.38 
7 14 15 AC35 0.85 0.41 17 5 6. AC95 0.33 0.38 
8 15 16 AC35 0.85 0.41 18 6. 7 AC95 0.33 0.38 
474 
Hà Thanh Tùng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 88(12): 197 - 202 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 201  
9 16 17 AC50 0.65 0.402 19 8 7 AC95 0.33 0.38 
10 17 18 AC50 0.65 0.402 20 8 9 AC95 0.33 0.38 
11 18 19 AC50 0.65 0.402 21 
* Kiểm tra lại tiết diện dây dẫn đã chọn bằng PSS/ADEPT 
Bảng 7. Tổng hợp tổn thất điện áp lộ 474 
STT Name Node 1 
U 
(nodei) 
Node 2 
U 
(nodej) 
Δu 
ji(kV) 
Δumax 
i(%) 
K.Luận 
1 Line1 TC474 22 1 21.926 0.074 0.0 Đảm bảo 
2 Line10 9 21.371 10 21.334 0.037 2.9 Đảm bảo 
3 Line11 10 21.334 11 21.299 0.035 3.0 Đảm bảo 
4 Line12 11 21.229 12 21.227 0.002 3.5 Đảm bảo 
5 Line13 12 21.227 13 21.159 0.068 3.5 Đảm bảo 
6 Line14 13 21.159 14 21.049 0.11 3.8 Đảm bảo 
7 Line15 14 21.049 15 21.033 0.016 4.3 Đảm bảo 
8 Line16 15 21.033 16 21.025 0.008 4.4 Đảm bảo 
9 Line17 3 21.71 17 21.7 0.01 1.3 Đảm bảo 
10 Line18 17 21.7 18 21.672 0.028 1.4 Đảm bảo 
11 Line19 18 21.672 19 21.655 0.017 1.5 Đảm bảo 
12 Line2 1 21.926 2 21.889 0.037 0.3 Đảm bảo 
13 Line20 19 21.655 20 21.647 0.008 1.6 Đảm bảo 
14 Line22 20 21.647 21 21.645 0.002 1.6 Đảm bảo 
15 Line3 2 21.889 3 21.71 0.179 0.5 Đảm bảo 
16 Line4 3 21.71 4 21.693 0.017 1.3 Đảm bảo 
17 Line5 4 21.693 5 21.631 0.062 1.4 Đảm bảo 
18 Line6 5 21.631 6 21.622 0.009 1.7 Đảm bảo 
19 Line7 6 21.622 7 21.528 0.094 1.7 Đảm bảo 
20 Line8 7 21.528 8 21.439 0.089 2.1 Đảm bảo 
21 Line9 8 21.439 9 21.317 0.122 2.6 Đảm bảo 
* Từ PSS tính toán ta có tổng hợp dòng điện chạy trên đường dây và Kiểm tra giới hạn nhiệt cho 
phép thể hiện trên bảng 8: 
Bảng 8. Kết quả tính toán dòng điện chạy trên các đoạn dây 
STT Name 
Loại 
dây 
I(A) 
Icp 
(A) 
Kết luận STT name 
loại 
dây 
I(A) 
Icp 
(A) 
Kết luận 
1 Line1 AC95 207 335 Đảm bảo 12 Line2 AC95 198 335 Đảm bảo 
2 Line10 AC95 89 335 Đảm bảo 13 Line20 AC50 21 220 Đảm bảo 
3 Line11 AC95 83 335 Đảm bảo 14 Line22 AC50 8 220 Đảm bảo 
4 Line12 AC95 79 335 Đảm bảo 15 Line3 AC95 194 335 Đảm bảo 
5 Line13 AC95 63 335 Đảm bảo 16 Line4 AC95 144 335 Đảm bảo 
6 Line14 AC35 46 170 Đảm bảo 17 Line5 AC95 142 335 Đảm bảo 
7 Line15 AC35 23 170 Đảm bảo 18 Line6 AC95 138 335 Đảm bảo 
8 Line16 AC35 7 170 Đảm bảo 19 Line7 AC95 132 335 Đảm bảo 
9 Line17 AC50 44 220 Đảm bảo 20 Line8 AC95 125 335 Đảm bảo 
10 Line18 AC50 37 220 Đảm bảo 21 Line9 AC95 106 335 Đảm bảo 
11 Line19 AC50 24 220 Đảm bảo 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 202  
Vậy các tiết diện của dây dẫn đã chọn đảm bảo 
yêu cầu về mặt kỹ thuật. 
KẾT LUẬN 
Theo tính chất khu vực, người làm quy hoạch 
cần thu thập và khảo sát được các số liệu đặc 
trưng của phụ tải, đường dây,... Phương pháp 
này cho phép xây dựng các bảng tra ứng với 
nhiều cấp điện áp khác nhau giúp cho người làm 
thiết kế lựa chọn nhanh tiết diện dây dẫn trong 
thực tế, đặc biệt trong các dự án quy hoạch các 
lưới điện trung, hạ áp ở các Điện lực với đặc 
trưng phát triển phụ tải của địa phương đó. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Trần Bách (2002), Lưới điện và hệ thống điện - tập 
1, Nxb Khoa học - Kỹ thuật Hà Nội. 
[2]. Trần Bách (2004), Lưới điện và hệ thống điện - tập 
2, Nxb Khoa học - Kỹ thuật, Hà Nội. 
[3]. Trần Bách (2004), Giáo trình lưới điện, Nxb Giáo 
dục, Hà Nội. 
[4]. Trần Đình Long (1999), Quy hoạch phát triển năng 
lượng và điện lực, Nxb Khoa học - Kỹ thuật, Hà Nội. 
[5]. Bộ Công thương, Thông tư số 32/2010/TT-BCT 
ngày 30/7/2010 Quy định hệ thống phân phối điện. 
[6]. Đại học Điện lực Hà Nội (2007), Áp dụng 
PSS/ADEAPT 5.0 trong lưới điện phân phối. 
[7]. Binns, D.F (1986), Economics of electrical power 
engineering, Electricial logic power Ltd., PO Box 14, 
Manchester M16 7QA. 
[8]. E.Lakervi and E.J.Holmes (1995), Electricity 
Distribution Network Design, Peter peregrinus Ltd. 
SUMMARY 
QUICK METHOD TO SELECT CROSS-SECTIONAL AREA 
OF DISTRIBUTION GRID WIRE FOLLOW ECONOMIC RANGE 
Ha Thanh Tung
1,*
, Pham Thi Hong Anh
2
1College of Technology - TNU 
2College of Information & Communication Technology - TNU 
The method to select cross-sectional of wire follow to economic conditions is of great significance in 
improving the economic efficiency of the power distribution grid, especially in the current economic 
conditions. Method to select wire's cross-sectional follow to the range of economic can help power 
distribution network designer to select wire’s cross-section quickly according to characteristics of the area 
on the tables and graphs with no need to recalculate. 
Keywords: Economic range, cross-sectional of wire, power distribution grid. 
* Tel: 0913.789.858, Email: tunganh@tnut.edu.vn