Đề tài: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC GỒM NGUỒN ĐIỆN VÀ MỘT SỐ PHỤ TẢI KHU VỰC docx

LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng
quốc gia, nó được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh
tế, đời sống sinh hoạt, nghiên cứu khoa học…
Hiện nay nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại
hóa, nên nhu cầu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao về số lượng cũng như chất
lượng. Để đáp ứng được về số lượng thì ngành điện nói chung phải có kế hoạch
tìm và khai thác tốt các nguồn năng lượng có thể biến đổi chúng thành điện
năng.Mặt khác, để đảm bảo về chất lượng có điện năng cần phải xây dựng hệ
thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại, có phương thức vận hành tối ưu
nhất đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cũng như kinh tế. Xuất phát từ điều đó,
bên cạnh những kiến thức giảng dạy trên giảng đường, mỗi sinh viên ngành Hệ
thống điện đều được giao đồ án môn học về thiết kế điện cho mạng điện khu
vực. Quá trình thực hiện đồ án giúp chúng ta hiểu biết tổng quan nhất về mạng
lưới điện khu vực, hiểu biết hơn về những nguyên tắc chủ yếu để xây dựng hệ
thống điện như xác định hướng và các thông số của các đường dây, chọn hệ
thống điện áp cho mạng điện chính…những nguyên tắc tổ chức và điều khiển hệ
thống, tổng vốn đầu tư và các nguồn nguyên vật liệu để phát triển năng lượng …
Chúng em xin chân thành cảm ơn đến thầy Phạm Văn Hòa, cùng toàn thể
các thầy cô trong khoa Hệ thống Điện đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn
thành bản đồ án.
Hà Nội, ngày 20 tháng 4 năm 2012.
SINH VIÊN
Trịnh Quốc Việt
1
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC GỒM MỘT NGUỒN ĐIỆN
VÀ MỘT SỐ PHỤ TẢI KHU VỰC
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
*********
I – SƠ ĐỒ ĐỊA LÝ:
1.1. Những số liệu nguồn cung cấp.

Nguồn có công suất vô cùng lớn.
1.2. Những số liệu về phụ tải.
Trong hệ thống điện thiết kế gồm 6 phụ tải ( từ phụ tải 1 đến phụ tải 6).
+ Trong đó có phụ tải I và IV thuộc hộ loại I
+ Trong đó có phụ tải II và V thuộc hộ loại II
+ Trong đó có phụ tải III và VI thuộc hộ loại III
2
Số liệu tính toán của các phụ tải cho trong bảng dưới đây
Phụ
tải
Thuộc
hộ
Min Max cosφ
P(MW) Q(MVAr) S(MVA) P(MW) Q(MVAr) S(MVA)
0.85
1 I 14 8.68 14+j8.68 20 12.39 20+j12.39
2 II 14 8.68 14+j8.68 20 12.39 20+j12.39
3 III 21 13.01 21+j13.1 30 18.59 30+j18.59
4 I 24.5 15.18 24.5+j15.18 35 21.69 35+j21.69
5 II 10.5 6.5 10.5+j6.5 15 9.3 15+j9.3
6 III 28 17.4 28+j17.4 40 24.79 40+j24.79
∑ 112 69.45 112+j69.45 160 99.15 160+j99.15
Trong đó:
Công suất tiêu thụ của các phụ tải khác nhau, công suất tiêu thụ cực tiểu
bằng 70 % tải cực đại.
P
min
= 70%.P
max
.

S
max
= P
max
+ jQ
max.
S
min
= P
min
+jQ
min.
T
max
= 5000h (thời gian sử dụng công suất cực đại).
II- Phân tích nguồn và phụ tải
2.1 Nguồn điện
Ta sử dụng nguồn có công suất vô cùng lớn:
- Nguồn công suất vô cùng lớn là nguồn có điện áp đầu cực không thay
đổi về biên độ dù có xảy ra sự cố gì sau nó
- Công suất nguồn lớn (5÷7) lần công suất tải.
2.2 Phụ tải
- Các hộ phụ tải loại I,II là những hộ quan trọng, vì vậy phải dự phòng
chắc chắn. Mỗi phụ tải phải được cấp điện bằng một lộ đường dây kép và hai
máy biến áp làm việc song song để đảm bảo cấp điện liên tục cũng như đảm bảo
chất lượng điện năng ở một chế độ vận hành. Khi ngừng cấp điện có thể làm
hỏng sản phẩm, hư hại thiết bị gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động của phụ tải.
- Các hộ phụ tải loại III là các hộ phụ tải ít quan trọng hơn nên để giảm
chi phí đầu tư ta chỉ cần cấp điện bằng một đường dây đơn và một máy biến áp.
- Yêu cầu điều chỉnh điện áp.

Các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường nên phạm vi chỉnh điện
áp ở chế độ cực đại, cực tiểu, sự cố là:
3
-2,5% U
đm.
≤ du% ≤ +10% U
đm
.
- Tất cả các phụ tải đều có điện áp hạ như nhau là 22 kV, hệ số công suất
của các hộ đều cosϕ = 0.85.
III- Cân bằng công suất trong hệ thống điện
1.Cân bằng công suất tác dụng
Trong trường hợp trạm biến áp cấp điện cho các phụ tải khu vực thì công suất
trạm P
trạm
chỉ có cấp công suất cho các phụ tải cộng them tổn thất trong
lưới,phần tự dùng của trạm là không đáng kể,còn công suất dự phòng là không
xét vì đây chỉ là cấp điện nội bộ khu vực. Do vậy :
P
trạm
= m∑P
pt
+ ∑∆P
Trong đó:
P
trạm
– Công suất tác dụng trạm biến áp ;
∑P
pt
- Tổng công suất tác dụng các phụ tải ở chế độ cực đại;

m – Hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại ( với m = 1 )
∑∆P – Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến á,có
thể tính gần đúng bằng 5% của m∑P
pt
;
-Từ đó ta có :
m∑P
pt =
160 MW; ∑∆P= 5%.160= 8 MW
P
trạm
= m∑P
pt
+∑∆P = 160 + 8 = 168 MW
2.Cân bằng công suất phản kháng
Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong trường hợp này như sau:
Q
trạm
+
Q
∑
b
= m∑Q
pt
+ ∑∆Q
B
(1.6)
Trong đó :
Q
trạm

– Công suất phản kháng của trạm biến áp;
(Q
trạm
= tgφ
trạm
.P
trạm
, tgφ
trạm
=
ϕ
ϕ
tram
tram
.cos
1
cos
2
−
, cosφ
trạm
là hệ số công suất trạm
biến áp,thường lấy khoảng 0,85 );
Q
∑
b
- Tổng công suất bù sơ bộ
∑Q
pt
– Tổng công suất phản kháng phụ tải ;

4
∑∆Q
B
– Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp ,có giá trị
khoảng 15% của m∑Q
pt
;
-Từ đó ta có :
tgφ
trạm
=
85,0
85,01
2
−
= 0,62 ; Q
trạm
= 0,62.168 = 104,16
∑Q
pt
= ∑Q
max
; ∑∆Q
B
= 15%* ∑Q
max
= 0,15 . 99,15 = 14,873
Q
∑
b

= (∑Q
max
+ ∑∆Q
B
) - Q
trạm
= ( 168 +14,873 ) – 104,16 = 78,713
Vậy cần bù công suất phản kháng là
Q
∑
b
= 78,713
CHƯƠNG II: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN, TÍNH TOÁN SƠ BỘ
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
*********
2.1 Chọn điện áp định mức cho lưới điện
Chọn điện áp tối ưu theo công thức kinh nghiệm:
Ui = 4,34.
Pli 16
+
( kW, km, MW)- đối với lộ đơn.
`Ui= 4,34.
2
16
P
li +
(kW, km, MW)- đối với lộ kép.
Trong đó:
Ui - điện áp đường dây thứ i (kV).
li - khoảng cách từ nguồn đến phụ tải thứ i ( km).

Pi - công suất lớn nhất trên đường dây thứ i(MW).
Ta có bảng số liệu:
5
Từ bảng số liệu trên ta thấy rằng điện áp tải điện trong khoảng (78-110)
chọn điện áp định mức cho mạng điện là U
đm
= 110kV.
2.2 Dự kiến các phương án nối dây.
Mạng điện thiết kế gồm 1 nguồn điện và 6 phụ tải, trong đó có 2
phụ tải loại I , 2 phụ tải loại II , 2 phụ tải loại III. Các phương án nối dây dựa
vào các yếu tố sau:
+ Vị trí nguồn và phụ tải.
+ Đảm bảo chất lượng điện năng, kinh tế.
+ Đảm bảo vận hành an toàn, tin cậy và linh hoạt.
Ta có thể đưa ra các phương án như sau:
Phương án I:
6
Phụ tải
Smax
(MVA)
Pmax
(MW)
li
(km)
Ui
(kV)
U đm
(kV)
1
20+j12.39 20

3,605 78,072
2
20+j12.39 20
41,23 78,12
3
30+18.59 30
5,831 95,660
4
35+21.69 35
31,622 102,97
5
15+j9.3 15
31,622 67,653
6
40+j24.79 40
22,36 109,966
Phương án II:

Phương án III:
7
Phương án IV:
Phương án V:
8
2.3 Tính toán chọn tiết diện dây dẫn
Do mạng điện thiết kế có U
đm
=110kV. Tiết diện dây dẫn thường được
chọn theo phương pháp mật độ kinh tế của dòng điện J
kt.
F

kt
=
kt
J
I
max
. (*)
Với I
max
là dòng điện cực đại trên đường dây trong chế độ làm việc bình
thường, được xác định theo công thức:
I
max
=
dm
i
Un
S
.3
max
×
=
dm
22
.U3n
QiPi
×
+
Trong đó :
J

kt
- mật độ kinh tế của dòng điện.
U
đm
- điện áp định mức của dòng điện. (kV)
S
maxi
- công suất trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại.(MVA)
n - số lộ đường dây.
Ta sử dụng dây nhôm lõi thép để truyền tải với thời gian sử dụng công
suất cực đại của phụ tải là 5000
h
. ta có mật độ kinh tế của dòng điện J
kt
= 1,1
A/mm
2
.
Dựa vào tiết diện dây dẫn tính theo công thức (*), tiết hành chọn tiết diện
tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang. Độ
bền cơ về đường dây và điều kiện pháp nóng của dây dẫn.
* Kiểm tra điều kiện vầng quang.
9
Theo điều kiện, tiết diện dây dẫn không được nhỏ hơn trị số cho phép đối
với mỗi cấp điện áp.
Với cấp điện áp 110kV, để không xuất hiện vầng quang tiết diện dây dẫn
tối thiểu được phép là 70mm
2
.
* Kiểm tra phát nóng dây dẫn.

Theo điều kiện:
I
sc max
< k. I
cp.
Trong đó :
I
cp
- dòng điện cho phép của dây dẫn, nó phụ thuộc vào bản chất và
tiết diện của dây.
k - hệ số quy đổi theo nhiệt độ K
hc
= 0.8 ứng với nhiệt độ là 25
o
c.
Đối với đường dây kép : I
sc max
= 2.I
bt max
< 0.8 I
cp.
Đối với đường dây đơn khi có sự cố sẽ dẫn đến mất điện.
2.4 Tiêu chuẩn tổn thất điện áp
Các mạng điện 1 cấp điện áp đạt tiêu chuẩn kĩ thuật nếu trong chế độ phụ
tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc bình thường và
chế độ sự cố nằm trong khoảng sau đây:
%15%10
max
−=∆
bt

U
%20%15
max
−=∆
sc
U
Đối với những mạng điện phức tạp (mạng điện kín), có thế chấp nhận tổn
thất điện áp lớn nhất trong chế độ phụ tải cực đại và chế độ sự cố nằm trong
khoảng:
%20%15
max
−=∆
bt
U
max
20% 25%∆ = −
sc
U
Trong đó ∆U
bt Max
, ∆U
sc Max
là tổn thất điện áp lúc bình thường và lúc sự
cố nặng nề nhất.
Ta tính tổn thất theo công thức:
∆U
i
(%) =
100
2

×
∑+∑
dm
iiii
U
XQRP
%
P
i
,Q
i
là công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường dây thứ
i (MW, MVAr).
R
i
, X
i
là điện trở tác dụng và điện kháng của đường dây thứ i(
Ω
).
2.5 Tính toán cụ thể từng phương án
Phương án I
10
1. Sơ đồ :
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn
a - Đoạn đường dây N-1
• Chọn tiết diện dây dẫn.
I
max N-1

=
dm
Un
S
.3
1max
×
=
.1103
12,3920
22
×
+
2
.10
3
= 61,74 (A)
F
kt
=
kt
J
I
max
=
1,1
74,61
= 56,129
Chọn dây dẫn loại AC-70 ,có tiết diện chuẩn là 70mm
2

và dòng điện
cho phép I
cp
=265A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
F
tc
=70mm
2

≥
70 mm
2
( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: vì đoạn N-1 là đường dây kép nên
khi hỏng một đường thì đường còn lại vẫn phải làm việc bình thường.
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với
dòng điện cho phép của dây dẫn:
I
sc
= 2.I
bt max
= 2.61,74 = 123,48 (A)
I
sc
< 0,8.I
cp
= 212A ( thỏa mãn điều kiện ).
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Với loại đường dây AC- 70 ta có: r

o
=0.46
Ω
/km, x
o
=0,44
Ω
/km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=
.
2
1
r
o.
l =
.
2
1
0,46.36,05=8,292 (
Ω
).
X =
.
2
1
x
o
.l =
.

2
1
0,44.36,05=7,931(
Ω
).
- Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường :
11
∆U
1bt
% =
100
2
1111

×
+
đm
U
XQRP
=
=×
+
100
110
73,7.39,12292,8.20
2
2,183%
- Tổn thất điện áp ở chế độ sự cố : 
∆U
1sc

% =2. ∆U
1bt
% = 2. 2,183 % = 4,365 %

b - Đoạn đường dây N-6
• Chọn tiết diện dây dẫn:
I
max
=
dm
Un
S
.3
max
×
=
.11031
24,7940
22
×
+
.10
3
=246,995 (A)

F
kt
=
kt
J

I
max
=
=
1,1
995,246
224,541
Chọn dây dẫn loại AC-300 có tiết diện chuẩn là 300mm
2
và dòng điện cho
phép I
cp
= 690A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
F
tc
=300mm
2
> 70 mm
2
( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : vì đoạn N-6 là đường dây đơn nên
khi xảy ra sự có sẽ dẫn đến mất điện, không tính đến I
sc
.
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Với loại đường dây AC- 300 ta có: r
o
=0.108
Ω

/km, x
o
=0.392
Ω
/km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=
.
1
n
r
o.
l =1.0,108.22,36= 2,414 (
Ω
).
X =
n
1
x
o
.l =
1
.0,392.22,36=8,765 (
Ω
)
- Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường
∆U
1bt
% =
100

2
1111

×
+
đm
U
XQRP
=
=×
+
100
110
765,8.3,9414,2.20
2
5,188%
- Không tính đến tổn thất điện áp ở chế độ sự cố .
Các đoạn dây còn lại tính tương tự, ta có các bảng số liệu tính toán.
Bảng chọn tiết diện dây dẫn
12
Bảng kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn
Theo số liệu tính toán bảng trên,các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện
phát nóng.
13
đoạn
đường
dây
số lộ
l
(km)

Smax
(MVA)
Imax
(A)
Fkt Loại dây
ro
(
km
Ω
)
xo
(
km
Ω
)
N-1 2 36,05
20+j12.39
61,741 56,129 AC-70 0,46 0,44
N-2 2 41,23
20+j12.39
61,741 56,129 AC-70 0,46 0,44
N-3 1 58,31
30+18.59
185,2396 168,4 AC-185 0,17 0,409
N-4 2 31,622
35+21.69
108,059 98,235 AC-95 0,33 0,429
N-5 2 31,622
15+j9.3
46,31 42,106 AC-70 0,46 0,44

N-6 1 22,36
40+j24.79
246,995
4
224,541 AC-300 0,108 0,392
Đoạn đường
dây
Imax Isc k,I
cp
(A)
N-1 61,741 123,484 212
N-2 61,741 123,848 212
N-3 185,2396 370,479 408
N-4 108,059 216,117 264
N-5 46,316 92,633 212
N-6 246,9954 493,991 552
Bảng tính tổn thất điện áp

Theo bảng trên ta thấy:
∆U
bt max
%= 6,122 < 10%
∆U
scmax
% = 7,93 < 20% (thỏa mãn điều kiện)
Vậy phương án I đạt yêu cầu kĩ thuật.
Phương án V
1. Sơ đồ :
14
Đoạn đường

dây
R(
Ω
) X(
Ω
)
∆U
bt
% ∆U
sc
%
N-1 8,2 7,9 2,183 7,93
N-2 8,2 7,9 2,183 7,93
N-3 9,91 23,848 6,122
N-4 5,22 6,78 2,725 6,78
N-5 5,22 6,78 1,138 6,78
N-6 2,41 8,76 2,59
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Ở phương án này các phụ tải 3 và 4 nối với nhau thành mạch kín. Các
phụ tải còn lại được tính giống phương án I.
Ta chỉ tính toán đoạn mạch kín N-3-4-N.
* Tính phân công suất trên đoạn đường dây.
Giả sử các đường dây có cùng tiết diện, mạch điện đồng nhất ,ta có :
- Công suất trên đoạn N-4.
.
S
N-4
=
284,2831,5830
31,58).59,18.30()3031,58).(69,21.35(

)(
3434
3
3
.
334
4
.
++
++++
=
++
++
−−−
−−−
jj
LLL
LSLLS
NN
NN
= 41,51+j25,722 (MVA).
Công suất trên đoạn N-3.

.
S
N-3
=
.
S
4

+
.
S
3
-
.
S
N-4

= (35+j21,69)+(30+j18,59)-(41,51+j25,722) = 23,49+14,558 (MVA).
Công suất trên đoạn 3-4.

.
S
3-4
=
.
S
3
-
.
S
N-3


=(30+j18,59)- (23,49+j14,558) = 6,51+j4,002 (MVA).
a - Đoạn đường dâyN-4
• Chọn tiết diện dây dẫn.
I
max

=
dm
U
S
.3
max
=
đm
U
QP
.3
2
max
2
max
+
=
110.3
69,2135
22
+
.10
3
=108,059 (A)
F
kt
=
kt
J
I

max
. =
1,1
059,108
= 98,235
15
Chọn dây dẫn loại AC- 240 ,có tiết diện chuẩn là 240mm
2
và dòng
điện cho phép I
cp
=605A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
F
tc
=240mm
2
> 70 mm
2
( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : đối với đường dây N-4 có 2
trường hợp vận hành sự cố :
+ trường hợp sự cố đoạn 4-3
+ trường hợp sự cố đoạn N-3
Khi có sự cố đoạn N-3,công suất chạy trên đoạn còn lại là
3
.
−N
S
=

4
.
3
.
SS +
=(30+j18,59)+(35+j21,69)=65+j40,28 (MVA)
I
scN-4
=
dm
N
U
S
.3
max3
−
=
110.3
10.28,4065
322
+
=401,357 A
I
sc N-4
= 401,357 A < 0,8I
cp
(thỏa mãn điều kiện)
b- Đoạn đường dây N-3
I
max

=
3
22
10.
110.3
69,2130 +
=194.302 A
F
kt
=
kt
J
I
max
. =
1,1
302,194
=176.638
Chọn dây dẫn AC-240, I
cp
=605A
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
F
tc
=240mm
2
>70 mm
2
( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : đối với đường dây N-3 có 2 trường

hợp vận hành sự cố :
+ trường hợp sự cố đoạn 4-3
+ trường hợp sự cố đoạn N-4
Khi có sự cố đoạn N-4,công suất chạy trên đoạn còn lại là:

4
.
−N
S
=
3
.
−N
S
=65+j40,28 (MVA)
I
scN-3
= I
scN-4
=401,357 A
I
sc N-3
= 401,357 < 0,8 I
cp
(thỏa mãn điều kiện)
c- Đoạn đường dây 3-4
I
max
=
3

22
10.
110.3
02,451,6 +
=40,158 A
F
kt
=
kt
J
I
max
. =
1,1
158,40
= 36,507
Tiết diện tối thiểu cho cấp điện áp 110 kV là 70 mm
2
.Chọn dây dẫn AC-70 để
thỏa mãn điều kiện vầng quang với I
cp
=265A
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :

với đường dây này có 2 TH vận
hành sự cố
+ trường hợp sự cố đoạn N-3
16
+ trường hợp sự cố đoạn N-4
Sự cố đường dây N-4 nguy hiểm hơn do phụ tải của nó lớn hơn

I
sc
=
3
22
10.
110.3
69,2135 +
=108,0259 A < 0,8I
cp
Các đoạn đường dây còn lại được chọn ở phương án I , ta có bảng số liệu sau

Đoạn
đường
dây
số lộ
l
(km)
Smax
(MVA)
Imax
(A)
Fkt Loại dây
ro
(
km
Ω
)
xo
(

km
Ω
)
N-1 2 36,05
20+j12.39
61,741 56,129 AC-70 0,46 0,44
N-2 2 41,23
20+j12.39
61,741 56,129 AC-70 0,46 0,44
N-3 1 58,31
30+18.59
185,2396 168,4 AC-240 0,17 0,409
N-4 1 31,622
35+21.69
216,118 196,47 AC-240 0,131 0,401
N-5 2 31,622
15+j9.3
46,31 42,106 AC-70 0,46 0,44
N-6 1 22,360
40+j24.79
246,9954 224,541 AC-300 0,108 0,392
3-4 1 28,284 6,51+j4,002 40,109 36,462 AC- 70 0,46 0,44

Bảng kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn
Đoạn đường
dây
Imax Isc k,I
cp
(A)
N-1 61,741 123,484 212

17
N-2 61,741 12,484 212
N-3 185,2396 370 484
N-4 216,118 432,235 484
N-5 46,31 92,633 212
N-6 246,9954 493,991 552
3-4 40,109 80,217 212
Theo số liệu tính toán bảng trên ,các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện
phát nóng.
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây
Tính tổn thất điện áp trên đoạn đường dây kín N-3-4-N
Loại AC-240 có r
o
=0,131
Ω
/km, x
o
=0,401
Ω
/km
- Điện trở điện kháng đường dây N-3
R=
.
1
n
r
o.
l = 1. 0,131. 58,31=7,638(
Ω
).

X =
n
1
x
o
.l =1. 0,401. 58,31= 23,382(
Ω
)
- Điện trở điện kháng đường dây N-4
R=
.
1
n
r
o.
l = 1.0,131. 31,622=4,142(
Ω
).
X =
n
1
x
o
.l =1. 0,401. 31,622= 12,68(
Ω
).
Loại AC-70 có r
o
=0,33
Ω

/km, x
o
=0.429
Ω
/km
- Điện trở điện kháng đường dây 3-4
R=
.
1
n
r
o.
l = 1.0,46. 28,284=13,011(
Ω
).
X =
n
1
x
o
.l =1. 0,44.28,284= 12,445(
Ω
).
* Tổn thất điện áp lúc bình thường:
Xét đoạn N-3:
∆U
btN-3
% =
%100
3

2
333

×
+
−−−
−
đm
NNN
U
XQR
P
N
=
%302,4%100.
110
383,23.558,14638,7.49,23
2
=
+
Trên đoạn N-4:
∆U
btN-4
% =
%100
4
2
444

×

+
−−−
−
đm
NNN
U
XQR
P
N
=
%329,4%100.
110
68,13.722,25142,4.51,41
2
=
+
18
Xét đoạn 3-4
∆U
bt3-4
% =
%100
43
2
434343

×
+
−−−
−

đm
U
XQR
P
=
%100.
110
445,12.002,4011,13.51,6
2
+
= 1,112%
* Chế độ làm việc sự cố
Ở chế độ làm việc sự cố chỉ xét trường hợp nặng lề nhất , đó là sự cố đoạn
đường dây từ nguồn đến điểm phân bố công suất
Trường hợp sự cố trên đoạn N-3 :
∆U
scN-4-3
% =
%100.%100.
).().(
2
34.334.3
2
434434
đmđm
NN
U
XQRP
U
XQQRPP

−−−−
+
+
+++
=
%100.
110
445,12.59,18001,13.30
%100.
110
68,13).59,1869,21(142,4).3035(
22
+
+
+++
=11,914%
Trường hợp sự cố trên đoạn N-4 :
∆U
scN-3-4
% =
%100.%100.
).().(
2
43.443.4
2
343343
đm
NN
U
XQRP

Um
XQQRPP
−−−−
+
+
+++
=
%100.
110
445,12.69,21001,13.35
%100.
110
382,23).59,1869,21(638,7).3035(
22
+
+
+++
=17,883%
Bảng tính tổn thất điện áp
Đoạn
đường
dây
R
(
Ω
)
X
(
Ω
)

∆U
bt
% ∆U
sc
%
N-1 8,2 7,9 2,183 7,93
N-2 5,56 0,87 1,885 8,72
N-3 7,638 23,382 4,302 11,914
N-4 4,142 12,68 4,329 17,883
N-5 6,11 18,71 5,73 17,9
N-6 6,12 9,59 3,91
3-4 13,011 12,445 1,112
19
Theo bảng trên ta thất tổn thất điện áp lớn nhất trên đoạn đường dây kín N-3-4
∆U
bt max
%=4,329 < 10%
∆U
sc max
% =17,883 < 20% (thỏa mãn điều kiện)
Vậy phương án 5 đạt yêu cầu kĩ thuật.
Bảng tổng kết tổn thất điện áp của 2 phương án
Phương
án
∆U
bt
% ∆U
sc
%
1 6,122 8,72

2 4,329 17,883
2.6 Tính toán so sánh các phương án về kinh tế
Để so sánh về mặt kinh tế ta sử dụng hàm chi phí tinh toán hàng năm:
Z = (a
tc
+ a
vh
).K + ∆A.C (1)
Trong đó :
Z: là hàm chi phí tổn thất hàng năm (đồng).
a
tc
: hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn,
tc
tc
T
a
1
=
=
8
1
= 0,125
T
tc
: thời gian tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư
a
vh
: hệ số khấu hao hao mòn thiết bị ,ở đây lấy a
vh

= 4% =0,04
K: vốn đầu tư xây dựng đường dây
K = x.ΣK
0i
.l
i
= ΣK
i

K
0i
: chi phí cho 1 đường dây nhánh thứ i, tiết diện F
i
.
l
i
: chiều dài chuyên tải thứ i ,(km)
Với đường dây đơn x= 1, đường dây kép x=1,6
∆A: tổn thất điện năng , (kWh)
∆A = Σ∆P
max
.τ =

max)max(
6
1
2
22
i
i

đm
i
R
U
QPi
∑
=
+
τ
∆P: tổn thất công suất toàn hệ thống khi phụ tải cực đại, (kW)
τ: thời gian tổn thất lớn nhất phụ thuộc vào phụ tải và tính chất của phụ
tải được tính bằng công thức:
τ = (0,124 + T
max
.10
-4
)
2
.8760 (h)
20
Với T
max
: thời gian sử dụng phụ tải lớn nhất và lấy bằng T
max
= 5000 h
τ = (0,124 + 5000.10
-4
)
2
.8760 = 3411 (h)

C: giá điện năng tổn thất, C = 700đ/1kWh.
Giá dây dẫn:

Loại dây AC-70 AC-95 AC-120 AC-150 AC-185 AC-240 AC-300
Giá
(10
6
đ/ km)
405 489 534 615 683 772 969
Tính toán cụ thể như sau:
a. Phương án 1
Từ phương pháp tính ở trên ta lập được bảng số liệu sau:
Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây :
ΣK
i
= 156802,1 .10
6
(đ)
Tổng tổn thất công suất toàn hệ thống :
Σ∆P
max
=3,235 (MW)
Tổng tổn thất điện năng :
21
Đường
dây
Số lộ
li
(km)
Loại dây x

Koi
(10
6
đ)
Ki
(10
6
đ)
Pi
(MV)
Qi
(MVr)
Ri
(
Ω
)
∆Pi
(MV)
N-1 2 36,05 AC-70 1,6 405 23360,4 20 12,39 8,2 0,375
N-2 2 41,23 AC-70 1,6 405 26717,04 20 18,59 5,56 0,343
N-3 1 58,31 AC-185 1 683 39825,73 30 21,69 9,91 1,122
N-4 2 31,622 AC-95 1,6 489 24741,05 35 25,97 5,22 0,819
N-5 2 31,622 AC-70 1,6 405 20491,06 15 9,3 5,22 0,134
N-6 1 22,36 AC-300 1 969 21666,84 40 24,79 2,41 0,441
Tổng 156802,1 3,235
∆A =Σ∆P
max
. τ = 3,235. 3411 =11034,6(MWh)
Theo công thức (1) hàm chi phí tính toán:
Z=(0,125+0,04). 156802,1.10

6
+11034,6.700.10
3
=3,36.10
10
(đ)
b. Phương án 2
bảng số liệu tính toán

Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây
ΣK
i
= 187765,2.10
6
(đ)
Tổng tổn thất công suốt toàn hệ thống :
Σ∆P
max
=3,298(MW)
Tổng tổn thất điện năng:
∆A =Σ∆P
max
. τ = 3,298. 3411 =11248,8(MWh)
Theo công thức (1) hàm chi phí tính toán:
Z=(0,125+0,04). 187765,2.10
6
+11248,8.700.10
3
= 3,89.10
10

(đ).
22
Đường
dây
Số lộ
li
(km)
Loại
dây
x
Koi
(10
6
đ)
Ki
(10
6
đ)
Pi
(MV)
Qi
(MVr)
Ri
(
Ω
)
∆Pi
(MV)
N-1 2 36,05 AC-70 1,6 405 23360,4 20 12,39 8,2 0,375
N-2 2 41,23 AC-70 1,6 405 26717,04 20 18,59 5,56 0,343

N-3 1 58,31 AC-240 1 772 45015,32 30 21,69 9,91 1,122
N-4 1 31,622 AC-240 1 772 39059,49 35 25,97 5,22 0,819
N-5 2 31,622 AC-70 1,6 405 20491,06 15 9,3 5,22 0,134
N-6 1 22,360 AC-300 1 969 21666,84 40 24,79 2,41 0,441
3-4 1 28,284 AC- 70 1 405 11455,02 6,51 4,002 13,011 0,063
Tổng 187765,2 3,298
Bảng tổng kết tính toán các chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật của các phương án
Phương án
∆U
bt%
∆U
sc
%
K
(10
6
đ)
Z
(10
10
đ)
I 6,122 8,72 156802,4 3,36
II 4,329 17,883 187765,2 3,89
Kết luận: phương án I là phương án tối ưu nhất đảm bảo về kinh tế và kĩ
thuật.mặt khác phương án đó là phương án đơn giản cả về sơ đồ nối dây cũng
như về bố trí thiết bị bảo vệ rơle,máy biến áp, máy cắt…các phụ tải không liên
quan đến nhau,nên khi có sự cố ở một phụ tải sẽ không ảnh hưởng đến các phụ
tải khác,Vì vậy phương án I là phương án tối ưu nhất.
CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP
BỐ TRÍ KHÍ CỤ VÀ THIẾT BỊ TRÊN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH

*********
3.1 Tính toán chọn công suất, số lượng ,loại máy biến áp
3.1.1 Tính toán chọn công suất định mức, số lượng máy biến áp cho phụ tải
Tất cả các phụ tải trong hệ thống bao gồm hộ loại I , II và hộ loại III vì
vậy để đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải này ta cần đặt 2 máy biến áp đối
với hộ loại I,II và 1 máy biến áp đối với hộ loại III .
Đối với phụ tải loại III, TBA(trạm biến áp) có 1 MBA(máy biến áp)
S
đmB
≥ S
max
Phụ tải loại I,II TBA có 2 MBA làm việc song song
S
đmB
≥
k
S
max
Với k: hệ số quá tải sự cố, lấy k =1,4.
a- Phụ tải 1
Ta có : P
1
= 20 (MW) , cosϕ
1
= 0,85
S
1max
=
85,0
20

1
1
=
ϕ
COS
P
= 23,529(MVA)
S
1B
≥
4,1
529,23
= 16,807 (MVA)
⇒ Chọn 2 MBA có công suất định mức là S
đm
=25(MVA).
23
b- Phụ tải 6
P
1
= 40 (MW) , cosϕ
1
= 0,85
S
1max
=
85,0
40
1
6

=
ϕ
COS
P
= 47,058 (MVA)
S
1B
≥ 47,058 (MVA)
⇒ Chọn 1 MBA có công suất định mức là S
đm
=63(MVA).
Các phụ tải 2,3,4,5 tính và chọn tương tự như phụ tải 1,ta có bảng số liệu sau
Phụ tải
Thuộc
hộ loại
S
imax
(MW)
cosϕ
S
imax
(MVA)
S
iđmB
(MVA)
1 I 20 0,85 23,529
25
2 II 20 0,85 23,529
25
3 III 30 0,85 35,294

40
4 I 35 0,85 41,476
32
5 II 15 0,85 17,647
16
6 III 40 0,85 47,058
63
3.1.2 Chọn loại MBA

3.2 Bố trí thiết bị và khí cụ điện trên sơ đồ nối điện chính.
24
phụ
tải
số
lộ
Loại máy
Biến áp
Số liệu kĩ thuật Số liệu tính toán
U
đm
(kV)
U
n
(%)
∆P
n
(kW)
∆P
0
(kW)

I
0
(%)
R X
∆Qo
Cao Hạ (
Ω
) (
Ω
) kVAr
1 2
TPDH
25000/110
115 22 10,5 120 29 0,8 2,54 55,9 200
2 2
TPDH
25000/110
115 22 10,5 120 29 0,8 2,54 55,9 200
3 1
TPDH
40000/110
115 22 10,5 175 42 0,7 1,44 34,8 280
4 2
TPDH
32000/110
115 22 10,5 145 35 075 1,87 43,5 240
5 2
TPDH
16000/110
115 22 10,5 85 21 0,85 4,38 87,7 136

6 1
TPDH
63000/110
115 22 10,5 260 59 0,65 0,87 22 410
Do đa phần phụ tải là các hộ tiêu thụ loại I,II nên để đảm bảo cung cấp
điện an toàn và liên tục ta sử dụng sơ đồ hệ thống hai thanh góp là việc song
song.Khi vận hành một thanh góp vận hành còn một thanh góp dự trữ.
MCLL
Sơ đồ hệ thống 2 thanh góp
Đối với các trạm cuối ta có 2 trường hợp:
- Phụ tải loại III : Ta dùng sơ đồ bộ đường dây-máy biến
MC1
MC2
MBA
ĐD
Sơ đồ bộ đường dây máy biến áp
- Phụ tải loại I,II :ta dùng sơ đồ cầu
25