Thiết kế mạng lưới điện cho nhà máy và các khu công nghiệp

Đồ án tốt nghiệp
Lời nói đầu
Điện năng là dạng năng lợng đợc sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lĩnh
vực hoạt động kinh tế và đời sống của con ngời. Nhu cầu sử dụng điện ngày càng
cao, chính vì vậy chúng ta cần xây dựng thêm các hệ thống điện nhằm đảm bảo
cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ. Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, các
mạng điện và các hộ tiêu thụ điện đợc liên kết với nhau thành một hệ thống để
thực hiện quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng. Mạng
điện là một tập hợp gồm có các trạm biến áp, trạm đóng cắt, các đờng dây trên
không và các đờng dây cáp. Mạng điện đợc dùng để truyền tải và phân phối điện
năng từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ.
Cựng vi s phỏt trin cụng nghip hoỏ , hin i hoỏ ca t nc . Cụng
nghip in lc gi vai trũ c bit quan trng do in nng l ngun nng lng
c s dng rng rói nht trong cỏc nghnh kinh t quc dõn. Ngy nay nn
kinh t nc ta ang trờn phỏt trin mnh m , i sng khụng ngng nõng
cao, cỏc khu ụ th , dõn c cng nh cỏc khu cụng nghip xut hin ngy cng
nhiu , do ú nhu cu v in nng tng trng khụng ngng .
ỏp ng c nhu cu cung cp in ngy cng nhiu v khụng ngng
ca t nc ca in nng thỡ cụng tỏc quy hoch v thit k mng li in
ang l vn cn quan tõm ca ngnh in núi riờng v c nc núi chung.
ỏn tt nghip Thit k mng li in giỳp sinh viờn ỏp dng c
nhng kin thc ó hc thc hin c nhng cụng vic ú. Tuy l trờn lý
thuyt nhng ó phn no giỳp cho sinh viờn hiu c hn thc t ng thi cú
nhng khỏi nim c bn trong cụng vic quy hoch v thit k mng li in v
cng l bc u tiờn tp dut ờt cú nhng kinh nghim cho cụng vic sau ny
nhm ỏpng ỳng n v kinh t v k thut trong cụng vic thit k v xõy
dng mng li in s mang li hiu qu cao i vi nn kinh t ang phỏt trin
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
12
§å ¸n tèt nghiÖp

ở nước ta nói chung và đối với ngành điện nói riêng. Việc thiết kế mạng lưới điện
phải đạt đuợc những yêu cầu về kỹ thuật đồng thời giảm tối đa được vốn đầu tư
trong phạm vi cho phép là vô cùng quan trọng đối vơi nền kinh tế của nước ta
hiện nay.
Sinh viªn : L¬ng §øc Cêng
Líp : HÖ Thèng §iÖn 2 – k47
13
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG I : CÂN BằNG CÔNG SUấT - ĐịNH RA PHƯƠNG THứC
VậN HàNH CủA CáC NHà MáY
I. Phân tích nguồn điện cung cấp và phụ tải
Phân tích nguồn và phụ tải của mạng điện là một phần quan trọng trong
tính toán thiết kế.
Tính toán thiết kế có chính xác hay không hoàn toàn phụ thuộc vào mức độ
chính xác của công tác thu thập phụ tải và phân tích nó.
Phân tích nguồn là một việc làm cần thiết nhằm định hớng phơng thức vận
hành của nhà máy điện, phân bố công suất giữa các tổ máy, hiệu suất, cos và
khả năng điều chỉnh.
1.Phụ tải
Phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8
P
max
(MW) 45 30 25 25 28 24 26 15
Cos
0,85 0,85 0,85 0,85 0,8 0,8 0,8 0,8
Y/c /c U
Kt Kt Kt T T T T T
Loại PT I I I III III I I I
U
dm

(kV)
10kV
- T
max
= 4500h.
- Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại.
- Phụ tải 1, 2, 3 có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng, phụ tải 4, 5, 6, 7
và 8 có yêu cầu điều chỉnh điện áp thờng.
- hệ số công suất Cos của các phụ tải 1, 2,3 và 4 là: Cos = 0,85. Các phụ tải
còn lại có hệ số công suất Cos = 0,8.
- Lập bảng các thông số phụ tải:
Bảng 1.1 Thông số của các phụ tải
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
14
Đồ án tốt nghiệp
Hộ tiêu
thụ
max max max
S =P +jQ
&
,
MVA
max
S
,
MVA
min min min
S =P +jQ
&

,
MVA
min
S
,
MVA
1 45 +j27,86 53,93 31,50 + j19,50 37,05
2 30 + j18,57 35,28 21,00 + j13,00 24,70
3 25 + j15,47 29,4 17,50 + j10,83 20,58
4 25 + j15,47 29,4 17,50 +j10,83 20,58
5 28 + j21,00 35 19,60 +j14,70 24,50
6 24+j18,00 30 16,80 +j12,60 21,00
7 26+j19,50 32,5 18,20 +j13,65 22,75
8 15+j11,25 18,75 10,50 +j7,88 13,13
Tổng 218+j147,12
2. Nguồn điện
Mạng điện thiết kế bao gồm hai nhà máy nhiệt điện cung cấp cho 8 phụ tải.
+ Nhà máy nhiệt điện I gồm:
- 3 tổ máy, mỗi tổ có công suất định mức là 50MW.
- Công suất đặt P
ĐNĐ
= 3.50 = 150 MW.
- Hệ số công suất Cos = 0,8.
+ Nhà máy nhiệt điện II gồm :
- 4 tổ máy, mỗi tổ có công suất định mức là 50MW.
- Công suất đặt P
ĐNĐ
= 4.50 = 200MW.
- Hệ số công suất Cos=0,8.
Đặc điểm của nhà máy nhiệt điện là hiệu suất thấp (Khoảng 30%) thời gian

khởi động lâu (nhanh nhất cũng mất từ 4 đến 10 giờ ), nhng điều kiện làm việc
của nhà máy nhiệt điện là ổn định, công suất phát ra có thể thay đổi tuỳ ý, điều đó
phù hợp với sự thay đổi của phụ tải trong mạng điện.
Thời gian xuất hiện phụ tải cực tiểu thờng chỉ vài giờ trong ngày, nên muốn
đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải nằm rải rác xung quanh nhà máy nhiệt
điện ta dùng nguồn điện dự phòng nóng.
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
15
Đồ án tốt nghiệp
Chế độ làm việc của nhà máy nhiệt điện chỉ đảm bảo đợc tính kinh tế khi nó
vận hành với (80 90%)P
đm
.
Để đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ta phải quan tâm đến tính chất của
các phụ tải, đặt phơng thức cung cấp điện đáp ứng yêu cầu của các hộ phụ tải.
II. Cân bằng công suất
1. Cân bằng công suất tác dụng
Để đảm bảo cho mạng điện làm việc ổn định, đảm bảo cung cấp điện cho
các hộ phụ tải thì nguồn điện phải cung cấp đầy đủ cả về công suất tác dụng và
công suất phản kháng cho các phụ tải, tức là mỗi thời điểm luôn luôn tồn tại cân
bằng giữa nguồn công suất phát và công suất tiêu thụ cộng với công suất tổn hao
trên đờng dây và máy biến áp.
Mục đích của phần này ta tính toán xem nguồn điện có đáp ứng đủ công
suất tác dụng và công suất phản kháng không. Từ đó đa ra phơng thức vận hành
cụ thể cho từng nhà máy điện, nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ
tải cũng nh chất lợng điện năng.
Khi tính toán sơ bộ ta coi tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây và máy
biến áp là không đổi. Nó đợc tính theo phần trăm công suất của phụ tải cực đại.
Cân bằng công suất tác dụng trong mạng điện đợc biểu diễn bằng biểu thức

sau:
P
F
= P
YC
=

m

.P
PT
+

P
MĐ
+ P
TD
+ P
DT
(1)
Trong đó :
- P
YC
: tổng công suất tác dụng yêu cầu trong mạng điện.
- m : hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại cùng 1 lúc, lấy m =1
- P
F
: tổng công suất tác dụng của các nhà máy
P
F

= P
F1
+ P
F2
=3,50 +4.50 = 350 MW
- P
PT
:

tổng công suất tác dụng của các phụ tải
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
16
Đồ án tốt nghiệp
P
PT
= P
PT1
+ P
PT2
+ P
PT3
+ P
PT4
+ P
PT5
+ P
PT6
+ P
PT7

+ P
PT8
=
= 45+30+25+25+28+24+26+15 = 218 MW
- P
MĐ
: tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện Từ (5ữ 8%)P
PT
,ở đây
ta lấy P
MĐ
= 5%P
PT
.
P
MĐ
= 5%P
PT
= 0.05 * 218 = 10.9 MW
- P
TD
:

Tổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện. ( Đối với nhiệt điện
ta lấy bằng 10 %)
P
TD
=10%P
F
= 0,1.(3.50 + 4.50) = 35 MW

- P
DT
: Tổng công suất tác dụng dự trữ
Theo công thức cân bằng (1) ta có:
P
DT
=P
F
-

m

.P
PT
-

P
MĐ
- P
TD
=
= 350 - 218 10,9 - 35 = 86,1 MW.
Thấy rằng : P
DT
= 86,1 MW; P
DT
/P
PT
= 86,1/218 =39,5%
- Lớn hơn công suất của một tổ máy lớn nhất, lớn hơn 15% P

PT
Do ú ta khụng cn phi t thờm mt t mỏy d phũng.
2. Cân bằng công suất phản kháng
Cân bằng công suất phản kháng đợc biểu diễn bằng biểu thức sau:
Q
bù
+ Q
F
= Q
YC
= m.Q
PT
+ Q
L
- Q
C
+ Q
BA
+ Q
TD
+ Q
DT
(2)
Trong đó :
- Q
YC
: tổng công suất phản kháng yêu cầu trong mạng điện.
- m: hệ số đồng thời, lấy m = 1.
- Q
F

: tổng công suất phản kháng của các nhà máy phát ra
Q
F
=

P
F
. tg


F
=350.0,75 = 262,5 MVAr
( với cos
F1
= cos
F2
= cos
F
= 0.8 nên tg
F
= 0,75)
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
17
Đồ án tốt nghiệp
- Q
PT
: tổng công suất phản kháng của các phụ tải.
Q
PT

= Q
PT1
+ Q
PT2
+ Q
PT3
+ Q
PT4
+ Q
PT5
+ Q
PT6
+ Q
PT7
+ Q
PT8
=
= 27,86+18,57+15,47+15,47+21+18+19,5+11,25 = 147,12 MVAr
- Q
L
: tổng tổn thất công suất phản kháng trên cảm kháng của đờng dây.
- Q
C
: tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đờng dây sinh ra. Trong khi
tính sơ bộ ta lấy : Q
L
Q
C
.
- Q

BA
: tổng tổn thất công suất phản kháng trong các MBA.
Q
BA
= 15%.Q
PT
= 0,15 .147,12 = 22,07 MVAr
- Q
TD
: tổng công suất phản kháng tự dùng của nhà máy điện.
Q
TD
=P
TD
. tg


TD
= 35 . 0,75 = 26,25 MVAr
(với cos
TD
= 0,8 nên tg
TD
= 0,75)
- Q
DT
: tổng công suất phản kháng dự trữ cho mạng điện, có thể lấy bằng công
suất phản kháng của một tổ máy phát lớn nhất.
Q
DT

= P
DT
. tg


DT
= 86,1. 0,75 = 64,58 (MVAr)
( Với Cos = 0,8 tg = 0,75 )
Do ú ta cú tng cụng sut phn khỏng yờu cu ca mng in bằng:
Q
YC
= 147,12 + 22,07 + 26,25 + 64,58 = 260,02 MVAr
Từ biểu thức cân bằng (2) ta có:
Q
bù
= P
YC
- Q
F
= 260,02 262,5 = - 2,48 MVA
Vì vậy ta không cần bù sơ bộ công suất phản kháng trong mang điện
Nh vậy qua tính toán sơ bộ luôn có sự cân bằng công suất.
III. Xác định sơ bộ phơng thức vận hành của các nhà máy
1. Chế độ phụ tải cực đại
Chọn nhà máy I làm nhà máy chủ đạo. Ta có công suất yêu cầu của phụ tải
(P
YC
) không kể công suất dự trữ (P
DT
) là :

P
YC
= P
PT
+ P
MĐ
+P
TD
= 218 + 10,9 + 35 = 263,9 MW
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
18
Đồ án tốt nghiệp
Cho nhà máy NĐI phát 85% công suất đặt ta có :
P
F1
=85% .150 =127,5 MW
Nhà máy II phải đảm nhận một lợng công suất phát là :
P
F2
= P
YC
- P
F1
= 263,9 -127,5 = 136,4 MW
Vậy nhà máy II phải phát 136,4/200 = 68,2% công suất định mức.
2. Chế độ phụ tải cực tiểu.
Theo đồ án ở chế độ phụ tải cực tiểu thì
P
min

= 70% . P
max
= 0,7.218 = 152,6 MW
Ta có : P
YCmin
= 70% . P
YCMax
= 0,7.263,9 = 184,73 MW.
chế độ phụ tải cực tiểu cho phép phát đến 50% công suất đặt của nhà máy, nên
cắt bớt một số tổ máy. Giả sử cắt bớt ở nhà máy I 1 tổ máy, cho các tổ máy còn
lại phát với 85% công suất định mức.
Công suất phát của nhà máy I là:
P
F1
= 85%. 100 = 85MW
Nhà máy II phải đảm nhận một lợng công suất phát là :
P
F2
= P
YCmin
- P
F1
= 184,73 - 85= 99,73 MW
Khi đó nhà máy II vận hành 3 tổ với 99,73/150 = 66,4 % công suất định mức.
3. Chế độ sự cố
Sự cố nhà máy I bị sự cố hỏng 1 tổ máy.Khi đó 2 tổ máy còn lại sẽ phát với
100% công suất định mức.
P
F1 SC
= 100% .100 = 100MW

Do : P
YC
= 263,9
Nhà máy II cần phát :
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
19
Đồ án tốt nghiệp
P
F2SC
= P
YC
P
F1SC
= 263,9 100= 163,9 MW
Vậy nhà máy 2 vận hành cả 4 tổ máy với 163,9/200 = 81,95% công suất định
mức của chúng thỡ ỏp ng c yờu cu cụng sut ca ph ti.
4. Tổng kết về phơng thức vận hành của các nhà máy
Từ các lập luận cùng với các tính toán ở trên ta có bảng tổng kết phơng
thức vận hành của 2 nhà máy trong các chế độ nh sau :
Chế độ vận hành Nhà máy điện I Nhà máy điện 1
Phụ tải cực đại
- 3tổ máy
- Phát 127.5MW
- Chiếm 85% công suất
định mức.
- 4 tổ máy
- Phát 136,4MW
- Chiếm 68,2% công suất
định mức.

Phụ tải cực tiểu
- 2tổ máy
- Phát 85MW
- Chiếm 85 % công suất
định mức.
- 3 tổ máy
- Phát 99,73 MW
- Chiếm 66,4 % công suất
định mức.
Chế độ sự cố
- 2 tổ máy
- Phát 100 MW
- Chiếm 100% công suất
định mức.
- 4 tổ máy
- Phát 163,9 MW
- Chiếm 81,5% công suất
định mức.
Chơng ii: lựa chọn phơng án hợp lý
I. Đề xuất phơng án
1. Phơng án chung thành lập các phơng án
Tính toán lựa chọn phơng án cung cấp điện hợp lý phải dựa trên nhiều nguyên
tắc, nhng nguyên tắc chủ yếu và quan trọng nhất của công tác thiết kế mạng điện
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
20
Đồ án tốt nghiệp
là cung cấp điện kinh tế với chất lợng và độ tin cậy cao. Mục đích tính toán thiết
kế là nhằm tìm ra phơng án phù hợp. Làm đợc điều đó thì vấn đề đầu tiên cần
phải giải quyết là lựa chọn sơ đồ cung cấp điện. Trong đó những công việc phải

tiến hành đồng thời nh lựa chọn điện áp làm việc, tiết diện dây dẫn, tính toán các
thông số kỹ thuật, kinh tế
Trong quá trình thành lập phơng án nối điện ta phải chú ý tới các nguyên tắc
sau đây :
- Mạng điện phải đảm bảo tính án toàn cung cấp điện liện tục, mức độ
đảm bảo an toàn cung cấp điện phụ thuộc vào hộ tiêu thụ. Đối với phụ tải
loại 1 phải đảm bảo cấp điện liên tục không đợc phép gián đoạn trong bất
cứ tình huống nào, vì vậy trong phơng án nối dây phải có đờng dây dự
phòng.
- Đảm bảo chất lợng điện năng .
- Chỉ tiêu kinh tế cao, vốn đầu t thấp, tổn thất nhỏ, chi phí vận hành hàng
năm nhỏ.
- Đảm bảo an toàn cho ngời và thiết bị. Vận hành đơn giản, linh hoạt và
có khả năng phát triển.
Kết hợp với việc phân tích nguồn và phụ tải ở trên nhận thấy: Trong các hộ
phụ tải có 6 phụ tải là hộ loại I và 2 phụ tải là hộ loại III, yêu cầu độ tin cậy cung
cấp điện khác nhau. Do đó phải sử dụng các biện pháp cung cấp điện nh: lộ kép,
lộ đơn, mạch vòng.
Từ bản đồ vị trí của các nhà máy điện và các hộ tiêu dùng ta vẽ đuợc sơ đồ dới
đây:
Sơ đồ địa lý của hệ thống điện
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
21
Đồ án tốt nghiệp
S
pt2
=26+j19,5
S
pt2

=24+j18
S
pt3
=25+j15,47
S
pt2
=25+j15,47
S
pt1
=45+j27,86
S
pt2
=15+j11,25S
pt5
=28+j21
S
pt2
=30+j18,57
8
5
2
6
7
3
4
1
NI
3x50MW
cosf =0,8
NII

4x50MW
cosf =0,8
7
2
,
8

k
m
5
0

k
m
7
2
,
8

k
m
4
4
,
7
2

k
m
6

4
,
0
3

k
m
30 km
5
0

k
m
70 km
56,57 km
5
0
,
9
9

k
m
5
3
,
8
5

k

m
4
2
,
4
3

k
m
4
1
,
2
3

k
m
60 km
2. Thành lập các phơng án
Từ các điều kiện trên và căn cứ vào sơ đồ địa lý hệ thống điện ta có thể đa ra
nhiều phơng án thiết kế hệ thống điện,tuy nhiên sau khi tính toán sơ bộ ta chọn ra
năm phong án tói u hơn cả để tính toán chi tiết sau đó sẽ so sánh và chọn ra ph-
ơng án tói u nhất.
Các phơng án thiết kế đựoc lựa chọn để tính toán chi tiết:
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
22
§å ¸n tèt nghiÖp
Phuong án 5Phuong án 4
Phuong án 3Phuong án 2Phuong án 1

NĐII
4x50MW
cos
f =0,8
NĐI
3x50MW
cos
f =0,8
1
4
3
7
6
2
5
8
NĐII
4x50MW
cos
f =0,8
NĐI
3x50MW
cos
f =0,8
1
4
3
7
6
2

5
8
NĐII
4x50MW
cos
f =0,8
NĐI
3x50MW
cos
f =0,8
1
4
3
7
6
2
5
8
NĐII
4x50MW
cos
f =0,8
NĐI
3x50MW
cos
f =0,8
1
4
3
7

6
2
5
8
NĐII
4x50MW
cos
f =0,8
NĐI
3x50MW
cos
f =0,8
1
4
3
7
6
2
5
8
Sinh viªn : L¬ng §øc Cêng
Líp : HÖ Thèng §iÖn 2 – k47
12
Đồ án tốt nghiệp
II. Tính toán chi tiết kỹ thuật các phơng án
A.Phơng pháp tính toán
1.Chọn điện áp của mạng điện.
Một trong những công việc cần thiết để thiết kế hệ thống điện là lựa chọn
đúng điện áp của đờng dây tải điện. Mỗi mạng điện đợc đặc trng bằng điện áp
định mức U

đm
, điện áp này đợc dùng để tính điện áp định mức của các thiết bị
trong mạng điện nh máy biến áp, máy phát, đờng dây. Điện áp định mức đảm bảo
cho các thiết bị hoạt động tốt và đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất.
Dựa vào công thức kinh nghiệm:
U = 4,34.
+
16l
, kV (1)
Trong đó:
l - là khoảng cách truyền tải, km
P - là công suất truyền tải trên đờng dây, Mw
Tính điện áp cho từng đờng dây sau đó lấy điện áp định mức của mạng theo
các điện áp của các đờng dây vừa tính đợc.
2.Chọn tiết diện dây dẫn.
Đối với các lới điện cao áp, các tiết diện dây dẫn đợc chọn theo mật độ
kinh tế của dòng điện:
F
tt
=
kt
i
J
max

(mm) (2)
Trong đó: J
kt
- Mật độ kinh tế của dòng điện, A/ mm
2

Với T
max
= 4500h và dây AC thì J
kt
= 1,1
I
maxi
- Dòng điện làm việc trong chế độ phụ tảI cực đại trên đờng dây
thứ i, A
Dòng làm việc trên mỗi mạch đờng dây xác định theo công thức:
I
maxi
=
dm
maxi
U3n
S
.10
3
=
dm
22
U3n
QP +
.10
3
(A) (3)
Trong đó:
S

maxi
-Công suất lớn nhất chạy trên đờng dây thứ i, MVA
U
đm
- Điện áp định mức của mạng điện, kV
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
12
Đồ án tốt nghiệp
n - Số lộ dây trên đoạn thứ i
Sau khi tính toán ta chọn tiế diện dây dẫn có tiết diện:
F F
tt

3.Kiểm tra điều kiện.
Kiểm tra điều kiện xuất hiện vầng quang, đối với đờng dây 110 kV, để
không xuất hiện vầng quang các dây AC cần phải có tiết diện F 70 mm
2
Kiểm tra phát nóng dây dẫn
Đối với đờng dây kép khi đứt 1 lộ đờng dây thì dòng điện sự cố tăng lên
gấp đôi I
sc
= 2.I
max
, để đảm bảo điều kiện phát nóng của dây dẫn thì I
sc
I
cp

Kiểm tra tổn thất điện áp

Yêu cầu đối vi điều chỉnh điện áp là:
U
maxbt
% 10 %
U
maxsc
% 20 %
Tổn thất điện áp trên đờng dây thứ i nào đó khi vận hành bình thờng đợc
xác định theo công thức:
100.
U
P
2
dm
i iii
ibt
XQR
U
+
=
(4)
Trong đó:
P
i
, Q
i
- công suất chạy trên đờng dây thứ i
R
i
, X

i
- điện trở và điện kháng của đờng dây thứ i
Tổn thất điện áp trong mạng điện khi đứt một mạch đờng dây( đối với đờng dây
có hai mạch )
U
i sc
= 2U
i bt
Kiểm tra cả trong chế độ cực đại và chế độ sự cố của nhà máy điện khi một tổ
máy phát ngừng hoạt động.
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
13
Đồ án tốt nghiệp
B.Tính toán chi tiết kỹ thuật.
1.Phơng án 1
S
pt4
S
pt6
S
pt5
S
pt8
S
pt3
S
pt7
S
pt2

S
pt1
8
5
2
6
7
3
4
1
NII
4x50MW
cosf =0,8
NI
3x50MW
cosf =0,8
a. Phân bố công suất.
Dòng công suất từ các nhà máy điện truyền đến các phụ tải là:
S
II 2
= 30 + j18,57 MVA; S
II 6
= 24+ j18 MVA
S
II 7
= 26 + j19,5 MVA; S
I 8
= 15 + j11,25 MVA
S
I 3

= 25 + j15,47 MVA; S
I 4
= 25 + j15,47 MVA
S
I 5
= 28 + j21 MVA
Công suất từ nhà máyI truyền vào đờng dây I 1 đợc xác định:
P
I - 1
= P
F1
P
I
P
TD1

Trong đó:
P
F1
- Tổng công suất phát của nhà máy NĐI
P
TD1
- Công suất tự dùng trong nhà máy NĐI
S
I
- Tổng công suất của các phụ tải nối với NĐI
( S
I
= P
I 3

+ P
I 4
+ P
I 5
+ P
I 8
)
Ta có:
P
I 1
= 0,85.150-(25+25+28+15) -15 = 19,5MW
Q
I 1
= 19,5. tg = 19,5.0,619 = 12,07
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
14
Đồ án tốt nghiệp
Vậy : S
I 1
= 19,5+j12,07MVA
Khi đó công suất từ NĐII truyền vào đờng dây II 1 là:
S
II 1
= S
1
S
I 1
= 45 + j27,86 (19,5+ j12,07) = 25,5+j15,79MVA
b. Chọn điện áp định mức của mạng điện.

Lập bảng tính điện áp mạng điện theo công thức (1) ta đơc bảng sau:
Bảng 2.1 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Đờng
dây
Công suất
truyền tải,
MVA
Chiều dài đ-
ờng dây L, km
Điện áp tính
toán U kV
Điện áp định
mức của mạng
U
đm
, kV
II 1 25.5+j15,79 78,2 95,16
110
I 3 25+j15,47 56,57 92,73
I 4 25+j15,47 70 94,09
I 5 28+j21 64,03 98,2
II 2 30+j18,57 50 99,9
II 6 24+j18 41.23 89,49
II 7 26+j19,5 72,8 95,95
I 8 15+j11,25 44,72 73,23
I 1 19.5 + j12,07 60 83,7
Vậy ta chọn điện áp định mức của mạng điện là 110kV.
c. Chọn tiết diện dây dẫn.
*) Chọn tiết diện dây dẫn của đờng dây I 1.
Dòng điện chạy trên đờng dây khi phụ tải cực đại

2 2
3 3
I - 1
I - 1
dm
S
19,5 +12,07
I = .10 = .10 =60,18 A
2. 3.U 2. 3.110
Tiết diện dây dẫn
2
I - 1
I - 1
kt
I
60,18
F = = = 54,71 mm
J 1,1
Để không xuất hiện vầng quang ta chọn dây AC có F = 70 mm
2
và dòng điện cho
phép I
CP
= 265 A.
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
15
Đồ án tốt nghiệp
*) Chọn tiết diện dây dẫn của đờng dây II 1.
Dòng điện chạy trên đờng dây khi phụ tải cực đại

2 2
3 3
II - 1
II - 1
dm
S
25,5 +15,79
I = ,10 = .10 = 78,71 A
2. 3.U 2. 3.110
Tiết diện dây dẫn
2
II - 1
II - 1
kt
I
78,71
F = = = 71,55 mm
J 1,1

Để không xuất hiện vầng quang ta chọn dây AC có F = 70 mm
2
và dòng điện cho
phép I
CP
= 265 A.
Kiểm tra dòng điện chạy trên đờng dây trong các chế độ sau sự cố:
- ngừng 1 mạch trên đờng dây
- ngừng 1 tổ máy phát điện
* Khi ngừng 1 mạch của đờng dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I

I 1 SC
= 2I
I 1
= 2.60,18 = 120,36 A
I
II 1 SC
= 2I
II 1
= 2 .78,71 = 157,42 A
Nh vậy
I
SC
< I
CP

* Khi ngừng 1 tổ máy phát của nhà máy NĐI thì 3 tổ máy phát còn lại sẽ phát
100% công suất.
Công suất từ NĐI truyền vào đờng dây I 1 bằng:
P
I 1
= 100 10 (25+25+28+15) = -3 MVA
Q
I 1
= -3. tg = -3.0,75 = -2,25MVAr
S
I 1
= -3 -j2,25MVA
đờng dây II 1 là:
S
II 1

= S
1
S
I 1
= 45 + j27,86 (-3 j2,25) =
= 48+ j30.11 MVA
Dòng điện chạy trên đờng dây I 1 bằng:
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
16
Đồ án tốt nghiệp
2 2
3
I - 1 SC
( 3) +(-2,25)
I = .10 = 9,84 A
2. 3.110


Dòng điện chạy trên đờng dây II 1 bằng:
2 2
3
II - 1 SC
48 +30,11
I = .10 = 148,69 A
2. 3.110

Vậy I
SC
< I

CP
Tơng tự ta tính cho các đờng dây khác. Kết quả tính toán ở trong bảng dới đây:
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
17
§å ¸n tèt nghiÖp
¶ng 2.2 Th«ng sè cña c¸c ®êng d©y trong m¹ng ®iÖn
§êng
d©y
S,
MVA
I
bt
,
A
F
tt
,
mm
2
F
tc
,
mm
2
I
CP
,
A
I

SC
,
A
1
m¹ch
1 tæ
m¸y
I– 1 19.5+j12,07 60,18 54,70 70 265 120,36 9,84 60 0,46 0,440 2,58 13,8 13,2 1,55
II – 1 25.5+j15,79 78,71 68,5 70 265 157,42 148,69 72,8 0,46 0,440 2,58 16,74 16,02 1,88
I –3 25+j15,47 77,15
70,13
70 265 154,3 56,57 0,46 0,440 2,58 13,04 12,4
4
1,46
I – 4 25+j15,47 154,31 140,28 150 445 308,62 70 0,21 1,416 2,74 14,7 29,12 0,96
I – 5 28+j21 183,70 167 185 510 367,4 64,03 0,17 0,409 2,84 10,89 26,19 0,91
II – 2 30+j18,57 93,50 84,087 95 330 - 50 0,33 0,429 2,65 8,25 10,73 1,33
II – 6 24+j18 78,73 71,57 70 265 - 41,23 0,46 0,440 2,58 9,48 9,07 1,06
II – 7 26+j19,5 85,29 77,54 70 265 - 72,8 0,46 0,440 2,58 16,74 16,02 1,88
I – 8 15+j11,25 49,21 44,73 70 265 98,42 - 44,72 0,46 0,440 2,58 10,29 9,84 1,15
Sinh viªn : L¬ng §øc Cêng
Líp : HÖ Thèng §iÖn 2 – k47
18
Đồ án tốt nghiệp
d. Kiểm tra tổn thất điện áp.
I - 3bt
2
25.13,04+15,47.12,44
U % = .100 = 4.35%
110

Khi một mạch đờng dây ngừng làm việc khi đó tổn thất trên đờng dây:
I - 3SC
U % = 2.4,35 = 8,7%
Với các lộ đờng dây khác ta lập bảng tính toán sau :
Bảng 2.3 Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng
Đờng
dây
U
bt
% U
SC
%
Đờng
dây
U
bt
% U
SC
%
1 mạch 1tổ máy 1 mạch 1tổ máy
I 1 3,54 7,08 0,7
I 3 4,35 8,7 II 2 3,69 7,38
I 4 6,76 - II 6 3,23 6.46
I 5 7,06 - II 7 6,18 12,36
I - 8 2,19 4,38 II - 1 5,62 11,23 10,62
Từ kết quả ở bảng trên ta thấy rằng tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong
phơng án I là:
U
maxbt
= U

I 5
= 7,06 %
Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng:
U
maxsc
= U
II 7
= 12,36 %
2. Phơng án II
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
19
Đồ án tốt nghiệp
S
pt5
S
pt8
S
pt6
S
pt3
S
pt4
S
pt7
S
pt2
8
5
2

6
7
3
4
1
NII
4x50MW
cosf =0,8
NI
3x50MW
cosf =0,8
a. Phân bố công suất.
S
3 4
= 25 + j15,47 MVA;S
6 7
= 26+j19,5 MVA
S
8 5
= 28 + j21 MVA;
P
I 3
= P
3
+P
3 4
= 25+25 = 50MW;
S
I 3
=50+j50. tg3= 50+j50.0,619=50+j30,95MVA

S
I 8
= S
8
= 43+j43.0,75=43+j32,25 MVA
S
II 6
= 50+j50.0,75=50+j37,5MVA
S
II 2
= 30+j18,57MW .

b. Chọn điện áp định mức của mạng điện.
Lập bảng tính toán điện áp định mức của mạng điện ta đợc bảng 2.4.
Bảng 2.4 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
20
Đồ án tốt nghiệp
Đờng
dây
Công suất
truyền tải,
MVA
Chiều dài đ-
ờng dây L, km
Điện áp tính
toán U kV
Điện áp định
mức của mạng

U
đm
, kV
I 1 19.5+j12.07 60 83.7
110
II 1 25.5+j15.79 72.8 95.16
I - 3 50+j30.95 56.57 127
3 4 25+j15.47 50 92.07
I 8 43+j32.25 44.72 117.5
8 5 28+j21 30 94.9
II 6 50+j37.5 41.23 125.9
6 7 26+j19.5 53.85 94.07
II 2 30+j18.5 50 99.9
Vậy ta chọn điện áp định mức của mạng điện là 110kV.
c. Chọn tiết diện dây dẫn.
Lập bảng tính toán ta đợc bảng 2.5.
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
21
§å ¸n tèt nghiÖp
B¶ng 2.5 Th«ng sè cña c¸c ®êng d©y trong m¹ng ®iÖn
§êng
d©y
S,
MVA
I
bt
,
A
F

tt
,
mm
2
F
tc
,
mm
2
I
CP
,
A
I
SC
,
A
1
m¹ch
1 tæ
m¸y
I – 1 19,5+j12,07 60,18 54,70 70 265 120,36 9.84 60 0,46 0,440 2,58 13,8 13,2 1,55
II – 1 25,5+j15,79 78,71 71,55 70 265 157,42 148.7 72.8 0,46 0,440 2,58 16,74 16,02 1,88
I – 3 50+j30,95 154,32 140,29 150 445 317,48 56.57 0,21 0,416 2,74 5,94 11,77 1,55
3 – 4 25+j15,47 154,31 140,28 150 445 - 50 0,21 0,416 2,74 10,5 20,80 0,69
I – 8 43+j32,25 141,06 128,23 150 445 292,6 44.72 0,21 0,416 2,74 4,7 9,3 1,23
8 – 5 28+j21 183,70 167 185 510 - 30 0,17 0,409 2,84 5,1 12,27 0,43
II – 6 50+j37,5 164,02 149,11 150 445 340,22 41.23 0,21 0,416 2,84 4,33 8,58 1,13
6 – 7 26+j19,5 85,29 77,53 70 265 176,92 53.85 0,46 0,440 2,58 12,39 11,85 1,39
II – 2 30+j18,5 95,50 84,08 95 265 190,5 50 0,33 0,429 2,65 8,25 10,73 1,S33

Sinh viªn : L¬ng §øc Cêng
Líp : HÖ Thèng §iÖn 2 – k47
22
Đồ án tốt nghiệp
c. Kiểm tra tổn thất điện áp.
Lập bảng tính toán ta có bảng sau:
Bảng 2.6 Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng
Đờng
dây
U
bt
% U
SC
%
Đờng
dây
U
bt
% U
SC
%
1 mạch 1tổ máy 1 mạch 1tổ máy
II 1 5,62 11,23 10.62 I 3 5,46 10,92
II 6 5,81 11,62 34 4,83 -
6 7 3,50 7,00 I 8 4,15 8,30
II 2 3,69 7,37 8 5 3,31 -
I 1 3,54 7,08 0,7
Từ kết quả ở bảng trên ta thấy rằng tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong
phơng án II là:
U

maxbt
= U
I -3-4
= 5,46+4,83 = 10,29 %
Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng:
U
maxsc
= U
I 3 4
= U
I 3sc
+ U
3 4bt
= 10,92+4,83 = 15,3 %

3. Phơng án III
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
23
Đồ án tốt nghiệp
S
pt7
S
pt4
S
pt3
S
pt6
S
pt1

S
pt8
S
pt5
S
pt2
8
5
2
6
7
3
4
1
NII
4x50MW
cosf =0,8
NI
3x50MW
cosf =0,8
a. Phân bố công suất.
Dòng công suất chạy trên các đoạn đờng dây trong mạch vòng II 6 7 đ-
ợc tính nh sau:
Để tính các dòng công suất ta cần giả thiết rằng, mạng điện đồng nhất và tất cả
các đoạn đờng dây đều có cùng một tiết diện. Nh vậy dòng công suất chạy trên
đoạn II 6 bằng:
6 6-7 7 7 7
II - 6
6 6-7 7
S .(L +L )+S +L

S = =
L +L +L
(24+j18).(53,8+72,8)+(26+j19,5).72,8
= = 29,37+j22,04 MVA
53,8+41,23+72,8
S
II 7
= (S
6
+ S
7
) S
II 6
=24+j18 + 26 +j 19.,5 (29,37 + j22,04) =
= 20,63 + j15,46 MVA
S
6 7
= S
II 6
S
6
= 29,37 + j22,04 (24 + j18) = 5,37 +j4,04 MVA
b. Chọn điện áp định mức của mạng điện.
Lập bảng tính toán ta có bảng 2.10.
Bảng 2.10 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Sinh viên : Lơng Đức Cờng
Lớp : Hệ Thống Điện 2 k47
24