Đồ án lưới điện

Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
 Chương 1 
các lựa chọn kỹ thuật cơ bản
1.1.phân tích nguồn và phụ tải
Mạng điện được thiết kế bao gồm hai nhà máy nhiệt điện cung cấp cho 9
phụ tải. Nà máy nhiệt điện I gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất định mức là
52MW, công suất đặt: P
§N§
=4.50 = 200 MW. Hệ số công suất Cosφ = 0,85 điện
áp phát định mức là U
®m
=10,5 KV.
Nhà máy nhiệt điện II gồm 3 tổ máy mỗi tổ máy có công suất định mức là
P
F®m
=50MW, công suất đặt là P
§N§
=3.50 = 150MW. Hệ số công suất Cosφ=0,85
điện áp phát định mức là 10,5 KV.
Hai nhà máy đặt cách nhau 185 Km theo đường thẳng.
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 ), nhưng 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 thường 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 phong nóng.
ChỊ độ làm việc của nhà máy nhiệt điện chỉ đảm bảo được tính kinh tế khi
nó vận hành với (80 - 85%P
®m

). Trong 9 phụ tải của mạng điện đều là hộ loại 1,
các hộ nằm rải rác xung quanh nhà máy nên nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc
vạch các phương án nối dây, kết hợp với việc cung cấp điện cho phụ tải nè liền
giữa hai nhà máy.
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
1
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
Để đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ta phải quan tâm đến tính chất
của các phụ tải, tạo ra phương thức cung cấp điện đáp ứng yêu cầu của các hộ
phụ tải.
Trong ®i¹ bàn ta thiết kế mạng điện, căn cứ vào vị trí đặt của 2 nhà máy
nhiệt điện cũng như vị trí đặt của phụ tải ta thấy rằng:
- Các phụ tải ở gần nhà máy nhiệt điện nào có xu hướng nối trực tiếp
với nhà máy, phụ tải ở xa có thể nối liên thông từ phụ tải khác đến.
- Phụ tải số 3 nằm giữa hai nhà máy nên đường dây liên lạc giữa hai nhà
máy nhiệt điện có thể thông qua phụ tải này, do nhà máy I cung
1.2.các lựa chọn kỹ thuật
1.2.1.Kết cấu lưới : Các phụ tải được cấp ®iÖnb»ng hại đường dây song song từ
hai thanh cái độc lập của nhà máy, hoặc trạm trung gian, hoặc bằng hai đường
dây mạch vòng kín từ trạm trung gian và phụ tải khác sang, qua máy cắt tổng,
máy cắt liên lạc, máy cắt đường dây.
Đường dây liên lạc giữa hai nhà máy thiết kế bằng hai đường song song,
cấp điện cho phụ tải số 3 nằm giữa hai nhà máy.
Chọn loại đường dây đi trên không (§DK). Dây dẫn loại AC để tạo độ bền
cơ học và cột bê tông li tâm cốt thép, xà, sứ do việt nam sản xuất.
1.2.2.Kết cấu trạm biến áp :
Để đảm bảo cấp điện liên tục các trạm trung gian cấp điện cho phụ tải đều
dùng hai máy biến áp, thanh cái độc lập qua máy cắt liên lạc.
Máy cắt sử dụng loại cùng cấp điện áp do nước ngoài sản xuất.

1.3.Lựa chọn điện áp định mức cho mạng điện
Việc chọn cấp điện áp vận hành cho mạng điện là một vấn đề rất quan
trọng, nó ảnh hưởng đến tính vận hành kinh tế kỹ thuật của mạng điện.
Tuỳ thuộc vào giá trị công suất cần chuyền tải và độ dài tải điện mà ta
chọn độ lớn của điện áp vận hành sao cho kinh tế nhất.
Nên công suất chuyên tải lớn và tải đi xa ta dùng cấp điện áp lớn lợi hơn,
vì rằng giảm được đáng kể lượng công suất tổn thất trên đường dây và trong máy
biến áp, tuy nhiên tổn thất do vầng quang điện tăng và chi phí cho cách điện
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
2
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
đường dây và máy biến áp cũng tăng. Do vậy ta cần cân nhắc kỹ lưỡng để chọn
ra cấp điện áp vận hành hợp lý nhất cho mạng điện.
ở đây điện áp vận hành của mạng điện được xác định theo công thức kinh
nghiệm của Still (Mü) sau :
U = 4,34.
P.16L +
- P là công suất đường dây cần chuyền tải (MW).
- L là khoảng cách cần chuyền tải công suất.
- U là điện áp định mức vận hành (KV) .
Ta tính toán điện áp định mức cho từng tuyến dây, sau đó chọn điện áp
chuyên tải chung cho toàn mạng. Chọn cấp điện áp định mức của lưới điện tính
cho từng nhánh, tính từ nhà máy điện gần nhất đến nút tải.
Kết quả cho bởi bảng sau:
Tuyến đường
dây
Chiều dài L
(Km)
Công suất P

(MW)
Điện áp tính toán
(Kv)
Điện áp chọn
(Kv)
Ι-1 58,31 29 99,19
110
Ι-2 72,11 29 100,49
Ι-3 80 38 113,84
Ι-4 58,31 18 80,76
Ι-5 108,17 38 116,14
Ι-9 76,16 18 82,82
II-6 62,27 29 100,03
II-7 40,31 18 78,04
II-8 54,08 29 98,78
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
3
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
 Chương 2 
Cân băng sơ bộ công suất
Tính bê cưỡng bức công suất phản kháng
2.1.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 nguồn công suất tiêu thụ cộng với công suất
tiêu tán trên đường 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 sinh ra phương thức vận

hành cụ thể cho nhà máy điện, nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ
tải cũng như chất lượng điện năng.
Khi tính toán sơ bộ ta coi tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và
máy biến áp là không đổi. Nó được tính theo % công suất của phụ tải cực đại.
Cân bằng công suất tác dụng trong mạng điện được biểu diễn bằng công
thức sau:
ΣP
F
=

m

.ΣP
PT
+

Σ∆P
M§
+ ΣP
TD
+ ΣP
Dt
Trong đó :
- m là hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại cùng 1 lúc, lấy m =1
- ΣP
F
là tổng công suất các nhà máy phát ra ở chế độ đang xét ( Sự cố, cực
đại, cực tiểu )
ΣP
F

= (4.50) + (3.50) = 350 MW
- ΣP
PT :
tổng công suất tác dụng của các phụ tải
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
4
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
ΣP
PT
=ΣP
Pti
=246 MW
- Σ∆P
M§
: tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện ( Từ 5÷ 8
%ΣP
PT
). ở đây ta lấy bằng 8%ΣP
PT
.
Σ∆P
M§
=8%.246 = 19,68 MW
- ΣP
TD:
Tổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện. ( Đối với
nhiệt điện ta lấy bằng 8 %(m

.ΣP

PT
+

Σ∆P
M§
)
ΣP
TD
=8%.(246 + 19,68) = 21,25 MW
- ΣP
DT
: Tổng công suất tác dụng dự trữ
ΣP
Dt
=ΣP
F
-

m

.ΣP
PT
-

Σ∆P
M§
- ΣP
TD

= 350 - 246 - 19,68 - 21,25

= 63,07 MW.
Thấy rằng : ΣP
Dt
= 63,07 MW = 25,6%.ΣP
PT
, và lớn hơn công suất của một
tổ máy lớn nhất trong mạng điện. Vậy nguồn có đủ khả năng cung cấp công suất
tác dụng cho phụ tải.
2.2.cân bằng công suất phản kháng
Phương trình cân bằng CSPK được viết như sau:
ΣQ
F
+ΣQ
b
= mΣQ
PT
+ Σ∆Q
L
- Σ∆Q
C
+ Σ∆Q
BA
+ ΣQ
TD
+ ΣQ
DT
Trong đó :
- ΣQ
F
Là tổng CSPK của NMN§ phát ra

ΣQ
F
=

ΣP
F
. tg

ϕ
F
=350×0,62 = 217 (MVAr).
- m: Là hệ số đồng thơ×, lấy m = 1.
- ΣQ
PT
: Là tổng CSPK của phụ tải.
- Σ∆Q
L
: Là tổng tổn thất CSPK trên cảm kháng của đường dây.
- ∆Q
C
: Là tổng CSPK do dung dẫn của đường dây sinh ra. Trong khi tính sơ
bộ ta lấy : Σ∆Q
L
= Σ∆Q
C
. Vì Vậy :
Σ∆Q
L
- Σ∆Q
C

= 0
- Σ∆Q
BA
: Là tổng tổn thất CSPK trên các MBA.
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
5
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
- ΣQ
TD
: Là tổng CSPK tự dùng của NM§.
- ΣQ
DT
: Là tổng CSPK dự trữ cho mạng, có thể lấy bằng công suất phản
kháng của một tổ máy phát lớn nhất.
Ta có:
ΣQ
PT
= ΣP
PT
. tg

ϕ
PT
= 246 × 0,62 = 152,446 (MVAR)
( Với Cos ϕ = 0,85 → tgϕ = 0,62 )
Σ∆Q
BA
= 15%ΣQ
PT

= 0,15 × 152,446 = 22,867 (MVAR)
ΣQ
TD
=ΣP
TD
. tg

ϕ.= 21,25 × 0,882 = 18,743 (MVAR)
( Với Cos ϕ = 0,75 → tgϕ = 0,882 ).
ΣQ
DT
=0,62 × 50 = 30,985 (MVAR)
Vậy tổng CSPK Q
b
là :
ΣQ
b
= ΣQ
F
- (mΣQ
PT
+ Σ∆Q
L
- Σ∆Q
C
+ Σ∆Q
BA
+ ΣQ
TD
+ ΣQ

DT
)
= 217-(152,446 + 22,867 + 18,743 +30,985)
= -8,041 MVAr < 0
Thấy rằng 2 nhà máy có đủ khả năng cung cấp công suất phản kháng cho
phụ tải nên không cần bê sơ bộ.
ΣQ
YC
= ΣQ
PT
+ Σ∆Q
BA
+ ΣQ
TD
= 167,04 + 25,056 + 22,5
= 214,59 (MVAR)

Khi nhà máy N§ hoà vào HT với Cos ϕ = 0,85 → tgϕ = 0,62, khi đó CSPK
của cả HT và NMN§ phát ra là:
Q
HT
+ ΣQ
F
=ΣP
YC
. tg

ϕ = 395,4 × 0,62 = 245,14 (MVAR)
So sánh giữa cung và cầu ta thấy : Lượng CSPK phát ra so với lượng CSPK
yêu cầu như sau :

Q
HT
+ ΣQ
F
= 245,14 (MVAR) > ΣQ
YC
= 214,59 (MVAR)
Kết luận :Vậy không cần đặt thêm thiết bị bê CSPK vì đã có
Q
HT
+ ΣQ
F
> ΣQ
YC
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
6
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
7
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
 Chương 3 
Thành lập các phương án cấp điện
3.1.Dự kiến phương thức vận hành của các nhà máy điện
Để đảm bảo việc cấp điện cho phụ tải được an toàn, và ổn định ta dự kiến
phương thức vận hành của các nhà máy điện trong các điều kiện làm việc khác
nhau. Cụ thể được xét như sau:
3.1.1.Chế độ phụ tải cực đại :
Hai nhà máy điện đều là nhiệt điện, nhà máy II có công suất nhỏ hơn nên

bố trí nhà máy I là nhà máy chủ đạo. Ta có công suất yêu cầu của phụ tải (P
yc
)
không kể công suất dự trữ (P
dt
) là :
ΣP
yc
= ΣP
pt
+ΣΔP
m®
+ΣP
td
Thay số vào ta có :
ΣP
yc
= 246 + 19,68 + 21,25 = 286,9
Lượng công suất yêu cầu trong chế độ phụ tải cực đại chiếm (
%97,81%100.
350
9,286
=
tổng công suất đặt của 2 nhà máy).
Giả sử nhà máy 1 phát lên lưới 80% công suất, ta có :
P
F1
=87%×200 = 174 MW
Lượng tự dùng của nhà máy 1 là :
P

td1
=8%×200 = 16 MW
Nhà máy 2 phải đảm nhận một lượng công suất phát là :
P
F2
= ΣP
yc
- P
F1
= 286,9 - 174 = 112,9 MW
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
8
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
Lượng công suất yêu cầu phát ra của nhà máy 2 chiếm
%3,75%100.
150
9,112
=
công suất đặt của nhà máy.
Lượng tự dùng của nhà máy 2 là :
P
td2
=ΣP
td
- P
td1
= 21,25 - 16 = 5,25 MW.
3.1.2.Chế độ phụ tải cực tiểu :
Ta có : ΣP

yc
= 50%×ΣP
ycMax
=50%×286,9 = 143,45 MW.
Chiếm
%98,40%100.
350
45,143
=
tổng công suất đặt của cả 2 nhà máy, ở chế
độ min cho phép phát đến 50% công suất đặt của nhà máy, nên cắt bớt một số tổ
máy. Giả sử cắt bớt ở NN1 3 tổ máy, tổ máy còn lại phát với 60% công suất định
mức.
Suy ra, công suất phát của nhà máy 1 là:
P
F1
=70%×50 = 35MW
Lượng tự dùng của NM1 là :
P
td1
=50%× P
td1max
= 8 MW
Nhà máy 2 phải đảm nhận một lượng công suất phát là :
P
F2
= ΣP
yc
- P
F1

= 143,45 - 35 = 108,45 MW
Cho nhà máy N§2 vận hành3 tổ máy, như vậy N§2 đảm nhận 72,3% công
suất định mức của chúng. Với lượng công suất tự dùng là 2,625 MW.
3.1.3.Chế độ sự cố :
Giả thiết rằng nhà máy nhiệt điện 1 bị sự cố hỏng 1 tổ máy.Khi đó 3 tổ
máy còn lại phát với 85% công suất định mức.
⇒ P
F1sc
= 95% .150 = 142,5 MW
Do : ΣP
yc
= 286,9 ⇒ nhà máy 2 cần phát :
P
F2sc
= 286,9 - 142,5 = 144,4 MW
Vậy nhà máy 2 phải vận hành cả 3 tổ máy với 96,2% công suất định mức
của chúng.
3.1.4.Tổng kết về phương thức vận hành :
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
9
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
Từ các lập luận cùng với các tính toán ở trên ta có bảng tổng kết phương
thức vận hành của 2 nhà máy trong các chế độ như sau :
Chế độ vận hành Nhà máy điện 1 Nhà máy điện 2
Phụ tải cực đại
- 4 tổ máy
- Phát 174 MW
- Chiếm 87% công suất đặt.
- 3 tổ máy

- Phát 112,9 MW
- Chiếm 75,3% công suất đặt.
Phụ tải cực tiểu
- 1 tổ máy
- Phát 35 MW
- Chiếm 70 % công suất đặt
- 3 tổ máy
- Phát 108,45 MW
- Chiếm 73,2 % công suất đặt
Chế độ sự cố
- 3 tổ máy
- Phát 142,5 MW
- Chiếm 95 % công suất đặt
- 3 tổ máy
- Phát 144,4 MW
- Chiếm 96,2 % công suất đặt
3.2.thành lập các phương án lưới điện
3.2.1.Nguyên tắc chung thành lập phương án lưới điện :
Tính toán lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý phải dựa trên nhiều
nguyên tắc, nhưng nguyên tắc chủ yếu và quan trọng nhất của công tác thiết kế
mạng điện là cung cấp điện kinh tế với chất lượng và độ tin cậy cao. Mục đích
tính toán thiết kế là nhằm tìm ra phương án phù hợp. Làm được 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 như lựa chọn điện áp làm việc, tiết diện dây
dẫn, tính toán các thông số kỹ thuật, kinh tế
Trong quá trình thành lập phương án nối điện ta phải chú ý tới các nguyên
tắc sau đây :
- Mạng điện phải đảm bảo tính án toàn cung cấp điện liÖn 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 được phép gián đoạn

trong bất cứ tình huống nào, vì vậy trong phương án nối dây phải có
đường dây dự phòng.
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1Km
2
1
3
8
4
5
9
6

7
N§1 N§2
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
- Đảm bảo chất lượng điện năng (tần số, điện áp, )
- Chỉ tiêu kinh tế cao, vốn đầu tư thấp, tổn thất nhỏ, chi phí vận hành
hàng năm nhỏ.
- Đảm bảo an toàn cho người 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: cả 9 phụ tải
đều là hộ loại I, yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao. Do đó phải sử dụng các
biện pháp cung cấp điện như: lộ kép, mạch vòng.
Trong phần cân bằng công suất nhận thÂy ở chế độ vận hành bình thường
mạng khu vực cần hệ thống cung cấp 144,6MW, nên bố trí các phụ tải gần hệ
thống sẽ được cung cấp điện từ hệ thống (phụ tải 4,5,6).
Để có sự liên kết giữa nhà máy làm việc trong hệ thống điện thì phải có sự
liên lạc giữa nhà máy và hệ thống. Khi phân tích nguồn và phụ tải có phụ tải 3
nằm tương đối giữa nhà máy và hệ thống nên sử dụng mạch đường dây N§-3-HT
để liên kết nhà máy với hệ thống.
Với các nhận xét và yêu cầu trên đưa ra các phương án nối dây sau:
3.2.2.Các phương án lưới điện : (10 phương án ).
Phương án 1
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
11
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
Phương án 2
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1Km
2
1
3
8
4
5
9
6
7
N§1 N§2
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
Phương án 3

Phương án 4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1Km
2
1
3
8
4
5
9
6
7
N§1 N§2
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.

13
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1Km
2
1
3
8
4
5
9
6
7
N§1 N§2
Trường Đại học Bách khoa hà nội

Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
Phương án 5
Phương án 6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1Km
2
1
3
8
4
5
9
6
7

N§1 N§2
Phương án 7
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
14
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1Km
2
1
3
8
4
5
9
6

7
N§1 N§2
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1Km
2
1
3
8
4
5
9
6

7
N§1 N§2
Phương án 8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1Km
2
1
3
8
4
5
9
6
7

N§1 N§2
Phương án 9
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
15
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1Km
2
1
3
8
4
5

9
6
7
N§1 N§2
Phương án 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1Km
2
1
3
8
4
5
9

6
7
N§1 N§2
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
16
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
3.3.so sánh sơ bộ các phương án bằng phương pháp m«men phụ tải
3.3.1.Công thức tính :
Việc phân tích các phương án thì chủ yếu dựa vào hai tiêu chuẩn chính
là : Kinh tế và kỹ thuật, và muốn so sánh chặt chẽ ta phải làm một số tính toán cụ
thể. Việc đó sẽ dẫn đến mất rất nhiều thời gian, khi mà số phương án đề ra là khá
nhiều.
Để có thỈ sơ bộ loại 1 số phương án, mà không cần phải tính toán chi tiết,
ta có thể dùng mô men phụ tải PL để phân tích. Dùng mô men phụ tải có thể nói
lên được khối lượng kim khí và tổn thất điện năng trong mạng.
Khối lượng kim loại màu dùng cho mạng điện có thỈ được tính theo công
thức sau:
V =
∑
ϕ
mm
kt
l.P.
Cos.U.J
3
= a.
∑
mm
l.P

Trong đó:
P
m
: Là công suất chuyên chở trên lộ dây m,
L
m
: Là chiều dài của lộ dây m,
a =
ϕCos.U.J
3
kt
3.3.2. Kết quả tính toán :
Từ công thức chung trên thay số ta dễ dàng tính toán được khối lượng kim
loại màu cho từng phương án (10 phương án kể trên), kết quả tính toán được em
tổng kết ở bảng sau :
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
17
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
Phương án
Khối lượng kim loại màu,
V
1 21442,83
2 21448,15
3 21602,05
4 22118,83
5 22747,49
6 22971,69
7 22153,03
8 25379,02

9 25218,06
10 21580,13

Từ bảng tổng kết trên ta thấy rằng, các phương án 1,2,3,4,10 có khối lượng
kim loại màu tính sơ bộ là ít hơn cả. Chính vì vậy, ta chọn 5 phương án này để
tính toán kỹ thuật ở phần tiếp theo.
3.4.tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho các phương án
Sau khi sơ bộ so sánh các phương án bằng phương pháp m«men phụ tải
PL, ta đã lựa chọn được 5 phương án (1,2,3,4 và 10) để tính toán và so sánh về
mặt kỹ thuật.
Theo thiết kế dự kiến dùng loại dây nhôm lõi thép (AC) đặt trên không
với khoảng cách trung bình hình học D
tb
=5 m. Thời gian sử dụng công suất lớn
(T
max
=5500h), điện áp cao và công suất truyền tải lớn, nên tiết diện dây được
chọn theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế(J
kt
) sau đó kiểm tra lại điÒu kiện
phát nóng, tổn thất điện áp lúc bình thường cũng như khi sự cố, điều kiện độ bền
cơ, tổn thất vầng quang.
Để chọn tiết diện thì dựa vào biểu thức sau :
.
J
I
F
kt
max
tt

=
Trong đó:F
tt
- tiết diện tính toán của dây dẫn (mm
2
).
I
max
- dòng điện chạy qua dây dẫn trong chế độ phụ tải max (A).
J
kt
- mật độ dòng điện kinh tế (A/mm
2
)(tra bảng).
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
18
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
Theo phụ lục 3.1 trang 72 - Sách mạng và hệ thống điện (TG: Nguyễn văn
Đạm, Phan đăng Khải ) ta chọn được J
kt
=1.0 (A/mm
2
).
Dòng điện làm việc lớn nhất được tính theo biểu thức:
.10.
U.3.n
QP
U.3.n
S

I
3
2
max
2
max
max
maxlv
+
==
Trong đó : S
max
- công suất chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải
max(MVA).
n- số mạch trên một đường dây.
U
®m
-điện áp định mức của mạng(110KV).
Tổn thất điện áp trên các lộ được xác định theo biểu thức:
100.
U.n
X.QR.P
%U
2
dm
+
=∆
Với: P,Q- công suất tác dụng và phản kháng chạy trên các lộ.
R = l.r
0

- điện trở của đường dây.
X = l.x
0
- điện kháng của đường dây.
n- Số mạch trên một đường dây.
Điều kiện để phương án được chấp nhận. Do các phụ tải đều là hộ loại I
nên dùng máy biến áp điều áp dưới tải:



−≤∆
−≤∆
%2520%U
%1510%U
maxsc
maxbt
Với điện áp U ≥ 110kv, tiết diện dây dẫn cần chọn có F ≥ 70 mm
2
. Để
tránh tổn thất vầng quang trong điều kiện làm việc bình thường.
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
19
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2
3
4
5
6
7
8

9
10
11
12
13
14
15
16
17
1Km
2
1
3
8
4
5
9
6
7
N§1 N§2
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
3.4.1.Phương án 1 :
3.4.1.1. Tính chọn dây dÉn :
♠ Lộ dây liên lạc giữa hai nhà máy:
Trong chế độ phụ tải cực đại, nhà máy điện N§1 phát 87% công suất định
mức, tức là :
P
f1
= 87%.200 = 174MW, P

td1
=16 MW,
Tổn thất trong máy biến áp tăng áp tính sơ bộ theo % công suất phát là :
Δp
ba1
=8%.174=13,92 MW
Tổng công suất cung cấp cho các phụ tải 1,2,4,5, và 9 là :132MW
Vậy công suất truyền tải tới phụ tải 3 trên đường dây N§1-3 như sau:
P
I-3
=174-16-13,92-132 = 12,08 MW
Công suất truyền tải trên đường dây N§2-3 là :
P
II-3
= 38 - 12,08 = 25,92 MW.
Công suất phản kháng phát ra bởi nhà máy I là:
Q
fI
= 0,87.200.tg(arccos(0,85)) = 107,836 MVAr.
Công suất phản kháng tự dùng của nhà máy I là :
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
20
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
MVAr9159,96197,0.16tg.PQ
tdItdI
1
td
==ϕ=
Tổng công suất phản kháng cấp cho các phụ tải 1,2,4,5,và 9 là :

Q
ft
=132. tg(arccos(0,85)) = 81,81 MVAr
Tổn thất công suất trong máy biến áp tăng áp tính sơ bộ bằng 10% công suất
phát :
784,10 107,836%.10Q
baI
==∆
MVAr.
Vậy công suất truyền tải trên đoạn dây I-3 là :
784,1081,819159,9836,107QQQQQ
baIfttdIfI
'
3I
−−−=∆−−−=
−
= 5,326 MVAr
Công suất truyền tải trên đường dây N§2-3 là :
Q
II-3
= 38.tg(arccos(0,85)) - 5,326 = 18,224 MVAr.
Ta có công suất biểu kiến trên đoạn đường dây I-3 là :
S
I-3
=
202,13326,508,12QP
22
2
31
2

31
=+=+
−−
MVA
Dòng làm việc lớn nhất chạy trong dây dẫn nối giữa N§1 và 3 là :
A65,3410.
110.3.2
202,13
U.3.n
S
I
3
max
maxlv
===
Tiết diện dây dẫn được tính như sau:
.
J
I
F
kt
max
tt
=
=
65,34
0.1
65,34
=
mm

2
Thấy rằng tiết diện tính toán của dây dẫn là 34,65 mm
2
, tuy nhiên để đảm bảo
điều kiện tổn thất vầng quang thì ta chọn tiết diện tiêu chuẩn là 70mm
2
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
21
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
♠ Tính toán tương tự cho các nhánh dây còn lại ta được bảng tổng kết sau:
Lộ dây P(MW) Q(MVAr) S(MVA) I(A) F
tt
(mm
2
) F
tc
(mm)
2
n
I
÷
1 29
17.973 34.118 89.536 89.536 95 2
I
÷
2 29
17.973 34.118 89.536 89.536 95 2
I
÷

3 12,08
7.487 14.212 37.296 37.296 70 2
I
÷
4 18
11.155 21.176 55.574 55.574 70 2
I
÷
5 38
23.550 44.706 117.323 117.323 120 2
I
÷
9 18
11.155 21.176 55.574 55.574 70 2
II
÷
6 29
17.973 34.118 89.536 89.536 95 2
II
÷
7 18
11.155 21.176 55.574 55.574 70 2
II
÷
8 29
17.973 34.118 89.536 89.536 95 2
II
÷
3 25,92
16.064 30.494 80.026 80.026 95 2

3.4.1.2.Kiểm tra điều kiện phát nóng :
Đối với đường dây kép chỉ cấp cho phụ tải ta xét sự cố là bị cắt một mạch
đường dây khi phụ tải cực đại, khi đó dòng chạy trên đường dây còn lại sẽ tăng
gấp đôi.
♠ Lộ dây I -1 :
Khi sự cố đứt một dây, lúc đó dòng điện sự cố sẽ là:
I
sc
= 2.89,536 = 179,071A
Dòng cho phép của dây AC95 là :
336I
cp
=
A.
Ta thấy
A071,1798.268336.8,0I
cp
>==
. Như vậy dây AC95 chọn cho đoạn I
-1 thoả mãn điều kiện phát nóng.
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
22
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
♠ Tính tương tự cho các đoạn đường dây còn lại ta có bảng kết quả :
Lộ dây Loại dây
cp
I
(A) 0,8.
cp

I
(A) I
sc
(A)
I
÷
1
AC-95
336
268.8 179.072
I
÷
2
AC-95
336
268.8 179.072
I
÷
3
AC-70
275
220 74.592
I
÷
4
AC-70
275
220 111.148
I
÷

5
AC-120
380
304 234.646
I
÷
9
AC-70
275
220 111.148
II
÷
6
AC-95
336
268.8 179.072
II
÷
7
AC-70
275
220 111.148
II
÷
8
AC-95
336
268.8 179.072
II
÷

3 AC-95 336
268.8 160.052
Như vậy tiết diện dây dẫn đã chọn đều thoả mãn điều kiện phát nóng
3.4.1.3.Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp :
Ta có bảng thông số của các đoạn đường dây ứng với tiết diện đã chọn như
sau :
Lộ dây l(km)
r
o
(Ω/km) x
o
(Ω/km) R
t®
(Ω) X
t®
(Ω)
I
÷
1 58,31 0.335 0.322 9.767 9.388
I
÷
2 72,11 0.335 0.322 12.078 11.610
I
÷
3 80 0.47 0.433 18.800 17.320
I
÷
4 58,31 0.47 0.433 13.703 12.624
I
÷

5 108,17 0.274 0.416 14.819 22.499
I
÷
9 76,16 0.274 0.416 10.434 15.841
II
÷
6 62,27 0.335 0.322 10.430 10.025
II
÷
7 40,31 0.47 0.433 9.473 8.727
II
÷
8 54,08 0.335 0.322 9.058 8.707
II
÷
3 105
0.335 0.322 17.588 16.905
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
23
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
♠ Lộ dây I-1:
Tổn thất khi vận hành bình thường

%74,3%100
110
388,9.97,17767,9.29
%100
U
X.QR.P

%U
22
dm
1tdI1I1tdI1I
1btI
=
+
=
+
=∆
−−−−
−
Khi sự cố đứt một mạch đường dây lúc phụ tải cực đại tổn thất điện áp sẽ
tăng gấp đôi. ∆U
scI-1
% = 2.3,74%=7,47%
♠ Đối với đường dây liên lạc ta có :
- Sự cố đứt một mạch đường dây
%64,2%100
110
326,5.32,1708,12.8,18
.2%U
2
3scddI
=
+
=∆
−
;
∆U

scddII-3
% = 6,31%
Tương tự cho các phụ tải khác ta có bảng sau
Lộ dây P (MW) Q(MVAr)
∆U
bt
% ∆U
sc
%
I
÷
1 29
17.973 3.735 7.471
I
÷
2 29
17.973 4.619 9.238
I
÷
3 12,08
7.487 2.949 2.64
I
÷
4 18
11.155 3.202 6.405
I
÷
5 38
23.550 9.033 18.066
I

÷
9 18
11.155 3.013 6.025
II
÷
6 29
17.973 3.989 7.978
II
÷
7 18
11.155 2.214 4.427
II
÷
8 29
17.973 3.464 6.928
II
÷
3 25,92
16.064 6.012 6.31
Thấy rằng các dây dẫn vừa chọn đều thoả mãn điÒu kiện về tổn thất điện áp
là :



−≤∆
−≤∆
%2520%U
%1510%U
maxsc
maxbt

Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
24
Trường Đại học Bách khoa hà nội
Khoa điện Đồ án Tốt Nghiệp - Lưới Điện
3.4.2. Các phương án còn lại :
Các phương án 2,3,4,10 tính toán tương tự như phương án 1, ta được kết
quả tổng kết cho ở bảng sau:
Tuyến
dây
I
max
(A) -
F
tt
(mm
2
)
I
Scmax
(A)
F
tc
(mm
2
)
R(Ω) X(Ω)
ΔU
bt
% ΔU
sc

% I
CP
(A)
Phương án 1
I
÷
1
89.536 179.071 95 9.767 9.767 3.735 7.471 330
I
÷
2
89.536 179.071 95 12.078 12.078 4.619 9.239 330
I
÷
3
37.296 74.592 70 18.800 18.800 2.949 5.897 265
I
÷
4
55.574 111.148 70 13.703 13.703 3.202 6.405 265
I
÷
5
117.323 234.645 120 14.819 14.819 9.033 18.066 380
I
÷
9
55.574 111.148 70 10.434 10.434 3.013 6.025 265
II
÷

6
89.536 179.071 95 10.430 10.430 3.989 7.978 330
II
÷
7
55.574 111.148 70 9.473 9.473 2.214 4.428 265
II
÷
8
89.536 179.071 95 9.058 9.058 3.464 6.929 330
II
÷
3
80.026 160.053 95 17.588 17.588 6.012 12.024 330
Phương án 2
I
÷
1 89.54 179.07 95 9.767 9.388 3.735 7.471 330
I
÷
2 89.54 179.07 95 12.078 11.610 4.619 9.239 330
I
÷
3 37.30 74.59 70 18.800 17.320 2.949 5.897 265
I
÷
4 172.90 345.79 185 5.190 11.720 5.763 11.527 510
4
÷
5 117.32 234.65 120 6.850 10.400 4.175 8.351 380

I
÷
4
÷
5 9.939 19.878
I
÷
9 55.57 111.15 70 10.434 15.841 3.013 6.025 265
II
÷
6 89.54 179.07 95 10.430 10.025 3.989 7.978 330
II
÷
7 55.57 111.15 70 9.473 8.727 2.214 4.428 265
II
÷
8 89.54 179.07 95 9.058 8.707 3.464 6.929 330
II
÷
3 80.03 160.05 95 17.588 16.905 6.012 12.024 330
Nguyễn Văn Tân - HT§2/K43.
25