thiết kế lưới điện cho mạng điện khu vực

Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
Mục luc

Mục luc 1

Phần mở đầu 2
Chơng I: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện 4
I. Cân bằng công suất tiêu dùng 4
II. Cân bằng công suất phản kháng 5
Chơng II: Lựa Chọn Các Phơng án Nối Dây Của Mạng
Điện Và So Sánh Các Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật 7

A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế 7
B. Tính toán cụ thể cho từng phơng án 10
I. Phơng án I: 10
1. Điện áp ĐM mạng điện 10
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng 11
3. Tính tổn thấp điện áp 13
II. phơng án II: 14
1. Điện áp định mức của mạch điện 14
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra đk phát nóng 15
3. Tính tổn thất điện áp 15
III. Phơng án III: 16
1. Sơ đồ nối dây: 16
2. Điện áp định mức của mạng điện 16
3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng 16
4. Tính tổn thất điện áp 17
IV. Phơng án IV 18
1. Sơ đồ nối dây: 18

2. Điện áp định mức của mạng điện 18
3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng 18
4. Tính tổn thất điện áp 19
V. Phơng án V 20
1. Sơ đồ nối dây: 20
2. Chọn điện áp định mức cho mạng 20
3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng 21
4. Tổn thất điện áp 22
VI. Tổng kết các phơng án 23
Chơng III. So Sánh Các Phơng án Đã Chọn Về Mặt Kinh
Tế 23

I. Tính toán cụ thể từng phơng án đã chọn 24
Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
1. Phơng án 1. 24
2. Phơng án 2. 25
3. Phơng án 3 25
4. Phơng án 4. 26
II. Tổng kết và lựa chọn phơng án tối u 26
I. Số lợng MBA 27
II. chọn công suất MBA. 27
III. Sơ đồ nối dây các trạm và mạng điện 29
IV. Sơ đồ nối dây chi tiết: 30
Chơng V. tính toán các trạng thái vận hành của lới
điện 31

I. chế độ phụ tải cực đại 31
II. chế độ phụ tải cực tiểu 35

III. chế độ sự cố 38
Chơng VI. Lựa chọn phơng pháp điều chỉnh điện áp 40
I. phụ tải I 40
II. Các phụ tải còn lại: tính toán tơng tự kết qủa cho ở bảng sau 42
Chơng VII. Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của mạng điện 43
I. Tính vốn đầu t xây dựng mạng điện 43
II. Tổng tổn thất điện năng của mạng điện 43
III. Tính chi phí và giá thành tải điện 44

















Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
Phần mở đầu

Trong sự nghiệp Công Nghiệp Hoá và Hiện Đại Hoá đất nớc, điện
năng đóng vai trò chủ đạo và quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó đợc
sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân vì điện
năng là nguồn năng lợng có thể dễ dàng chuyển hoá thành các dạng năng
lợng khác. Chính vì vậy trớc khi xây dựng một hệ thống một khu công
nghiệp hoặc một khu dân c ngời ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện,
nhu cầu về điện không ngừng tăng trong giai đoạn trớc mắt và còn trong phải
dự trù cho phát triển trong tơng lai gần.
Đồ án môn học Mạng Lới Điện là một bớc thực dợc quan trọng cho
sinh viên nghành Hệ Thống Điện bớc đầu làm quen với những ứng dụng thực
tế. Đây là một đề tài hết sức quan trọng cho một kĩ s điện trong tơng lai có
thể vận dụng nhằm đa ra đợc những phơng án tối u nhất.
Trong đồ án thiết kế môn học Mạng Lới Điện em đã sử dụng các tài
liệu sau:
1. Giáo trình Mạng Lới Điện của tác giả Nguyễn Văn Đạm
2. Giáo trình Thiết Kế Các Mạng Và Hệ Thống Điện của tác
giả Nguyễn Văn Đạm.
3. Giáo trình Nhà Máy Điện Và Trạm Biến áp của đồng tác
giả Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch,
Lã Văn út, Phạm Văn Hoà.
Nội dung đề án gồm những phần sau:
Chơng I : Cân bằng công suất trong hệ thống
Chơng II : Dự kiến các phơng án và so sánh về mặt kĩ thuật
Chơng III : So sánh các phơng án về mặt kinh tế
Chơng IV : Chọn số lợng, công suất MBA và sơ đồ nối dây
Chơng V : Tính chính xác trạng thái vận hành của LĐ
Chơng VI : Lựa chọn phơng thức điều chỉnh điện áp
Chơng VII: Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật
Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không thể
tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong thầy cô trong bộ môn góp ý để bản đồ

án của đợc hoàn thiện hơn.
Trong quá trình làm đồ án em đợc sự chỉ bảo nhiết tình của thầy cô
trong bộ môn đặc biệt là cô giáo Đặng Diệu Hơng đã trực tiếp hớng dẫn em
trên lớp. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô trong khoa và
cô Đặng Diệu Hơng đã hớng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.



Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
Chơng I: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện

Quá trình sản suất, truyền tải và tiêu thụ điện năng trong HTĐ
đợc tiến hành đồng thời do điện năng không thể tích luỹ đợc. Tại một thời
điểm luôn có sự cân bằng giữa điện năng sản suất và điện năng tiêu thụ, có
nghĩa là tại mỗi thời điểm cần phải có sự cân bằng giữa công suất tiêu thụ và
pk phát ra với công suất tiêu dùng và pk tiêu thụ. Nếu sự cân bằng trên bị phá
vỡ thì các chỉ tiêu chất lợng điện năng bị giảm dẫn tới mất ổn định hoặc làm
tan rã hệ thống. Do vậy phải kiểm tra sự cân bằng công suất trong MĐ trớc
khi bắt đầu TK một mạng lới.

I
II
I.
. .
. Cân bằng công suất tiêu dùng
Cân bằng công suất tiêu dùngCân bằng công suất tiêu dùng
Cân bằng công suất tiêu dùng

Giả sử nguồn điện cung cấp đủ công suất tiêu dùng cho các phụ
tải, do đó sự cân bằng công suất điện biểu diễn bằng biểu thức sau:
F
P

=

YC
P

Trong đó:

F
P

: Công suất tiêu dùng phát ra của nguồn


YC
P

: Tổng công suất tiêu dùng yêu cầu của hệ thống
Mà:

YC
P = m

Pt
P

+


P
mđ
+

td
P
+

dt
P

m : Là hệ số đồng thời ( ở đây lấy m = 1)


Pt
P
: Tổng công suất tiêu dùng trong chế độ phụ tải cực đại

Pt
P
= P
1
+ P
2
+P
3
+ P

4
+ P
5
+ P
6
= 30 + 32 +28 +24 +30 +32 = 176 (MW)


P
mđ
:
Tổng tt công suất điện năng trong mạng điện
(tính theo số % của phụ tải cực đại)


P
mđ
= 5%

Pt
P

= 176 . 5% - 8,8 (MW)

td
P
,

dt
P

: Tổng công suất tự dùng và công suất dự trữ
của mạng.
ở đây:

dt
P
=

td
P
= 0 Vì

F
P
coi nh lấy từ thanh cái cao áp.
Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
Vậy:
F
P

=

YC
P

= 176 +8,8 = 184,8 (MW)
II
IIII

II. Cân bằng công suất phản kháng
. Cân bằng công suất phản kháng. Cân bằng công suất phản kháng
. Cân bằng công suất phản kháng


Cân bằng công suất tác dụng, trớc tiên cần thiết để giữ đợc tần
số bình thờng trong hệ thống, còn để giữ điện áp bình thờng cần phải có sự
cân bằng công suất phản kháng. Sự thiếu hụt công suất phản kháng làm cho U
giảm. Mặt khác sự thay đổi U dẫn đến thay đổi f.
Sự cân bằng công suất phản kháng trong HTĐ đợc biểu diễn
bằng công thức sau:

F
Q =

YC
Q

Trong công suất phản kháng do nguồn phát ra

F
Q
= tg

F
.

F
P
(cos

F
= 0,85

tg

F
= 0,6197)
Vậy

F
Q
= 184,8 . 0,6197 = 114,52 (MVAR)

YC
Q
= m

maxi
Q
+


BA
Q
+


L
Q

+Q
tđ
-

Q
C
+

dt
Q

Trong đó: m = 1 ( là hệ số đồng thời)

maxi
Q
= Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ
cực đại.


maxi
Q
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q

5
+ Q
6
Từ số liệu đã cho ta tính đợc các công suất phản kháng của các
hệ phụ tải bằng công thức
Q
i
= P
i
.Tg
i


Theo đề Cos
i

= 0,85

Tg
i

= 0,6197
Sau khi tính toán ta thu đợc bảng sau:

Phụ tải 1

Phụ tải 2

Phụ tải 3

Phụ tải 4

Phụ tải 5

Phụ tải 6

P
i
(MW) 30 32 24 28 30 32
Q
i
(MVAR)

18,591 19,83 14,875 17,352 18,591 19,83

Vậy :

maxi
Q
= 109.067
Giả sử tổng tổn thất công suất phản kháng của các đờng dây
bằng công suất phản kháng do đờng dẫn của đ d sinh ra.



L
Q
=

C
Q

Vì ta có từ thanh cái cao áp của trạm BA tăng của NMĐ nên


td
Q
=

dt
Q
= 0



BA
Q
: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm hạ áp đợc
tính theo công thức:
Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN


BA
Q
=15%

maxi

Q
= 109,067 . 15% = 16,36 (MVAR)
Vậy

YC
Q
= 109,067 +16,36 = 125,427 (MVAR)
So sánh

F
Q
với

YC
Q
ta thấy:


F
Q
<

YC
Q

Do đó chúng ta phải tiến hành bù sơ bộ
Q
b
=

YC
Q
-


F
Q
= 125,427- 114,52 =10,907(MVAR)
Ta phải tiến hành bù u tiên cho những hộ ở xa, cos

thấp hơn và
bù đến cos

= 0,9. Còn thừa lại ta bù cho các hộ ở gần

Bảng tính khoảng cách từ nguồn đến các tải phụ:

Phụ tải 1

Phụ tải 2

Phụ tải 3

Phụ tải 4

Phụ tải 5

Phụ tải 6

L (Km) 50 77,11 80,62 58,31 63,24 50,09

Công thức tính Q
bi:

Q
bi
= P
i
(tg

1
- tg

2
) = Q
i
- P
i
tg

2

1
,

2
: Các pha trớc và sau khi bù
Cos

2

= 0,9

tg

2
=0,484
Phụ tải 2 : Q
b2
= Q
2
P
2
tg

2
=19,83-32.0,484 =4,342(MVAR)
Phụ tải 3 : Q
b3
= Q
3
P
3
tg

3
=14,873-28.0,484 =1,321(MVAR)
Phụ tải 5: Q
b5
= Q
5

P
5
tg

5
=18,591-30.0,484=4,071(MVAR)
Phụ tải 4: Q
b4
= Q
b
( Q
b2
+ Q
b3
+Q
b5
)
=10,907-(1,321+ 4,342+4,071)
=1,173 (MVAR)
Đối với phụ tải 4 : Q
b4
=Q
4
P
4
tg

2
Nên tg

2
=
4
44
P
QQ
b

=
28
173,1352,17

=0,578
Do đó Cos

2
=
2
2
1
1

tg+
=
2
578,01
1
+
= 0,866
Vậy phụ tải 4 có cos

=0,866





Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN



Trớc khi bù Sau khi bù
P Q
Cos


P Q
b
Cos


Phụ tải 1

30 18,591 0,85 30 0 0,85
Phụ tải 2

32 19,83 0,85 32 4,342 0,9
Phụ tải 3

28 14,873 0,85 28 1,321 0,9
Phụ tải 4

24 17,352 0,85 24 1,173 0,866
Phụ tải 5

30 18,591 0,85 30 4,071 0,9
Phụ tải 6

32 19,83 0,85 32 0 0,85

Chơng II: Lựa Chọn Các Phơng án Nối Dây Của Mạng

Điện Và So Sánh Các Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật

A.
A. A.
A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế
Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kếDự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế
Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế


Theo yêu cầu là mức đảm bảo cung cấp điện cho các hộ loại 1:
Mà hộ loại 1 là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu nh ngừng cung cấp
điện có thể gây ra nguy hiểm đến tính mạng và sức khoẻ con ngời, gây thiệt
hại nhiều về kinh tế, h hỏng về thiết bị làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn
các quá trình công nghệ phức tạp ( VD: Các lò luyện kim loại, thông gió trong
hầm lò và trong các nhà máy sản xuất hoá chất độc hại)
- Khi CCĐ cho các phụ tải thì yêu cầu đối với mạng điện là:

+ Độ tin cậy CCĐ cho các phụ tải phải cao
+ Phải đảm bảo chất lợng điện năng
+Về kinh tế: Giá thành phải hạ, tổn thất điện năng phải nhỏ
+ An toàn đối với ngời và thiết bị
+ Linh hoạt trong vận hành và phải có khả năng phát triển trong
tơng lai, phù hơp với sự phát triển của KHCN trong tơng lai.
- Vì các hộ loại 1 có tính chất quan trọng nh vậy nên phải đợc
CCĐ liên tục không đợc mất điện. Khi chọn các phơng án ta phải chọn sao
cho các phụ tải đợc cung cấp từ hai nguồn độc lập. Dựa vào các vị trí địa lí và
yêu cầu ta lựa chọn 5 phơng án nối dây nh sau:




§å ¸n m«n häc
m¹ng l-íi ®iÖn
DHBKHN
Ph−¬ng ¸n 1:


N
1
2
3
4
5
6


Ph−¬ng ¸n 2:

N
1
2
3
4
6
5













§å ¸n m«n häc
m¹ng l-íi ®iÖn
DHBKHN
Ph−¬ng ¸n 3:


N
1

2
3
4
6
5

Ph−¬ng ¸n 4:



N
1
2
3
4
5
6

Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
Phơng án 5:

N
1
2
3
4
5
6


B.
B.B.
B.

Tính toán cụ thể cho từng phơng án
Tính toán cụ thể cho từng phơng án Tính toán cụ thể cho từng phơng án
Tính toán cụ thể cho từng phơng án


I. Phơng án I
I. Phơng án II. Phơng án I
I. Phơng án I:
::
:

N
1
2
3
4
5
6

1. Điện áp ĐM mạng điện
Việc lựa chọn điện áp cho MĐ có thể ảnh hởng rất lớn đến các chỉ tiêu
kĩ thuật và kinh tế của MĐ. Nếu chọn điện áp mạng điện nhỏ thì gây tổn thất
điện nguồn lớn. Do đó điện áp định mức phải đợc lựa chọn sao cho hợp lí
nhất.
Điện áp định mức phụ thuộc vào cstd và khoảng cách truyền tải
Điện áp định mức của hệ thống đợc tính theo công thức kinh nghiệm
sau:
U=4,34 *
Pl
*16+
Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
Trong đó
P: Công suất chuyên trở của đờng dây(MW)
L: Chiều dài của đờng đây(Km)

Kết quả tính toán đựơc cho trong bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6
L(Km) 50 72,11 80,62 58,31 63,24 50,99
P(MW) 30 32 28 24 30 32
U
đm

99,9 104,89 99,78 91,27 101,15 102,977


70<U
i
<160 (km) Nên chọn U
đm
110 KV

2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng
a. Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Trong những tính toán đơn giản đv mạng điện khu vực, tiết diện dây dẫn
thờng đợc lựa chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện J
KT

Dự kiến dùng dây AC trên không, đặt trên các đỉnh tam giác đều có
khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là: D
tb
= 5m. Với tg sử dụng
công suất cực đại T
max
= 5000(h) thì mật độ kinh tế của dòng điện là:
J
kt

=1,1(A/mm
2
)
Tiết diện kinh tế cuả dây dẫn đợc tính theo công thức:
F
i
=
kt
i
J
I
max

Trong đó:
F
i
: Tiết diện tính toán của đây theo mật độ kinh tế
I
j
max

: Dd lớn nhất chạy trên dây đợc tính theo công thức
I
imax
=
dm
i
Un
S
3

Với S
i
: CS biểu kiến trên các đoạn đd
n : Số mạch của đd
U
đm
: Điện áp định mức của MĐ
Dựa vào giá trị của F
i

ta chọ F
itc

gần nhất và lớn hơn
b. Kiểm tra điều kiện phát sóng
Tiết diện dây dẫn đợc lựa chọn phải đảm bảo không xuất hiện vầng
quang trên các đd và thoả mãn điều kiện phát sóng:
Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
I
SC
<= I
CP
với I
SC
= 2. I
MAX
Trong đó:

I
SC
:Dòng điện khi sự cố
I
MAX
:Dòng điện chạy trên các đoạn đờng dây ở chế độ phụ
tải cực đại
I
CP
: Dòng điện cho phép lớn nhất ( Phụ thuộc vào bản
chất và tiết diện dây dẫn)
Cụ thể đối với đoạn N-1:
I
N-1 MAX
=
110.32
591,1830
22
+
. 10
3
= 92,6 (A)
Tiết diện kinh tế của dây dẫn:
F
N-1
=
1,1
6,92
=84,18 (mm
2

)
Chọn tiết diện gần N-1 nhất:
F
N-1TC
= 95 (mm
2
)
Tiết diện đã chọn >70mm
2
vì vậy thoả mãn điều kiện không xuất hiện
vầng quan do điện áp định mức của mạng điện là 110KV
Dòng điện lớn nhất cho phép trên đờng dây là: I
CP
=330(A)
Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đd, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại
có giá trị là:
I
N-1SC
= 2.92,6 = 185,2 < I
CP
= 330 (A)
Nh vậy, tiết diện dây dẫn của đoạn dây đã lựa chọn thoả mãn các yêu
cầu kĩ thuật

Tính toán tơng tự cho các đờng dây còn lại ta có bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6
L(km) 50 72,11 80,62 58,31 63,24 50,99
P(MW) 30 32 28 24 30 32
Q(MVAR)

18,591 19,83 14,873 17,352 18,591 19,83
I
MAX
(A) 92,6 98,8 83,2 77,72 92,6 98,8
F(mm
2
) 84,18 89,82 75,64 70,66 84,2 84,18
F
TC
(mm
2
)

AC-95 AC-95 AC-70 AC-70 AC-95 AC-95
I
SC
(A) 185,2 197,6 166,4 155,44 185,2 197,6
I
CP
(A) 330 330 265 265 330 330

Vậy các đoạn đờng dây đã chọn đều thoả mãn điều kiện vầng quang và
điều kiện phải nóng.

Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
3. Tính tổn thấp điện áp
Các thông số thay thế của đờng dây

- Đờng dây 1 mạch: R= r
0
.l (

)
X=X
0
.l (

)
B = b
0
.l (

)
- Đờng dây 2 mạch: R=r
0
.l/2(

)
X=X
0
.l/2(

)
B=2b
0.
l(

)

Tra bảng ta có các thông số và kết qủa tính toán trong bảng sau:

Đoạn
đờng
dây
F
TC

(mm
2
)

L
(km)
R
0

(
km

)

X
0
(
km

)

B

0
.10
-6

(s/km)

R
(

)
X
(

)
B.10
-4

(s)
N-1 AC-95

50 0,33 0,429

2,65 8,25 10,725

2,65
N-2 AC-95

72,11

0,33 0,429

2,65 11,89

15,46

3,82
N-3 AC-70

80,62

0,46 0,44 2,58 18,54

17,74

4,16
N-4 AC-70

58,31

0,46 0.44 2,58 13,41

12,83

3,0
N-5 AC-95

63,24

0,33 0,429

2,65 10,43

13,56

3,35
N-6 AC-95

50,99

0,33 0,429

2,65 8,41 10,94

2,70

Với mạng điện có điện áp danh định mức là 110KV có thể bỏ qua tp
ngang của điện áp giáng, tổn thất điện áp trên đờng dây thứ i đợc tính nh
sau:


U
I
% =
dm
iiii
U
XQRP
2

+
.100
Trong đó:


i
P
: Tổng cs truyền trên đơng dây thứ i


i
Q
: Tổng cspk truyền trên đờng dây thứ i
R
i
: Điện trở t/đ của đoạn dây thứ i
X
i
: Điện dẫn pk của đoạn dây i
Yêu cầu về tổn thất điện áp:
Tổn thất điện áp lúc bình thờng


U
MAXbt
% <= (10-15)%
Tổn thất điện áp lớn nhất khi xẩy ra sự cố nặng nề

U
MAXsc
%<= (20-25)%
Tổn thất ở đoạn N-1



U
N1
%=
2
1111
DM
NNNN
U
XQRP +
=
2
100
725,10.591,1825,8.30
+
.100=3,69%
Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
Đối với đd 2 mạch sự cố nặng nề nhất khi đứt mạch đd. Khi đó còn lại
một mạch nên :
R
N1SC
=2R

n-1
X
N1SC
=2X
n-1

Nên suy ra

U
N1SC
% = 2.

U
N1
% = 2.3,69 = 7,38%

Tính toán cho các đoạn mạch còn lại ta có bảng sau:


Vậy H điện áp lớn nhất ở chế độ bình thờng là:


U
MAXbt
% = 6,47
Tổn thất điện áp lớn nhất khi có sự cố là:


U
MAXSC

% = 12,94
II. phơng án II
II. phơng án IIII. phơng án II
II. phơng án II:
::
:




N
1
2
3
4
6
5


1. Điện áp định mức của mạch điện
Tính toán tơng tự nh phơng án 1 ta có bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-6 6-5
L(Km) 50 72,11 36,05 58,31 50,99 31,62
P(MW) 30 60 28 24 62 30
Q(MVAR)

18,591 34,703 14,873 17,352 38,421 18,591
U
đm

(KV)

99,9 139,43 95,48 91,27 140,16 98
Đoạn N-1 N-1 N-1 N-1 N-1 N-1

U% 3,69 2,53 6,47 4,5 4,67 4,02

U
SC
% 7,38 5,07 12,94 9 9,34 8,04
Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN

Chọn điện áp định mức của mạng điện là 110KV

2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra đk phát nóng

Tính tơng tự phơng án 1:

Bảng các thông số của đờng dây:

Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-6 6-5
L(Km) 50 72,11 36,05 58,31 50,99 31,62
P(MW) 30 60 28 24 62 30
Q(MVAR) 18,591 34,703 14,873 17,352

38,421 18,591

I

MAX
(A) 39,12 181,9 83,2 77,72 191,42 93,12
F
KT
(mm
2
) 84,65 165,36 75,64 70,65 174,02 84,65
F
TC
(mm
2
) AC-95 AC-150

AC-70 AC-70

AC-185

AC-95

I
SC
(A) 186,24 363,8 166,4 155,44

382,84 186,24

I
CP
(A) 330 445 265 265 510 330
R
0

(
km

)
0,33 0,21 0,460 0,46 0,17 0,33
X
0
(
km

)
0,429 0,416 0,442 0,442 0,409 0,429
b
0
.10
-6
(s/km) 2,65 2,74 2,58 2,58 2,84 2,65
R(

) 8,25 7,57 8,29 13,41 4,33 5,22
X(

) 10,725 15 7,97 12,88 10,43 6,78
B
O
.10
-4
(S) 2,65 3,95 1,86 3,0 2,89 1,67

Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đều thoả mãn

3. Tính tổn thất điện áp

Tính nh phơng án 1 ta có bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-6 6-5 N-2-3

N-6-5


U%

3,725

8,06 2,989

4,5 5,53 2,36 10,958

7,89

U
SC
%

7,45 16,12

5,795

9,0 11,06

4,712

21,916

15,78



U%
N-2-3
=

U%
n-2
+

U%
2-3


U%
N-6-5
=

U%
N-6
+

U%
6-5

Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:


U
MAXbt
%= 10,958%<15%
Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:


U
MAXSC
%=21,916%<25%

Vậy phơng án này thoả mãn các yêu cầu về kĩ thuật

III. Phơng án III:
1. Sơ đồ nối dây:





N
1
2
3
4

6
5

2. Điện áp định mức của mạng điện

Bảng số liệu

Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-6 6-5
L(Km) 50 72,11 80,62 58,31 50,99 31,62
P(MW) 30 32 28 24 62 30
Q(MVAR)

18,591 19,83 14,873 17,352 38,421 18,591
U
đm
(KV)

99,9 104,89 99,78 91,27 140,16 98,16

70 <U
đm
<160
Chọn U
đm
=110KV

3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng

Tính toán tơng tự nh các phơng án trên ta có bảng kết quả:

Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN


Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-6 6-5
L(Km) 50 72,11 80,62 58,31 50,99 31,62
P(MW) 30 32 28 24 62 30
Q(MVAR) 18,591 19,83 14,873 17,352

38,421 18,591

I
MAX
(A) 93,125 98,78 83,2 77,72 191,42 92,62
F
KT
(mm
2
) 84,66 89,8 76,64 70,65 174,02 84,2
F
TC
(mm
2
) AC-95 AC-95 AC-70 AC-70

AC-185

AC-95

I
SC
(A) 186,25 197,58 166,4 155,44

382,84 185,24

I
CP
(A) 330 330 265 265 510 330
R
0
(
km

)
0,33 0,33 0,46 0,46 0,17 0,33
X
0
(
km

)
0,429 0,429 0,442 0,442 0,409 0,429
b
0
.10
-6
(s/km) 2,65 2,65 2,58 2,58 2,84 2,65
R(

) 8,25 11,89 18,54 13,41 4,33 5,22
X(

) 10,725 15,47 17,82 12,89 10,43 6,78
B
0
10
-4
(S) 2,65 3,82 4,16 3 2,89 1,676

Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đêu thoả mãn đk phát nóng và điều
kiện vầng quang

4. Tính tổn thất điện áp
Ta có bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-6 6-5 N-6-5


U%

3,69 5,68 6,48 4,5 5,53 2,33 7,89

U
SC
%

7,38 11,36

12,96

9,0 11,06

4,66 15,72


Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:


U
MAXbt
%= 7,86%
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:


U
MAXSC
%=15,72%

Vậy phơng án này thoả mãn các yêu cầu về kĩ thuật

Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
IV.
IV. IV.
IV. Phơng án
Phơng án Phơng án
Phơng án IV
IVIV

IV


1. Sơ đồ nối dây:


N
1
2
3
4
5
6

2. Điện áp định mức của mạng điện

Bảng số liệu

Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-5 N-6
L(Km) 50 72,11 36,05 58,31 63,24 50,99
P(MW) 30 60 28 24 30 32
Q(MVAR)

18,591 34,703 14,873 17,352 18,591 19,83
U
đm
(KV)

99,9 139,43 95,485 91,27 101,15 102,97

Chọn U
đm
=110KV

3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng
F
i
=
KT
iMAX
J
I
trong đó J
KT
= 1,1
I
iMAX
=
dm
i
Un
S
3
=
dm
ii
Un
QP
3
22

+
.10
3
(A)
I
Sci
= 2.I
MAXi

Tính toán tơng tự các phơng phát trên ta có kết quả ở bảng sau:
X= X
0
.l/2 (

)
R=R
0
.l/2 (

)
B = 2b
0.
l (

)
Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN

Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-5 N-6

L(Km) 50 72,11 36,05 58,31 63,24 50,99
P(MW) 30 60 28 24 30 32
Q(MVAR) 18,591 34,703 14,873 17,352

18,591 19,83
I
MAX
(A) 92,62 181,9 83,2 77,723

92,62 98,70
F
KT
(mm
2
) 84,40 165,36 75,64 70,65 84,2 89,82
F
TC
(mm
2
) AC-95 AC-150

AC-70 AC-70

AC-95 AC-95

I
SC
(A) 185,24 363,8 166,4 155,45

185,24 197,60

I
CP
(A) 330 445 265 265 330 330
R
0
(
km

)
0,33 0,21 0,46 0,46 0,33 0,33
X
0
(
km

)
0,429 0,416 0,442 0,442 0,429 0,429
b
0
.10
-6
(s/km) 2,65 2,74 2,58 2,58 2,56 2,65
R(

) 8,25 7,57 8,29 13,41 10,43 8,41
X(

) 10,725 14,99 7,97 12,89 13,56 10,94
B

0
10
-4
(S) 2,65 3,95 1,86 3,0 3,35 2,7

Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đêu thoả mãn đk phát nóng và điều
kiện vầng quang

4. Tính tổn thất điện áp

U
i
%=
2
dm
iiii
U
XQRP


+
.100

U
SCi
%=2.

U
i
%

Ta có bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-5 N-6

U%

3,69 8,05 2,89 4,5 4,67 4,02

U
SC
%

7,38 16,10

5,78 9,0 9,34 8,04

Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:


U
MAXbt
%= 8,05% <15%
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:


U
MAXSC
%=16,1%<25%

Vậy phơng án này thoả mãn các yêu cầu về kĩ thuật

Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
V.
V. V.
V. Phơng án
Phơng án Phơng án
Phơng án V
VV
V


1. Sơ đồ nối dây:


N
1
2
3
4
5
6

2. Chọn điện áp định mức cho mạng

Các đoạn N-1, N-2, N-3, N-6. Tính tơng tự nh đáp án, riêng với đoạn
mạch vòng, trớc khi tính toán phải xác định đợc dòng cs chạy trên các đoạn
đờng dây

Ta có:
Công suất truyền tải trên đoạn N-4
S
N4
=
5454
555454
.)(
NN
NN
LLL
LSLLS
++
++


S
N4
=
24,6343,4231,58
24,63).591,1830()24,6343,42)(352,724(
++
+
+
+
+
jj

S
N4

= 27,04+j18,35 (MW)
Công suất truyền tải trên đoạn N-5
S
N5
=
5454
444455
.)(
NN
NN
LLL
LSLLS
++
++

S
N5
=
98,163
31,58).352,1724()31,5843,42)(591,1830( jj
+
+
+
+

S
N5
= 26,96+j17,59 (MW)
S
45

=S
4
-S
5
=(27,04 26,96) + j(18,35-17,59)
S
45
=0,08+j. 0,76
Vậy 5 là điểm phân chia cs trong mạng lớn



Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN


Từ kết quả tính đợc diện áp đoạn mạch của mạng nh sau:


Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 4-5 N-5 N-6
L(Km) 50 72,11 80,62 58,31 42,43 63,24 50,99

P(MW) 30 32 28 24,08 0,08 29,92 32
Q(MVAR)

18,591

19,83 14,873

18,112

0,76 17,831

19,83

U
đm
(KV)

99,9 104,89

99,78 91,47 101,04

101,04

102,98


Chọn điện áp định mức cuả MĐ là 110KV

3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng

Tính toán tơng tự nh các phơng án trớc ta có bảng kết quả sau:

Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 4-5 N-5 N-6
L(Km) 50 72,11 80,62 58,31 42,43 63,24 50,99
P(MW) 30 32 28 24,08 0,08 29,92 32
Q(MVAR) 18,591 19,83 14,873 18,112

0,76 17,831

19,83
I
MAX
(A) 92,62 98,79 83,2 79,08 2,0 91,58 98,8
F
KT
(mm
2
) 84,4 89,8 76,64 71,89 1,82 83,26 89,82
F
TC
(mm
2
) AC-95 AC-95 AC-70 AC-70

AC-70 AC-95

AC-95

I
SC
(A) 186,24 197,58 166,4 158,16

4,0 185,24

197,6
I
CP

(A) 330 330 265 265 80 330 330
R
0
(
km

)
0,33 0,33 0,46 0,46 0,46 0,33 0,33
X
0
(
km

)
0,429 0,429 0,442 0,442 0,442 0,429 0,429
b
0
.10
-6
(s/km) 2,65 2,65 2,58 2,58 2,58 2,65 2,65
R(

) 8,25 11,89 18,54 26,82 19,752 20,86 8,41
X(

) 10,725 15,47 17,82 25,77 18,74 27,13 10,94
B
0
10
-4

(S) 2,65 3,82 4,16 1,5 1,09 1,67 2,7
Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN

Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đêu thoả mãn đk phát nóng và điều
kiện vầng quang

4. Tổn thất điện áp
Tổn thất điện áp trên các đoạn mach hình tia tính tơng tự nh phơng
án 1 riêng đoạn mạch vòng tổn thất đợc tính theo công thc sau:
Tổn thất điện áp lớn nhất là:


U
LN
%=
2
4455
110
.

+
NNNN
XQRP
.100
= 100.
110
56,13.951,1843,10.30
2

+
= 4,7(%)
Đối với đoạn mạch vòng, sự cố nguy hiểm nhất khi đứt dây là khi đứt
dây N-4. Khi đó tổn thất điện áp đợc tính theo công thức

100.
110
)().(
=Umaxsc%
2
454454545545
XQXPXQQRPP
NN
+
+
+
+
+


=
100.
100
74,18.352,1752,19.2413,27.943,3586,20.64
2
+
+
+
=25,65%
Đối với đoạn mạch hở tính tơng tự nh phơng án 1, kết quả tính toán

có trong bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4-5

N-6

U%

3,69 2,53 6,47 4,7 4,02

U
SC
%

7,38 5,07 12,94

25,65

8,04


Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:
U
MAXbt
%= 6,47%
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:
U
MAXSC
%=25,65%>25%

Vậy phơng án này không thoả mãn các yêu cầu về kĩ thuật





Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
VI
VIVI
VI.
. .
. Tổng kết các phơng án
Tổng kết các phơng ánTổng kết các phơng án
Tổng kết các phơng án



I II III IV V

U
MAXbt
%

6,47 10,958

7,86 8,05 6,47

U

MAXSC
%

12,94

21,916

15,72

16,1 25,65


Dựa vào chỉ tiêu kĩ thuật

U
MAXbt
%=10-15%


U
MAXSC
%=20-25%
Từ bảng tổng kết trên ta chọn đợc phơng án có các chỉ tiêu kĩ thuật
tối u hơn trong 5 phơng án trên đó là phơng án I,II,III,IV.

Chơng III. So Sánh Các Phơng án Đã Chọn Về Mặt

Kinh Tế

Mục tiêu của các chế độ xác lập của HTĐ là giảm nhỏ nhất chi phí sản

xuất điện năng khi thiết kế cũng nh khi vận hành HTĐ. Để tìm ra đợc
phơng án tối u, ngoài những yêu cầu cơ bản về mặt kĩ thuật thì phải đảm
bảo tính kinh tế cuả HTĐ.
Trong tính toán sơ bộ về mặt kinh tế thờng dựa vào vốn đầu t cơ bản
vào phí vận hành hàng năm, hay chi phí tính toán hàng năm. Để so sánh các
phơng án về mặt kinh tế cần phải giả thiết rằng các phơng án có cùng số
lợng MBA, mắt cắt, dao cách li. Khi đó hàm chi phí tính toán hàng năm của
mỗi phơng án đợc tính theo công thức sau:
Z
i
=(a
tc
+a
vh
)K
đdi
+

A.C
Trong đó:
a
tc
: hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn,
a
tc
=1/T
tc
=1/8 = 0,125
a
vh

: hệ số vận hành
a
vh
=0,04
c: giá một Kwh điện năng tổn thất, c=500(đ/kwh)
K
đd
: là vốn đầu t đờng dây của mạng điện
K
đdi
=

ii
LK
.
0

K
0i
: Giá thành 1 km đờng dây AC có tiết diện F
i
, chiều dài
L
i
(đ/km)

A: Tổng tổn thất cs lớn nhất, tính theo công thức


A=

iMax
P
.



i
P =
2
22
dm
ii
U
QP +
.R
i
(P
i,
Q
i
là cs cực đại chạy trên các đ d)

: Tổng tổn thất cs lớn nhất, tính theo công thức
Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN

=(0,124+T
max
.10
-4
)
2
.8766
Khi T
max
= 5000h ( tg sd cs lớn nhất) thì

=
3411h


I
II
I.
. .
. Tính toán cụ thể từng phơng án đã chọn
Tính toán cụ thể từng phơng án đã chọnTính toán cụ thể từng phơng án đã chọn
Tính toán cụ thể từng phơng án đã chọn


1. Phơng án 1.
Dự kiến các phơng án đều dùng cột thép, vốn đầu t cho một km
đờng dây là:
Dây dẫn AC 70: K
O
= 208.10

6
(đ/km)
Dây dẫn AC 95: K
O
= 283.10
6
(đ/km)
Dây dẫn AC 120: K
O
= 354.10
6
(đ/km)
Dây dẫn AC 150: K
O
= 403 (đ/km)
Dây dẫn AC 185: K
O
= 441 (đ/km)
Đối với đờng dây lộ kép (2 mạch), vốn đầu t tăng 1,6 lần so với vốn
đầu t cho đờng dây một mạch.
K
N1
= 1,6.283.10
6
.50 = 22,64.10
9
(đồng)
K
N2
= 1,6.283.10

6
.72,11 = 32,65.10
9
(đồng)
K
N3
= 1,6.208.10
6
.80,62 = 26,83.10
9
(đồng)
K
N4
= 1,6.208.10
6
.58,31 = 19,41.10
9
(đồng)
K
N5
= 1,6.283.10
6
.63,24 = 28,64.10
9
(đồng)
K
N6
= 1,6.283.10
6
.50,99 = 23,09.10

9
(đồng)
Tổng vốn đầu t cho đờng dây của mạng.
K
đd
= K
N1
+ K
N2
+ K
N3
+ K
N4
+ K
N5
+ K
N6


K
đd
= ( 22,64 + 32,56 + 26,83 + 19,41 + 28,64 + 23,09 ).10
9
(đồng)
Tổn thất công suất tác dụng trong mạng.

P
N1
=
3

1
2
2
1
2
1
10.
N
dm
NN
R
U
QP +
=
3
2
22
10.25,8.
110
591,1830 +
=
849,29 (KW)

P
N2
=
3
2
2
2

2
2
2
10.
N
dm
NN
R
U
QP +
=
3
2
22
10.89,11.
110
83,1932 +
=
1392,63 (KW)

P
N3
=
3
3
2
2
3
2
3

10.
N
dm
NN
R
U
QP +
=
3
2
22
10.53,18.
110
873,1428 +
=
1690,73 (KW)

P
N4
=
3
4
2
2
4
2
4
10.
N
dm

NN
R
U
QP +
=
3
2
22
10.41,13.
110
352,1724 +
=
972,05(KW)

P
N5
=
3
5
2
2
5
2
5
10.
N
dm
NN
R
U

QP
+
=
3
2
22
10.43,10.
110
591,1830 +
=
1073,71 (KW)

P
N6
=
3
6
2
2
6
2
6
10.
N
dm
NN
R
U
QP +
=

3
2
22
10.41,8.
110
83,1932 +
=
985,03 (KW)
Đồ án môn học
mạng l-ới điện
DHBKHN
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng.


P
i
=

P
N1
+

P
N2
+

P
N3
+

P
N4
+

P
N5
+

P
N6



P
i
= 849,29 + 1392,63 + 1690,73 + 972,05 + 1073,71 + 985,03


P
i
= 6963,44 (KW).
Tổn thất điện năng hàng năm:

A =


P
i
.

=
6963,44.3411 = 23,752.10
6
(KWh)
Khi đó hàm chi phí tính toán hàng năm:
Z = (0,04 + 0,125).153,26.10
9
+ 23,752.10
6
.500 = 37,166.10
9
(đồng)
2. Phơng án 2.
Tính tơng tự phản ánh trên kết quả cho trên bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-6 6-5
l(km) 50 72,11 36,05 58,31 50,99 31,62
F
tc
(mm
2
) AC-95 AC-150

AC-70 AC-70 AC-185

AC-95
K
oi
(10
6

/km)

283 403 208 208 441 283
K
iđd
(tỷ) 22,64 46,496 11,997 19,41 35,98 14,317

P
i
(MW) 0,85 1,32 0,688 0,972 1,9 0,54

Tổng vốn đầu t cho đờng dây:
K
dđ
=

idd
K
= 150,84(tỷ)
Tổng tổn thất cs tác dụng:



i
P
= 6,27(MW)
Tổn thất điện năng hàng năm:

A

=



i
P
= 6,27.10
3
.3411=21,386.10
6
(Kwh)
Chi phí tính toán hàng năm:
Z=(0,04+0,125).150,84.10
9
+21,386.10
6
.500
Z=24,88.10
9
+10,693.10
9
=35,573(tỷ)
3. Phơng án 3
Tính nh phơng án 1 ta có bảng kết quả sau:

Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-6 6-5
l(km) 50 72,11 80,62 58,31 50,99 31,62
F
tc
(mm

2
) AC-95 AC-95 AC-70 AC-70 AC-185

AC-95
K
oi
(10
6
/km)

283 283 208 208 441 283
K
iđd
(tỷ) 22,64 32,650 26,83 19,41 35,98 14,317

P
i
(MW) 0,85 1,392 0,690 0,972 1,904 0,54