Đồ án tốt nghiệp nghành hệ thống điện thiết kế lưới điện một khu vực svth đặng phúc thọ đhbkhn

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

phÇn thø nhÊt
thiÕt kÕ líi ®iƯn 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
 HƯ sè c«ng st: cosφ=0,85
Điện áp định mức: Uđm=10kV
b.Nhà máy 2:
Công suất đặt: P2=3x50=150MW
 HƯ sè c«ng st: cosφ=0,85
Điện áp định mức: Uđm=10kV
3.Những số liệu về phụ tải:
Đợc biểu diễn nh bảng sau

Pmax Pt1 Pt2 Pt3 Pt4 Pt5 Pt6 Pt7 Pt8 Pt9
cos
Yªu cầu ĐCĐA 29 18 18 29 38 18 38 29 29
Yêu cầu độ tin cËy 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85
Kt Kt Kt Kt Kt Kt Kt Kt Kt

TÊt cả các phụ tải đều đợc cấp điện từ 2 nguồn

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 1

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

Ta cã c¸c nhËn xÐt nh sau :
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:

Phơ t¶i xa ngn 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 tíi ngn I lµ
53,85km , vµ phụ tải 9 với khoảng cách tới nguồn II là 50,99km

C¸c hé phụ tải 1, 2, 5, 6,7 ở gần nhà máy điện I, nên phơng án nối dây xu h-
ớng do nhà máy nhiệt điện 1 cung cÊp.

C¸c hé 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.

Tỉng c«ng 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 phơ t¶i.
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.

SV §Ỉng Phóc Thä HT§3_K45 2

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn ®å án tốt nghiệp

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 nhÊt cho trong b¶ng sau:

Phơ t¶i S (MW) L (km)

1 29+j17,97 53,85
2 18+j11,155 100
3 18+j11,155 70,71
4 29+j17,97 56,57
5 38+j23,55 82,46
6 18+j11,155 67,08
7 38+j23,55 85,44
8 29+j17,97 95,39
9 29+j17,97 50,99

ViƯc chän cÊp ®iƯn 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 ®ã:
L: khoảng cách truyền tải (km)
P: công suất truyền tải trên đờng dây (MW)

Đối với từng phụ t¶i ta cã :

U1 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 nhËn 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.

SV Đặng Phóc Thä HT§3_K45 3

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

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 .

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 Phóc Thä HT§3_K45 4

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 2 :
Cân bằng sơ bộ công suÊt

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.

ΣPFPyc = m.ΣPpt+ΣΔPPmd+ ΣΣPtd+ ΣΣPdtr
Trong ®ã:

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 chän lµ:
Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ ΣΣPtd= Σ8%ΣPF
ΣPdtr: lµ tỉng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống, ở đây ta lấy bằng
công suất cđa tỉ m¸y ph¸t lín nhÊt
Do ®ã ta cã:

Tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện:
ΣPF=4.50+3.50=350MW

Tổng công suất tác dụng cực đại của các hé tiªu thơ:
ΣPpt=18.3+29.4+38.2=246MW

Tæng tæn thất công suất tác dụng trên đờng dây và máy biÕn ¸p:
PPmd=10%.m.Ppt=10%.1.246=24,6

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 5

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

Tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện:
ΣPtd= Σ8%.ΣPF = 28MW.

Tổng công suất tác dụng dự trữ của toµn hƯ 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

ΣQF  Qyc= ΣΣQpt+ΣΔPQB+ΣΔPQL- ΣΣΔPQC+ ΣΣQtd+ ΣΣQdtr
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:

ΣΔPQC= ΣΣΔPQL
ΣQtd: lµ tỉng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện đợc xác định
theo công thức:

ΣQtd= Ptd.tgtd
Trong đồ án ta chọn:

cosφtd=0,8
Qdtr: là tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống, có thể lấy bằng
công suất phản kháng của tổ máy lớn nhất trong hệ thống
Thay số 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

SV Đặng Phúc Thọ HT§3_K45 6

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tèt nghiÖp

Tổng công suất khản kháng cực đại của các phụ tải:
ΣQpt= ΣΣPpt.tgφpt = 152,457 MVAr

Tæng tæn thÊt công suất phản kháng trong máy biến áp:
ΣΔPQB=12%.ΣQpt=28,94 MVAr

Tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy:
ΣQtd= ΣΣPtd.tgφtd=21 MVAr.

Tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống:
Σ Σ Σ ΣΣQdtr=QFmax=PFmax.tgφF=30,987 MVAr

Tổng công suất phản kháng cần bù là:
Σ Σ Σ Σ ΣΣQyc = m.ΣQpt+ΣΔPQB+ ΣΣQtd+ ΣΣQdtr
=233,384 MVAr

Ta nhËn thÊy ΣQF  ΣQyc . Do đó ta phải bù cỡng bức công suất phản kh¸ng
ΣQb = ΣQyc - ΣQF = 233,384-216,91 = 16,474MVAr

2.3. Bù sơ bộ công suất phản kháng:

Theo nguyên tắc ta bù cho hộ ở xa, cos thÊp, phơ t¶i lín. Ta nhËn thÊy phơ

t¶i 5 & 7 cã c«ng st lín nh nhau, ta bï cho hé 7 tríc. Gi¶ thiÕt ta bï hÕt cho hé 7

mét lỵng Qb = 16,474.

Ta cã : 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.

Lợng còn lại ta tiếp tục bù cho hé 5 .

Qb5 = 16,474- 11,06 = 5,414MVAr

 Q5’ = 23,55 - 5,414 = 18,136MVAr.
 tgφ5’ =0,477 cosφ5’ =0,9.

Ta cã b¶ng phân bố phụ tải :

Phụ tải Trớc khi bù Lỵng Qb Sau khi bï
1 29+j17,97 29+j17,97
2 18+j11,155 Kh«ng bï 18+j11,155
3 18+j11,155 Kh«ng bï 18+j11,155

4 29+j17,97 Kh«ng bï 29+j17,97
5 38+j23,55 Kh«ng bï 38+j18,14

6 18+j11,155 Bï.Qb=5,414.cosφ=0,9 18+j11,155
7 38+j23,55 Kh«ng bï 38+jj12,49

8 29+j17,97 Bï.Qb=11,06.cosφ=0,95 29+j17,97
9 29+j17,97 Kh«ng bï 29+j17,97
Không bù

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 Pkt=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 lµ:

ΣPyc=ΣPpt+ΣΔPPmd+ ΣΣPtd

Thay sè ta đợc:

ΣPyc=246+10%.24,6+8%.246=290,3 MW

§Ĩ đảm bảo cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống, ta cho nhà máy 1

nhận phụ tải trớc trớc.

C«ng suÊt nhà máy I phát lên lới là:

Pvh1  PF1  Ptd1 80%.Pdm1  8%.(80%Pdm1   Pmd )

 80 .200  8 .186,4 142MW
100 100

C«ng suÊt nhà máy II phải đảm nhận là:

PF2= ΣΣPyc-PF1=290,3- 80%.200=130,3 MW=86,8%.PdmF2.

C«ng st tù dïng cđa nhà máy II là:

Ptd2= ΣΣPtd-Ptd1= Σ28-15 = 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 thiểu về kĩ thuật và kinh tÕ.
Ta cã : Pmin = 50%.Pmax = 123MW.
Tơng tự nh trên:
ΣPyc=ΣPptmin+ΣΔPPmd+ ΣΣPtd

= ΣΣPptmin+10%.ΣPptmin+8%. ΣΣPptmin
=123+12,3+9,84=145,14 MW

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 8

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

Để đảm bảo tính kinh tế và kĩ thuật ta cho nhà máy I nhận phụ tải trớc, khi đó:
Giả thiết cho 2 tổ máy nghỉ, công suất phát của NM I trong chế độ phụ tải cực
tiểu là:
PF1 = 80%P®mmin =0,8.100=80MW.
VËy ta cho 2 tổ máy nghỉ và phát với 80% Pđm1

C«ng suất nhà máy I phát lên lới là:

Pvh1 PF1  Ptd1 80%.Pdm1min  8%.(80%.Pdm1min Pmd ) 72,6MW

Công suất nhà máy II phải đảm nhận là:
PF2= ΣΣPyc-PF1=145,14-80%.100=65,14 MW

VËy ta cho 1 tỉ m¸y nghØ và phát với PF2=65,14%.PdmF2
Vậy ta cho nhà máy II vận hành với 1 tổ máy nghỉ và phát 61,12%Pđm
Công suất tự dùng của nhà máy II là:
Ptd2= ΣΣPtdmin-Ptd1 =14-7,4=6,6 MW
Công suất nhà máy II phát lên lới là:
Pvh2=PF2-Ptd2=58,5MW
VËy 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 cã:

Tổng công suất yêu cầu của hệ thèng lµ:
ΣPyc =ΣPpt+ΣΔPPmd+ ΣΣPtd
=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 PF1  Ptd1 136MW

C«ng suÊt nhà máy II phải đảm nhận là:
PF2= ΣΣPyc-PF1=290,3-150=140,3 MW=93,5%.PdmF2

C«ng suất tự dùng của nhà máy II là:
Ptd2= ΣΣPtd-Ptd1 = 28-14 = 14 MW

Công suất nhà máy II phát lên lới là:
Pvh2=PF2-Ptd2=140,3-14=126,3 MW

VËy 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

SV Đặng Phúc Thọ HT§3_K45 9

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

Bảng tổng kết phơng thức vận hành cho cả hai nhà máy:

Phơ t¶i cùc ®¹i Phơ t¶i cùc tiĨu Chế độ sự cố

Nhà máy PF(MW) Sè tỉ m¸y PF(MW) Sè tỉ m¸y PF(MW) Số tổ máy
NĐ I lµm viƯc lµm viƯc làm việc
NĐ II 160 80 150
=80% 4x50 =80% 2x50 =100% 3x50
130,3 65,14 140,3
=86,8% 3x50 =65,14% 2x50 =93,5% 3x50

3.2.Thµnh 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 ®iÖn 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 vÉn ph¶i xÐt
cả trờng hợp lấy pt7 làm điểm phân chia công suất

2. Các phơng án lựa chọn thiết kÕ:
Sau khi xem xÐt yªu cầu cầu nguồn cũng nh của phụ tải ta đa ra các phơng án

lựa chọn để thiết kế nh sau :

Phơng án 1 2 3
60,83 km 42,43 km
1
53,85 km 5 4
101,98 km 82,46 km
56,57 km

ND1 ND2
50,99 km
85,44 km

7
67,08 km

6 53,85 km 9
8

Phơng án 2

SV Đặng Phúc Thọ HT§3_K45 10

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

2 3
60,83 km 42,43 km

1 5 4 56,57 km 70,71 km
53,85 km 101,98 km 82,46 km

ND1 ND2
50,99 km
85,44 km

7
67,08 km

6 53,85 km 9
8

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 11

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn ®å ¸n tèt nghiƯp

 Ph¬ng ¸n 3 3

1 2 4 70,71 km
53,85 km 60,83 km 82,46 km 56,57 km

5
101,98 km

ND1 ND2
50,99 km
85,44 km

7 95,39 km
67,08 km

9
6

8

Phơng án 4 3

1 2 4 70,71 km
53,85 km 60,83 km 82,46 km 56,57 km

5
101,98 km

ND1 ND2
50,99 km
85,44 km

7 95,39 km
67,08 km

9
6

8 53,85 km

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 12

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

Phơng án 5 2 3

1 60,83 km 70,71 km

53,85 km 4

101,98 km 44,72 km

5

82,46 km

ND1 ND2

85,44 km 50,99 km

7

67,08 km

6 53,85 km 9
8

Phơng án 6 2 3
100 km 70,71 km
1
53,85 km 4
44,72 km
101,98 km
5
82,46 km

ND1 ND2
50,99 km
85,44 km

7
67,08 km

6 53,85 km 9
8

Phơng án 7

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 13

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

3

1 2 4 70,71 km
53,85 km 60,83 km
56,57 km
5
101,98 km

ND1 ND2
50,99 km
85,44 km 104,4 km
95,39 km
7
67,08 km

9
6

8 53,85 km

Phơng án 8 3

1 2 4 70,71 km
53,85 km 60,83 km
56,57 km
5

101,98 km

ND1 ND2
50,99 km
85,44 km 104,4 km
95,39 km
7
67,08 km

9
6

8

 Ph¬ng án 9

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 14

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn ®å ¸n tèt nghiƯp

2 3
60,83 km
1 70,71 km
56,57 km
53,85 km 4
5 ND2
50,99 km
101,98 km 9

ND1

85,44 km 104,4 km
67,08 km 7

6 56,57 km
8

Phơng án 10 3
2
1 60,83 km
53,85 km
4 70,71 km
44,72 km
101,98 km
5
56,57 km

ND1 ND2
50,99 km
85,44 km

7
67,08 km

6 53,85 km 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  I max
J kt

Trong ®ã :
Imax : Dòng điện chạy trên đờng dây trong chế độ phụ tải cực đại , A

SV §Ỉng Phóc Thä HT§3_K45 15

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

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 Smax 103 A

n 3U dm

Trong ®ã :

n : số mạch đờng dây . ở ®©y ta cã 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 cã ®iỊu
kiƯn sau: IscIcp .
Trong ®ã:

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%
Tæn thất điện áp trong chế độ bình thờng của đờng dây thứ inào đó đợc xác
định theo công thức:
Uibt  2 Pi.Ri  Qi.X i .100

U dm

Trong ®ã:
Pi,Qi :C«ng suÊt chạy trên đờng dây thứ i
Ri,Xi :§iƯn trë 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
Víi ®êng dây liên thông nối 2 phụ tải ,khi sự cố ta cã: Usc2 = 2Ui + U2
Với đờng dây liên lạc tính cho 2 trờng hợp:
- Sù cè ®øt 1 ®êng d©y.
- Sù cè 1 tỉ m¸y lín nhÊt .

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. TÝnh to¸n kü thuật từng phơng án: 3
Phơng án 1: 42,43 km

2
60,83 km
1

53,85 km 4 56,57 km
5 82,46 km ND2

101,98 km

ND1

85,44 km

7 50,99 km
67,08 km

6 53,85 km 9

8

1.TÝnh ph©n bè 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 : tæng công suất của các phụ tải nối với NM I

PNI : tỉn thÊt c«ng st tác dụng trên các đờng dây do nhiệt điện

ở đây ta cã : cung cÊp (PNI = 6%PNI)

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 tự nh

trên 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 vậy : SI5 = 32,8 + j13,89MVA.

SV Đặng Phúc Thä HT§3_K45 17

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

Vậy ta sẽ có công suất do nguồn II truyền vào đờng dây liên lạc II5 là:
SII5 = S5 – SI5 = 38+j18,14-(32,8+j13,89)
= 5,2+j4,25 MVA.

Dßng công suất từ nguồn I truyền vào phụ tải 1 lµ :

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 dÉn cđa đờng dây I5 :

Dòng điện chạy trên đờng dây bằng :

II5  32,82 13,892 3
10 93,47 A
2 3.110

FI5 = 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 sÏ chän d©y AC-95, cã Icp = 330A

Do là đờng dây nối 2 NMĐ nên ta kiĨm tra 2 trêng hỵp sù cè :
1. Đứt 1 đờng dây liên l¹c
2. sù cè 1 tổ máy .

Xét trờng hợp đứt 1 đờng dây liên lạc : Isc = 2II5 = 2.93,47 = 187A.
Nh vËy :

Isc  Icp
Khi ngõng 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 là :

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.

 I I 5sc  28,82 11,962 3
10 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 :

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 18

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

Dòng điện chạy trên ®êng d©y b»ng :

I II5  5,22  4,252 3
10 20 A
2 3.110

FII5 = 20 20 A

1

Để đảm bảo điều kiện vầng quang trên đoạn II5 ta sẽ chän d©y AC-70 , cã Icp =
265A

Do là đờng dây nối 2 NMĐ nên ta kiểm tra 2 trêng hỵp sù cè :
1. Đứt 1 đờng dây liên lạc
2. sù cè 1 tæ máy .

Xét trờng hợp đứt 1 đờng dây liên lạc : Isc = 2III5 = 2.20 = 40A.
Nh vËy :

Isc  Icp
Khi ngõng 1 tæ m¸y ph¸t cđa NMI ta cã :

SII5SC = SI5sc + S5 =66,8+ j30,1MVA.

 I II 5sc  66,82  30,12 3
10 192,3A I cp

2 3.110

Nh vậy dây dẫn đà chọn thoà mÃn.

 Chän tiÕt diƯn d©y dÉn cđa đờng dây I1 :
Dòng điện chạy trên đờng dây bằng :

II1  47 2  29,13 3 2
10 145,1A
2 3.110

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  472  29,13 3 2
10 145,1A
2 3.110

Do Jkt = 1 nên FI1 = 145,1

Ta chọn dây AC-150 , có Icp = 445A

Kiểm tra điều kiện phát nóng:

Isc = 2.III4 = 290,2  Icp .

Nh vËy d©y dÉn ®· chän tho· m·n.

 Chän tiÕt diƯn d©y dÉn cđa đờng dây II9 :

Dòng điện chạy trên đờng dây bằng :

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 19

Bộ môn hệ thống đIện-Đhbkhn đồ án tốt nghiệp

I II 9  582  35,942 3
10 179 A
2 3.110

Do Jkt = 1 nên FI1 = 179

Ta chọn dây AC-185 , có Icp = 510A

Kiểm tra điều kiện phát nóng:

Isc = 2.III9 = 358 Icp .

Nh vậy dây dẫn đà chọn tho· m·n.

 Chän tiÕt diƯn d©y dẫn của đờng dây 12 :
Dòng điện chạy trên đờng d©y b»ng :

I12  182 11,1552 3
10 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 diện dây dẫn của đờng dây 34 :
Dòng điện chạy trên đờng dây bằng :

I 34 182  11,1552 3
10 55,57 A
2 3.110

Do Jkt = 1 nªn F34 = 55,57

Để đảm bảo điều kiện vầng quang , ta chọn dây AC-70 , có Icp = 265A

Kiểm tra điều kiƯn ph¸t nãng:

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 34 292 17,97 2 3
10 89,5A
2 3.110

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 vậy dây dẫn đà chọn thoà m·n.

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

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 20