ĐỒ ÁN MẪU LƯỚI ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Trường đại học điện lực hà nội
LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng
lượng quốc gia, nó được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực như: sản
xuất kinh tế, đời sống sinh hoạt, nghiên cứu khoa học…
Hiện nay nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại
hóa, nên nhu cầu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao về số lượng cũng như
chất lượng. Để đáp ứng được về số lượng thì ngành điện nói chung phải có kế
hoạch tìm và khai thác tốt các nguồn năng lượng có thể biến đổi chúng thành
điện năng.Mặt khác, để đảm bảo về chất lượng có điện năng cần phải xây
dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại, có phương thức vận
hành tối ưu nhất đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cũng như kinh tế. Xuất phát
từ điều đó, bên cạnh những kiến thức giảng dạy trên giảng đường, mỗi sinh
viên ngành Hệ thống điện đều được giao đồ án môn học về thiết kế điện cho
mạng điện khu vực. Quá trình thực hiện đồ án giúp chúng ta hiểu biết tổng
quan nhất về mạng lưới điện khu vực, hiểu biết hơn về những nguyên tắc chủ
yếu để xây dựng hệ thống điện như xác định hướng và các thông số của các
đường dây, chọn hệ thống điện áp cho mạng điện chính…những nguyên tắc tổ
chức và điều khiển hệ thống, tổng vốn đầu tư và các nguồn nguyên vật liệu để
phát triển năng lượng …
Em xin chân thành cảm ơn đến thầy Nguyễn Ngọc Trung, cùng toàn
thể các thầy cô trong khoa Hệ thống Điện đã tận tình hướng dẫn chúng em
hoàn thành bản đồ án.
Hà Nội, ngày 01 tháng 6 năm 2010.
SINH VIÊN
Nguyễn Đức Nhân
Nguyễn Đức Nhân
1
Trường đại học điện lực hà nội
CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH SỐ LIỆU PHỤ TẢI

I. Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải
1. Nguồn điện
 Nguồn điện cung cấp cho mạng điện khu vực là một nguồn có công
suất vô cùng lớn. Mọi sự thay đổi và biến động của phụ tải thì không
làm thay đổi điện áp trên thanh góp của nguồn.
2. Phụ tải
Trong hệ thống điện có 6 phụ tải có đặc điểm trong bảng sau:
Phụ
tải
Thuộc
hộ loại
S
max
(MVA)
S
min
(mva)
ϕ
Cos
T
max
(h)
H
U
(kV)
Yêu cầu điều
chỉnh điện áp
1 I 25 15 0.85 4000 22 KT
2 I 26 15,6 0.85 4000 22 KT
3 I 28 16,8 0.85 4000 22 T

4 III 30 18 0.85 4000 22 KT
5 I 35 21 0.85 4000 22 KT
6 I 40 24 0.85 4000 22 T
3. Sơ đồ mặt bằng của nguồn điện và phụ tải
Các nguồn điện và phụ tải điện được bố trí theo sơ đồ mặt bằng như sau:


Nguyễn Đức Nhân
2
Trường đại học điện lực hà nội
Hình1.1. Sơ đồ mặt bằng của nguồn điện và phụ tải
II.Phân tích phụ tải
 Mạng điện mà ta cần thiết kế gồm có 6 phụ tải với tổng công suất lớn
nhất là:
∑
= MAVS 184
max
,Tổng công suất cực tiểu là:
∑
= MVAS 4,110
min
.

• Các phụ tải 1,2,3,5,6có mức độ đảm bảo cung cấp điện cao nhất (loại I),
• nên sẽ được cung cấp bởi đường dây kép hoặc mạch vòng để đảm bảo
cung cấp điện được liên tục. Phụ tải 4 có mức độ đảm bảo cung cấp
điện loại III nên sẽ được cung cấp bằng đường dây một mạch.
• Có 4 phụ tải 1,2,4,5 có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Có độ
lệch điện áp trên thanh góp hạ áp có yêu cầu ĐCĐA khác thường. Có 2
phụ tải 3,6 có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường. Có độ lệch điện áp

trên thanh góp hạ áp có yêu cầu ĐCĐA thường.
+ Trong chế độ phụ tải lớn nhất: dU% = 5%.
+ Trong chế độ phụ tải nhỏ nhất: dU% = 0%.
+ Trong chế độ sau sự cố: dU% = 0-5%
• Yêu cầu điều chỉnh điện áp thường:
+ Ở chế độ phụ tải Max: dU%
≥
+2,5%.
+ Ở chế độ phụ tải Min: dU%
≤
+7,5%.
+ Ở chế độ sau sự cố: dU%
≥
- 2,5%.
Dựa vào bảng số liệu phụ tải, sau khi tính toán ta được bảng số liệu sau:
Bảng1.1
Hộ tiêu
thụ
maxmaxmax
jQPS +=
(MVA)
max
S
(MVA)
minminmin
jQPS +=
(MVA)
min
S
(MVA)

1 21,25 + j13,15 25 12,75 + j7,9 15
2 22,1 + j13,7 26 13,26 + j8,22 15,6
3 23,8 + j14,73 28 14,28 + j8,85 16,8
4 25,5 + j15,78 30 15,3 + j9,49 18
5 29,75 + j18,41 35 17,85 + j11,1 21
6 34+ j21,04 40 20,4 + j12,65 24
Tổng 156,4 + j96,81 184 93,84 + j58,21 110,4
Nguyễn Đức Nhân
3
Trường đại học điện lực hà nội
CHƯƠNG II
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
I. Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện
o Theo yêu cầu thiết kế, ta phải đảm bảo cung cấp điện cho các hộ
tiêu thụ điện loại I , đây là loại phụ tải quan trọng nhất. Đối với
loại phụ tải này nếu ngừng cung cấp điện có thể gây nguy hiểm
đến tính mạng con người , làm hư hỏng thiết bị và để phục hồi lại
trạng thái làm việc bình thường thì bắt buộc xí nghiệp phải ngừng
sản xuất trong thời gian dài, vv Vì mức độ quan trọng của các
hộ phụ tải này nên các đường dây của mạng điện phải được bố trí
hợp lí sao cho khi gặp sự cố hỏng ở bộ phận nào đó thì đường
dây vẫn phải đảm bảo cung cấp điện được liên tục, phải luôn đảm
bảo sự cung cấp điện được liên tục cho các hộ phụ tải.
 Việc lựa chọn các phương án nối dây của mạng điện phải đảm bảo các
yêu cầu chính sau:
 Cung cấp điện liên tục
 Đảm bảo chất lượng điện năng
 Đảm bảo tính linh hoạt của mạng điện
 Đảm bảo tính kinh tế và có khả năng phát triển trong tương
lai

 Đảm bảo an toàn cho người và cho thiết bị

Dựa theo mặt bằng thiết kế và yêu cầu của các phụ tải, ta đưa ra 5 phương án
nối dây sau:
Nguyễn Đức Nhân
4
Trường đại học điện lực hà nội
Nguyễn Đức Nhân
5
Trường đại học điện lực hà nội
II. So sánh các phương án về mặt kĩ thuật
a. Để so sánh các phương án về mặt kĩ thuật, ta phải xét tới các nội
dung sau:
b. - Chọn lựa cấp điện áp định mức của hệ thống
c. - Chọn lựa tiết diện dây dẫn
d. Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố
1. Chọn lựa cấp điện áp của hệ thống:
 Vấn đề lựa chọn cấp điện áp cho hệ thống ảnh hửog trực tiếp đến cả về
mặt kĩ thuật cũng như về mặt kinh tế. Nếu như chọn U cao thì tổn thất
trên lưới giảm nhưng chi phí cao. Còn nếu chọn U thấp thì chi phí giảm
nhưng tôn thất trên lưới lại cao. Vì vậy ta phải lựa chọn U sao cho hợp
lý.
o Ta sử dụng công thức kinh nghiệm sau:
o
iii
PLU .16.34.4 +=
, kV
 Trong đó:
 P
i

là công suất truyền tải trên đường dây thứ i, MW
 L
i
là chiều dài đường đây thứ i, km
o Nếu U = 70÷160 (kV) thì ta sẽ chọn cấp điện áp của hệ thống là
U
dm
=110kV.
Nguyễn Đức Nhân
6
Trường đại học điện lực hà nội
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn của các đoạn đường dây:
 Mạng điện mà ta đang xét là mạng điện khu vực, do đó người ta thường
lựa chọn tiết diên dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện.Ta dự kiến
sử dùng loại dây dẫn AC
o Công thức tính tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng
điện là:

kt
i
kti
J
I
F
max
=
, mm
2
.
 Với mạng điện ta đang xét sử dụng dây AC và thời gian sử dụng công

suất cực đại là T
max
= 4000h nên ta có J
ktế
= 1,1 A/mm
2
.
 Trong công thức trên thì I
maxi
là dòng điện lớn nhất trên đoạn đường dây
thứ i và được tính như sau:
• I
maxi
=
dm
i
Un
S
.3.
max
, A
 Với S
i
là dòng công suất của đường dây thứ i và được tính như sau:
• S
maxi
=
22
ii
QP +

, MVA
o n là số mạch của đường dây, n = 1,2.
 Khi xác định được tiết diện dây dẫn của các đoạn đường dây, ta tiến
hành so sánh với tiết diện tiêu chuẩn để chọn ra tiêu chuẩn gần nhất.
3.Tính tổn thất điện áp của hệ thống:
o Tổn thất điện áp được tính theo biểu thức sau:
 ∆U% =
100
.
2
dm
iiii
U
XQRP Σ+Σ
%
 Trong đó:
o P
i
, Q
i
là công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường
dây thứ i.
o R
i
, X
i
là điện trở tác dụng và điện kháng của đường dây thứ i.
 Chú ý rằng tổn thất điện áp chỉ tính cho phạm vi 1 cấp điện áp và ta sẽ
tính tổn thất điện áp cực đại lúc bình thường và khi xảy ra sự cố nặng
nề nhất, các trị số của tổn thất điện áp phải thoả mãn các yêu cầu sau:

 Đối với trường hợp dùng máy biến áp thường:
 ∆U
maxbt
≤ 10%
 ∆U
maxsc
≤ 20%
 Đối với truường hợp dùng mba điều áp dưới tải thì:
 ∆U
maxbt
≤ 15-20%
 ∆U
maxsc
≤ 20-25%
Nguyễn Đức Nhân
7
Trường đại học điện lực hà nội
4. Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang và điều kiện phát nóng của dây
dẫn:


Ta tiến hành kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang của dây dẫn


2
70mmF ≥


Ta tiến hành kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố
nặng nề nhất theo biểu thức sau:


Đường đây đơn I
max
≤ I
cp
o
Đường đây kép I
sc
≤ I
cp

Trong đó:
o
I
sc
là dòng điện lớn nhất khi co sự cố( là khả năng một trong hai
dây của đường dây hai mạch bị đứt)
o
I
cp
là dòng điện cho phép lâu dài chạy qua dây dẫn
o
K
hc
là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ làm việc, ta lấy K
hc
=0.8

Ta sẽ xét từng phương án cụ thể.
III. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho phương án 1

1. Lựa chọn điện áp định mức cho mạng điện:
 Xét đoạn N-1:
• P
N-1
= P
1
= 21,2 MW ;
• L
N-1
= 63,2 km;
• ⇒U
N-1
= 4,34.
2,21162,63 ×+
= 87,06 kV
Xét tương tự với các đoạn đường dây khác ta có bảng tổng kết sau:
Bảng 2.1
Đường
dây
L (km) S
max
(MVA)
P
max
(MW)
U
vhi
(kV)
N-1 63,2 21,2 + j13,2 21,2 87,06

N-2 22,4 22,1 + j13,7 22,1 84,2
N-3 41,2 23,8 + j14,7 23,8 89,3
N-4 20 25,5+j15,8 25,5 89,8
N-5 31,6 29,8+ j18,4 29,8 97,2
N-6 28,3 34+j21 34 104

Nguyễn Đức Nhân
8
Trường đại học điện lực hà nội
Hình 2.1 Sơ đồ mạng điện của phương án 1
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn:
 Xét đoạn N-1:
•
S
N-1
= S
1
=
97,242,132,21
22
=+
MVA
•
⇒I
N-1
=
58,6510.
110.3.2
97,24
.3.

3
1
==
dm
N
Un
S
A
⇒F
N-1
=
1
65,58
59,6
1,1
N
kt
I
J
= =
mm
2
Tính toán tương tự đối với các đường dây còn lại ta có bảng tổng kết sau:
Bảng 2.2
Đường
dây
Số
mạch
I
maxbt

(A) F
tt
(mm2) Dây dẫn I
cp
(A)
N-1 2 65,58 59,6 AC-70 265
N-2 2 68,23 62 AC-70 265
N-3 2 73,45 66,77 AC-70 265
N-4 1 157,4 143 AC-150 445
N-5 2 91,8 83,4 AC-95 330
N-6 2 104,8 95,8 AC-95 330
Nguyễn Đức Nhân
9
Trường đại học điện lực hà nội
3. Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố:
 Sự cố nguy hiểm nhất của mạng điện xảy ra khi đứt 1 đường dây
trong lộ kép của đường dây hai mạch. Khi đó, dòng điện sự cố sẽ
tăng lên hai lần so với dòng điện của mạch điện khi chưa xảy ra
sự cố.
 Đoạn N-1:
AII
NscN
16,13158,6522
1max1
=×==
−−
Tương tự ta có bảng kết quả kiểm tra sau
Bảng 2.3s
Đường dây Số mạch I
sc

(A) I
cp
(A)
N-1 2 131,16 265
N-2 2 136,46 265
N-3 2 147 265
N-4 1 157,4 445
N-5 2 183,6 330
N-6 2 209,6 330
 Từ bảng tổng kết trên ta suy ra tiết diện dây dẫn các đường dây
đã thỏa mãn điều kiện phát nóng cho phép khi dây có sự cố.
 Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn đạt tiêu chuẩn, ta xác định các
thông số đơn vị của đường dây là r
0
, x
0
, b
0
và tiến hành tinh các
thông số tập trung R, X, B/2 trong sơ đồ thay thế hình
π
của các
đường dây theo các công thức sau:
•
Lr
n
R ×=
0
1
;

Lx
n
X ×=
0
1
;
Bảng 2.4
Đường
dây
Số
mạch
L
(km)
Dây dẫn
r
0
Ω/km
x
0
Ω /km
R
Ω
X
Ω
N-1 2 63,2 AC-70 0.46 0,43 14,536 13,588
N-2 2 22,4 AC-70 0.46 0.43 5,152 4,816
N-3 2 41,2 AC-70 0.46 0.43 9,476 8,858
N-4 1 20 AC-150 0.21 0,401 4,2 8,02
N-5 2 31,6 AC-95 0.33 0.414 5,214 6,345
N-6 2 28,3 AC-95 0,33 0.414 4,6695 5,8581

4. Kiểm tra tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây ở chế độ vận hành
bình thường và khi sự cố
a. Xét khi mạng điện làm việc bình thường:
Xét đoạn N-1:
ta có S
N-1
= S
1
= 21, 2+ j13,2 MVA
Nguyễn Đức Nhân
10
Trường đại học điện lực hà nội
⇒∆U
btN-1
% =
%02,4%100.
110.
588,132,13536,142,21
2
=
×+×
Tính tương tự đối với các đoạn còn lại
b. Xét khi mạng điện gặp sự cố:
• Đứt một mạch trên đường dây kép:
• Đoạn N-1: ∆U
scN-1
% = 2
×
∆U
btN-1

% = 2
×
4,02% = 8,04%
• Tính tương tự đối với các đoạn còn lại.
Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong bảng sau:
Bảng 2.5
Đường dây
∆U%
bt
∆U%
sc
N-1 4,02 8,04
N-2 1,5 3
N-3 2,94 5,88
N-4 1,93 1,93
N-5 2,24 4,48
N-6 2,3 4,6
Từ kết quả trong bảng trên ta nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất trong
chế độ vận hành bình thường bằng:
o ∆U
max bt
% = ∆U
bt1
% = 4,02%<10%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố bằng:
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố bằng:
o ∆U
max sc
% = ∆U
scN-1

% = 8,04% <20%
Kết luận: Phương án 1 thỏa mãn yêu cầu về kỹ thuật.
IV. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho phương án 2

1. Lựa chọn điện áp định mức cho mạng điện:
 Xét đoạn N-1:
• P
N-1
= P
1
= 21,2 MW ;
• L
N-1
= 63,2 km;
• ⇒U
N-1
= 4,34.
2,21162,63 ×+
= 87,06 kV
 Xét đoạn N-6:
• S
N-6
= S
5
+ S
6
= (29,8+ j18,4) + (34 + j21) = 63,4+ j39,4MVA
• L
N-6
= 28,3 km;

• ⇒U
N-6
= 4,34.
4,63163,28 ×+
= 140 kV
 Xét đoạn 6-5:
• S
6-5
= S
5
=29,8+ j18,4 MVA
Nguyễn Đức Nhân
11
Trường đại học điện lực hà nội
• L
6-5
= 31,6 km
⇒U
6-5
= 4,34.
4,29166,31 ×+
= 97,2 kV
Xét tương tự với các đoạn đường dây khác ta có bảng tổng kết sau:
Bảng 2.6
Đường
dây
L (km) S
max
(MVA)
P

max
(MW)
U
vhi
(kV)
N-1 63,2 21,2 + j13,2 21,2 87,06
N-2 22,4 22,1 + j13,7 22,1 84,2
N-3 41,2 23,8 + j14,7 23,8 89,3
N-4 20 25,5+j15,8 25,5 89,8
N-65 31,6 29,8+ j18,4 29,8 97,2
N-6 28,3 63,4+j39,6 63,4 140
Hinh 2.2.Sơ đồ mạng điện của phương án 2
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn:
 Xét đoạn N-1:
Nguyễn Đức Nhân
12
Trường đại học điện lực hà nội
•
S
N-1
= S
1
=
97,242,132,21
22
=+
MVA
•
⇒I
N-1

=
58,6510.
110.3.2
97,24
.3.
3
1
==
dm
N
Un
S
A
•
⇒F
N-1
=
6,59
1,1
58,65
.
1
==
kt
N
Jn
I
mm
2


S
N-6
=
8,744,394,63
22
=+
MVA

⇒I
N-6
=
7,19610.
110.3.2
8,74
.3.
3
6
==
−
dm
N
Un
S
A

⇒F
N-6
=
8,178
1,1

7,196
6
==
−
kt
N
J
I
mm
2
o Chọn dây AC-185 có I
cp
=510 A

Xét đoạn 6-5:
•
S
6-5
=
354,188,29
22
=+
MVA
•
⇒I
6-5
=
8,9110.
110.3.2
35

.3.
3
==
dm
Un
S
A
•
⇒F
2-3
=
4,83
1,1
8,91
56
==
−
kt
J
I
mm
2
o Chọn dây AC-95 có I
cp
=330 A
Tính toán tương tự đối với các đường dây còn lại ta có bảng tổng kết sau:
Bảng 2.7
Đường
dây
Số

mạch
I
maxbt
(A) F
tt
(mm2) Dây dẫn I
cp
(A)
N-1 2 65,58 59,6 AC-70 265
N-2 2 68,23 62 AC-70 265
N-3 2 73,45 66,77 AC-70 265
N-4 1 157,4 143 AC-150 445
N-65 2 91,8 83,4 AC-95 330
N-6 2 196,7 178,8 AC-185 510
3. Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố
Nguyễn Đức Nhân
13
Trường đại học điện lực hà nội
 Sự cố nguy hiểm nhất của mạng điện xảy ra khi đứt 1 đường dây
trong lộ kép của đường dây hai mạch. Khi đó, dòng điện sự cố sẽ
tăng lên hai lần so với dòng điện của mạch điện khi chưa xảy ra
sự cố.
 Đoạn N-1:
AII
NscN
16,13158,6522
1max1
=×==
−−
Tính toán tương tự ta có bảng kết quả kiểm tra sau

Bảng 2.8
Đường dây Số mạch I
sc
(A) I
cp
(A)
N-1 2 131,16 265
N-2 2 136,46 265
N-3 2 147 265
N-4 1 157,4 445
N-65 2 183,6 330
N-6 2 393,5 510
 Từ bảng tổng kết trên ta suy ra tiết diện dây dẫn các đường dây
đã thỏa mãn điều kiện phát nóng cho phép khi dây có sự cố.
 Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn đạt tiêu chuẩn, ta xác định các
thông số đơn vị của đường dây là r
0
, x
0
, b
0
và tiến hành tinh các
thông số tập trung R, X, B/2 trong sơ đồ thay thế hình
π
của các
đường dây theo các công thức sau:
•
Lr
n
R ×=

0
1
;
Lx
n
X ×=
0
1
;
Bảng 2.9
Đường
dây
Số
mạch
L
(km)
Dây dẫn
r
0
Ω/km
x
0
Ω /km
R
Ω
X
Ω
N-1 2 63,2 AC-70 0.46 0,43 14,536 13,588
N-2 2 22,4 AC-70 0.46 0.43 5,152 4,816
N-3 2 41,2 AC-70 0.46 0.43 9,476 8,858

N-4 1 20 AC-150 0.21 0,401 4,2 8,02
N-65 2 31,6 AC-95 0.33 0.414 5,214 6,345
N-6 2 22,4 AC-185 0.17 0.394 2,688 6,541

4. Kiểm tra tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây ở chế độ vận hành
bình thường và khi sự cố
Xét khi mạng điện làm việc bình thường:
Nguyễn Đức Nhân
14
Trường đại học điện lực hà nội
Xét đoạn N-1:
ta có S
N-1
= S
1
= 21, 2+ j13,2 MVA
⇒∆U
btN-1
% =
%02,4%100.
110.
588,132,13536,142,21
2
=
×+×
Tính tương tự đối với các đoạn còn lại
Xét khi mạng điện gặp sự cố:
• Đứt một mạch trên đường dây kép:
• Đoạn N-1: ∆U
scN-1

% = 2
×
∆U
btN-1
% = 2
×
4,02% = 8,04%
• Tính tương tự đối với các đoạn còn lại.
Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong bảng sau:
Bảng 2.10
Đường dây
∆U%
bt
∆U%
sc
N-1 4,02 8,04
N-2 1,5 3
N-3 2,94 5,88
N-4 1,93 1,93
N-65 2,24 4,48
N-6 1,9 3,8
 Từ kết quả trong bảng trên ta nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất
trong chế độ vận hành bình thường bằng:
o ∆U
max bt
% = ∆U
bt6-5
% + U
btN-6
% = 2,24% +1,9% = 4,14%<10%

 Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố bằng:
o ∆U
max sc
% = ∆U
sc6-5
% + U
scN-6
% = 4,48% +3,8% = 8,28%<10%
Kết luận: Phương án 2 thỏa mãn yêu cầu về kỹ thuật.
V. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho phương án 3
1. Lựa chọn điện áp định mức cho mạng điện
 Tính dòng công suất chạy trên các đoạn dây mạch kín N-2-3-N
 Để xác định các dòng công suất ta cần giả thiết rằng mạng điện là đồng
nhất.
 Dòng công suất chạy trên đoạn N-3bằng:
o
( )
L
L
NN
NN
N
LL
LSLS
S
56
65
866
65
5

5
−
−−
−−
−
−
++
++
=



( )( ) ( )
3,286,3151
3,28j21 343,286,31j18,4 29,8
++
++++
=

3,158,24 j+=
MVA
Nguyễn Đức Nhân
15
Trường đại học điện lực hà nội
 Dòng công suất chạy trên đoạn N-6 bằng:

5656 −−
−+=
NN
SSSS




( ) ( )
MVAj
j
88,2439
3,158,24j21 34j18,4 29,8
+=
−−+++=
 Dòng công suất chạy trên đoạn 2-3 bằng:

1,35
5556
jSSS
N
+=−=
−−

MVA
 Điểm phân công suất trong mạng điện kín N-5-6-N là điểm 6

Xét tương tự với các đoạn đường dây khác ta có bảng tổng kết sau:
Bảng 2.10
Đường
dây
L (km) S
max
(MVA) P
max

(MW) U
vhi
(kV)
N-1 63,2 21,2 + j13,2 21,2 87,06
N-2 22,4 22,1 + j13,7 22,1 84,2
N-3 41,2 23,8 + j14,7 23,8 89,3
N-4 20 25,5+j15,8 25,5 89,8
N-5 51 24,8 + j15,3 24 91,8
N-6 28,3 39 + j24,88 39 110,8
6-5 31,6 5+ j3,1 5 45,8
Nguyễn Đức Nhân
16
Trường đại học điện lực hà nội
Hình 2.4 Sơ đồ mạng điện của phương án 3
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn
 Xét đoạn N-5:
 Dòng điện chạy trên đoạn N-5:
o
I
N-5
=
7,15210.
110.3.1
3,158,27
.3.
3
22
5
=
+

=
−
dm
N
Un
S
A
o
⇒F
N-5
=
8,138
1,1
7,152
5
==
−
kt
N
J
I
mm
2
 Chọn dây AC-150 có I
cp
=445 A
Nguyễn Đức Nhân
17
Trường đại học điện lực hà nội
Tính toán tương tự đối với các đường dây còn lại ta có bảng tổng kết sau:

Bảng 2.10
Đường
dây
Số
mạch
I
maxbt
(A) F
tt
(mm2) Dây dẫn I
cp
(A)
N-1 2 65,58 59,6 AC-70 265
N-2 2 68,23 62 AC-70 265
N-3 2 73,45 66,77 AC-70 265
N-4 1 157,4 143 AC-150 445
N-5 1 152,7 138,8 AC-150 445
N-6 1 242,8 220,7 AC-240 610
6-5 1 30,87 28 AC-70 265
3. Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố
 Sự cố nguy hiểm nhất của mạng điện xảy ra khi đứt 1 đường dây trong
lộ kép của đường dây hai mạch và mạch vòng.
 Khi đứt 1 đường dây trong lộ kép của đường dây hai mạch dòng điện sự
cố sẽ tăng lên hai lần so với dòng điện của mạch điện khi chưa xảy ra
sự cố.
 Đoạn N-1:
AII
NscN
16,13165,5822
1max1

=×==
−−
 Khi mạch vòng bị sự cố, ta xét các trường hợp:
• Mạch vòng bị đứt dây N-5
• Mạch vòng bị đứt dây N-6
 Khi đứt đoạn N-5 ( hoặc đoạn N-6) thì công suất chạy trên đoạn còn lại
là
o
( ) ( )
MVAjSSSS
NN
45,3975,63j21 34j18,4 27,8
6565
+=+++=+==
−−

 Dòng điện sự cố chạy trên đoạn N-2 ( hoặc đoạn N-3 ) là:
o
AII
NN
39310
1103
45,3975,63
3
22
65
=×
×
+
==

−−
 Đối với mạch vòng đã cho, dòng điện chạy trên đoạn 5-6 sẽ có giá trị
lớn nhất khi đường dây N-3 bị đứt. Khi đó công suất trên đoạn 5-6 là:
o
MVASS
sc
j21 34
665
+==
−

 Dòng điện sự cố chạy trên đoạn 5-6 là:
o
AI
sc
21010
1103
2134
3
22
32
=×
×
+
=
−
Nguyễn Đức Nhân
18
Trường đại học điện lực hà nội
Tính toán tương tự đối với các đường dây còn lại ta có bảng tổng kết sau:

Bảng 2.11
Đường dây Số mạch I
sc
(A) I
cp
(A)
N-1 2 131,16 265
N-2 2 136,46 265
N-3 2 147 265
N-4 1 157,4 445
N-5 1 152,7 445
N-6 1 242,8 610
6-5 1 30,87 265
 Từ bảng tổng kết trên ta suy ra tiết diện dây dẫn các đường dây đã thỏa
mãn điều kiện phát nóng cho phép khi dây có sự cố.
 Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn đạt tiêu chuẩn, ta xác định các thông
số đơn vị của đường dây là r
0
, x
0
, b
0
và tiến hành tinh các thông số tập
trung R, X, B/2 trong sơ đồ thay thế hình
π
của các đường dây theo các
công thức sau:
•
Lr
n

R ×=
0
1
;
Lx
n
X ×=
0
1
;
Bảng 2.12
Đường
dây
Số
mạch
L
(km)
dây dẫn
r
0
Ω/km
X
0
Ω/km
R
Ω
X
Ω
N-1 2 63,2 AC-70 0.46 0,43 14,536 13,588
N-2 2 22,4 AC-70 0.46 0.43 5,152 4,816

N-3 2 41,2 AC-70 0.46 0.43 9,476 8,858
N-4 1 20 AC-150 0.21 0,401 4,2 8,02
N-5 1 51 AC-150 0.21 0.401 10,71 20,45
N-6 1 28,3 AC-240 0.12 0.401 2,688 8,982
6-5 1 31,6 AC-70 0.46 0.43 14,536 13,588

4. Kiểm tra tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây ở chế độ vận hành
bình thường và khi sự cố
a. Xét khi mạng điện làm việc bình thường:
 Tính tổn thất trên mạch vòng N-5-6-N:
 Tổn thất điện áp trên đoạn N-5:
o ∆U
btN-5
% =
%05,5%100.
110
45,203,1571,108,27
2
=
×+×
 Tổn thất điện áp trên đoạn 5-6:
Nguyễn Đức Nhân
19
Trường đại học điện lực hà nội
o ∆U
bt5-6
% =
%95.,0%100.
110
588,131,3536,145

2
=
×+×
 Tổn thất điện áp trên đoạn N-5:
o ∆U
btN-6
% =
%71,2%100.
110
982,888,24688,239
2
=
×+×
 Tính tương tự đối với các đoạn còn lại
b.Xét khi mạng điện gặp sự cố:
 Đứt một đường dây trên mạch vòng:
 Khi đứt đoạn N-5, tổn thất trên đoạn N-3:
o ∆U
scN-5
% =
%4,12%100
110
75,2045,3971,1075,63
2
=×
×+×
 Khi đó tổn thất trên đoạn 5-6:
o ∆U
sc6-5
% =

%4,6%100
110
588,1321536,1434
2
=×
×+×
 Khi đứt đoạn N-6, tổn thất trên đoạn N-6:
o ∆U
scN-6
% =
%34,4%100
110
982,845,39688,275,63
2
=×
×+×
Đứt một mạch trên đường dây kép:
 Đoạn N-1: ∆U
scN-1
% = 2
×
∆U
btN-1
% = 2
×
4,02% = 8,04%
 Tính tương tự đối với các đoạn còn lại
Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong bảng sau:
Bảng 2.13
Đường dây

∆U%
bt
∆U%
sc
Đường dây
∆U%
bt
∆U%
sc
N-1 4,02 8,04
N-2 1,5 3
N-3 2,94 5,88
N-5 5,05 12,4
N-6 0,95 6,4
6-5 2,71 4,34
 Từ kết quả trong bảng trên ta nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất
trong chế độ vận hành bình thường bằng:
∆U
max bt
% = ∆U
btN-5
% + ∆U
bt5-6
% = 5,05% + 0,95% =6 % < 10%
 Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố bằng:
∆U
max sc
% = ∆U
scN-5
% +∆U

bt5-6
% = 12,4% + 4,3% = 16,7% < 20%
Nguyễn Đức Nhân
20
Trường đại học điện lực hà nội
Kết luận: Phương án 3 thỏa mãn yêu cầu về kỹ thuật.
VI. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho phương án 4
 Xét đoạn N-3:
• S
N-3
= S
3
+ S
1
= (23,8+ j14,7) + (21,3 + j13,2) = 46,2+
j27,8MVA
• L
N-3
= 41,2 km;
• ⇒U
N-3
= 4,34.
2,46162,41 ×+
= 121kV
 Xét đoạn 3-1:
• S
3-1
= S
1
=21,3+ j13,2 MVA

• L
6-5
= 31,6 km
⇒U
3-1
= 4,34.
3,21164,22 ×+
= 82,7 kV
Xét tương tự với các đoạn đường dây khác ta có bảng tổng kết sau:
Bảng 2.13
Đường
dây
L (km) S
max
(MVA) P
max
(MW) U
vhi
(kV)
3-1 41,2 21,3 + j13,2 21,2 87,2
N-2 22,4 22,1 + j13,7 22,1 84,2
N-3 41,2 46,2+ j27,8 46,2 121
N-4 20 25,5+j15,8 25,5 89,8
N-65 31,6 29,8+ j18,4 29,8 97,2
N-6 28,3 63,4+j39,6 63,4 140
Nguyễn Đức Nhân
21
Trường đại học điện lực hà nội
Hình 2.4 Sơ đồ mạng điện của phương án 4
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn

 Xét đoạn N-1:
•
S
N-3
= S
3
=
5488,2715,46
22
=+
MVA
•
⇒I
N-3
=
5,14110.
110.3.2
54
.3.
3
3
==
dm
N
Un
S
A
•
⇒F
N-3

=
3
141,5
128,6
1,1
N
kt
I
J
= =
mm
2

Xét đoạn 3-1:
•
S
3-1
=
2515,132,21
22
=+
MVA
•
⇒I
3-1
=
58,6510.
110.3.2
25
.3.

3
==
dm
Un
S
A
Nguyễn Đức Nhân
22
Trường đại học điện lực hà nội
⇒F
3-1
=
6,59
1,1
58,65
13
==
−
kt
J
I
mm
2
Tính toán tương tự đối với các đường dây còn lại ta có bảng tổng kết sau:
Bảng 2.14
Đường
dây
Số
mạch
I

maxbt
(A) F
tt
(mm2) Dây dẫn I
cp
(A)
3-1 2 65,58 59,6 AC-70 265
N-2 2 68,23 62 AC-70 265
N-3 2 141,5 128,6 AC-150 445
N-4 1 157,4 143 AC-150 445
N-65 2 91,8 83,4 AC-95 330
N-6 2 196,7 178,8 AC-185 510
3. Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố
 Sự cố nguy hiểm nhất của mạng điện xảy ra khi đứt 1 đường dây
trong lộ kép của đường dây hai mạch. Khi đó, dòng điện sự cố sẽ
tăng lên hai lần so với dòng điện của mạch điện khi chưa xảy ra
sự cố.
 Đoạn N-1:
AII
NscN
16,13158,6522
1max1
=×==
−−
Tương tự ta có bảng kết quả kiểm tra sau
Bảng 2.15
Đường dây Số mạch I
sc
(A) I
cp

(A)
3-1 2 131,16 265
N-2 2 136,46 265
N-3 2 283 445
N-4 1 157,4 445
6-5 2 183,6 330
N-6 2 393,5 510
 Từ bảng tổng kết trên ta suy ra tiết diện dây dẫn các đường dây
đã thỏa mãn điều kiện phát nóng cho phép khi dây có sự cố.
 Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn đạt tiêu chuẩn, ta xác định các
thông số đơn vị của đường dây là r
0
, x
0
, b
0
và tiến hành tinh các
thông số tập trung R, X, B/2 trong sơ đồ thay thế hình
π
của các
đường dây theo các công thức sau:
•
Lr
n
R ×=
0
1
;
Lx
n

X ×=
0
1
;
Nguyễn Đức Nhân
23
Trường đại học điện lực hà nội
Bảng 2.16
Đường
dây
Số
mạch
L
(km)
Dây dẫn
r
0
Ω/km
x
0
Ω /km
R
Ω
X
Ω
3-1 2 63,2 AC-70 0.46 0,43 14,536 13,588
N-2 2 22,4 AC-70 0.46 0.43 5,152 4,816
N-3 2 22,4 AC-150 0.21 0.401 2,352 4,491
N-4 1 20 AC-150 0.21 0,401 4,2 8,02
6-5 2 31,6 AC-95 0.33 0.414 5,214 6,345

N-6 2 28,3 AC-185 0.17 0.394 2,688 6,541

4. Kiểm tra tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây ở chế độ vận hành
bình thường và khi sự cố
aXét khi mạng điện làm việc bình thường:
a. Xét đoạn N-3:
ta có S
N-3
= 46,15+ j27,88 MVA
⇒∆U
btN-3
% =
%93,1%100.
110.
491,488,27352,215,46
2
=
×+×
Tính tương tự đối với các đoạn còn lại
b.Xét khi mạng điện gặp sự cố:
• Đứt một mạch trên đường dây kép:
• Đoạn N-1: ∆U
scN-1
% = 2
×
∆U
btN-1
% = 2
×
4,02% = 8,04%

• Tính tương tự đối với các đoạn còn lại.
Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong bảng sau:
Bảng 2.17
Đường dây
∆U%
bt
∆U%
sc
3-1 4,02 8,04
N-2 1,5 3
N-3 1,93 2,86
N-4 1,93 1,93
6-5 2,24 4,48
N-6 1,9 3,8
 Từ kết quả trong bảng trên ta nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất
trong chế độ vận hành bình thường bằng:
o ∆U
max bt
% = ∆U
bt3-1
% + U
btN-3
% = 1,93% +4,02% = 5,95%<10%
 Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố bằng:
o ∆U
max sc
% = ∆U
sc3-1
% + U
scN-3

% = 2,86% +8,04% = 10,9%<10%
Nguyễn Đức Nhân
24
Trường đại học điện lực hà nội

o Kết luận: Phương án 4 thỏa mãn yêu cầu về kỹ thuật.
VII. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho phương án 5
1. Lựa chọn điện áp định mức cho mạng điện
 Xét đoạn N-2:
• S
N-3
= S
5
+ S
3
= (29,8 + j18,4) + (23,8 + j14,7) = 53,2+
j33,1MVA
• L
N-3
= 41,2 km;
• ⇒U
N-3
= 4,34.
2,53162,41 ×+
= 129,6 kV
 Xét đoạn 5-3:
• S
5-3
= S
5

=29,8 + j18,4 MVA
• L
5-3
= 22,4 km
• ⇒U
5-3
= 4,34.
8,29164,22 ×+
= 97,2kV
Xét tương tự với các đoạn đường dây khác ta có bảng tổng kết sau:
Bảng2.18
Đường
dây
L (km) S
max
(MVA)
P
max
(MW)
U
vhi
(kV)
N-1 63,2 21,2 + j13,2 21,2 87,06
N-2 22,4 22,1 + j13,7 22,1 84,2
N-3 41,2 53,2 + j33,1 53,2 129,6
N-4 20 25,5 + j15,8 25,5 89,8
5-3 22,4 29,8+ j18,4 29,8 97,2
N-6 28,3 34+j21 34 103,8

Nguyễn Đức Nhân

25