Thành lập các phương án lưới điện tính toán kỹ thuật các phương án

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

phần thứ nhất
thiết kế lới điện khu vực
CHƯƠNG 1 :
Các lựa chọn kỹ thuật cơ bản
1.1.phân tích nguồn và phụ tải.
1.Sơ đồ địa lý:

44,72

2.Những số liệu về nguồn cung cấp:
a.Nhà máy 1:
Công suất đặt: P1=4x50=200MW
Hệ số công suất: cos=0,85
Điện áp định mức: Uđm=10kV
b.Nhà máy 2:
Công suất đặt: P2=3x50=150MW
Hệ số công suất: cos=0,85
Điện áp định mức: Uđm=10kV
3.Những số liệu về phụ tải:
Đợc biểu diễn nh bảng sau
Pt1

Pt2

Pt3

Pt4

Pt5

Pt6

Pt7

Pmax
29
18
18
29
38
18
38
0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85
cos
Yêu cầu ĐCĐA
Kt
Kt
Kt
Kt
Kt
Kt
Kt
Yêu cầu độ tin cậy
Tất cả các phụ tải đều đợc cấp điện từ 2 nguồn
Ta có các nhận xét nh sau :

SV Đặng Phóc Thä HT§3_K45

Pt8

Pt9

29
0.85
Kt

29
0.85
Kt

1


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

Hệ thống đợc thiết kế gồm hai nhà máy, nhà máy loại nhiệt điện, cung cấp cho 9
phụ tải
Đa số các phụ tải đều nằm ở giữa và lân cận hai nhà máy, đây là một điều kiện rất
thuận lợi để đề ra các phơng án nối dây, kết hợp với việc cung cấp điện cho các hộ
phụ tải và nối liên lạc giữa hai nhà máy thành một hệ thống điện.
Để đảm bảo cung cấp điện ta phải chú ý đến các hộ phụ tải, tính chất của các hộ
tiêu thụ điện để có phơng thức cung cấp điện nhằm đáp ứng đợc yêu cầu của các hộ
dùng điện.
Theo nh sơ đồ bố trí vị trí các phụ tải và vị trí của các nhà máy điện ta thấy rằng:
Phụ tải xa nguồn nhất đó là phụ tải 5&7 với khoảng cách tới nguồn là hơn

100km, còn phụ tải gần nguồn nhất là phụ tải 1 với khoảng cách tới nguồn I là
53,85km , và phụ tải 9 với khoảng cách tới nguồn II là 50,99km
Các hộ phụ tải 1, 2, 5, 6,7 ở gần nhà máy điện I, nên phơng án nối dây xu hớng
do nhà máy nhiệt điện 1 cung cấp.
Các hộ phụ tải còn lại ở gần nhà máy nhiệt điện II nên phơng án nối dây chủ
yếu do nhà máy này cung cấp.
Nhà máy nhiệt điện I gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 50MW, tổng công
suất lắp đặt của nhà máy I là 200MW. Nhà máy nhiệt điện II gồm 3 tổ máy, công suất
mỗi tổ máy là 50MW, tổng công suất lắp đặt của nhà máy II là 150MW.
Nhà máy I chủ yếu cung cấp cho các hộ phụ tải 1, 2, 5 , 6 , 7 với tổng công suất khi
phụ tải max là 132MW. Còn nhà máy II cung cấp chủ yếu cho các hộ phụ tải 6, 7, 8 ,
9 với tổng công suất khi phụ tải cực đại là 114MW.
Tổng công suất phát của 2 NM là : PF = 4.50 + 3.50 = 350MW.
Giả thiết tất cả các phụ tải đều hoạt động hết công suất , thì tổng công suất
phụ tải yêu cầu là : Ppt = 246 MW.
Nh vậy ở chế độ bình thờng khi mà tất cả các tổ máy hoạt động thì lợng công
suất của 2 NM cung cấp cho phụ tải là thoả mÃn
Do yêu cầu của ĐTC là tất cả các phụ tải đều phải đợc cấp điện từ 2 nguồn
nên ta dùng đờng dây 2 mạch.
Tóm lại khi ta thiết kế mạng điện này ta cần chú ý các điều kiện sau:
Phân tích và dự báo phụ tải phải chính xác.
Đảm bảo cho nhà máy vận hành với công suất tối thiểu và ở chế độ cực đại
thì phải thoả mÃn nhu cầu của phụ tải.
Đảm bảo đợc các điều kiện về khí tợng, thuỷ văn, địa chất, địa hình, giao
thông vận tải.
Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải
Dựa vào khả năng cung cấp điện của các nhà máy và yêu cầu của các phụ tải
ta định chế độ vận hành cho các nhà máy điện sao cho kinh tế nhất và đảm bảo ổn
định cho hệ thống.
1.2. Chọn cấp điện áp định mức của lới .

Ta chỉ tính điện áp trên nhánh mà khoảng cách từ phụ tải đến NMĐ gần nhất:
Ta có công suất và khoảng cách từ phụ tải đến nguồn gần nhất cho trong bảng sau:

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45

2


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn
Phụ tải
1
2
3
4
5
6
7
8
9

S (MW)
29+j17,97
18+j11,155
18+j11,155
29+j17,97
38+j23,55
18+j11,155
38+j23,55
29+j17,97
29+j17,97

đồ án tốt nghiệp
L (km)
53,85
100
70,71
56,57
82,46
67,08
85,44
95,39
50,99

Việc chọn cấp điện áp vận hành của hệ thống điện là rất quan trọng. Tuỳ thuộc vào
giá trị công suất cần truyền tải và dộ dài của đờng dây tải điện mà ta chọn độ lớn của
điện áp vận hành sao cho thích hợp nhất. Nếu công suất truyền tải lớn và tải điện đi xa
thì ta dùng điện áp lớn sẽ có lợi hơn vì giảm đợc đáng kể tổn thất công suất truyền tải
trên đờng dây nhng làm tăng tổn thất công suất vầng quang và phải chi phí vốn đầu t
vào cách điện cho đờng dây và máy biến áp.
Để xác định cấp điện áp cho hƯ thèng, theo kinh nghiƯm thiÕt kÕ ®· ®a ra đợc
công thức:
U 4,34. L 16.P

Trong đó:
L: khoảng cách truyền tải (km)
P: công suất truyền tải trên đờng dây (MW)
Đối với từng phụ tải ta có :
U 1 4,34. 53,85  16.29 98,76kV

U 2 4,34. 100  16.18 85,49kV

U 3 4,34. 70,71  16.18 82,2kV
U 4 4,34. 55,57  16.29 90kV

U 5 4,34. 82,46  16.38 114,04kV
U 6 4,34. 67,08  16.18 81,78kV

U 7 4,34. 85,44  16.38 114,286kV
U 8 4,34. 95,39  16.29 102,65kV

U 9 4,34. 50,99  16.29 98,49kV

Ta nhận thấy điện áp vận hành của hệ thống gần với giá trị định mức 110 kV , do
đó ta chọn điện áp định mức sơ bộ của hệ thống là Uđm = 110 kV.
1.3. Các lựa chọn kỹ thuật.
Do khoảng cách truyền tải từ nguồn đến phụ tải tơng đối lớn ta chọn đờng dây
truyền tải trên không
Yêu cầu của độ tin cậy là tất cả các phụ tải đều đợc cấp điện từ 2 nguồn nên ta sử
dụng đờng dây 2 mạch .

SV Đặng Phúc Thọ HT§3_K45

3


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

Ta chọn dây nhôm lõi thép làm dây truyền tải do đảm bảo đợc khả năng dẫn điện
, độ bền cơ học cao và đảm bảo đợc kinh tế

Vì mạng điện có điện áp định mức sơ bộ là 110kV nên ta chọn cột bê tông cốt
thép là hợp lý nhất.

SV Đặng Phúc Thä HT§3_K45

4


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 2 :
Cân bằng sơ bộ công suất
Tính bù cỡng bức công suất phản kháng
Để hệ thống điện làm việc ổn định đảm bảo cung cấp điện cho các hộ phụ tải
điện thì nguồn điện phải đảm bảo cung cấp đủ công suất tác dụng P và công suất phản
kháng Q cho các hộ phụ tải, tức là ở mỗi thời điểm nào đó phải luôn luôn tồn tại sự
cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ của các hộ phụ tải và công suất tiêu
tán trên các phần tử của hệ thống. Mục đích của phần này là ta tính toán xem nguồn
phát có đáp ứng đủ công suất tác dụng và công suất phản kháng cho các hộ phụ tải
không? Từ đó định ra phơng thức vận hành cho nhà máy cũng nh lới điện nhằm đảm
bảo cung cấp điện cũng nh chất lợng điện năng tức là bảo đảm tần số và điện áp luôn
luôn ổn định trong giới hạn cho phép.
2.1. Cân bằng công suất tác dụng:
Cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng thực hiện cho chế dộ
max . Tổng công suât có thể phát của 2 NMĐ phải bằng hoặc lớn hơn công suất yêu
cầu . Nếu công suất tác dụng của nguồn điện nhỏ hơn yêu cầu của phụ tải thì tần số sẽ
giảm . Cân bằng công suất tác dụng sẽ có tính chất toàn hệ thống, tần số ở mọi nơi
trong hệ thống điện luôn nh nhau.

PFPyc = m.Ppt+PPmd+ Ptd+ Pdtr
Trong đó:
PF: là tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện
m : là hệ số đồng thời, trong đồ án này lấy m=1
Ppt: là tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ
PPmd: là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây và máy biến áp, trong đồ
án này ta chọn bằng 10%.m.Ppt
Ptd: là tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện, có giá trị trong
khoảng 8-10%.PF. Trong đồ án này ta chọn là:
Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Ptd= 8%PF
Pdtr: là tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống, ở đây ta lấy bằng công
suất của tổ máy phát lớn nhất
Do đó ta có:
Tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện:
PF=4.50+3.50=350MW
Tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ:
Ppt=18.3+29.4+38.2=246MW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây và máy biến áp:
PPmd=10%.m.Ppt=10%.1.246=24,6
Tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện:

SV Đặng Phóc Thä HT§3_K45

5


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

Ptd= 8%.PF = 28MW.
Tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thèng lµ:
ΣPdtr= Σ50MW.
Ta cã :
Pyc = 246+24,6+28+50 = 348,6MW
ΣPF = 350MW Pyc = 348,6MW
Vậy hai nhà máy cung cấp đủ công suất tác dụng cho các hộ phụ tải khi vận hành
ở chế độ cực đại và khi sửa chữa một tổ máy nào đó thì hệ thống vẫn đủ công suất
cung cấp cho phụ tải.
2.2. Cân bằng công suất phản kháng:
Nếu công suất phản kháng phát nhỏ hơn yêu cầu thì điện áp giảm và ngợc lại.
Khác với công suất tác dụng, cân bằng công suất phản kháng vừa có tính chất hệ
thống vừa có tính chất địa phơng, có nghĩa là chỗ này của hệ thống có thể đủ nhng chỗ
khác của hệ thống lại thiếu công suất phản kháng.
Tổng công suất phản kháng có thể phát của 2 NMĐ phải bằng hoặc lớn hơn công
suất phản kháng yêu cầu
QF Qyc= Qpt+PQB+PQL- PQC+ Qtd+ Qdtr
Trong đó:
QF: là tổng công suất phản kháng định mức của các nhà máy điện
Qpt: là tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải
PQB: là tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp, trong đồ án này
ta lấy PQB=12%.Qpt
PQL: là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đờng dây của mạng điện
PQC: là tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đờng dây cao áp sinh ra,
đối với bớc tính sơ bộ và với mạng điện có điện áp 110kV, ta coi:
PQC= PQL
Qtd: là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện đợc xác định
theo công thức:
Qtd= Ptd.tgtd
Trong đồ án ta chọn:

costd=0,8
Qdtr: là tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống, có thể lấy bằng công
suất phản kh¸ng cđa tỉ m¸y lín nhÊt trong hƯ thèng
Thay sè vào ta đợc:
Tổng công suất phản kháng định mức của các nhà máy điện:
QF=PF.tgF=350.tg(arccos(0,85))=216,91 MVAr
Tổng công suất khản kháng cực đại của các phụ tải:
Qpt= Ppt.tgpt = 152,457 MVAr

SV Đặng Phóc Thä HT§3_K45

6


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp:
PQB=12%.Qpt=28,94 MVAr
Tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy:
Qtd= Ptd.tgtd=21 MVAr.
Tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống:
Qdtr=QFmax=PFmax.tgF=30,987 MVAr
Tổng công suất phản kháng cần bù là:
Qyc = m.Qpt+PQB+ ΣΣQtd+ ΣΣQdtr
=233,384 MVAr
Ta nhËn thÊy ΣQF  ΣQyc . Do đó ta phải bù cỡng bức công suất phản kháng
ΣQb = ΣQyc - ΣQF = 233,384-216,91 = 16,474MVAr
2.3. Bï sơ bộ công suất phản kháng:

Theo nguyên tắc ta bù cho hé ë xa, cosφ thÊp, phơ t¶i lín. Ta nhận thấy phụ tải 5
& 7 có công suất lớn nh nhau, ta bï cho hé 7 tríc. Gi¶ thiÕt ta bï hÕt cho hé 7 mét lỵng Qb = 16,474.
Ta có : Q7 = 38.tg(arcos0,85) = 23,55 MVAr.
Mặt khác : Qb = Q7 - Q7’  Q7’ = Qb - Q7 = 7,076.
 tgφ7’ =7,076/38 = 1,0862  cosφ7’ = 0,980,95
Do ®ã ta chØ bï ®Õn cos Σφ7’ = 0,95.
cosφ7’ =0,95 tgφ7’ =0,3287
Vëy Qb7 = 23,55- 12,49 = 11,06MVAr.
Lỵng còn lại ta tiếp tục bù cho hộ 5 .
Qb5 = 16,474- 11,06 = 5,414MVAr
’
 Q5 = 23,55 - 5,414 = 18,136MVAr.
tg5 =0,477 cos5 =0,9.
Ta có bảng phân bố phụ tải :
Phụ tải
Trớc khi bù
Lợng Qb
Sau khi bù
1
29+j17,97
Không bù
29+j17,97
2
18+j11,155
Không bù
18+j11,155
3
18+j11,155
Không bù
18+j11,155

4
29+j17,97
Không bù
29+j17,97
5
38+j23,55
38+j18,14
Bù.Qb=5,414.cos=0,9
6
18+j11,155
Không bù
18+j11,155
7
38+j23,55
38+jj12,49
Bù.Qb=11,06.cos=0,95
8
29+j17,97
Không bù
29+j17,97
9
29+j17,97
Không bù
29+j17,97

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45

7

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 3 :
Thành lập các phơng án lới đIện
Tính toán kỹ thuật các phơng án
3.1.Dự kiến phơng thức vận hành cho 2 nhà máy.
Việc quyết định phơng thức huy động nguồn trong toàn hệ thống cũng nh việc xác
định trình tự vận hành của từng nhà máy điện là phải chính xác và hợp lý, chặt chẽ về
kinh tế kỹ thuật. Đối với nhà máy điện đang xét là nhà máy nhiệt điện nên phụ tải
kinh tế của nó là (0,6-0,85) phụ tải định mức, ở đây ta chọn P kt=80%Pđm.
1.Khi phụ tải cực đại:
Nếu cha tính đến công suất dự trữ thì tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:
Pyc=Ppt+PPmd+ Ptd
Thay số ta đợc:
Pyc=246+10%.24,6+8%.246=290,3 MW
Để đảm bảo cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống, ta cho nhà máy 1 nhận
phụ tải trớc trớc.
Công suất nhà máy I phát lên líi lµ:
Pvh1  PF 1  Ptd 1 80%.Pdm1  8%.(80% Pdm1 Pmd )


80
8
.200
.186,4 142MW
100
100

Công suất nhà máy II phải đảm nhận là:
PF2= Pyc-PF1=290,3- 80%.200=130,3 MW=86,8%.PdmF2.
Công suất tự dùng của nhà máy II là:
Ptd2= Ptd-Ptd1= 28-15 = 13 MW
Công suất nhà máy II phát lên lới là:
Pvh2=PF2-Ptd2=130,3-13=117,3 MW
Vậy trong chế độ phụ tải cực đại thì ta có phơng thức vận hành cho hai nhà máy
là:
Nhà máy I phát công suất 160 MW, có 4 tổ máy vận hành
Nhà máy II phát công suất 130,3 MW, có 3 tổ máy vận hành
2.Khi phụ tải cực tiểu:
Cũng theo nguyên tắc nh trên để phân bố công suất cho hai nhà máy, để sao cho
đạt đợc yêu cầu tối thiĨu vỊ kÜ tht vµ kinh tÕ.
Ta cã : Pmin = 50%.Pmax = 123MW.
Tơng tự nh trên:
Pyc=Pptmin+PPmd+ Ptd
= Pptmin+10%.Pptmin+8%. Pptmin
=123+12,3+9,84=145,14 MW
Để đảm bảo tính kinh tế và kĩ thuật ta cho nhà máy I nhận phụ tải trớc, khi đó:

SV §Ỉng Phóc Thä HT§3_K45

8


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

Giả thiết cho 2 tổ máy nghỉ, công suất phát của NM I trong chế độ phụ tải cực

tiểu là:
PF1 = 80%Pđmmin =0,8.100=80MW.
Vậy ta cho 2 tổ máy nghỉ và phát với 80% Pđm1
Công suất nhà máy I phát lên lới là:
Pvh1 PF 1  Ptd 1 80%.Pdm1 min  8%.(80%.Pdm1 min Pmd ) 72,6MW

Công suất nhà máy II phải đảm nhận là:
PF2= Pyc-PF1=145,14-80%.100=65,14 MW
Vậy ta cho 1 tổ máy nghỉ và phát với PF2=65,14%.PdmF2
Vậy ta cho nhà máy II vận hành với 1 tổ máy nghỉ và phát 61,12%P đm
Công suất tự dùng của nhà máy II là:
Ptd2= Ptdmin-Ptd1 =14-7,4=6,6 MW
Công suất nhà máy II phát lên lới là:
Pvh2=PF2-Ptd2=58,5MW
Vậy trong chế độ phụ tải cực tiểu thì ta có phơng thức vận hành cho hai nhà máy
là:
Nhà máy I phát công suất 80 MW, có 2 tổ máy vận hành
Nhà máy II phát công suất 65,14 MW, có 2 tổ máy vận hành
3.Trờng hợp sự cố:
Ta có công suất của các tổ máy của 2 NM là nh nhau, do NM I có tổng công suất
phát lớn hơn nên khi sự cố 1 tổ máy bên NM I sẽ ảnh hởng hơn so với sự cố I tổ máy
bên NM II. Ta cần tìm ra phơng thức vận hành hợp lý cho cả hai nhà máy.
giả sử nhà máy I có một tổ máy bị sự cố, khi đó ta có:
Tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:
Pyc =Ppt+PPmd+ Ptd
=290,3 MW
Ta cho nhà máy I vận hành với 100% công suất định mức, ta có công suất nhà
máy I phát lên lới là:
Pvh1 PF 1 Ptd 1 136 MW

Công suất nhà máy II phải đảm nhận là:
PF2= Pyc-PF1=290,3-150=140,3 MW=93,5%.PdmF2
Công suất tự dùng của nhà máy II là:
Ptd2= Ptd-Ptd1 = 28-14 = 14 MW
Công suất nhà máy II phát lên lới là:
Pvh2=PF2-Ptd2=140,3-14=126,3 MW
Vậy trong chế độ sự cố thì ta có phơng thức vận hành cho hai nhà máy là:
Nhà máy I phát công suất 150 MW, có 3 tổ máy vận hành
Nhà máy II phát công suất 140,3MW, có 3 tổ máy vận hành
Bảng tổng kết phơng thức vận hành cho cả hai nhà máy:

SV Đặng Phóc Thä HT§3_K45

9


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

Nhà máy
NĐ I
NĐ II

Phụ tải cực đại
Số tổ máy
PF(MW)
làm việc
160
4x50
=80%
130,3

3x50
=86,8%

đồ án tốt nghiệp

Phụ tải cực tiểu
Số tổ máy
PF(MW)
làm việc
80
2x50
=80%
65,14
2x50
=65,14%

Chế độ sự cố
Số tổ máy
PF(MW)
làm việc
150
3x50
=100%
140,3
3x50
=93,5%

3.2.Thành lập các phơng án lới điện.
1. Nguyên tắc chung thành lập các phơng án lới điện :
Đảm bảo độ tin cậy theo yêu cầu . Mỗi phụ tải đợc cấp điện bằng 2 đờng dây

độc lập . Để đảm bảo liên lạc chắc chắn giữa 2 NMĐ , đờng dây liên lạc là 2
lộ song song.
Đảm bảo hiệu quả kinh tế của lới điện : công suất phải đợc cấp điện cho phụ
tải bằng đờng dây gần nhất , có hớng từ nguồn đến phụ tải
dựa vào sơ đồ địa lý ta nhận thấy phụ tải 5 có vị trí gần trung tâm phụ tải hơn
nên ta sẽ lấy pt5 làm điểm phân chia công suất .Nhng ta vẫn phải xét cả trờng
hợp lấy pt7 làm điểm phân chia công suất
2. Các phơng án lựa chọn thiết kế:
Sau khi xem xét yêu cầu cầu nguồn cũng nh của phụ tải ta đa ra các phơng án lựa
chọn để thiết kế nh sau :


Phơng án 1
3
60,83 km

2

42,43 km

1
4
53,85 km

5

56,57 km

101,98 km

82,46 km

ND2

ND1
85,44 km
50,99 km

7
67,08 km

53,85 km

6

9

8



Phơng án 2

SV Đặng Phóc Thä HT§3_K45

10


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp
3

60,83 km

2

42,43 km

1
4
53,85 km

70,71 km
56,57 km

5
101,98 km

82,46 km

ND2

ND1
85,44 km
50,99 km

7
67,08 km

53,85 km

6

9

8

SV Đặng Phóc Thä HT§3_K45

11


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn


đồ án tốt nghiệp

Phơng án 3
3
60,83 km

2

1
4

70,71 km

53,85 km

56,57 km

5
101,98 km

82,46 km

ND2

ND1
85,44 km

50,99 km

7
95,39 km

67,08 km

9

6
8



Ph¬ng ¸n 4
3
60,83 km

2

1
4

70,71 km

53,85 km

56,57 km

5
101,98 km

82,46 km

ND2

ND1
85,44 km

50,99 km

7
95,39 km

67,08 km

9

6
8

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45

53,85 km

12


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn


đồ án tốt nghiệp

Phơng án 5
3
2

60,83 km

1
4
70,71 km

44,72 km
53,85 km

5

101,98 km

82,46 km

ND2

ND1
85,44 km
50,99 km

7
67,08 km

9

53,85 km

6
8



Ph¬ng ¸n 6
3
100 km

2

1
4

70,71 km

44,72 km
53,85 km

5
101,98 km

82,46 km

ND2

ND1
85,44 km
50,99 km

7
67,08 km

53,85 km

6

9

8

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45

13

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn


đồ án tốt nghiệp

Phơng án 7
3
60,83 km

2

1
4

70,71 km

53,85 km

56,57 km

5
101,98 km

ND2

ND1
104,4 km

85,44 km

50,99 km

7
95,39 km

67,08 km

9

6
8



53,85 km

Phơng án 8
3
60,83 km

2

1
4
53,85 km

70,71 km
56,57 km

5
101,98 km

ND2

ND1
104,4 km

85,44 km

50,99 km

7
95,39 km

67,08 km

9

6
8

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45

14


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

Phơng án 9
3
2

60,83 km

1
4

70,71 km

53,85 km

56,57 km

5
101,98 km

ND2

ND1
104,4 km

85,44 km

50,99 km

7
67,08 km
56,57 km

9

6
8



Ph¬ng ¸n 10
3
60,83 km

2

1
4
70,71 km

44,72 km
53,85 km

5
101,98 km

56,57 km

ND2

ND1
85,44 km
50,99 km

7
67,08 km

53,85 km

6

9

8

Qua các phơng án trên ta nhận thấy rằng tổng khoảng cách từ phụ tải 5 dến các
nhà máy điện là nhỏ nhất nên các phơng án lựa chọn phụ tải 5 làm điểm liên lạc giữa
2 nhà máy là hợp lý hơn cả nên ta sẽ chọn 5 phơng án đầu để so sánh kinh tế và kỹ
thuật các phơng án với nhau.
3.3.Tính toán kỹ thuật các phơng án :
A. Phơng pháp chung:
1. Chọn tiết diện dây dẫn:
Đối với mạng điện khu vực , các tiết diện dây dẫn đợc chọn theo mật độ kinh tế
của dòng điện:
F

SV §Ỉng Phóc Thä HT§3_K45

I max

J kt

15


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

Trong đó :
Imax : Dòng điện chạy trên đờng dây trong chế độ phụ tải cực đại , A
Jkt : mật độ kinh tế của dòng điện , A/mm2. Với dây AC ,Tmax = 5500h , tra
bảng ta có Jkt=1A/mm2.
Dòng điện chạy trên đờng dây trong các chế độ phụ tải đợc xác định theo công
thức : I max

S max
n 3U dm

10 3 A

Trong đó :
n : số mạch đờng dây . ở đây ta có n = 2
Uđm : điện áp định mức của mạng . Uđm = 110kV.
Smax : công suất chạy trên đờng dây khi phụ tải cực đại
Tuy nhiên để đảm bảo đờng dây vận hành bình thờng sau sự cố ta phải có điều
kiện sau: IscIcp .
Trong đó:
Isc: Dòng điện chạy trên đờng dây trong chế độ sự cố
Icp: Dòng điện làm việc cho phép lâu dài của dây dẫn

2. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện:
Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ đợc đặc trng bằng tần số của dòng điện và
độ lệch điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng điện .Khi thiết kế các mạng
điện thờng giả thiết rằng hệ thống hoặc các nguồn cung cấp có đủ công suất tác dụng
để cung cấp cho các phụ tải .Do đó không xét đến những vấn đề duy trì tần số .Vì vậy
chỉ tiêu chất lợng của điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ so với
điện áp định mức ở mạng điện thứ cấp
Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các trạm hạ áp , trong chế độ phụ tải cực đại
ta cho phép các tổn thất điện áp lớn nhất không vợt quá 10-15% trong chế độ làm việc
bình thờng và trong chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp không vợt quá 15-20%:
Umax bt% = 10-15%
Umax sc% = 15-20%
Tổn thất điện áp trong chế độ bình thờng của đờng dây thứ inào đó đợc xác định
theo công thức:
P .R Q . X
U ibt i i 2 i i .100
U dm
Trong đó:
Pi,Qi :Công suất chạy trên đờng dây thứ i
Ri,Xi :Điện trở và điện kháng của đờng dây thứ i
Đối với đờng dây 2 mạch , nếu ngừng 1 mạch thì tổn thất trên đờng dây còn lại
bằng: Ui sc = 2.Ui bt
Với đờng dây liên thông nối 2 phụ tải ,khi sự cố ta có: Usc2 = 2Ui + U2
Với đờng dây liên lạc tính cho 2 trờng hợp:
- Sự cố đứt 1 đờng dây.
- Sự cố 1 tổ máy lớn nhất .

SV §Ỉng Phóc Thä HT§3_K45

16

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

Sau khi tính các trờng hợp riêng , ta chọn giá trị max của chúng là tổn thất điện áp
của phơng án:
Umax sc = max{Ui sc}
B. Tính toán kỹ thuật từng phơng án:
Phơng ¸n 1:
3
60,83 km

2

42,43 km

1
4
53,85 km

5

56,57 km

101,98 km

82,46 km

ND2

ND1
85,44 km
50,99 km

7
67,08 km

53,85 km

6

9

8

1.Tính phân bố công suất trên lới :
Nh đà xác định phơng thức vận hành của hai nhà máy điện khi phụ tải cực đại,
các tổ máy của nhiệt điện I phát với PktI = 80%.PđmI
Công suất tác dụng từ nguồn điện I truyền vào đờng dây liên lạc I5 đợc xác định
nh sau :
PI5 = PktI Ptd – (PNI + PNI)
Trong ®ã :
PktI – Ptd = PvhI : công suất của nhà máy 1 phát lên thanh góp cao áp
PNI : tổng công suất của các phụ tải nối với NM I
PNI : tổn thất công suất tác dụng trên các đờng dây do nhiệt điện
cung cấp (PNI = 6%PNI)
ở đây ta có :
PvhI = 142MW

PNI = P1 + P2 + P6 + P7= 103 MW
PNI = 6%.103 = 6,18 MW
Thay sè ta cã :
PI5 = 142- 103 6,18 = 32,8 MW.
Đối với công suất phản kháng truyền vào đờng dây I5 đợc xác định tơng tù nh trªn
nhng ta lÊy QNI = 10%QNI .
Ta cã : QNI = PNI.tg(arcos0,9) = 103.0,484 = 49,85 MVAr.
QNI = 10%QNI = 4,985 MVAr.
QvhI = 142.0,484 = 68,73 MVAr.
VËy ta cã : QI5 = 68,73 – 49,85 – 4,98 = 13,89 MVAr.
Nh vËy : SI5 = 32,8 + j13,89MVA.
VËy ta sẽ có công suất do nguồn II truyền vào đờng dây liên lạc II5 là:

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45

17


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

SII5 = S5 SI5 = 38+j18,14-(32,8+j13,89)
= 5,2+j4,25 MVA.
Dòng công suất từ nguồn I truyền vào phụ tải 1 là :
SI1 = S1 + S2 = 47 + j29,13 MVA.
T¬ng tù ta sÏ cã :
SII4 = S4 + S3 = 47 + j29,13 MVA.
SII9 = S9 + S8 = 58 + j35,94 MVA.
S12 = S2 = 18 + j11,155 MVA.

S34 = S3 = 18 + j11,155 MVA.
S89 = S8 = 29 + j17,97 MVA.
SI6 = 18 + j11,155 MVA.
SI7 = 38 + j12,5 MVA.
2. Chän tiÕt diƯn d©y dÉn:
 Chän tiÕt diƯn d©y dẫn của đờng dây I5 :
Dòng điện chạy trên đờng d©y b»ng :
II5 

FI5 =

32,8 2  13,89 2
2 3.110

10 3 93,47 A

93,47
93,47 A
1

Theo tiêu chuẩn ta sẽ chọn dây dẫn có tiết diện lớn hơn gần nhất . Nh vậy trên đoạn
I5 ta sẽ chọn dây AC-95, có Icp = 330A
Do là đờng dây nối 2 NMĐ nên ta kiểm tra 2 trờng hợp sự cố :
1. Đứt 1 đờng dây liên lạc
2. sự cố 1 tổ máy .
Xét trờng hợp đứt 1 đờng dây liên lạc : Isc = 2II5 = 2.93,47 = 187A.
Nh vËy :
Isc  Icp
Khi ngừng 1 tổ máy phát của NMI , thì các máy phát còn lại sẽ phát 100% công suất ,
lúc này tổng công suất của NMI là :PFI = 150 MW

Công suất tự dùng trong NM là : Ptd = 8%.(150+24,6) = 12 MW
Dòng công suất chạy trên đờng dây lµ :
PI5 = 150 - 12 - 103 – 6,18 = 28,8 MW.
QI5 = (150-12).0,484 – 49,85 – 4,98 = 11,96 MVAr
VËy SI5SC = 28,8 + j11,96 MVA.
2
2
 I I 5 sc  28,8  11,96 10 3 87 A I cp

2 3.110

Qua 2 trờng hợp sự cố trên ta nhận thấy rằng dây dẫn đà chọn thoả mÃn điều kiện
phát nóng cũng nh tổn thất vầng quang trên ®êng d©y
 Chän tiÕt diƯn d©y dÉn cđa ®êng d©y II5 :
Dòng điện chạy trên đờng dây bằng :

SV Đặng Phóc Thä HT§3_K45

18


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

I II 5

FII5 =

5,2 2 4,25 2
2 3.110

đồ án tốt nghiệp

10 3 20 A

20
20 A
1

Để đảm bảo điều kiện vầng quang trên đoạn II5 ta sÏ chän d©y AC-70 , cã I cp = 265A
Do là đờng dây nối 2 NMĐ nên ta kiểm tra 2 trờng hợp sự cố :
1. Đứt 1 đờng dây liên lạc
2. sự cố 1 tổ máy .
Xét trờng hợp đứt 1 đờng dây liên lạc : Isc = 2III5 = 2.20 = 40A.
Nh vËy :
Isc  Icp
Khi ngõng 1 tỉ m¸y ph¸t cđa NMI ta cã :
SII5SC = SI5sc + S5 =66,8+ j30,1MVA.
2
2
 I II 5 sc  66,8  30,1 10 3 192,3 A  I cp

2 3.110

Nh vậy dây dẫn đà chọn thoà mÃn.
Chọn tiết diện dây dẫn của đờng dây I1 :
Dòng điện chạy trên đờng dây bằng :
I I1

47 2 29,13 2
2 3.110

10 3 145,1A

Do Jkt = 1 nªn FI1 = 145,1
Ta chän d©y AC-150 , cã Icp = 445A
KiĨm tra ®iỊu kiƯn ph¸t nãng:
Isc = 2.II1 = 290,2  Icp .
Nh vậy dây dẫn đà chọn thoà mÃn.
Chọn tiết diện dây dẫn của đờng dây II4 :
Dòng điện chạy trên đờng dây bằng :
I II 4

47 2 29,13 2
2 3.110

10 3 145,1A

Do Jkt = 1 nªn FI1 = 145,1
Ta chän d©y AC-150 , cã Icp = 445A
KiĨm tra điều kiện phát nóng:
Isc = 2.III4 = 290,2 Icp .
Nh vậy dây dẫn đà chọn thoà mÃn.
Chọn tiết diện dây dẫn của đờng dây II9 :
Dòng điện chạy trên đờng dây bằng :
I II 9

58 2  35,94 2
2 3.110

10 3 179 A

Do Jkt = 1 nên FI1 = 179

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45

19


Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn

đồ án tốt nghiệp

Ta chọn dây AC-185 , có Icp = 510A
Kiểm tra điều kiện phát nãng:
Isc = 2.III9 = 358  Icp .
Nh vËy d©y dẫn đà chọn thoà mÃn.
Chọn tiết diện dây dẫn của đờng dây 12 :
Dòng điện chạy trên đờng dây b»ng :
I 12 

18 2  11,155 2

10 3 55,57 A

2 3.110

Do Jkt = 1 nên FI1 = 55,57
Để đảm bảo điều kiện vầng quang , ta chọn dây AC-70 , có Icp = 265A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Isc = 2.I12 = 111,14  Icp .

Nh vËy d©y dÉn ®· chän tho· m·n.
 Chän tiÕt diƯn d©y dÉn cđa đờng dây 34 :
Dòng điện chạy trên đờng dây bằng :
I 34 

18 2  11,155 2

10 3 55,57 A

2 3.110

Do Jkt = 1 nên F34 = 55,57
Để đảm bảo điều kiện vầng quang , ta chọn dây AC-70 , có Icp = 265A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Isc = 2.I34 = 111,14 Icp .
Nh vậy dây dẫn đà chọn thoà mÃn.
Chọn tiết diện dây dẫn của đờng dây 98 :
Dòng điện chạy trên đờng dây bằng :
I 34 

29 2  17,97 2
2 3.110

10 3 89,5 A

Do Jkt = 1 nên F34 = 89,5mm2
Ta chọn dây AC-95 , có Icp = 330A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Isc = 2.I98 = 179  Icp .
Nh vËy d©y dÉn ®· chän tho· m·n.

 Chän tiÕt diƯn d©y dÉn cđa đờng dây I6 :
Dòng điện chạy trên đờng dây bằng :
II6 

18 2  11,155 2
2 3.110

10 3 55,57 A

Do Jkt = 1 nên FI6 = 55,57
Để đảm bảo điều kiện vầng quang , ta chọn dây AC-70 , có Icp = 265A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:

SV Đặng Phúc Thä HT§3_K45

20