ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN Giáo viên hướng dẫn NGUYỄN HOÀNG VIỆT

TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
BỘ MƠN HỆ THỐNG ĐIỆN

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên : Trần Văn Thắng
Lớp
: T3
Ngành
: Hệ Thống Điện
Khoa
: Điện
Trường
: Đại Học Bách Khoa Hà Nội

I. ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ:
II. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
∗ Nguồn cung cấp thứ nhất: hệ thống có cơng suất vơ cùng lớn,
hệ số cosφ trên thanh góp 110kV bằng 0,85.
∗ Nguồn cung cấp thứ hai: nhà máy nhiệt điện có 4 tổ máy phát.
Mỗi tổ máy có cơng suất định mức Pđm = 55 MW,
cosφđm=0,85, Uđm = 10,5kV.
∗ Số liệu về phụ tải cho ở phụ lục.
III.NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TỐN
1.
2.

3.
4.

Phân tích các đặc điểm của nguồn và phụ tải.
Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng trong mạng điện.
Chọn phương án cung cấp điện hợp lý
Chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong các trạm, chọn sơ đồ
các trạm của mạng điện.
5. Phân tích các chế độ vận hành của mạng điện.
6. Chọn phương thức điều chỉnh điện áp trong mạng điện.
7. Tính tốn các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của lưới điện thiết kế.

eBook for You

Thiết kế mạng điện khu vực có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải


MẶT BẰNG PHỤ TẢI:

Mỗi ô 10 km

200

9
3

150

4
2

100

HT

1

eBook for You

NĐ

50

5
8
6
0

50

7

100

150

200

SỐ LIỆU PHỤ TẢI:
Các hộ tiêu thụ

1
2
3
4
5
6
7
8
9
0,85 0,88 0,9 0,92 0,95 0,9 0,95 0,95 0,92
38 28 30 32 30 29 34 36 35
KT

Các số liệu
Phụ tải cực đại (MW)
Hệ số công suất cosφ
Mức đảm bảo cung cấp điện
Yêu cầu điều chỉnh điện áp
Điện áp danh định của lưới điện
10
thứ cấp
Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : Ngày……tháng ……năm ……
Ngày hoàn thành nhiệm vụ : Ngày……tháng ……năm …..
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN:
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
(Ký và ghi rõ họ tên)
(Ký và ghi rõ họ tên)
Nguyễn Hoàng Việt

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Lời nói đầu
Điện năng là nguồn năng lượng đặc biệt quan trọng rất cần thiết cho mọi quốc
gia trên thế giới. Tại Việt Nam, việc phát triển nguồn năng lượng này cũng đang
rất được chú trọng để có thể bắt kịp với tốc độ phát triển kinh tế xà hội của đất
nước trong thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hóa. Trong hệ thống điện của
nước ta hiện nay, quá trình phát triển của phụ tải ngày càng nhanh nên việc quy
hoạch, thiết kế và phát triển mạng điện đang là vấn đề quan tâm của ngành điện
nói riêng và cả nước nói chung. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, cùng với những
kiến thức đà được học tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội, em đà nhận đề tài tốt
Trong quá trình làm đồ án vừa qua, với sự cố gắng và nỗ lực của bản thân, cùng
với sự giúp đỡ các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện đặc biệt là sự chỉ
bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Hoàng Việt, em đà hoàn thành bản
đồ án tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện trường Đại học Bách
khoa Hà Nội, các thầy cô trong bộ môn Hệ Thống Điện đà tận tình giúp đỡ chỉ
bảo em trong những năm học vừa qua. Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc
tới thầy giáo Nguyễn Hoàng Việt, người đà trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành
bản đồ án tốt nghiệp này.
Hà Nội, tháng năm
Sinh viên thực hiện
Trần Văn Thắng

Giỏo viờn hng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thng in T3

1

eBook for You

nghiệp : Thiết kế mạng điện khu vùc.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Lời nói đầu .....................................................................................................1
phần 1: thiết kế lưới điện khu vực
I.
II.

chương I:Phân tích nguồn và phụ tải
Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải..................................................4
Phân tích nguồn và phụ tải ........................................................................6

chương II:cân bằng công suất-sơ bộ xác định chế độ làm
việc của hệ thống điện và nhà máy
I. Cân bằng công suất tác dụng .....................................................................7
II. Cân bằng công suất phản kháng ................................................................8

chương iv:các phương án nối dây của mạng điện, chọn
phương án tối ưu

I. Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện .......................................14
II. Lựa chọn tiết diện dây dẫn - tính tổn thất điện áp...................................19
chương v:so sánh các phương án về mặt kinh tế
I. Phương án I ..............................................................................................43
II. Phương án III ...........................................................................................45
III.
Phương án V..........................................................................................46
chương vi:chọn máy biến áp và sơ đồ nối điện chính
I. Chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong các trạm tăng áp của
nhà máy điện ....................................................................................................49
II. Chọn số lượng và công suất các máy biến áp trong các trạm hạ áp .......50
III.
Chọn sơ đồ trạm và sơ đồ hệ thống điện ..............................................51
chương vii:tính toán chính xác các chế độ, cân bằng
công suất
I. Chế độ phụ tải cực đại .............................................................................54
II.
Chế độ phụ tải cực tiểu .........................................................................63
III.
Chế độ sau sự cè...................................................................................72
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

2

eBook for You

I.
II.

ch­¬ng III: lùa chọn điện áp
Nguyên tắc chọn.......................................................................................10
Chọn điện áp vận hành ............................................................................10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

chương ix:tính toán các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của
mạng điện
I. tính Tổn thất công suất tác dụng..............................................................92
II. tính tổn thất điện năng trong mạng điện ..................................................92
III.
tính vốn đầu tư cho mạng điện..............................................................93
IV.
tính toán giá thành tải điện...................................................................94
phần 2:thiết kế trạm biến áp bệt
I. Chọn máy biến áp và sơ đồ trạm .............................................................97
II. chọn thiết bị điện cao áp ..........................................................................98
III.
chọn thiết bị điện hạ áp ......................................................................101
IV.
tính toán ngắn mạch ...........................................................................105
V. tính toán nối đất cho trạm bién áp .........................................................111
VI.
Kết cấu trạm .......................................................................................113

Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

3

eBook for You

chương viii: tính toán điện áp tại các điểm của mạng
điện, lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp
I. tính toán điện áp tại các điểm của mạng điện .........................................81
II. chọn phương thức điều chỉnh điện áp trong mạng điện ...........................86


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Phần I
Thiết kế lưới điện khu vực
Chương I
Phân tích nguồn và phụ tải

I. Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải
1.

Sơ đồ địa lý
200

9
3

150

44,72 km

50 km

4
eBook for You

2

72,8 km

104,4 km
80,62 km

72,11 km

100
60 km

HT

1
76,16 km

50

NĐ

98,49 km

70,71 km

41,23 km

72,11 km

5
8
53,85 km

0

6
50

7

100

50,99 km

150

200

Hình 1.1 - Sơ đồ địa lý lưới điện thiết kế
2.

Những số liệu về nguồn cung cÊp

Trong hƯ thèng ®iƯn thiÕt kÕ cã hai ngn cung cấp đó là hệ thống điện và
nhà máy nhiệt điện.
Giỏo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mơn hệ thống điện

a). HƯ thèng ®iƯn
HƯ thèng ®iƯn cã công suất vô cùng lớn, hệ số công suất trên thanh gãp
110kV cđa hƯ thèng cosϕ = 0,85. Nªn cã sự liên hệ chặt chẽ giữa hệ thống và nhà
máy điện để có thể trao đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm
bảo cho hệ thống thiết kế làm việc linh hoạt trong các chế độ vận hành. Mặt khác,
vì hệ thống có công suất vô cùng lớn cho nên chọn hệ thống là nút cân bằng công
suất và nút cơ sở về điện áp, không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy nhiệt
điện, công suất tác dụng và công suất phản kháng dự trữ sẽ được lấy từ hệ thống
điện.
b). Nhà máy nhiệt điện
- Công suất đặt : P = 4 x 55 = 220 MW

- HƯ sè c«ng st : cosϕ = 0,85

Phụ tải

eBook for You

- Điện áp định mức : Uđm = 10,5 kV
3. Những số liệu về phụ tải
Bảng 1.1 - Số liệu về các phụ tải của lưới điện thiÕt kÕ
1

2

3

4

5

6

7

8

9

Pmax (MW)

38

28

30

32

30

29

34

36

35

Pmin (MW)

19

14

15

16

15

14,5

17

18

17,5

cosϕ

0,85

0,88

0,9

0,92

0,95

0,9

0,95

0,95

0,92

Qmax(MVAr)

23,55 15,11 14,53 13,63

9,86

14,05 11,18 11,83 14,91

Qmin (MVAr)

11,78

4,93

7,02

Smax (MVA)

44,71 31,82 33,33 34,78 31,58 32,22 35,79 37,89 38,04

Smin (MVA)

22,35 15,91 16,67 17,39 15,79 16,11 17,89 18,95 19,02

Sè liƯu

Lo¹i hộ phụ tải

I

7,56

I

7,26

I

6,82

I

I

Yêu cầu ĐCĐA

I

5,92

I

7,45

I

KT

ĐA thứ cấp (kV)

I

5,59

10

Giỏo viờn hng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

II. Phân tích nguồn và phụ tải
Từ những số liệu trên ta có thể rút ra những nhận xét sau:
- Nhiệt điện không đủ cung cấp cho tất cả các phụ tải, do đó một số phụ tải sẽ
được lấy công suất từ hệ thống. Phụ tải 3,4,5,6 gần với nhiệt điện, nên ta bố trí
nhận công suất trực tiếp từ nhiệt điện. Phụ tải 2,7,8,9 gần hệ thống nên bố trí nhận
điện trực tiếp từ hệ thống.
- Hệ thống và nhiệt điện cách xa nhau, có phụ tải 1 ở giữa, nên có thể bố trí hệ
thống và nhiệt điện liên lạc với nhau qua trạm trung gian là phụ tải 1.

eBook for You

- Các hộ loại 1 yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao, do vậy sẽ cung cấp bằng
mạch kép hoặc vòng.

Giỏo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt

Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Chương II
Cân bằng công suất - sơ bộ xác định
chế độ làm việc của
hệ thống điện và nhà máy

I. Cân bằng công suất tác dụng
Phương trình cân bằng:

PFNĐ + PFHT = Ptt = mPpt + Pmđ + Ptd + Pdtr
Trong đó:
+ PFNĐ là công suất tác dụng do nhà máy nhiệt điện phát ra.

eBook for You

Công suất phát kinh tế của các máy phát nhiệt điện thường bằng (80ữ90%)Pđm.
Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 85%Pđm, nghĩa là:
PNĐ = PKT = 85%Pđm = 0,85 x 4 x 55 = 187 MW
+ PFHT là công suất tác dụng lấy từ hệ thống
+ Ptt là công suất tác dụng tiêu thụ trong mạng điện

+ Ppt là tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ
+ m là hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (ở đây lấy m =1)
Thay số vào ta có : mPpt = 292 MW
+ Pmđ là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp
(chọn bằng 5% mPpt).
Pmđ = 5% x mΣPpt = 0,05 x 292 = 14,6 MW
+ ΣPtd là tổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện
Chọn bằng 10% x Pđm
Ptd = 10% x Pđm = 0,1 x 220 = 22 MW
+ ΣPdtr lµ tỉng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống.

Giỏo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Bởi vì hệ thống điện có công suất vô cùng lớn cho nên công suất dự trữ
được lấy từ hệ thống, nghĩa là Pdtr = 0.
Công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị:
Ptt = 292 + 14,6 + 22 = 328,6 MW
Trong chÕ ®é phơ tải cực đại hệ thống cần cung cấp công suất tác dụng cho
các phụ tải bằng:
PHT = Ptt PFNĐ = 328,6 - 187 = 141,6 MW

II. Cân bằng công suất phản kháng
QFNĐ + QFHT + Qb = Qtt = mΣQpt + Σ∆QB + Σ∆QL - ΣQC + ΣQtd + Qdtr
Trong đó:
+ QFNĐ là tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra
eBook for You

QFNĐ = PFNĐ x tgϕN§ = 187 x 0,62 = 115,9 MVAr
+ QFHT là công suất phản kháng do hệ thống cung cấp
QFHT = PFHT x tgϕHT = 141,6 x 0,62 = 87,76 MVAr
+ Qpt là tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải
Theo bảng số liệu về phụ tải ë ch­¬ng I ta cã : ΣQpt = 128,65 MVAr
+ QB là tổng tổn thất công suất phản kháng trong c¸c m¸y biÕn ¸p
Ta lÊy : Σ∆QB = 15% x ΣQpt = 0,15 x 128,65 = 19,3 MVAr
+ Σ∆QL lµ tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng điện.
+ QC là tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây cao áp sinh ra.
Đối với bước tính sơ bộ, với mạng điện 110 kV ta coi QL = QC
+ Qtd là tổng công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện.
Qtd = Ptd x tgϕtd
cosϕtd = 0,75 → tgϕtd = 0,88
Thay sè vµo ta cã : ΣQtd = 22 x 0,88 = 19,36 MVAr
+ Qdtr là tổng công suất phản kháng dự trữ của toµn hƯ thèng , ΣQdtr = 0.
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

+ Qtt là tổng công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện.
Thay số vào ta có:
Qtt = 128,65 + 19,3 + 19,36 = 167,31 MVAr
Tỉng c«ng suất phản kháng do hệ thống và nhà máy nhiệt điện phát ra:
QFNĐ + QFHT = 115,9 + 87,76 = 203,65 MVAr

eBook for You

Từ các kết quả tính toán trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các
nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ, vì vậy không cần bù sơ bộ
công suất phản kháng trong l­íi ®iƯn thiÕt kÕ.

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hồng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Chương III
Lựa chọn điện áp

I. Nguyên tắc chọn

Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh
tế - kỹ thuật.
Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của
phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối
giữa các phụ tải với nhau và sơ đồ mạng điệnv.v
II. Chọn điện áp vận hành
Điện áp được tính theo c«ng thøc kinh nghiƯm:
U = 4,34

l + 16 P

(kV )

eBook for You

Trong đó:
+ U là điện áp vận hành (kV)
+ l là khoảng cách chuyên tải (km)
+ P là công suất chuyên tải trên đường dây (MW)
Để đơn giản ta chỉ chọn cho phương án hình tia như sau:

Giỏo viờn hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ môn hệ thống điện

200

9
3

150

4
2

72,8 km

104,4 km
80,62 km

72,11 km

100
60 km

HT

70,71 km

76,16 km

N

98,49 km

eBook for You

50

1

41,23 km

72,11 km

5
8
6
0

50

7

100

150

200

Hình 3.1 - Sơ đồ chọn điện áp vận hành cho lưới điện thiết kế
* Tính điện áp vận hành trên đường dây NĐ-1-HT
- Công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ-1:
PNĐ-1 = PKT - ΣPtd - PN - ∆PN
Trong ®ã:
+ PKT là tổng công suất tác dụng phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện;
+ Ptd là tổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy nhiệt điện;
Theo phần I ch­¬ng II ta cã : PKT = 187 MW ; Ptd = 22 MW
+ PN là tổng công suất các phụ tải nối với NĐ
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ môn hệ thống điện

PN = P3 + P4 + P5 + P6 = 30 + 32 + 30 + 29 = 121 MW
+ PN là tổn thất công suất trên các đường dây do NĐ cung cấp
PN = 5% PN = 0,05 x 121 = 6,05 MW
Thay sè vµo ta được:
PNĐ-1 = 187 - 22 - 121 6,05 = 37,98 MW
- Công suất phản kháng trên đường dây NĐ-1 có thể tính gần đúng như sau:
QNĐ-1 = PNĐ-1 x tgϕ1 = 37,98 x 0,62 = 23,53 MVAr
Nh­ vËy:


S ND 1 = 37,98 + j 23,53 MVA

- Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT-1:
eBook for You



S HT −1 = S1 − S ND −1 = 38 + j 23,55 -37,96 - j 23,53 = 0,05 + j 0,02 MVA

- Điện áp tính toán trên đoạn đường dây N§-1:
U ND −1 = 4,34

lND −6 + 16 PND −6 = 4,34 76,16 + 16 x37,96 =113, 45 kV

- §iƯn áp tính toán trên đoạn đường dây HT-1:
U HT 6 = 4,34

lHT −6 + 16 PHT −6 = 4,34 60 + 16 x 0, 05 = 33,84 kV

* TÝnh ®iƯn áp vận hành cho nhánh NĐ đến PT1:
U ND 3 = 4,34

l1 + 16 P = 4,34 104, 4 + 16 x 30 = 104,92 kV
1

Tính toán tương tự cho các nhánh còn lại của mạng điện ta có bảng sau:

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mơn hệ thống điện

B¶ng 3.1 : B¶ng kÕt qu¶ tÝnh điện áp vận hành
l (km)

P (MW)

U (kV)

NĐ-1

76,16

37,95

113,45

NĐ-3

104,40

30,00

104,92

NĐ-4

80,62

32,00

105,65

NĐ-5

41,23

30,00

99,08

NĐ-6

72,11

29,00

100,49

HT-1

60,00

0,05

33,84

HT-7

98,49

34,00

110,01

HT-8

70,71

36,00

110,37

HT-9

72,80

35,00

109,18

HT-2

72,11

28,00

98,98

eBook for You

Lộ đường dây

Từ kết quả trên ta chọn điện áp tải điện cho mạng điện thiết kế là 110kV.

Giỏo viờn hng dn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Chương IV
Các phương án nối dây của
mạng điện, Chọn phương án tối ưu

I. Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện

Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ
nối điện của nó vì vậy các sơ mạng điện cần phải có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ
tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu
thụ, thuận tiện và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và
tiếp nhận các phụ tải mới.
Các yêu cầu chính đối với mạng điện:
- Cung cấp điện liên tục;

- Đảm bảo tính linh hoạt cao;
- Đảo bảo an toàn.
Căn cứ vào phân tích nguồn và phụ tải ở chương 1 ta đưa ra các phương án
nối dây nh­ sau:

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Vn Thng - H thng in T3

14

eBook for You

- Đảm bảo chất lượng điện;


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

1.

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Phương án I
200

9
3

150

4
2

100

HT

eBook for You

1

N

50

5
8
6
0

50

7

100

150

200

Hình 4.1 - Sơ đồ nối điện phương án I

Giỏo viờn hng dn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

2.

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Phương án II
200

9
3

150

4
2

100

HT

eBook for You

1

N

50

5
8
6
0

50

7

100

150

200

Hình 4.2 - Sơ đồ nối điện phương án II

Giỏo viờn hng dn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

3.

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Phương án III

200

9
3

150

4
2

100

HT

eBook for You

1

N

50

5
8
6
0

50

7

100

150

200

Hình 4.3 - Sơ đồ nối điện phương án III

Giỏo viờn hng dn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

4.

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Phương án IV
200

9
3

150

4
2

100

HT
eBook for You

1

N
50
5
8
6
0

50

7

100

150

200

Hình 4.4 - Sơ đồ nối điện phương án IV

Giỏo viờn hng dn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

5.

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Phương án V

200

9
3

150

4
2

100

HT
eBook for You

1

N
50
5
8
6
0

50

7

100

150

200

Hình 4.5 - Sơ đồ nối điện phương án V
II. Lựa chọn tiết diện dây dẫn - tính tổn thất điện áp
** Cách thức chọn tiết diện dây dẫn
Các mạng điện 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên
không. Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), đồng thời các dây
dẫn thường được đặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép tùy theo địa hình
đường dây chạy qua. Đối với các đường dây 110 kV, khoảng cách trung bình hình
học giữa dây dây dẫn các pha bằng 5 m (Dtb = 5 m).
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật
độ kinh tế của dòng điện :
F=

I max
J kt

Trong đó:
Imax là dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại, A;
Jkt là mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm2. Với dây AC và Tmax = 5000h thì
Jkt = 1,1 A/mm2.
Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được xác
định theo công thøc:
I max =

S max
n 3U dm

.10 3 , A

eBook for You

Trong đó:
n là số mạch của đường dây ;
Uđm là điện áp định mức của mạng điện, kV;
Smax là công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA.
Dựa vào tiết diện dây dẫn tính được theo công thức trên, ta tiến hành chọn
tiết diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang,
độ bền cơ của đường dây, điều kiện phát nóng trong các chế độ sau sự cố, và điều

kiện về tổn thất điện áp.
- Đối với đường dây 110 kV, để đảm bao độ bền cơ và không xuất hiện vầng
quang, ta chọn các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F 70 mm2.
- Điều kiện phát nóng đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các
chế độ sau sự cố cần phải có điều kiện sau:
Isc Icp
Trong đó:
Isc là dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sau sự cố;
Giỏo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Icp là dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn.
** Điều kiện về tổn thất điện áp
Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng
điện và độ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng
điện. Khi thiết kế các mạng điện thường 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 lượng 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, có thể chấp nhận là phù
hợp nếu trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện
một cấp điện áp không vượt quá (10 ữ 15)% trong chế độ làm việc bình thường,
còn trong các chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không vợt quá (15 ữ
20)%:
Umaxbt % = 10 ÷ 15%
∆Umaxsc % = 15 ÷ 20%
Tỉn thÊt điện áp trên đường dây thứ i nào đó khi vận hành bình thường
được xác định theo công thức:
U i bt =

Pi Ri + Qi X i
2
U dm

.100

Trong ®ã:
Pi, Qi là công suất chạy trên đường dây thứ i;
Ri, Xi là điện trở và điện kháng của đường dây thứ i;
Đối với đường dây có hai mạch, nếu ngừng một mạch thì tổn thất điện áp
trên đường dây bằng:
Ui sc % = 2 ∆Ui bt %
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

21

eBook for You

Khi chọn sơ bộ các phương án cung cấp điện có thể đánh giá chất lượng điện
năng theo các giá trị của tổn thất điện áp.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Sau đây ta sẽ tính cụ thể cho từng phương án.
1.Phương án I
200

S9

S3

9
3

150

S2

4
2

S4

100

HT

eBook for You

1
S1

N

50

5
8
6

S8
0

50

7
S7

S5

100

150

200

S6

a.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-1
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại :
I ND 6 =

S ND −1
2 3U dm

.103 =

37,952 + 23,52 2
.103 = 117,17 A
2 x 3 x110

TiÕt diƯn d©y dÉn:
FND −6 =

I ND −6 117,17
=
= 106,52 mm 2
J kt
1,1

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA ĐIỆN
Bộ mụn h thng in

Để không xuất hiện vầng quang trên đường dây, cần chọn dây nhôm lõi
thép AC có tiết diện F = 120 mm2 và dòng điện Icp = 380 A.
Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn cần kiểm tra dòng điện chạy trên đường
dây trong các chế độ sau sự cố. Đối với đường dây liên kết NĐ-1-HT, sự cố có thể
ảnh hưởng là 1 trong 2 trường hợp:
- Ngừng một mạch trên đường dây
- Ngừng một tổ máy phát điện.
Nếu ngừng một mạch của đường dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I1sc = 2 x IND-1 = 2 x 117,17 = 234,34 A.
Nh­ vËy :

I1sc = 234,34 A < k.Icp = 380 A

eBook for You

Khi ngừng một tổ máy phát điện thì ba máy phát còn lại sẽ phát 100% công
suất. Do đó tổng công suất phát của NĐ bằng:
PF = 3 x 55 = 165 MW
Công suất tự dùng trong nhà máy lúc này bằng:
Ptd = 0,1 x 165 = 16,5 MW
Công suất chạy trên đường dây bằng:

PNĐ-1 = PF - Ptd - PN - PN
Trong mục II ở chương III ta đà tính được :
PN = 121 MW ; PN = 6,05 MW
Thay số ta được:
PNĐ-1 = 165 16,5 - 121 6,05 = 21,45 MW
Công suất phản kháng chạy trên đường dây:
QNĐ-1 = PNĐ-1 x tg1 = 21,45 x 0,62 = 13,3 MVAr
Nh­ vËy:


S ND −1 = 21,45 + j 13,3 MVA

Dòng công suất từ hệ thống truyền vào đường d©y HT-1 b»ng:

 
S HT −1 = S1 − S ND −1 = 38 + j 23,55 – 21,45 - j 13,3 = 16,55 + j 10,25 MVA

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3

23