BTL hệ thống điện thiết kế mạng điện

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
BÀI TẬP LỚN MÔN:
HỆ THỐNG ĐIỆN
Giáo viên hướng dẫn
Nhóm thực hiện:
LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đưa nước ta đến
năm 2020 trở thành một nước công nghiệp. Nghành công nghiệp nói
chung và nghành công nghiệp sản xuất điện năng nói riêng có vai trò rất
quan trọng. Điện năng là nhu cầu thiết yếu của các ngành công nghiệp
cũng như trong sinh hoạt. Để có nền kinh tế phát triển đời sống ngày càng
được cải thiện thì điện năng là thứ không thể thiếu được vì vậy việc phát
triển nguồn điện là rất cần thiết. Trong những năm vừa qua cũng như
trong những năm tiếp theo,nhà nước và ngành điện đã và đang mở rộng
lắp đặt nhiều dây chuyền sản xuất điện năng đáp ứng nhu cầu sử dụng
điện cho công cuộc công nghiệp hoá, hiện đai hoá đất nược và đời sống
sinh hoạt của nhân dân. Trong vài thập kỷ qua, do các ngành khoa học kỹ
thuật phát triển mạnh mẽ, nhất là khoa học công nghệ thông tin. Máy tính
và kỹ thuật vi xử lý đã được ứng dụng rộng rãi vào tất cả các ngành công
nghiệp, kinh tế, đời sống xã hội. Ngành điện cũng không nằm ngoài xu
thế tất yếu đó. Ngày nay trên thế giới,hệ thống điện đã phát triển theo con
đường tập trung hóa sản xuất điện năng trên cơ sở những nhà máy lớn
hợp nhất các hệ thống năng lượng vì vậy mỗi chúng ta phải học hỏi,trau
dồi kiến thức khoa học kỹ thuật góp phần đưa nghành hệ thống điện ta có
thể theo kịp tốc độ phát triển trên toàn thế giới. Trong hệ thống điện của
nước ta hiện nay,quá trình phát triển phụ tạo,gia tăng rất nhanh.Do vậy
việc qui hoạch thiết kế mới và phát triển mạng điện đây là vấn đề cần
được quan tâm của nghành điện nói riêng và của cả nước nói chung. Đồ
án môn học “Lưới điện”là một sự tập dượt lớn cho các sinh viên nghành

hệ thống điện làm quen với các hệ thống cung cấp điện.Công việc làm đồ
án giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức đã học để nghiên cứu thực hiện
một nhiệm vụ tương đối toàn diện về lĩnh vực sản xuất,truyền tải và phân
phối điện năng. Vì đây là lần đầu tiên chúng em làm quen với bài tập lớn
thiết kế lưới điện ,kinh nghiệm năng lực còn hạn chế nên bản bài tập lớn
này không tránh khỏi những thiếu sót . Chúng em kính mong được sự
đóng góp ý kiến của thầy để bài tập lớn của chúng em hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Nhóm sinh viên : Nhóm 2!
Chương I: Tính toán cân bằng công suất.
1.1.Sơ đồ mặt bằng:
Tỷ lệ:1 đơn vị =10 km
6
4
5 N
D
3
1
2
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.Bảng số liệu phụ tải:
Các số liệu Các hộ tiêu dùng
1 2 3 4 5 6
P
max
(MW) 24 22 28 26 34 28
Cos φ 0,8 0,75 0,7 0,75 0,72 0,7
Loại phụ tải III I I I I III
Yêu cầu điều chỉnh điện áp T T KT KT T T
Điện áp danh định của lưới điện thứ cấp

(KV)
22
1.3.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∑Ppt +∑∆P +∑Ptd+∑Pdt (1.3.1)
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
∑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, khi tính sơ bộ có
thể lấy ∑∆P = 5%∑∆Pmax
∑Ptd :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 : ∑∆Pdt = 10%∑∆Pmax
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
= ∑Ppt + 15%∑Ppt. (1.3.2)
Theo bảng số liều vê phụ tải đã cho ở trên ta có :
∑P
F
=∑Pyc = 1,15.(24+22+28+26+34+28)=186,3 (MW)
Việc cân bằng công suất tác dụng giúp cho tần số của lưới điện luôn được
giữ ổn định.
1.4.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
= ∑Qyc = m∑Qpt +∑∆Q
b
+∑Q
L
-∑Qc +∑Q
td
+∑Q
dt
(1.4.1)

Trong đó:
∑Q
F
:Tổng công 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
∑Q
L
: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,khi tính sơ bộ lấy : ∑Qc = ∑QL
∑∆Qb : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm
biến áp ,khi tính sơ bộ có thể lấy ∑∆Qb = 15%∑∆Qmax
∑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%∑Q
pt

(1.4.2)
Công suất phản kháng của các phụ tải được tính theo công thức sau:
Q
pt
=P
pt
. tgφ (1.4.3)
Từ Cosφ ta suy ra được Tgφ,do đó ta có bảng số liệu sau:
Hộ tiêu thụ Cosφ Tgφ Q(MVAr)
1 0,8 0,75 18
2 0,75 0,882 19,404
3 0,7 1,020 28,56
4 0,75 0,882 22,932
5 0,72 0,964 32,776
6 0,7 1,020 28,56
Áp dụng công thức 1.4.2 ta có
∑Q
yc
= 1,15.(18+19,404+28,56+22,932+32,776+28,56)= 172.767
(MVAr)
Từ cosφ= 0,85 ta suy ra tgφ= 0,62
Ta lại có :
∑Q
F
= ∑P
F
.tgφ = 186,3.0,62=115,506 (MVAr) < ∑Q
yc
= 172,767
(MVAr)

Như vậy công suất phản kháng phát ra nhỏ hơn công suất phản kháng tiêu
thụ của hệ thống do vậy ta phải bù công suất phản kháng.
Lượng công suát phản kháng cần bù là :
∑Q
b
= ∑Q
yc
- ∑Q
F
= 172,767 – 115,506 = 57,261 (MVAr)
Bảng bù công suất các các hộ tiêu thụ:
Hộ tiêu thụ Q
bù
P Q
mới
Cosφ
mới
3 15 28 13,56 0,9
4 7,261 26 15,671 0,856
5 20 34 12,776 0,936
6 15 28 13,56 0,9
KẾT LUẬN:
Bảng công suất các hộ tiêu thụ sau khi bù:
Các hộ tiêu thụ 1 2 3 4 5 6
P
max
(MW) 24 22 28 26 34 28
Q
max
(MVAr)

18 19,404 13,56 15,67
1
12,776 13,56
S
max
(MVA)
30 29,335 31,11
1
30,35
7
36,321 31,111
Cosφ 0,8 0,75 0,9 0,856 0,936 0,9
Chương 2: Chọn cấp điện áp.
Điện áp định mức trên của đường dây có thể được tính theo công thức
kinh nghiêm sau:
Uvhi = 4,34 (3.1)
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:
Đoạn đường dây Công suất truyền
tải (MVA)
Chiều dài
đường dây
(Km)
Điện áp
vận hành
(kv)
Điện áp định

mức của cả
mạng điện
N-1 24 + j18 36,056 88,949
110Kv
N-2 22 + j19,404 56,568 87,725
N-3 28 + j13,56 40 95,874
N-4 26 + j15,671 28,284 91,479
N-5 34 + j12,776 40 104,881
N-6 28 + j13,56 36,056 95,486
Cấp điện áp là 110 KV
Chương 3: Các Phương án đi dây và so sánh các chỉ
tiêu kỹ thuật.
3.1. Mở đầu:
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 kiến các phương án:
3.2.1. Phương án I :
6
4
5 N
D
3
1

2
3.2.2. Phương án II:
6
4
5 N
D
3
1
2
3.2.3: Phương án III:
6
4
5 N
D
3
1
2
3.2.4: Phương án IV:
6
4
5 N
D
3
1
2
3.2.5: Phương án V :
6
4
5 N
D

3
1
2
3.3. Phương án nối dây 1:
3.3.1: Sơ đồ nối dây:
6
4
5 N
D
3
1
2
3.3.2:Tính điện áp vận hành của mạng điện:
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:
Uvhi = 4,34 (3.1)
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:
Đoạn đường dây Công suất truyền

tải (MVA)
Chiều dài
đường dây
(Km)
Điện áp
vận hành
(kv)
Điện áp định
mức của cả
mạng điện
N-1 24 + j18 36,056 88,949
110Kv
N-2 22 + j19,404 56,568 87,725
N-3 28 + j13,56 40 95,874
N-4 26 + j15,671 28,284 91,479
N-5 34 + j12,776 40 104,881
N-6 28 + j13,56 36,056 95,486
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 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đường dây của
phương án đã chọn.
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:

max
kt
kt
I

F
J
=
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 :
3
max
max
dm
.10
. 3
S
I
nU

=
(A)
Trong đó :
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 vầnng
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:
Đoạn N-1:
S = 24 + j18 MVA

3
max
30
.10 157,459
1.110. 3
I A= =

157,459
143,145
1,1
kt
F A= =
Ta chọn theo tiết diện tiêu chuẩn gần nhất : AC-150

I
sc
= 2.Imax = 2.157,459 = 314,918A < Icp = 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
x
0
Ω
b
0
×10
-6
S/Km
N-1 AC-150 445 30 0,21 0,416 2,74
N-2 AC-70 265 29,335 0,46 0,44 2,58
N-3 AC-95 330 31,111 0,33 0,429 2,65
N-4 AC-95 330 30,357 0,33 0,429 2,65

N-5 AC-95 330 36,321 0,33 0,429 2,65
N-6 AC-150 445 31,111 0,21 0,416 2,74
3.3.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong các trường hợp
vận hành bình thường và chế độ sự cố.
Tổn thất điện áp trên mỗi đoạn đường dây trong chế dộ vận hành bình
thường được tính bằng công thức:
2
. . . .
.100(%)
.
i i i i i i
ibt
dm
P r l Q x l
U
nU
∑ + ∑
∆ =
Trong đó:
∆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
Đối với đoạn đường dây N-1:
1
2
24.0,21.36,056 18.0,416.36,056
.100 3,733%
110
N ibt
U
−
+
∆ = =
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
∆U
bt
%

3,733 4,361 3.09 1,793 2,76 3,433
∆U
sc
%
3,733 8,723 6,18 3,586 5,52 3,433

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
= 4,361%
Tổn thất điện áp trong chế độ
sự cố bằng : ∆U
max sc
=
8,723%
3.4. Phương án nối dây II.
3.4.1. Sơ đồ nối dây:
6
4
5 N
D
3
1
2
3.4.2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn.
Ở đây chú ý:
S
max(3-2)
= S

max3
+ S
max2
= 28 + j13,56 + 22 + j19,404 = 50 + j32,404
(MVA)
L
2-3
= 40 km
Tính toán tương tự như đối với phương án 1, ta có tiết diện của các đoạn
dây dẫn:
Đoạn dây U
vh
kV
Kiểu dây
dẫn
S
max
MVA
I
max
A
I
sc
A
I
cp
A
r
0
Ω/k

m
x
0
Ω/km
b
0
.10
-6
s/km
N-1 88,949 AC-150 30 157,459 157,45
9
445 0,21 0,416 2,74
N-3 95,874 AC-95 31,11
1
81,645 163,29 330 0,33 0,429 2,65
3-2 125,78
5
AC-150 59,58
2
156,362 312,72
4
445 0,21 0,416 2,74
N-4 91,478 AC-95 30,35
7
79,666 159,33
2
330 0,33 0,429 2,65
N-5 108,16
4
AC-95 36,32

1
95,318 190,63
4
330 0,33 0,429 2,65
N-6 95,486 AC-150 31,11
1
163,29 163,29 445 0,21 0,416 2,74
Chọn cấp điện áp 110 Kv cho mạng điện
3.4.3 Tính tổn thất điện áp của các đoạn đường dây trong mạng điện.
Tính toán tương tự như đối với phương án I ta có bảng số liệu sau:
Đường
dây
N-1 N-3 3-2 N-4 N-5 N-6
U
bt
% 3,733 2,489 3,963 1,793 2,76 3,433
U
sc
% 3,733 4,978 7,927 3,586 5,52 3,433
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:
ΔU
max bt
% = Δ U
N-3bt
% + Δ U
3-2bt
% = 2,489% + 3,963% = 6,452%
Trong chế độ sự cố không xét sự cố xếp chồng mà chỉ xét sự cố đơn
giản (đứt một dây) nên:

ΔU
max sc
% = Δ U
3-2 sc
% + Δ U
N-5 sc
% = 7,927%+5,52% = 13,447 %
3.5 Phương án nối dây 3.
3.5.1: Sơ đồ đi dây.
6
4
5 N
D
3
1
2
3.5.2 Chọn tiết diện dây dẫn.
Chú ý:
S
max 5-1
= S
max1
= 24 + j18 (MVA)
L
5-1
= 36,056 km
Tính toán tương tự phương án I ta có bảng sau:
Đoạn dây U
vh
(Kv)

Kiểu dây
dẫn
S
max
(MVA)
I
max
(A)
I
sc
(A)
I
cp
(A)
r
0
(Ω/km
)
x
0
(Ω/km
)
b
0
(S/km)
N-2 87,725 AC-70 29,335 76,984 153,969 265 0,46 0,44 2,58
N-3 95,874 AC-95 31,111 81,645 163,29 330 0,33 0,429 2,65
N-4 91,478 AC-95 30,357 79,666 159,333 330 0,33 0,429 2,65
N-5 108,164 AC-95 36,321 95,318 190,636 330 0,33 0,429 2,65
5-1 88,949 AC-150 30 157,459 157,459 445 0,21 0,416 2,74

N-6 95,486 AC-150 31,111 163,29 163,29 445 0,21 0,416 2,74
Chọn cấp điện áp cho mạng điện là 110KV
3.5.3 Tính tổn thất điện áp của các đoạn đường dây trong mạng điện.
Tính toán tương tự như đối với phương án 1 ta có bảng số liệu sau đây:
Đường
dây
N-2 N-3 N-4 N-5 5-1 N-6
∆U
bt
% 4,361 2,489 1,789 2,76 3,733 3,433
∆U
sc
% 8,722 4,978 3,578 5,52 3,733 3,433
Từ bảng số liệu trên ta có tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây đoạn
đường dây: N-5-1
∆U
max bt
= 2,76 + 3,733 = 6,493%
∆U
max sc
= 5,52 + 3,733 = 9,253%
Như vậy phương án này đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật.
3.6 Phương án nối dây 4.
3.6.1.Sơ đồ dây .
6
4
5 N
D
3
1

2
3.6.2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn.
Tính toán tương tự như đối với phương án 1, ta có bảng sau.:
Đoạn
dây
Kiểu
dây dẫn
U
vh
KV
S
max
MVA
I
max
A
I
cs
A
I
cp
A
r
0
Ω/km
x
0
Ω/km
b
0

S/km
N-3 AC-95 95,874 31,111 81,645 163,29 330 0,33 0,429 2,65
3-2 AC-
150
125,785 59,582 156,362 312,724 445 0,21 0,416 2,74
N-4 AC-95 91,478 30,357 79,666 159,333 330 0,33 0,429 2,65
N-5 AC-95 108,164 36,321 95,318 190,636 330 0,33 0,429 2,65
5-1 AC-
150
88,949 30 157,459 157,459 445 0,21 0,416 2,74
N-6 AC-
150
95,486 31,111 163,29 163,29 445 0,21 0,416 2,74
Chọn cấp điện áp của mạng là 110 KV
3.6.3. Tính tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bình th ư ờng và
trong chế độ sự cố.
Tính toán tương tự như đối với phương án 1 ta có bảng số liệu sau đây:
Đoạn dây N-3 3-2 N-4 N-5 5-1 N-6
∆U
bt
% 2,489 3,963 1,789 2,76 3,733 3,433
∆U
sc
% 4,978 7,927 3,578 5,52 3,733 3,433
Từ bảng số liệu trên ta có tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây
đoạn đường dây N-5-1
ΔUmax bt% = Δ UN -5bt% + Δ U5-1 bt% = 2,76% + 3,733% = 6,493 %
ΔUmax sc% = Δ UN -5 sc% + Δ U5-1 bt% = 5,52 %+3,733% = 9,253 %
Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây đoạn đường dây N-4-3:
Từ kết quả tính toán trên ta nhận thấy

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường là :
∆UN-5-1bt =6,493%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là :
∆UN-5-1 sc= 9,253%
Như vậy phương án này đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật
3.7.Phương án nối dây 5.
3.7.1.Sơ đồ nối dây .
6
4
5 N
D
3
1
2
3.7.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng.
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-4-5-N. Giả thiết mạng điện
đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện.
Gọi khoảng cách N-4 là l1, khoảng cách 4-5 là l2, khoảng cách N-5 là l3.
(l1 = 28,284 km , l2 = 28,284 km, l3 = 40 km)
Dòng công suất chạy trên đoạn N-4 là: (MVA)
4 2 3 5 3
4
1 2 3
.( ) .
(26 15,671).(28,284 40) (34 12,776).40
32,468 16,373
28,284 28,284 40
N
S l l S l

j j
S j
l l l
−
+ +
+ + + +
= = = +
+ + + +
→ S
max N-4
= 36,363 MVA
S
4-5
= S
4
- S
N-4
= 26 + j15,761 – ( 32,468 + j16,373) = -6,468 – j0,612
MVA
Điểm phân công suất là điểm 4.
→ S
max 4-5
= 6,497 MVA
S
N-5
= S
4-5
+ S
5
= -6,468 – j0,612 + 28 + j13,56 = 21,532 + j12,948 MVA

→ S
max N-5
= 25,125 MVA
Tính Tiết diện từng đoạn:
3
3
max
max 4
.10
36,363.10
190,856
. . 3 110. 3
N
dm
S
I
nU
−
= = =
→
2
190,856
173,506( )
1,1
kt
F mm= =
=> Chọn dây AC-185 có Icp = 510 A
3
max4 5
6,497.10

34,104( )
110. 3
I A
−
= =
→
2
31,104
31( )
1,1
kt
F mm= =
=> Chọn dây AC-70 có Icp = 265A
3
max 5
25,125.10
131,872( )
110. 3
N
I A
−
= =
→
2
131,872
119,884( )
1,1
kt
F mm= =
=> Chọn dây AC-150 có Icp = 445 A.

Kiểm tra sự cố : dòng điện chạy trên đoạn 4-5 lớn nhất khi có sự cố đứt
N-4 hoặc N-5
I
scN-4
= 190,856 A
I
scN-5
= 131,872 A
Với các đoạn khác làm tương tự như các phương án trên ta được bảng
sau:
Đoạn
dây
Kiể
dây
dẫn
U
vh
KV
S
max
MVA
I
max
A
I
sc
A
I
cp
A

r
0
Ω/km
x
0
Ω/km
b
0
S/km
N-1 AC-
150
88,949 30 157,459 157,459 445 0,21 0,416 2,74
N-2 AC-
70
87,725 29,335 76,984 153,969 265 0,46 0,44 2,58
N-3 AC-
95
95,874 31,111 81,645 163,29 330 0,33 0,429 2,65
N-4 AC-
185
101,576 36,363 190,856 190,856 510 0,17 0,409 2,840
4-5 AC-
70
37,636 6,497 34,104 34,104 265 0,46 0,44 2,58
N-5 AC-
150
85,103 25,125 131,872 131,872 445 0,21 0,416 2,74
N-6 AC-
150
95,486 31,111 163,29 163,29 445 0,21 0,416 2,74

Các tiết diện dây dẫn được chọn đều thỏa mãn điều kiện phát nóng khi sự
cố.
 Tính tổn thất điện áp trong mạch vòng đã xét:
Bởi trong mạch vòng đã xét chỉ có một điểm phân chia công suất là nút 4
Do đó tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện trong chế độ vận hành
bình thường là:
max 4
2
32,468.0,17.28,284 16,373.0,409.28,284
% % .100 2,856
110
N
U U
−
+
∆ = ∆ = =
Khi ngừng đoạn đƣờng dây N-4:
- Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây N-5 là:
5
2
21,532.0,21.40 12,948.0,416.40
% .100 3, 275
110
N
U
−
+
∆ = =
- Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 4-5 là:
4 5

2
( 6,468).28,284.0,46 ( 0,612).0,44.28,284
% .100 0,758
110
U
−
− + −
∆ = =
Khi ngừng đoạn đƣờng dây N-5:
- Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây N-4 là:
max 4
2
32,468.0,17.28,284 16,373.0,409.28,284
% % .100 2,856
110
N
U U
−
+
∆ = ∆ = =
- Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 4-5 là:
4 5
2
( 6,468).28,284.0,46 ( 0,612).0,44.28,284
% .100 0,758
110
U
−
− + −
∆ = =

Vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là tổn thất điện áp khi
đứt đoạn đường dây N-4 và bằng:
U
Max
= 3,275 + 0,758 = 4,033 %
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 4-5 N-5 N-6
∆U
bt
% 3,733 4,361 2,489 2,856 0,758 3,275 3,433
∆U
sc
% 3,733 8,722 4,978 2,856 0,758 3,275 3,433
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:
Δ Umax bt% = Δ UN -2 bt% = 4,361%
Trong chế độ sự cố không xét sự cố xếp chồng mà chỉ xét sự cố đơn
giản (đứt một dây) nên:
Δ Umax sc% =13,7 %
KẾT LUẬN.
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:

∆Umaxbt % ≤ 10%
∆Umaxsc % ≤ 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 Phương án
điện áp 1 2 3 4 5
∆Umaxbt %
4,361 6,452 6,493 6,493
4,361
∆Umaxsc %
8,723 13,447 9,253 9,253
13,7
Như vậy sau khi tính toán so sánh các chỉ tiêu kĩ thuật ta thấy tất cả
phương án
1,2,3,4,5 đều đảm bảo yêu cầu kĩ thuật.Do đó để so sánh kinh tế ,kĩ thuật
ta
chọn các phương án 1,2,3,4,5.
CHƯƠNG IV
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
∆P
imax
:tổn thất công suất trên đoạn đường dây thứ i khi công phụ tải cực
đại.Ta có công thức:
ΔP
i max
=
Trong đó :
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 Tính toán các phương án
4.2.1 Phương án 1
Tính K cho mỗi đoạn đường dây
Đoạn đường dây N-1(AC-150)
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
= 354.10
6
đ/km

Đường
Kí
L , R , P, Q, ΔP,
k0.10
6
K*10
6
hiệu
dây km Ω MW MVAr MW (đ/km) (đ)
AC-
N-1
150 36.056 7.57 24 18 0.563 354 3066,227
N-2
70 56,568 13.01 22 19,404 0.925 208 4683.85
N-3
95 40 6.6 28 13,56 0.528 283 3888.98
N-4
95 28,284 4.66 26 15,671 0.35 354 3240.23
N-5
95 40 6.6 34 12,776 0.72 283 4216.44
N-6
150 36,486 7.66 28 13,561 0,613 283 2749.18
Tổng
6,293 21844.9
Ta có Z = (a
vh
+ a
tc
).K + A.c
= (0,125 + 0,04).21844,9.10

6
+3411.6,293.10
3
.500
= 14,34.10
9
(đ)
4.2.2 Ph ư ơng án 2
Tính toán tương tự như đối với phương án trên ta có
bảng số liệu sau:
Đường
Kí hiệu
L , R , P, Q, ΔP,
k0*10
6
K*10
6
dây km Ω MW MVAr MW (đ/km) (đ)
N-1 150 36.056 7.57 24 18 0.563 354 3066.227
N-3 56.568 9.33 28 13.56 0.75 283 5505.4
95
3-2 150 40 4.2 22 19.404 0.3 354 4249.9
N-4
95
28.284 4.6 26 15.671 0.35 283 2710.1
N-5 95 40 6.6 34 12.776 0.72 283 4216.44
N-6 150 36.486 7.66 28 13.56 0.62 354 3188.5
Tổng
3.303 22936.64

Ta có Z=(a
vh
+ a
tc
).K + A.c
=(0,125+0,04).22936,64.10
6
+3411.3,303.10
3
.500
=9.42.10
9
(đ)
4.3.3.Phương án 3
Tính toán tương tự như phương án trên ta có bảng số liệu :
Đường
Kí hiệu
L , R , P, Q, ΔP,
k0*10
6
K*10
6
dây km Ω MW MVAr MW (đ/km) (đ)
N-2 70 56.568 13 22 19.4 0.92 208 4675.3
N-3 95 40 6.6 28 13.56 0.53 283 3892.4
N-4 95 28.28 4.6 26 15.67 0.35 283 2709.7
N-5 95 40 6.6 34 12.77 0.72 283 4216.4
5-1 150 36.056 7.6 24 18 0.57 354 3078.2
N-6 150 36.486 7.66 28 13,56 0.61 354 3171.5
Tổng

3.7 21743.5
Ta có Z=(a
vh
+ a
tc
).K + A.c
=(0,125+0,04).21743,5.10
6
+3411.3,7.10
3
.500
=9,9.10
9
(đ)
4.4.4.Phương án 4
Đường
Kí hiệu
L , R , P, Q, ΔP,
k0*10
6
K*10
6
dây km Ω MW MVAr MW (đ/km) (đ)
N-3 95 40 6.6 28 13.56 0.53 283 3892.4
3-2 150 40 4.2 22 19.4 0.3 354 4250
N-4 95 28.28 4.6 26 15.67 0.35 283 2709.7
N-5 95 40 6.6 34 12.77 0.72 283 4216.4
5-1 150 36.056 7.6 24 18 0.57 354 3078.2
N-6 150 36.486 7.66 28 13,56 0.61 354 3171.5
Tổng 3.08 21318.2

Ta có Z=(a
vh
+ a
tc
).K + A.c
=(0,125+0,04).21318,2.10
6
+3411.3,08.10
3
.500
=8.7.10
9
(đ)

4.4.5.Phương án 5
Đường
Kí hiệu
L , R , P, Q, ΔP,
k0*10
6
K*10
6
dây km Ω MW MVAr MW (đ/km) (đ)
N-3 95 40 6.6 28 13.56 0.53 283 3892.4
3-2 150 40 4.2 22 19.4 0.3 354 4250
N-4 95 28.28 4.6 26 15.67 0.35 283 2709.7
N-5 95 40 6.6 34 12.77 0.72 283 4216.4
5-1 150 36.056 7.6 24 18 0.57 354 3078.2
N-6 150 36.486 7.66 28 13,56 0.61 354 3171.5
Tổng

3.08 21318.2
Ta có Z=(a
vh
+ a
tc
).K + A.c
Tổng kết các phương án đã tính toán ở trên ta có bảng số liệu sau:
Phương án Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Phương án 4
Z(.10
9
đ)
14,34 9,42 9,9 8,7
Từ kết quả trên ta nhận thấy phương án 4 là phương án tối ưu
Như vậy sau khi đưa ra các phưong án thoả mãn về mặt kỹ
thuật ,chúng ta đã tiến hành so sánh về mặt kinh tế các phương
án và lựa chọn phương án 4 là phương án tối ưu .Từ chương sau
trở đi ta chỉ tiến hành tính toán cho phưong án này.
CHƯƠNG V : LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI
DÂY CHI TIẾT
Chú ý: Do chương ở 4 tính chọn phương án 4 là tối
ưu nhất nên từ đây chỉ tính toán phương án 4:
6
4
5 N
D
3
1
2
5.1 Chọn số lượng và công suất máy biến áp trong
các trạm hạ áp.

Trong hệ thống điện này có 4 phụ tải loại I, vì vậy để
đảm bảo cung cấp điện cho các hộ phụ tải này cần dặt hai
máy biến áp làm việc song song trong mỗi trạm.Phụ tải
loại III dùng 1 máy biến áp
Khi chọn công suất của máy biến áp cần phải xét đến
khả năng quá tải của máy biến áp còn lại sau sự cố .Xuất
phát từ điều kiện quá tải cho phép bằng 40% trong thời
gian phụ tải cực đại.Công suất của mỗi máy biến áp làm
việc trong trạm có n máy biến áp được xác định theo công
thức :
S
đm

Trong đó: S
max
:phụ tải cực đại của trạm
k: hệ số quá tải của máy biến áp trong chế độ
sau sự cố
k=1,4
n : số máy biến áp trong trạm
Đối với trạm có hai máy biến áp ,công suất của mỗi
máy biến áp bằng: