đồ án hệ thống điện chuẩn nhất

Đồ án môn học lưới điện
1
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
1.1 Sơ đ ồ m

ặt

bằ ng

Tỷ lệ:1 đơn vị =10 km
1
2
N
3
4
5
6
Nguồn cung cấp cho các phụ tải là nhà máy điện hoặc trạm biến áp khu
vực có công suất đảm bảo cung cấp đủ cho các phụ tải theo yêu cầu.


1.2 B

ảng số l i

ệ

u ph ụ t

ải
Số liệu

Các hộ tiêu thụ điện
1 2 3 4 5 6
Phụ tải cực đại, MW 30 32 40 28 30 32
Hệ số công suất cosφ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
Mức đảm bảo cung cấp điện I I I I I I
Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT KT KT KT KT KT
Điện áp định mức phía thứ cấp, kW 10,5 10,5 10,5 11,5 11,5 10,0
2
Đồ án môn học lưới điện
CHƯƠNG II. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG
VÀ PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG
2.1 Bảng số liệu phụ tải
Số liệu
Các hộ tiêu thụ điện
1 2 3 4 5 6
Phụ tải cực đại, MW
30 32 40 28 30 32
Hệ số công suất cosφ
0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
Mức đảm bảo cung cấp điện
I I I I I I
Yêu cầu điều chỉnh điện áp
KT KT KT KT KT KT
Điện áp định mức phía thứ cấp, kW
10,5 10,5 10,5 11,5 11,5 10,0
2.2 Cân bằng công suất tác dụng
Một đặc điểm quan trọng của hệ thống điện là truyền tải tức thời điện
năng từ nguồn điện đến các hộ tiêu thụ mà không thể tích luỹ được. Tính
chất này thể hiện sự đồng bộ trong quá trình sản xuất điện năng.
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy phát

điện trong hệ thống phải phát công suất điện đúng bằng công suất tiêu thụ
của các phụ tải trong hệ thống đồng thời cộng thêm các tổn thất phát sinh
trong quá trình truyền tải.
Ngoài ra để đảm bào hệ thông vận hành ổn định trong các điều kiện khác
nhau, hệ thống phát điện của nhà máy phải có dự trữ công suất tác dụng
nhất định. Mức dự trữ công suất tuỳ thuộc vào yêu cầu của hệ thống và
mức độ phát triển sau này.
∑P
F
=∑P
YC
= m∑P
pt
+∑∆P +∑P
td
+∑P
dt
(1.21)
Ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống:
Trong đó : ∑P
F
:Tổng công suất tác dụng phát ra từ nguồn phát.
3
Đồ án môn học lưới điện
∑P
pt
: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, khi
tính sơ bộ có thể lấy ∑∆P = 5%∑∆P

max
∑P
td
:Tổng công suất tự dùng của nhà máy điện
∑Pdt :Tổng công suất dự trữ trong mạng điện,khi cân bằng
sơ bộ có thể lấy : ∑∆P
dt
= 10%∑∆P
max
m : hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại
Một cách gần đúng ta có thể thay bằng công thức:
∑P
F
= ∑P
pt
+ 15%∑P
pt.
(1.2.2)
Theo bảng số liều vê phụ tải đã cho ở trên ta có :
∑P
F
=∑P
yc
= 1,15.(30+32+40+28+30+32)=220,8 (MW)
Việc cân bằng công suất tác dụng giúp cho tần số của lưới điện luôn
được giữ ổn định.
2.3 Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống.
Cân bằng công suất phản kháng có quan hệ tới điện áp. Hệ thống không
cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn tới thay đổi điện áp trong hệ thống
điện. Nếu công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng

tiêu thụ thì điện áp trong hệ thống sẽ tăng, ngược lại nếu công suất phản
kháng phát ra nhỏ hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì sẽ dẫn tới sự sut
áp. Vì vậy để đảm bảo chất lượng của hệ thống điện ta cần phải cân bằng
công suất phản kháng trong hệ thống.
Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống: ∑Q
F
=
∑Q
yc
=m∑Q
pt
+∑∆Q
b
+∑Q
L
-∑Q
c
+∑Q
td
+∑Q
dt
(1.3.1)
Trong đó:
∑Q
F
:Tổng công suất phản kháng do nguồn điện phát
ra ∑Q
yc
: Tổng công suất yêu cầu của hệ thống
∑Q

pt
:Tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ
cực đại
4
Đồ án môn học lưới điện
∑Q
L
:Tổng công suất phản kháng trong cảm kháng của các
đường dây trong mạng điện.
∑Q
c
: tổng công suất phản kháng do điện dung của các
đường dây sinh ra,khi tính sơ bộ lấy : ∑Q
c
= ∑Q
L
∑∆Q
b
: tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm
biến áp ,khi tính sơ bộ có thể lấy ∑∆Q
b
= 15%∑∆Q
max
∑Q
td
: tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy
điện.
∑Q
dt
: Tổng công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống.

m :hệ số đồng thời
Trong tính toán sơ bộ ta có thể tính tổng công suất phản kháng yêu
cầu trong hệ thống bằng công thức sau đây:
∑Q
yc
= ∑Q
pt
+ 15%∑Qpt
(1.3.2)
Công suất phản kháng của các phụ tải được tính theo công thức sau
Q
pt
=P
pt
. tgφ (1.3.3)
Từ cosφ= 0,9 ta suy ra tgφ= 0,484
Ta có bảng số liệu sau:
Các hộ phụ tải 1 2 3 4 5 6
Q(MVAr)
14,52 15,50 19,37 13,56 14,52 15,50
B

ả n g 2.1:công suất phản kháng của các phụ tải
Áp dụng công thức 1.3.2 ta có
∑Q
yc
= 1,15.( 14,52+15,50+19,37+13,56+14,52+15,50)=
= 106,9 MVAr
Từ cosφ= 0,85 ta suy ra tgφ= 0,62
Ta lại có :

∑Q
F
= ∑P
F
.tgφ = 220,8 .0,62=136,896 MVAr > ∑Q
yc
= 106,9 MVAr
Như vậy công suất phản kháng phát ra lớn công suất phản kháng tiêu thụ
của hệ thống do vậy ta không phải bù công suất phản kháng.
5
Đồ án môn học lưới điện
KẾT LUẬN
Sau khi tính toán ta có số liệu của các phụ tải được cho trong bảng
1.3.2
Các hộ tiêu
thụ
1 2 3 4 5 6
P
max
(MW)
30 32 40 28 30 32
Q
max
(MVAr)
14,52 15,50 19,37 13,56 14,52 15,50
S
max
(MVA)
33,33 35,556 44,44 31,11 33,33 35,556
cosφ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9

B

ả n g 2.2 Số liệu tính toán của các hộ phụ tải
6
Đồ án môn học lưới điện
CHƯƠNG III
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN
VÀ SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT
3

.1 M ở
đầ u
Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuất phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ nối dây
của nó.Vì vậy ta phải có các phương án nối dây khác nhau trong mạng
lưới điện để từ đó so sạnh tìm ra phương án tối ưu nhât:vừa bảo đảm các
chỉ tiêu kĩ thuật đồng thời bảo đảm chi phí nhỏ nhất, độ tin cậy cần thiết,
thuận lợi cho vận hành, sửa chữa, đồng thời bảo đảm khả năng phát triển
tương lai tiếp nhận thêm phụ tải mới.
Từ sơ đồ mặt bằng nguồn điện và các phụ tải đã cho ta có thể đưa
ra các phương án nối dây cho mạng lưới điện trên. Sau đây là 5 phương
án và tính toán đánh giá các chỉ tiêu kĩ thuật của các phương án này.
3

.2 Dự k

i ế

n c á c

ph ư ơ

ng á n
3.2.1 P

hương án I
Hình 3.1:Sơ đồ nối dây phương án I
1
2
N
3
4
5
6
7
Đồ án môn học lưới điện
3

.2

.2

P

hư

ơn

g

á

n II
Hình 3.2 : Sơ đồ nối dây phương án II
1
2
N
3
4
5
6
3

.

2

.

3

P

h

ư

ơ

n

g

á

n II

I
1
2
N
3
4
5
6
8
Đồ án môn học lưới điện
3.2.4 P

hương án I

V
1
2
N
3
4
5
6
Hình 3.4 : Sơ đồ nối dây phương án IV
3

.

2

.

5

P

h

ư

ơn

g

á

n V
1
2
N
3
4
5
6
Hình 3.5 : Sơ đồ nối dây phương án V

9
Đồ án môn học lưới điện
3.3 P

h ư ơng án nối

dây 1
3.3.1 Sơ đồ nối

dây
1
2
N
3
4
5
6
Hình 3.6 : Sơ đồ nối dây phương án I
3.3.2 T í

nh đ i

ệ

n áp vận h ành c

ủ a m

ạng đ i

ệ n
Điện áp vận hành ảnh hưởng đến các đặc trưng kĩ thuật, các chỉ tiêu
kĩ thuật của mạng lưới điện.
Điện áp định mức của mạng lưới điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công
suất của phụ tải, khoảng cách từ nguồn đến các phụ tải, vị trí tương đối
giữa các phụ tải trong mạng lưới…
Điện áp định mức có thể 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 công
suất trên mỗi đoạn đường dây điện.
Điện áp định mức trên của đường dây có thể được tính theo công thức
kinh nghiêm sau:
Trong đó :
U
vhi
= 4,34. li +16.Pi (2.1)
l
i
: khoảng cách truyền tải trên đoạn đường dây thứ i (km)
P
i
: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:
J
Đoạn đường
dây
Cống suất
truyền tải
,MVA
Chiều dài

đoạn đường
dây, km
Điện áp vận
hành, kV
Điện áp định
mức của cả
mạng điện,
kV
N-1 30+j14,52 31,622
62
98,17
110
N-2 32+j15,50 53,852 103,24
N-3 40+j19,37 42,426 113,37
N-4 28+j13,56 50,990 96,95
N-5 30+j14,52 42,426 99,20
N-6 32+j15,50 50,000 102,89
B

ả n g 3.1 Điện áp vận hành trên các đoạn đường dây và điện áp vận
hành của cả mạng điện
Điện áp vận hành tính trong phương án này có thể dùng làm điện áp
vận hành chung cho các phương án tiếp theo.
3.3.3 L ự

a c h

ọn t

i

ế

t

d i ệ

n d ây d ẫ

n t

r ê

n m

ỗi đoạn đ Ường d â

y c

ủ a
phƯ ơng án đã c

h ọ n.

Các mạng điện 110 kV chủ yếu được thực hiện bằng các đường dây
trên không, các dây dẫn chủ yếu được dùng là dây nhôm lõi thép ( dây
AC). Đối với các mạng điện khu vực tiết diện dây dẫn được chọn theo
mật độ dòng kinh tế của dòng điện:
I
F

=
max
kt
(2.2)
kt
Trong đó :
I
max
: dòng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực
đại(A);
J
kt
: mật độ kinh tế của dòng điện,A/mm
2
Với dây AC và T
max
=5000h ta tra bảng có được :
J
kt
= 1,1A/mm
2
Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được
tính bằng công thức :
S
I
max
max
=

nU.

dm 3
.
Trong đó :
A (2.3)
n: số mạch của đường dây
Uđm : điện áp định mức của mạng điện , kV
S
max
: 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 mm
2
Sau đây ta sẽ tính toán trên từng đoạn đường dây trong phương án 1
Đ oạn N -

1
∗
S =32+j15,498 MVA
I max =
F
kt
=
93,

30
1,1
= 84,826mm
2
Ta chọn theo tiết diện tiêu chuẩn gần nhất : AC-95

I
sc
= 2.I
max
= 2.93,309 = 186,618 A < I
cp
= 330 A (thỏa mãn điều
kiện phát nóng)
Tính toán tương tự cho các đoạn còn lại ta được bảng số liệu sau:
Đoạn
đường
dây
Kiểu
dây dẫn
I
cp
(A)
S
max
(MVA)
r
0
(Ω/km)
x
0
(Ω/km)
*-6
b
0
10

(S/km)
N-1 AC-70 265 35,556 0,46 0,44 2,58
N-2 AC-70 265 26,667 0,46 0,44 2,58
N-3 AC-95 330 38,889 0,33 0,429 2,65
N-4 AC-150 445 27,778 0,21 0,416 2,74
N-5 AC-95 330 35,556 0,33 0,429 2,65
N-6 AC-95 330 31,111 0,33 0,429 2,65
B ả n g 3.2 Dòng điện cho phép lâu dài chạy trên mỗi đoạn đường dây và
điện trở và điện kháng đơn vị tương ứng với mỗi đoạn đường dây.
3.3.4 T í

nh t

ổn t

hất

đ i

ệ

n áp t

rong m

ạng đ i

ệ n t

rong các t

r

Ư ờng h ợp
vận h ành b ì

nh t

h Ư ờng và c h ế

đ ộ s

ự

c

ố
Tổn thất điện áp trên mỗi đoạn đường dây trong chế dộ vận hành bình
thường được tính bằng công thức
∑
i
i
P
=
.r
=
.l

+
∆

U
i i i
∑
Q
=

i
. x

.l
Trong đó
ibt
=
nU.
2
dm
.100(%)(2.4)
∆U
ibt
: tổn thất điện áp trên đoạn đường dây thứ i,%
P
i
, Q
i
: Công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy
trên đoạn đường dây thứ i
r
i
, x
i

: điện trở và điện kháng đơn vị của đoạn đường dây
thứ i
Trong chế độ sự cố , đối với mạng điện đường dây 2 mạch tổn thất
điện áp trong chế độ sự cố (đứt một đoạn đường dây ) được tính theo
công thức :
∆U
isc
=2.∆U
ibt
(2.5)
Đối với đoạn đường dây N-1
∆
U
N
−1bt
=

32.0,33.63,
246
+
11,624.0, 429.63,
246
2.110
2
= 4, 497%
có:
Trong trường hợp ngừng một mạch trên đoạn đường dây N-1 ,ta
∆U
N-1sc
= 2.4,497 = 8,995 %

Tính toán tương tự đối với các đoạn đường dây còn lại ta có bảng số liệu
sau:
Đường dây N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6
ΔU
bt
%
4,497
4,165 3,889 6,131 3,829 3,935
ΔU
sc
%
8,995
8,331 7,778 6,131 7,659 7,871
B ả n g 3.3 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện
Từ các kết quả trên nhận thấy rằng ,tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ
vận hành bình thường là:
∆U
max bt
=6,131 %
Tổn thất điện áp trong chế độ sự cố
bằng : ∆U
max sc
= 8,995 %
3.4

P h

ư ơn

g

án

n

ố

i d ây 2.
3.4.1 Sơ đồ nối

dây
15
13
6
NÐ
11
9
1
5
7
5
3
4 2
3
1
1 2 4 6 8 10 12 14 16
Hình 3.7 Sơ đố nối dây phương án II
3.4.2 L ự

a chọn t

i

ế

t

d i ệ

n d ây dẫn
Ở đây chú ý:
• • •
S
max(1-2)
= S
max2
+ S
max1
= 56+j27,122 (MVA),
•
S
max(N-1)
= 32+j15,498 (MVA)
l21 =
10
2
+
40
2
= 41,231 km

Tính toán tương tự như đối với phương án 1, ta có tiết diện của các đoạn dây dẫn:
Đoạn
dây
Uvh
(kV)
Kiểu
dây dẫn
Smax
(MVA)
Imax
(A)
Isc
(A)
Icp
(A)
r
0
(Ω/km)
x
0
(Ω/km)
*-6
b
0
10
(S/km)
N-1 104,09
AC-95
35,556 93,31 186,62 330 0,33 0,429 2,65
1-2 132,87

AC-150
62,222 163,29 326,58 445 0,21 0,416 2,74
N-3 107,19
AC-95
38,889 102,06 204,11 330 0,33 0,429 2,65
N-4 94,30
AC-150
27,778 145,80 145,80 445 0,21 0,416 2,74
N-5 103,24
AC-95
35,556 93,31 186,62 330 0,33 0,429 2,65
N-6 98,13
AC-150
31,111 81,65 163,29 265 0,46 0,44 2,58
Bảng 3.4.Thông số của các đường dây trong mạng điện
3.4.3 T í

nh t

ổn t

hất

đ i

ệ

n áp c

ủ a các

đoạn đ Ư ờng d ây t

rong m

ạng đ i

ệ

n
Tính toán tương tự như đối với phương án I ta có bảng số liệu sau:
Đường dây
N-1 1-2 N-3 N-4 N-5 N-6
ΔU
bt
%
4,497 3,926 3,889 3,065 3,829 4,926
ΔU
sc
%
8,995 7,852 7,778 3,065 7,659 9,851
Bảng 3.5.Tổn thất điện áp trên các đường dây
Từ các kết quả ở bảng trên ta nhận thấy, tổn thất điện áp lúc làm việc
bình thường và khi sự cố có giá trị lớn nhất là:
ΔUmax bt% = UN -bt% +
U
1-2bt
% = 4,497% + 3,926% = 8,423 %
Trong chế độ sự cố không xét sự cố xếp chồng mà chỉ xét sự cố đơn
giản (đứt một dây) nên:

Umax sc% =
U
N
-2 sc% +
U
2-1bt
% = 8,995%+7,852% = 16,847 %
3.5

P h

ư ơn

g

án

n

ố

i d ây 3
3.5.1

Sơ đồ nối

dây
15
6
13

NÐ
11
1
9
5
7
5
3
4 2
3
1
1 2 4 6 8 10 12 14 16
Hình 3.8.Sơ đồ nối dây phương án III
3.5.2 C h ọn c

ấp đ i

ệ

n áp vận h ành cho m

ạng l

Ư ới

đ i

ện
Tính toán tương tự phương án I ta có bảng sau:
Đường

dây
N-1 N-2 N-3 3-4 N-5 N-6
Pmax 32 24 60 25 32 28
l(km)
63,246 78,102 50,000 41,231 53,852 63,246
U
vh
(kV)
104,09 93,30 137,93 91,16 103,24 98,13
Bảng 3.6.Điện áp tính toán trên các đường dây
Vậy chọn điện áp định mức của mạng điện U
đm
= 110 kV
3.5.3 L ự

a c h

ọn t

i

ế

t

d i ệ

n d ây d ẫ

n

Tính toán tương tự như đối với phương án 1, ta có tiết diện của các đoạn
dây dẫn được cho trong bảng 2.8:
Đường
dây
Pmax
(MW)
Qmax
(MVAr)
I
max
(A)
Fkt
(mm
2
)
Ftc
(mm
2
)
I
SC
(A) I
cp
(A)
N-1 32 15,498 93,31 84,826 95 186,62 330
N-2 24 11,624 69,98 63,620 70 139,96 265
N-3 60 29,059 174,95 159,050 185 349,91 510
3-4 25 12,108 145,80 132,541 150 145,80 445
N-5 32 15,498 93,31 84,826 95 186,62 330
N-6 28 13,561 81,65 74,223 95 163,29 330

Bảng 3.7 .Thông số các đường dây trong mạng điện
Từ bảng số liệu trên ta nhận thấy tất cả các tiết diện tiêu chuẩn đã chọn
đều thoả mãn điều kiện phát nóng .
3.5.4 T í

nh t

ổn t

hất

đ i

ệ

n áp t

rong c h

ế

đ ộ

v ậ n h ành b ì

nh t

h Ư ờng và
t

rong chế

đ ộ s

ự

c

ố.
Tính toán tương tự như đối với phương án 1 ta có bảng số liệu sau đây:
Đường dây
N-1 N-2 N-3 3-4 N-5 N-6
ΔU
bt
%
4,497 5,214 4,563 1,753 3,829 3,935
ΔU
sc
%
8,995 10,427 9,126 1,753 7,659 7,871
Bảng 3.8 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây của mạng điện
Từ bảng số liệu trên ta có tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây đoạn
đường dây N-4-3:
∆U
bt
= 4,563+1,753= 6,316 %
∆U
sc
=9,126+1,753 =10,879 %
Từ kết quả tính toán trên ta nhận thấy

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường là :
∆U
N-2-3bt
=6,316%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố
là : ∆U
N-2-3sc
= 10,879 %
Như vậy phương án này đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật
3.6

P h

ư ơn

g

án

n

ố

i d ây 4
3.6.1

Sơ đồ nối

dây
15

13
6
NÐ
11
1
9
5
7
5
3
4 2
3
1
1 2 4 6 8 10 12 14 16
Hình 3.9.Sơ đồ nối dây phương án IV
3.6.2 C h ọn c

ấp đ i

ệ

n áp vận h ành cho m

ạng l

Ư ới

đ i

ện

Tính toán tương tự phương án I ta có bảng sau:
Đường
dây
N-1 1-2 N-3 3-4 N-5 N-6
Pmax 32 56 60 25 32 28
l(km)
63,246 41,231 50,000 41,231 53,852 63,246
U
vh
(kV)
104,09 132,87 137,93 91,16 103,24 98,13
Bảng 3.9.Điện áp tính toán trên các đường dây
Vậy chọn điện áp định mức của mạng điện U
đm
= 110 kV
3.6.3 Lự

a ch

ọn t

i

ế

t

diệ

n dây dẫ

n
Tính toán tương tự như đối với phương án 1, ta có tiết diện của các
đoạn dây dẫn được cho trong bảng 2.8:
Đường
dây
Pmax
(MW)
Qmax
(MVAr)
I
max
(A)
Fkt
(mm
2
)
Ftc
(mm
2
)
I
SC
(A) I
cp
(A)
N-1 32 15,498 93,309 84,826 95 186,618 330
1-2 56 27,122 163,291 148,446 150 326,582 445
N-3 60 29,059 174,955 159,050 185 349,909 510

3-4 25 12,108 145,796 132,541 150 145,796 445
N-5 32 15,498 93,309 84,826 95 186,618 330
N-6 28 13,561 81,645 74,223 95 163,291 330
Bảng 3.10 .Thông số các đường dây trong mạng điện
Từ bảng số liệu trên ta nhận thấy tất cả các tiết diện tiêu chuẩn đã
chọn đều thoả mãn điều kiện phát nóng .
3.6.4 T í

nh t

ổn t

hất

đ i

ệ

n áp t

rong c h

ế

đ ộ

v ậ n h ành b ì

nh t

h Ư ờng và
t

rong chế

đ ộ s

ự

c

ố.
Tính toán tương tự như đối với phương án 1 ta có bảng số liệu sau đây:
Đường dây
N-1 1-2 N-3 3-4 N-5 N-6
ΔU
bt
%
4,497 3,926 4,563 1,753 3,829 3,935
ΔU
sc
%
8,995 7,852 9,126 1,753 7,659 7,871
Bảng 3.11 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây của mạng điện
Từ bảng số liệu trên ta có tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây
đoạn đường dây N-2-1
Umax bt% = UN -2bt% +
U
2-1bt
% = 4,497% + 3,926%

= 8,423 %
Umax sc% =

UN -2 sc% +

U
2-1bt
% = 8,995 %+7,852%
= 16,847 %
Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây đoạn đường dây N-4-3:
∆U
bt
= 4,563+1,753= 6,316 %
∆U
sc
=9,126+1,753 =10,879 %
Từ kết quả tính toán trên ta nhận thấy
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường là :
∆U
N-2-1bt
=8,423%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố
là : ∆U
N-2-1sc
= 16,847 %
Như vậy phương án này đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật

3 . 7 . P h ư ơn g

á n

n ố i d

ây 5
3.7.1.Sơ đồ nối

dây
15
13
6
NÐ
11
1
9
5
7
5
3
4 2
3
1
1 2 4 6 8 10 12 14 16
Hình 3.10.Sơ đồ nối dây phương án V
3.7.2 L ự

a chọn t

i

ế

t

d i ệ

n d ây dẫn và k i

ể

m

t ra đ i

ề

u k i

ệ

n p hát

nó n g
Do trong sơ đồ nối dây có mạch vòng nên ta phải tính dòng công suất
chạy trong các đường dây trong mạch vòng N-5-6-N. Giả thiết mạng điện
đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện.
Gọi khoảng cách N-5 là l
1
, khoảng cách 5-6 là l
2,
khoảng cách N-6 là

l
3
. (l
1
= 53,852 km , l
2
= 41,231 km, l
3
= 63,246 km)
Dòng công suất chạy trên đoạn N-5 là:
S
N −5
* *
=

S 5 .(l
2
+ l
3
) + S 6 .l
3
=

(32 + j15, 498).(41, 231+ 63, 246) + (28 + j13,561).63, 246
l
1
+
l
2
+

l
3 41, 231+ 63, 246 + 63, 246
= 32,3+j15,64 MVA
Do đó, S
max(N-1)
= 35,89 MVA
•
•
•
S
max(5-6)
=
S
5
-
S
max(N-5)
= ( 32 + j15, 498 ) – (32,3+j15,64 )
= - 0,3 - j0,15 MVA;
S
max(5-6)
=
0,334
MVA
• • •
S
max(N-6)
=
S
6+

S
max(5-6)
=(28+j13,561) + (- 0,3 - j0,15 )
=27,70+j13,42 MVA
S
max(N-6)
= 30,777 MVA
Tiết diện các đoạn đường dây trong mạch vòng N-2-1-N:
I
maxN-5
=
35,890
.10
3
=188,372 A
;
F
kt(N-5)
=

188,372
=171,248
mm
2
3.110 1,1
=> Chọn dây AC-185 có Icp = 510 A
Imax5-6
=
0,334
.10

3
=
1,754 A
;
F
kt(5-6)
=
1,

75

4
= 1,595 mm
2
3.110 1,1
=> Chọn dây AC-70 có Icp = 265A
ImaxN-2=
30,
777
.10
3
=161,537 A
;
F
kt(4-6)
=
161

,

53

7
= 146,852 mm
2
3.110
=> Chọn dây AC-150 có Icp = 445 A
1,1
Kiểm tra sự cố : dòng điện chạy trên đoạn 5-6 lớn nhất khi có sự cố đứt
N-6:
I
sc
=

35,556
.10
3
=
186, 62A
3.110
Khi đó, I
sc(N-5)
=
66,667
.10
3
=
349,91A
.
3.110

Khi sự cố đứt N-5 dòng điện chạy trên đoạn N-6 có giá trị :
Isc(N-5) = Isc(N-6) = 349,91 A
Với các đoạn khác làm tương tự như các phương án trên ta được bảng
sau:
Đoạn
dây
Kiểu dây
dẫn
Pmax
(MW)
Qmax
(MVAr)
Imax
(A)
Isc
(A)
Icp
(A)
r
0
(Ω/m)
x
0
(Ω/m)
*
-6
b0
10
(S/km)
N-1 AC-95 32 15,498 93,31 186,62 330 0,33 0,429 2,65

N-2 AC-70 24 11,624 69,98 139,96 265 0,46 0,44 2,58
N-3 AC-95 35 16,951 102,06 204,11 330 0,33 0,429 2,65
N-4 AC-150 25 12,108 145,80 291,59 445 0,21 0,416 2,74
N-5 AC-185 32,30 15,64 188,37 376,74 510 0,17 0,409 2,840
5-6 AC-70 0,30 0,15 1,75 3,51 265 0,46 0,440 2,580
N-6 AC-150 27,70 13,42 161,54 323,07 330 0,33 0,429 2,650
Bảng 3.12.Thông số đường dây phương án V
Các tiết diện dây dẫn được chọn đều thỏa mãn điều kiện phát nóng khi sự cố

T í

nh t

ổn t

hất

đ i

ệ

n áp t

rong m

ạch vòng đ ã xét
Bởi trong mạch vòng đã xét chỉ có một điểm phân chia công suất là nút 6
Do đó tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện trong chế độ vận hành
bình thường là:
∆U

max
% = ∆U
N
−
6
%
=
27,70.0,33.63,
246
+13, 42.0, 429.63,
246
110
2
.100% = 7,786%
Khi ngừng đoạn N-5
- Tổn thất điện áp trên đoạn N-6 là:
∆
U
N
−
6sc
%
=

60.0,33.63, 246 + 29,059.0, 429.63, 246
.100%
=16,865%
110
2
- Tổn thất điện áp trên đoạn 5-6 là:

32.0, 46.41, 231
+
15, 498.0, 44.41,
231
∆U
%

=
5
−
6sc
110
2
.100%
=
7,340%
Khi ngừng đoạn đƯờng dây N-6
- Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây N-5 là
60.0,17.53,852
+15,
498.0,
409.53,852
∆
U
%

=
N
−
5s

c
110
2
.100%
=
9,829%
- Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 5-6 là:
32.0, 46.41, 231
+
13,561.0, 44.41,
231
∆U
%

=
5
−
6sc
110
2
.100% = 7,340%
Vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là tổn thất điện áp khi
đứt đoạn đường dây N-5 và bằng:
∆U
maxsc
= 16,865 + 7,340 = 24,205 %
Các tổn thất điện áp trên những đoạn khác tính tương tự như các phương
án trên ta có bảng sau:
Đường dây
N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 5-6 N-6

ΔU
bt
%
4,497 5,214 3,889 6,131 5,291 0,069 7,786
ΔU
sc
%
8,995 10,427 7,778 6,131 9,829 7,340 16,865
Từ các kết quả ở bảng trên ta nhận thấy, tổn thất điện áp lúc làm việc
bình thường và khi sự cố có giá trị lớn nhất là:
U
max bt
% = U
N -2 bt
% = 7,786 %
Trong chế độ sự cố không xét sự cố xếp chồng mà chỉ xét sự cố đơn
giản (đứt một dây) nên:
U
max sc
% =24,205 %
Đó là trường hợp ngừng N-2 trong mạch vòng.
KẾ T L

U Ậ N
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.
Ta 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 ÷ 15% trong chế độ làm việc bình thường, còn trong chế độ sau sự cố
các tổn thất điện áp lớn nhất không vượt quá 15 ÷ 20% . Ở đây ta xét với

trường hợp:
∆U
maxbt
% ≤ 10%
∆U
maxsc
% ≤ 20%
Để thuận tiện cho việc so sánh về kĩ thuật các giá trị về tổn thất của các
phương án được tổng hợp ở bảng sau:
Tổn thất
điện áp
Phương án
1 2 3 4 5
∆Umaxbt % 6,131 8,423 6,316 8,423
7,786
∆Umaxsc %
8,995 16,847 10,879 16,847
24,205
Như vậy sau khi tính toán so sánh các chỉ tiêu kĩ thuật ta thấy phương án
1,2,3,4 đảm bảo yêu cầu kĩ thuật.Do đó để so sánh kinh tế ,kĩ thuật ta
chọn các phương án 1,2,3,4.
C H

Ư ƠN G

I
V
SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN
4.1 Đ

ặ t v

ấ

n đ ề
Vì các phương án so sánh của mạng điện có cùng điện áp định
mức ,do đó để đơn giản ta không cần tính vốn đầu tư vào các trạm hạ áp.
Chỉ tiêu kinh tế được sử dụng để so sánh các phương án là các chi phí
tính toán hàng năm, được xác định theo công thức:
Z=(a
tc
+ a
vh
) K + ∆A.c
Trong đó :
Z:hàm chi phí tính toán hàng năm
a
tc
:hệ số hiệu quả của vốn đầu tư .a
tc
=0,125
a
vh
:hệ số vận hành đối với các đường dây trong mạng
điện. a
vh
=0,04 (Dùng cột bêtông cốt thép)
∆A:Tổng tổn thất điện năng hàng năm
C : giá 1kWh điện năng tổn thất :c=500 đ/kW.h)
K : tổng các vốn đầu tư về đường dây

-Tính K
Đối với các đường dây trên không 2 mạch đặt trên cùng một cột,tổng vốn
đầu tư để xây dựng các đường dây có thể xác định theo công thức sau:
K= ∑1,6.k
0i
.l
i
Trong đó :
k
0i
: giá thành 1 km đường dây thứ i , đ/km
li : chiều dài đoạn đường dây thứ i ,km
Với đường dây 1 mạch :K= k
0i
.l
i
-Tổn thất điện năng trong mạng điện được tính theo công
thức : ∆A = ∑∆P
imax
. τ
Trong đó :
τ : thời gian tổn thất công suất lớn nhất ,h
U
Trong đó :
∆P
imax
:tổn thất công suất trên đoạn đường dây thứ i khi
công phụ
tải cực đại .Ta có công thức:
P

2
+ Q
2
∆P =
i max i max
* R
i max i
2
dm
P
imax
,Q
imax
: công suất tác dụng và phản kháng chạy trên
đường dây ở chế độ phụ tải cực đại
R
i
: điện trở tác dụng của đoạn đưòng dây thứ i
U
dm
: điện áp định mức của mạng điện
- Thời gian tổn thất công suất lớn nhất có thể được tính theo công
thức: τ= (0,124+ T
max
.10
-4
)
2
.8760
Trong đó :

T
max
là thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong
năm Với T
max
= 5000 h ta có τ = 3411 h
Sau đây ta sẽ tính toán hàm chi phí tính toán hàng năm đối với từng
phương án
4.2 T

í

n

h t oá

n c ác

p

hư on

g án
4.2.1 P

h Ư ơng án 1
Tính K cho mỗi đoạn đường dây
Đoạn đường dây N-1(AC-95)
K
1

= 1,6.k
o1
.l
1
Tra bảng 8.39 sách “Thiết kế các mạng và hệ thống điện”
Ta có k
o1
= 283.10
6
đ/km
Suy ra K
1
= 1,6.283.10
6
.63,246 = 28637,587.10
6
đ
Tổn thất công suất:
32
2
+
15, 498
2
∆P =
1
2.110
2
.0,33.63, 246 = 1,09 MW
Tính toán tương tự ta có bảng sau: