ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN Giáo viên hướng dẫn NGUYỄN VĂN ĐẠM (Đề 1)

Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................- 1 CHƯƠNG 1 : CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT
PHẢN KHÁNG .................................................................................................- 2 1.1 Phân tích nguồn và phụ tải................................................................ - 2 1.2 Cân bằng công suất tác dụng ............................................................ - 2 1.3 Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống ............................... - 3 CHƯƠNG 2 : DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG
ĐIỆN VÀ SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ........................................- 6 2.1 Mở đầu .............................................................................................. - 6 2.2 Phương án nối dây 1 ......................................................................... - 6 2.2.1 Sơ đồ nối dây ............................................................................. - 6 2.2.2 Tính điện áp vận hành của mạng điện ...................................... - 7 2.2.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đường dây của phương
án đã chọn ........................................................................................... - 8 2.2.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong trường hợp vận hành
bình thường và trong chế độ sự cố ..................................................... - 9 2.2.5 .Kiểm tra điều kiện phát nóng trong trường hợp sự cố .......... - 10 2.3 Phương án nối dây 2 ....................................................................... - 14 2.3.1 Sơ đồ nối dây ........................................................................... - 14 2.3.2 Tính điện áp vận hành của mạng điện .................................... - 14 2.3.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đường dây của phương
án đã chọn ......................................................................................... - 15 2.3.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong trường hợp vận hành
bình thường và trong chế độ sự cố ................................................... - 17 2.3.5 .Kiểm tra điều kiện phát nóng trong trường hợp sự cố .......... - 19 2.4 Phương án nối dây 3 ....................................................................... - 20 2.4.1 Sơ đồ nối dây ........................................................................... - 20 2.4.2 Chọn điện áp vận hành của mạng điện ................................... - 21 2.4.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn ....................................................... - 21 2.4.4 Tính tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bình thường và trong
chế độ sự cố. ..................................................................................... - 22 2.4.5 kiểm tra điều kiện phát nóng. .................................................. - 23 2.5 Phương án nối dây thứ 4 ................................................................. - 24 2.5.1 Sơ đồ nối dây của phương án .................................................. - 24 2.5.2 Chọn điện áp vận hành của mạng điện ................................... - 25 2.5.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn ...................................................... - 25 2.5.4 Tính tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bình thường và trong
chế độ sự cố. ..................................................................................... - 25 2.5.5 kiểm tra điều kiện phát nóng. .................................................. - 27 2.6 Phương án nối dây 5. ...................................................................... - 28 2.6.1 Sơ đồ nối dây của mạng điện .................................................. - 28 Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

eBook for You

NỘI DUNG


Thiết kế các mạng và hệ thống điện

2.6.2 Tính các dịng cơng suất chạy trên các đoạn đường dây ........ - 28 2.6.3 Lựa chọn điện áp định mức của mạng điện : .......................... - 29 2.6.4 Lựa chọn tiết diện dây dẫn : .................................................... - 30 2.6.5 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện : .................................. - 30 2.6.6 kiểm tra điều kiện phát nóng. .................................................. - 32 CHƯƠNG 3 : SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN. ............................- 34 3.1 Đặt vấn đề ....................................................................................... - 34 3.2 Tính tốn các phưong án ................................................................. - 36 3.2.1 Phương án 1 ............................................................................. - 36 3.2.2 Phương án 2 ............................................................................. - 38 3.2.3. Phương án 3 ............................................................................ - 40 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC TRẠM HẠ ÁP
SƠ ĐỒ NỐI DÂY HỢP LÝ CỦA TRẠM BIẾN ÁP VÀ MẠNG DIỆN . .....- 43 4.1 . Xác định số lượng và công suất MBA : ....................................... - 43 4.1.1.Xác định số lượng của các MBA: ............................................ - 43 4.1.2.Xác định công suất của các MBA : .......................................... - 43 4.2.Sơ đồ trạm ....................................................................................... - 44 4.3 . Sơ đồ thay thế chi tiết của mạng điện: .......................................... - 45 CHƯƠNG 5 : TÍNH CƠNG SUẤT BÙ TỐI ƯU CỦA CÁC THIẾT BỊ BÙ
TRONG MẠNG ĐIỆN. ...................................................................................- 46 5.1 . Ngun tắc tính tốn bù cơng suất kinh tế : ................................. - 46 5.2 . Xác định công suất bù kinh tế cho các phụ tải : ........................... - 46 CHƯƠNG 6 : TÍNH CHÍNH XÁC MẠNG ĐIỆN & CHỌN PHƯƠNG
THỨC ĐIỀU CHỈNH PHÙ HỢP CHO TRẠM BIẾN ÁP...........................- 49 6.1 .Tính phân bố cơng suất & Tính chính xác ĐA tại các nút : .......... - 49 6.1.1. Chế độ phụ tải cực đại: ........................................................... - 49 6.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu :......................................................... - 53 6.1.3. Chế độ sau sự cố :................................................................... - 55 6.2. Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho mạng điện .......... - 56 6.2.1 . Chọn các đầu điều chỉnh cho MBA trạm 1 : ......................... - 57 6.2.2 . Chọn các đầu điều chỉnh cho MBA của các trạm cịn lại :.... - 58 CHƯƠNG 7 : TÍNH GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN VÀ CÁC CHỈ TIÊU
KINH TẾ , KĨ THUẬT ...................................................................................- 59 7.1.Tính giá thành tải điện : .................................................................. - 59 7.1.1.Tính tổng điện năng phụ tải yêu cầu A : .................................. - 59 7.1.2.Tính chi phí hàng năm Y :........................................................ - 59 7.1.3.Giá thành tải điện  : ............................................................. - 60 7.2.Bảng tổng kết các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện : .......... - 61 -

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

eBook for You

Đồ án môn học


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

LỜI MỞ ĐẦU
Là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lĩnh vực
hoạt động kinh tế và đời sống của con người ,Điện năng trở thành nguồn
năng lượng không thể thiếu. Điều này đ đặt ra những nhiệm vụ quan trọng
đối với các kỹ sư Hệ Thống Điện .Một trong những nhiệm vụ đó là thiết
kế các mạng và hệ thống điện.
Thiết kế là một lĩnh vực quan trọng và khó khăn trong cơng việc của
người kỹ sư nói chung, đặc biệt với các kỹ sư Hệ Thống Điện.
Đồng thời cần phải xác định rằng công việc thiết kế mạng lưới điện là
công việc cơ bản mà bất kỳ kỹ sư hệ thống điện nào cũng phải biết và biết
về nhiều phương diện.
qúa trình sản xuất ,truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng ; bản chất
vật lý của các hiện tượng sảy ra trong các phần tử của đường dây truyền
tải điện năng ; phương pháp xác định các thông số của các phần tử và sơ
đồ thay thế của chúng,cũng như sơ đồ thay thế của mạng và hệ thống điện
cùng các phương pháp tính thơng số chế độ của mạng và hệ thống điện
các biện pháp giảm tổn thất ; nâng cao độ tin cậy và chất lượng điện năng
…
Đồ án môn học “ Thiết kế các mạng và hệ thống điện “ này được hoàn
thành dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy gio NGUYỄN VĂN ĐẠM . Em
chân thành cảm ơn sự chỉ dẫn của thầy giáo.

Người thiết kế:
Nguyễn Quốc Nghĩa

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

-1-

eBook for You

Qua đồ án này ,sinh viên chúng em đã có được những kiến thức cơ bản về


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

CHƯƠNG 1 : CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CƠNG
SUẤT PHẢN KHÁNG
1.1 Phân tích nguồn và phụ tải
Bảng số liệu phụ tải
Các số liệu

Các hộ tiêu thụ
1

Phụ tải cực đại(MW)

36

2
25

3
18

4
25

Hệ số công suất cosφ

KT

Điện áp danh định của lưới

36

I

Yêu cầu điều chỉnh điện áp

18

6

0.9

Mức đảm bảo cung cấp điện

5

10 KV

1.2 Cân bằng công suất tác dụng
Một đặc điểm quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời
điện năng từ các nguồn điện đến các hộ tiêu thụ và khơng thẻ tích luỹ điện
năng thành số lượng nhìn thấy được.Tính chất này xác định sự đồng bộ của
quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng.
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của
hệ thống cần phải phát công suất bằng công suất của các hộ tiêu thụ,kể cả
tổn thất công suất trong các mạng điện,nghĩa là cần thực hiện đúng sự cân
bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ.
Ngoải ra để hệ thống vận hành bình thường ,cần phải có sự dự trữ nhất
định của cơng suất tác dụng trong hệ thống..Dự trữ trong hệ thống điện là
một vấn đề quan trọng ,liên quan đến vận hành cũng như phát triển của hệ
thống điện.
Ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống:
Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

-2-

eBook for You

điện thứ cấp


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

∑PF =∑PYC = m∑Ppt +∑∆P +∑Ptd+∑Pdt

(1.2.1)

Trong đó :
∑PF:Tổng cơng suất tác dụng phát ra từ nguồn phát.
∑Ppt:Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ phụ
tải
∑∆P :Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện
∑Ptd :Tổng công suất tự dùng của nhà máy điện
∑Pdt :Tổng công suất dự trữ trong mạng điện
m

:hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại

Một cách gần đúng ta có thể thay bằng cơng thức:

∑PF = ∑Ppt +5%∑Ppt. (1.2.2)
∑PF =∑Pyc = 1,05.( 36+25+15+25+18+36 )= 165.9 (MW)
Việc cân bằng công suất tác dụng giúp cho tần số của lưới điện luôn
được giữ ổn định.

1.3 Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống
Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân
bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm.Sự
cân bằng địi hỏi khơng những chỉ đối với cơng suất tác dụng ,mà cịn đối với
cả cơng suất phản kháng.
Sự cân bằng cơng suất phản kháng có quan hệ với điện áp.Phá hoại sự

cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến sự thay đổi điện áp trong mạng
điện.Nếu công suất phản kháng phát ra lớn hơn cơng suất phản kháng tiêu
thụ thì điện áp trong mạng điện sẽ tăng ,ngược lại nếu thiếu công suất phản
kháng điện áp trong mạng sẽ giảm.Vì vậy để đảm bảo chất lượng của điện áp
ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống ,cần tiến hành cân bằng
sơ bộ công suất phản kháng.
Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

-3-

eBook for You

Theo bảng số liệu vê phụ tải đã cho ở trên ta có :


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

Phương trình cân bằng cơng suất phản kháng trong hệ thống:

∑QF = ∑Qyc =m∑Qpt +∑∆Qb +∑QL -∑Qc +∑Qtd +∑Qdt (1.3.1)
Trong đó:
∑QF :Tổng cơng suất phản kháng do nguồn điện phát ra
∑Qyc: Tổng công suất yêu cầu của hệ thống
∑Qpt :Tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ cực đại
∑QL :Tổng công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường
dây trong mạng điện.
∑Qc : tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây

sinh ra
∑∆Qb : tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp
∑Qtd: tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện.
m

:hệ số đồng thời

Trong tính tốn sơ bộ ta có thể tính tổng cơng suất phản kháng yêu cầu
trong hệ thống bằng công thức sau đây:

∑Qyc = ∑Qpt + 15%∑Qpt (1.3.2)
Công suất phản kháng của các phụ tải được tính theo cơng thức sau

Q =P* tgφ (1.3.3)
Từ cosφ= 0.9 ta suy ra tgφ= 0.48

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

-4-

eBook for You

∑Qdt : Tổng công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống.


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

Ta có bảng số liệu sau:
bảng 1.3.1:cơng suất phản kháng của các phụ tải
Các hộ phụ

1

2

3

4

5

6

tải
Q(MVAr

17.436

12.108

8.7178

12.108

8.7178

17.436

)
Áp dụng công thức 1.3.2 ta có
∑Qyc=1.05*(17.436+12.108+8.7178+12.108+8.7178+17.436)
=76.523MVAr
Ta lại có :∑QF = ∑PF *tgφ = 165.9*0.62=102.82 MVAr
Từ các kết quả tính tốn trên ta nhận thấy tổng công suất phản kháng do
nguồn phát ra lớn hơn lượng công suất phản kháng yêu cầu của hệ
eBook for You

thống.Vây ta không phải tiến hành bù công suất phản kháng.

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

-5-


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

CHƯƠNG 2 : DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG
ĐIỆN VÀ SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT

2.1 Mở đầu
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng diện phụ thuộc rất nhiều vào sơ
đồ của nó .Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất ,
đảm bảo độ tin cậy 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.
Từ sơ đồ mặt bằng của nguồn điện và các phụ tải đã cho chúng ta có thể
đưa ra các phương án nối dây cho mạng điện trên.Qua tiến hành đánh giá sơ
bộ chúng ta có thể giữ lại 5 phương án sau và tiến hành tính tốn các thông
eBook for You

số cơ bản của các phương án này..

2.2 Phương án nối dây 1
2.2.1 Sơ đồ nối dây

N§

2

6

1

3

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

4

5

-6-

Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

2.2.2 Tính điện áp vận hành của mạng điện
Điện áp vận hành của cả mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu
kinh tế kỹ thuật ,cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện.
Điện áp định mức của cả 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,sơ đồ mạng điện
Điện áp định mức của mạng điện được chọn đồng thời với sơ đồ cung
cấp điện. Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị
của cơng suất trên mỗi đoạn đường dây trong mạng điện.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh
nghiệm sau:

(2.1)

Trong đó :
li : khoảng cách truyền tải trên đoạn đường dây thứ i (km)
Pi :Công suất truyền tải trên đoạn đường dây thứ i
(MW)
Dựa vào sơ đồ mặt bằng của các nguồn điện và các phụ tải ta có điện áp
vận hành trên các đoạn đường dây như sau:
Xét đường dây ND1:

Uvh1=4,34.

l1 +16.P1 =4,34. 58,31+16.36=109.31 (kV)

Tương tự ta có bảng sau:
Đoạn đường
dây

Chiều dài

Cơng suất

đoạn đường

truyền tải

dây ,km

,MVA

Điện áp định
Điện áp vận

mức của cả

hành,kv

mạng diện
,kv

N-1

58,31

36

109.31

N-2

60

25

93.083

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

-7-

eBook for You

Uvhi = 4,34. li  16.Pi


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

N-3

67,082

18

81.781

N-4

60,828

25

93.166

N-5

78,102

18

83.041

N-6

76,158

36

110

110.83

Điện áp vận hành tính trong phương án này có thể dùng làm điện áp vận
hành chung cho các phương án tiếp theo.

2.2.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đường dây của
phương án đã chọn
Các mạng điện 110kv được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên
không.Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC). Đối với mạng
điện khu vực ,các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dịng

Fkt 

I max
J kt

eBook for You

điện nghĩa là :
(2.2)

Trong đó :
Imax : dòng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại,A;
Jkt : mật độ kinh tế của dòng điện,A/mm2
Với dây AC và Tmax =5000h ta tra bảng có được :
Jkt = 1.1A/mm2
Dịng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính
bằng cơng thức :

Imax =

Smax
n.U dm

.103 A (2.3)
3

Trong đó :
n: số mạch của đường dây
Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

-8-


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

Uđm : điện áp định mức của mạng điện,kv
Smax : công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại,MVA
Đối với các đường dây trên không , để không xuất hiện vầng quang các
dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F  70 mm2
Sau đây ta sẽ tính tốn trên từng đoạn đường dây trong phương án 1
Đoạn N-1


S =36+i*17.436 MVA

Im ax 

362  17.4362

.103  104.97 A

2 3.110
104.97
Fkt 
 95.43mm2
1.1

Ta chọn Ftc= 95 mm2

Pmax

Qmax

Smax

MW

MVAR MVA

Imax

FktN

Ftc

kA

mm 2

mm 2

0.10497

95.43

eBook for You

Tương tự với các đoạn khác ta có bảng sau:

ND1 36

17.436

40

95

ND2 25

12.108

27.778 0.072898 66.271 70

ND3 18

8.7178

20

ND4 25

12.108

27.778 0.072898 66.271 70

ND5 18

8.7178

20

0.052486 47.715 70

ND6 36

17.436

40

0.10497

0.052486 47.715 70

95.43

95

2.2.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong trường hợp
vận hành bình thường và trong chế độ sự cố
Ta có bảng sau:

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

-9-


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

DâyAC(mm 2 ) ro (  /Km) xo (  /Km) bo (10e-6 S/km)
70

0,46

0,44

2,58

95

0,33

0,429

2,65

120

0,27

0,423

2,69

150

0,21

0,416

2,74

185

0,17

0,409

2,84

Từ đó ta xác định được giá trị điện trở , điện kháng ,điện dẫn của từng đường
dây: RNDi =0,5 . ro. Lni ; XNDi =0,5 . xo. Lni ; BNDi = 2 . bo. LNi

Trong đó :LNi là chiều dài của đường dây thứ i được tính ở trên.
RNDi, XNDi ,BNDi làĐiện trở, Điện kháng, Điện dẫn của dây.

Đoạn R(  ) X(  )
ND1

9.6211 12.507 0.00030904

ND2

13.8

ND3

15.429 14.758 0.00034614

ND4

13.99

ND5

17.964 17.183 0.00040301

ND6

eBook for You

B(S)

12.566 16.336 0.00040364

13.2

0.0003096

13.382 0.00031387

Khi đó tổn thất điện áp được tính cho từng đoạn dường dây như sau:
Trong chế độ phụ tải max:

U% 

 P .R   Q .X
i

i

U

i

2

i

.100

dm

Trong chế độ phụ tải sự cố đứt một mạch trong mạch kép:
 U 1sc % =2.  U 1 max %

Xét đường dây ND1:
Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

- 10 -


Đồ án môn học
ΔU1 % =

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

P1.R 1 +Q1.X1
100
U 2 dm

36.9,621+17,436.12,507
.100
1102
=4,66%
=

eBook for You

 U 1sc % =2.  U 1 max %=2.4,66=9,32%

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

- 11 -

Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

Ta có bảng tổng kết:
Pmax

R

X

 U i max

 U isc

( )

( )

(% )

(%)

Qmax

Đoạn (MW) (MVAr)
ND1

36

17.436

ND2

25

12.108

ND3

18

8.7178

15.429 14.758 3.3585

ND4

25

12.108

13.99

ND5

18

8.7178

17.964 17.183 3.9102 7.8205

ND6

36

17.436

12.566 16.336 6.0926 12.185

9.6211 12.507 4.6647 9.3295
13.8

13.2

4.1721 8.3442
6.717

13.382 4.2297 8.4593

Qua baûng tổng kết trên ta thấy:
Tổn thất điện áp trong mạng lưới điện ở chế độ phụ tải cực đại :

Tổn thất điện áp trong mạng lưới điện ở chế độ phụ tải sự cố

 U%scmax =  U 6sc % = 12,18 % < 20%
Như vậy phương án này đã thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp

2.2.5 .Kiểm tra điều kiện phát nóng trong trường hợp sự cố
Sự cố nguy hiểm nhất là đứt một đoạn đưòng dây ,khi đó dịng điện sự cố sẽ
gấp đơi giá trị của dịng điện trong chế độ vận hành bình thường.
Tiết diện đã chọn sẽ thoả mãn nếu dòng điến sự cố vẫn nhỏ hơn dòng điện
cho phép

Isc ≤ k.Icp (2.5)
Trong đó :
Isc :Dịng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố nặng nề
nhất
Icp:Dòng điện cho phép ứng với kiểu dây dẫn đã chọn

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

- 12 -

eBook for You

 U%max =  U 6 max % = 6,09 % < 10%


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

Ta có bảng số liệu sau:
Đoạn đường Kiểu dây dẫn Dòng điện

Dòng điện sự Dòng điện

dây

cố Isc(kA)

làm việc max
Ilvmax(kA)

cho phép
Icp(kA)

ND1

AC-95

0.10497

0.20995

0.33

ND2

AC-70

0.072898

0.1458

0.265

ND3

AC-70

0.052486

0.10497

0.265

ND4

AC-70

0.072898

0.1458

0.265

ND5

AC-70

0.052486

0.10497

0.265

ND6

AC-95

0.10497

0.20995

0.33

Từ bảng số liệu trên ta nhận thấy tất cả các tiết diện của dây dẫn đã chọn đều
eBook for You

thoả mãn điều kiện phát nóng .

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

- 13 -


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

2.3 Phương án nối dây 2
2.3.1 Sơ đồ nối dây

N§

2

6

1

4

5

eBook for You

3

2.3.2 Tính điện áp vận hành của mạng điện
Điện áp vận hành của cả mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu
kinh tế kỹ thuật ,cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện.
Điện áp định mức của cả 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,sơ đồ mạng điện
Điện áp định mức của mạng điện được chọn đồng thời với sơ đồ cung
cấp điện. Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị
của cơng suất trên mỗi đoạn đường dây trong mạng điện.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo cơng thức kinh
nghiệm sau:

Uvhi = 4,34. li  16.Pi
Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

(2.1)
- 14 -


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

Trong đó :
li : khoảng cách truyền tải trên đoạn đường dây thứ i (km)
Pi :Công suất truyền tải trên đoạn đường dây thứ i
(MW)
Dựa vào sơ đồ mặt bằng của các nguồn điện và các phụ tải ta có điện áp
vận hành trên các đoạn đường dây như sau:
Xét đường dây ND1:

Uvh1=4,34.

l1 +16.(P1  P3 )=4,34. 58,31+16.54=131.8 (kV)

Tương tự ta có bảng sau:

dây

Cơng suất

đoạn đường

truyền tải

dây ,km

,MVA

Điện áp định
Điện áp vận

mức của cả

hành,kv

mạng diện
,kv

N-1

58.31

54

131.8

N-2

60

25

93.083

1-3

36.056

18

78.127

N-4

60.828

25

93.166

N-5

78.102

18

83.041

N-6

76.158

36

110.83

110

Điện áp vận hành tính trong phương án này có thể dùng làm điện áp vận
hành chung cho các phương án tiếp theo.

2.3.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đường dây của
phương án đã chọn
Các mạng điện 110kv được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên
không.Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC). Đối với mạng

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

- 15 -

eBook for You

Đoạn đường

Chiều dài


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

điện khu vực ,các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng

điện nghĩa là :

Fkt 

I max
J kt

(2.2)

Trong đó :
Imax : dịng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại,A;
Jkt : mật độ kinh tế của dòng điện,A/mm2
Với dây AC và Tmax =5000h ta tra bảng có được :
Jkt = 1.1A/mm2
Dịng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính
bằng cơng thức :

n.U dm

.103 A (2.3)
3

eBook for You

Imax =

Smax

Trong đó :
n: số mạch của đường dây

Uđm : điện áp định mức của mạng điện,kv
Smax : công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại,MVA
Đối với các đường dây trên không , để không xuất hiện vầng quang các
dây nhơm lõi thép cần phải có tiết diện F  70 mm2
Sau đây ta sẽ tính toán trên từng đoạn đường dây trong phương án 2
Đoạn N-1:


S =S1+S3= 36+i*17.436+ 18+i*8.7178= 54+i*26.153 MVA

Im ax 

542  26,1532

.103  157,46 A

2 3.110
157,46
Fkt 
 143,14mm2
1.1

Ta chọn Ftc= 120 mm2
Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

- 16 -


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

Tương tự với các đoạn khác ta có bảng sau:

Đoạn Pmax Qmax

Smax

Imax

FktN

Ftc

kA

mm 2

mm 2

MW

MVAR MVA

N-1

54

26.153

60

N-2

25

12.108

27.778 0.072898 66.271 70

1-3

18

8.7178

20

N-4

25

12.108

27.778 0.072898 66.271 70

N-5

18

8.7178

20

0.052486 47.715 70

N-6

36

17.436

40

0.10497

0.15746

143.14 120

0.052486 47.715 70

95.43

95

2.3.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong trường hợp vận hành

Ta xác định được giá trị điện trở , điện kháng ,điện dẫn của từng đường dây:

Đoạn R(  ) X(  )

B(S)

N-1

7.8718 12.332 0.00031371

1-2

13.8

N-3

8.2928 7.9322 0.00018605

N-4

13.99

N-5

17.964 17.183 0.00040301

N-6

12.566 16.336 0.00040364

13.2

0.0003096

13.382 0.00031387

Khi đó tổn thất điện áp được tính cho từng đoạn dường dây như sau:
Trong chế độ phụ tải max: U% 

 P .R   Q .X
i

i

U

i

2

i

.100

dm

Trong chế độ phụ tải sự cố đứt một mạch trong mạch kép:
 U1% =2.  U 1 max % +  U 3max

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

- 17 -

eBook for You

bình thường và trong chế độ sự cố


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

Xét đường dây ND1:
ΔU1 % =

PN1.R 1 +Q N1.X1
100
U 2 dm

54.7,87+26,153.12,33
.100
1102
=6,17%
=

ΔU 3 % =

P13 .R 3 +Q13 .X 3
100
U 2 dm

18.8,29+8,71.7,93
.100
1102
=1,8%
=

 U1sc % =2.  U 1 max % +  U 3max = 2.6,17 + 1,8 =14,1 %

Ta có bảng tổng kết:
Qmax

Đoạn (MW) (MVAr)

R

X

 U i max

 U isc

( )

( )

(% )

(%)

N-1

54

26.153

N-2

25

12.108

1-3

18

8.7178

8.2928 7.9322 1.8051 3.6103

N-4

25

12.108

13.99

N-5

18

8.7178

17.964 17.183 3.9102 7.8205

36
17.436
Qua bảng tổng kết trên ta thấy:

12.566 16.336 6.0926 12.185

N-6

7.8718 12.332 7.9837 14.162
13.8

13.2

4.1721 8.3442

13.382 4.2297 8.4593

Tổn thất điện áp trong mạng lưới điện ở chế độ phụ tải cực đại :

 U%max =  U 1max %+  U 3max %
= 6,17+1,8= 7,98 % < 10%
Tổn thất điện áp trong mạng lưới điện ở chế độ phụ tải sự cố

 U%scmax =  U1sc %+  U3%
= 12,34+1,8=14,1 % < 20%

Như vậy phương án này đã thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp
Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

- 18 -

eBook for You

Pmax


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

2.3.5 .Kiểm tra điều kiện phát nóng trong trường hợp sự cố

Sự cố nguy hiểm nhất là đứt một đoạn đưịng dây ,khi đó dịng điện sự cố sẽ
gấp đơi giá trị của dòng điện trong chế độ vận hành bình thường.
Tiết diện đã chọn sẽ thoả mãn nếu dịng điến sự cố vẫn nhỏ hơn dòng điện
cho phép

Isc ≤ k.Icp (2.5)
Trong đó :
Isc :Dịng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố nặng nề
nhất
Ta có bảng số liệu sau:
Đoạn đường Kiểu dây dẫn Dòng điện

Dòng điện sự Dòng điện

dây

cố Isc(kA)

làm việc max
Ilvmax(kA)

cho phép
Icp(kA)

N-1

AC-120

0.15746

0.31492

0.38

N-2

AC-70

0.072898

0.1458

0.265

1-3

AC-70

0.052486

0.10497

0.265

N-4

AC-70

0.072898

0.1458

0.265

N-5

AC-70

0.052486

0.10497

0.265

N-6

AC-95

0.10497

0.20995

0.33

Từ bảng số liều trên ta nhận thấy tất cả các tiết diện của dây dẫn đã chọn đều
thoả mãn điều kiện phát nóng .

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

- 19 -

eBook for You

Icp:Dòng điện cho phép ứng với kiểu dây dẫn đã chọn


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

2.4 Phương án nối dây 3
2.4.1 Sơ đồ nối dây

N§

2

6

1

3

5

eBook for You

4

Tương tự ta có bảng sau:

Đoạn đường
dây

Chiều dài

Cơng suất

đoạn đường

truyền tải

dây ,km

,MVA

Điện áp định
Điện áp vận

mức của cả

hành,kv

mạng diện
,kv

N-1

58.31

36

109.31

N-2

60

25

93.083

N-3

67.082

18

81.781

N-4

60.828

25

93.166

6-5

36.056

18

78.127

N-6

76.158

54

133.07

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

110

- 20 -


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

2.4.2 Chọn điện áp vận hành của mạng điện
Như đã trình bày ở phần trên ,chúng ta có thể lựa chọn điện áp vận hành
chung cho tất cả các phương án nối dây là 110kv.
2.4.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Tính tốn tương tự ta có tiết diện của các đoạn dây dẫn được cho trong
bảng :
Pmax

Qmax

Smax

MW

MVAR MVA

Imax

FktN

Ftc

KA

mm 2

mm 2

0.10497

95.43

N-1 36

17.436

40

95

N-2 25

12.108

27.778 0.072898 66.271 70

N-3 18

8.7178

20

N-4 25

12.108

27.778 0.072898 66.271 70

6-5 18

8.7178

20

0.052486 47.715 70

N-6 54

26.153

60

0.15746

eBook for You

0.052486 47.715 70

143.14 120

Từ bảng số liệu trên ta nhận thấy tất cả các tiết diện tiêu chuẩn đã chọn đều
thoả mãn điều kiện phát nóng .

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

- 21 -


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

2.4.4 Tính tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bình thường
và trong chế độ sự cố.
Đoạn R(  ) X(  )

B(S)

N-1

9.6211 12.507 0.00030904

N-2

13.8

N-3

15.429 14.758 0.00034614

N-4

13.99

6-5

8.2928 7.9322 0.00018605

N-6

10.281 16.107 0.00040973

13.2

0.0003096

13.382 0.00031387

Pmax

Qmax

Đoạn (MW) (MVAr)

R

X

 U i max

 U isc

( )

( )

(% )

eBook for You

Tính tốn tương tự ta có bảng số liệu sau đây:

(%)

N-1

36

17.436

N-2

25

12.108

N-3

18

8.7178

15.429 14.758 3.3585

N-4

25

12.108

13.99

6-5

18

8.7178

8.2928 7.9322 1.8051 3.6103

N-6

54

26.153

10.281 16.107

9.6211 12.507 4.6647 9.3295
13.8

13.2

4.1721 8.3442
6.717

13.382 4.2297 8.4593
9.875

17.945

Từ kết quả tính toán trên ta nhận thấy
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường là :
∆UN-6 =9,87%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là :
∆UN-6= 17,94%
Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

- 22 -


Đồ án môn học

Thiết kế các mạng và hệ thống điện

2.4.5 kiểm tra điều kiện phát nóng.
Ta có bảng số liệu sau:
Đoạn đường Kiểu dây dẫn Dòng điện

Dòng điện sự Dòng điện

dây

cố Isc(kA)

làm việc max
Ilvmax(kA)

cho phép
Icp(kA)

AC-95

0.10497

0.20995

0.33

N-2

AC-70

0.072898

0.1458

0.265

N-3

AC-70

0.052486

0.10497

0.265

N-4

AC-70

0.072898

0.1458

0.265

6-5

AC-70

0.052486

0.10497

0.265

N-6

AC-120

0.15746

0.31492

0.38

eBook for You

N-1

Sinh viên: Nguyễn Quốc Nghĩa
Lớp :

- 23 -