lựa chọn máy biến áp - sơ đồ nối và sơ đồ nối điện chính

Lựa chọn máy biến áp - sơ đồ nối và sơ đồ nối điện chính
Mục lục
Lời nói đầu

3
PHẦN I
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN KHU VỰC
CHƯƠNG I: Phân tích nguồn và phụ tải


5
CHƯƠNG II: Cân bằng công suất trong hệ thống điện
I. Mục đích

8
II. Cân bằng công suất tác dụng

8
III. Cân bằng công suất phản kháng
9
IV. Sơ bộ xác định phương thức vận hành cho hai nhà máy
10
CHƯƠNG III: Lựa chọn điện áp
13
CHƯƠNG IV: Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện và so sánh các
phương án về mặt kỹ thuật
A. Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện - Lựa chọn sơ bộ các phương án
nối dây
15
B. Tính toán các phương án nối dây
27

1. Phương án 1
27
2. Phương án 2
35
1
3. Phương án 3
43
5. Phương án 4
52
4. Phương án 5
61
CHƯƠNG V: So sánh các phương án về mặt kinh tế
70
 Phương án 1

71
 Phương án 2

72
 Phương án 5

73
CHƯƠNG VI: Lựa chọn máy biến áp - sơ đồ nối và sơ đồ nối điện chính
75
I. Yêu cầu chung

75
II. Máy biến áp của các trạm giảm áp

75

III. Máy biến áp của các trạm tăng áp
77
IV. Sơ đồ nối dây trạm biến áp của các nhà máy điện
79
V. Sơ đồ nối dây các trạm phân phối và truyền tải
79
CHƯƠNG VII: Tính toán các chế độ làm việc của mạng điện
82
I. Chế độ phụ tải cực đại
82
2
* Tính toán bù cưỡng bức công suất phản kháng cho hệ thống điện
92
* Tính chính xác lại chế độ phụ tải cực đại sau khi bù
96 III
Phụ tải 33
II. Chế độ phụ tải cực tiểu
106
III. Chế độ sự cố
116
CHƯƠNG VIII: Tính toán điện áp tại các điểm nút của mạng điện - chọn phương
thức điều chỉnh điện áp trong mạng điện
127
A. Toán điện áp tại các điểm nút của mạng điện

127
I. Chế độ phụ tải cực đại
127
II. Chế độ phụ tải cực tiểu
131

III. Chế độ sự cố
134
B. Chọn đầu phân áp của các máy biến áp

138
I. Chọn đầu phân áp của các máy biến áp giảm áp

139
II. Chọn đầu phân áp của các máy biến áp tăng áp

151
CHƯƠNG IX Tính toán chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của mạng điện
155
I. Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong toàn mạng
155
3
II. Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện
156
III. Tính giá thành tải điện
157
Bảng tổng kết các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật chủ yếu
158
PHẦN I
THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN
CHƯƠNG I : Thiết kế trạm biến áp
159
I. Phần mở đầu
159
II. Chọn các phần tử của trạm
160

III. Tính toán nối đất cho trạm biến áp
166
CHƯƠNG I : Thiết kế đường dây trung áp 22 kV
168
I. Phân cấp đường dây, vùng khí hậu và số liệu đường dây dùng cho tính toán
168
II. Tính toán và lựa chọn các phần tử trên đường dây
169
III. Tính toán kiểm tra các phần tử đã chọn
173
Tài liệu tham khảo
180
Lời nói đầu
Điện là một trong những phát minh vĩ đại và kỳ diệu nhất trong lịch sử phát
triển của con người. Nó làm thay đổi một cách nhanh chóng nền kinh tế cũng
nh bộ mặt xã hội của mỗi quốc gia trên toàn thế giới. Điện năng là một dạng
năng lượng đặc biệt được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lĩnh vực kinh tế,
xã hội và đời sống của con người. Tốc độ tăng trưởng kinh tế mỗi quốc gia phụ
4
thuộc rất nhiều vào công cuộc điện khí hoá nền công nghiệp. Xã hội càng phát
triển thì nhu cầu về sử dụng điện năng ngày càng cao, vì vậy việc sản xuất,
truyền tải và phân phối điện năng phải liên tục phát triển và ngày càng hoàn
thiện để đáp ứng nhu cầu của cuộc sống con người.
Hệ thống điện là một phần của hệ thống năng lượng. Nó bao gồm các nhà máy
điện, các mạng điện để truyền tải và phân phối điện năng đến tất cả các hộ tiêu
thụ điện, tạo thành một hệ thống có cấu trúc phức tạp và vận hành rất linh hoạt,
ngày càng đòi hỏi ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật để hoàn thiện việc
sản xuất, truyền tải và phân phối một cách tối ưu nhất phù hợp với sự phát triển
kinh tế, xã hội của mỗi quốc gia trên thế giới.
Đồ án tốt nghiệp về “ Mạng lưới điện ” là một sự tập dượt lớn cho các sinh

viên ngành Hệ Thống Điện trước khi bước vào thực tế công việc của ngành. Nó
giúp cho sinh viên vận dụng những kiến thức đã học tập và nghiên cứu vào thực
hiện một nhiệm vụ tương đối toàn diện về lĩnh vực sản xuất, truyền tải và phân
phối điện năng.
Ngày nay trên toàn thế giới, hệ thống điện đã phát triển theo con đường tập
trung hoá sản xuất điện năng trên cơ sở những nhà máy điện lớn, hợp nhất các
hệ thống năng lượng, vì vậy đòi hỏi mỗi chúng ta phải luôn luôn học hỏi, trau
dồi kiến thức khoa học kỹ thuật góp phần đưa ngành hệ thống điện nước ta có
thể theo kịp tốc độ phát triển năng lượng trên toàn thế giới.
Qua 5 năm học tập, nghiên cứu tại trường và qua đồ án tốt nghiệp này em xin
trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong nhà trường, bộ môn Hệ Thống Điện và
thầy giáo Ngô Hồng Quang là người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án
tốt nghiệp này.

5
PHẦN I
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN KHU VỰC
Chương I
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
I. Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải:
1. Sơ đồ địa lý: Dựa vào sơ đồ phân bố giữa các phụ tải và nguồn ta xác định
được khoảng cách giữa chúng nh hình vẽ : tỷ lệ 1 ô = 10 km
6
8
1
4
0
41
S
6

S
2
1
6
3
S
1
9
0
6
0
N§I
S
10
S
3
9
0
1
2
3
6
4
S
4
7
6
5
3
,

8
N§II
S
5
9
0
S
8
S
9
S
7
5
6
7
1
6
4
5
4
5
1
5
0
8
1
5
1
7
2

2. Nguồn điện: Mạng gồm hai nguồn cung cấp:
a) Nhà máy 1: Là nhà máy nhiệt điện có các thông số.
- Công suất đặt: P
1
= 4x 50 = 200 MW
- Hệ số công suất: cos = 0,8
- Điện áp định mức: U
đm
= 10,5 kV
b) Nhà máy 2: Là nhà máy nhiệt điện có các thông số.
- Công suất đặt: P
2
= 3 x 50 = 150 MW
- Hệ số công suất: cos = 0,8
- Điện áp định mức: U
đm
= 10,5 kV
3. Phụ tải: Số liệu tính toán của các phụ tải cho trong bảng 1:
Các số
liệu
Các hộ tiêu thụ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
P
max
(MW)
30 25 40 35 20 22 24 25 18 16
P
min
(MW)
15 12,5 20 17,5 10 11 12 12,5 9 8

Cos 
0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
7
Q
max
(MVAr)
18,6 15,9 24,8 21,7 12,4 13,63 14,87 15,5 11,16 9,92
Q
min
(MVAr)
9,3 7,75 12,4 10,85 6,2 6,82 7,44 7,75 5,58 4,96
S
max
(MVA)
25,5 21,25 34 29,75 17 18,7 20,4 21,25 15,3 13,6
S
min
(MVA)
12,75 10,63 17 14,87 8,5 9,35 10,2 10,62 7,65 6,8
Loại hé
phụ tải
I I I I I I I I I I
Y/c đ/c
điện áp
KT KT KT KT KT KT KT KT KT KT
Đ/ á thứ
cấp ( kV )
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
- Phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại
- Thời gian sử dụng công suất cực đại T

max
= 4800h
II. Phân tích nguồn và phụ tải:
Từ những số liệu trên ta có thể rót ra nhưng nhận xét sau:
Hệ thống điện thiết kế được cung cấp bởi 2 nhà máy nhiệt điện tổng công
suất đặt P
đ
= 350 MW, khoảng cách giữa 2 nhà máy là 163 km do đó có thể liên
kết với nhau. Nhà máy nhiệt điện có đặc điểm là chủ động về nguồn năng lượng,
xây dựng gần nơi tiêu thụ điện , vốn xây dựng rẻ, xây dựng nhanh. Nhược điểm
là tiêu tốn nhiên liệu, ô nhiễm môi trường, hiệu suất thấp, vận hành kém linh
hoạt.
Các phụ tải có công suất khá lớn và được bố trí xung quanh 2 nguồn điện
nên rất thuận lợi cho việc cung cấp điện của 2 nhà máy. Xung quanh nhà máy
nhiệt điện 1 là các phụ tải 1; 2; 3;6 ; 10 với khoảng cách xa nhất là 81 km, gần
nhất là 41 km. Xung quanh nhà máy nhiệt điện 2 là các phụ tải 4; 5; 7; 8; 9 với
khoảng cách xa nhất là 81 km, gần nhất là 40 km.
Tất cả các phụ tải 1; 2;3; 4; 5; 6; 7 ; 8; 9 ;10 là hộ loại1với chế độ điều
chỉnh điện áp cho các phụ tải là khác thường
Tổng công suất nguồn 1 là: 200 MW
Tổng công suất các phụ tải xung quanh nguồn 1 là: 133 MW
Tổng công suất nguồn 2 là: 150 MW
Tổng công suất các phụ tải xung quanh nguồn 2 là: 122 MW
8
Do khoảng cách giữa các nhà máy và giữa các phụ tải tương đối lớn nên ta
dùng đường dây trên không để dẫn điện.
Tất cả các hộ loại 1 là phụ tải quan trọng nếu ngừng cấp điện có thể gây
ảnh hưởng xấu đến an ninh , chính trị, xã hội, gây thiệt hại lớn về kinh tế. Do
vậy yêu cầu cung cấp điện phải đảm bảo tính liên tục và ở mức độ cao nên ta
phải thiết kế mỗi phụ tải được cung cấp bởi đường dây lộ kép hoặc cung cấp

theo mạch vòng kín.
Đối với dây dẫn để đảm bảo độ bền cơ cũng nh yêu cầu về khả năng dẫn
điện ta dùng loại dây AC để truyền tải điện.
Đối với cột thì tuỳ từng vị trí mà ta dùng cột bê tông hay cột sắt. Với cột
đỡ thì dùng cột bê tông, các vị trí góc, vượt sông, vượt đường quốc lộ thì ta dùng
cột sắt.
Về mặt bố trí dây dẫn trên cột để đảm bảo về kinh tế, kỹ thuật ta bố trí trên
cùng một tuyến cột.
CHƯƠNG II
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
I. Mục đích:
9
Đặc điểm đặc biệt của ngành sản suất điện năng là điện năng do các nhà
máy điện trong hệ thống sản xuất ra cân bằng với điện năng tiêu thụ của các phụ
tải .
Cân bằng công suất trong hệ thống điện trước hết là xem khả năng cung
cấp điện và tiêu thụ trong hệ thống có cân bằng không. Sau đó sơ bộ định
phương thức vận hành cho từng nhà máy điện. Trong các chế độ vận hành lúc
cực đại , lúc cực tiểu hay chế độ sự cố dựa vào khả năng cấp điện của từng
nguồn điện. Cân bằng công suất nhằm ổn định chế độ vận hành của hệ thống
điện.
Cân bằng công suất tác dụng cần thiết để giữ tần số bình thường trong hệ
thống. Để giữ được điện áp bình thường ta cần phải có sự cân bằng công suất
phản kháng ở hệ thống nói chung và khu vực nói riêng. Mặt khác sự thay đổi
điện áp cũng ảnh hưởng đến thay đổi tần số và ngược lại.
II.Cân bằng công suất tác dụng:
Ta có công thức:
∑
cy
P

/
=
∑ ∑ ∑∑∑
+++=
dtrtdmdptf
PPPΔPmP
Trong đó:
+
∑
f
P
là tổng công suất tác dụng định mức phát ra do các máy phát
của các nhà máy điện trong hệ thống điện
∑
f
P
= P
NĐI
+ P
NĐII
= 200 + 150 = 350 MW
+
∑
pt
P
là tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ
m: hệ số đồng thời , lấy m = 1
+
∑
cy

P
/
là tổng công suất yêu cầu ,kể cả tổn thất công suất
+
∑
md
PΔ
: Tổn thất công suất trên đường dây và trạm biến áp,
thường lấy
( )
∑ ∑
÷=
ptmd
PmP %105Δ
+
∑
td
P
: tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện
10
,chúngtathườnglấy
( )
( )
∑ ∑ ∑
+÷=
mdpttd
PΔPm148P %
.Chúngtachọn
( )
∑ ∑ ∑

+=
mdpttd
PΔPm8P %
.
+
∑
dtr
P
: tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống.

∑
dtr
P
được xác định dựa vào biểu thức:
∑
dtr
P
=
∑
f
P
-m
∑
pt
P
-
∑
md
PΔ
-

∑
td
P
Thay số vào ta có:
+ Công suất phụ tải cực đại:

∑ ∑
=+++++++++==
MWPPPPPPPPPPPP
pt
255
10987654321max
+ Tổng tổn thất công suất :

∑ ∑
===
MWPP
ptmd
75,12255%.5%5Δ
+ Công suất tự dùng của các nhà máy điện:
∑
td
P
= 0,08
( )
75,12255
+
= 21,42 MW
+ Công suất dự trữ :
∑

dtr
P
= 350 - 255 – 12,75- 21,42 = 60,83 MW >50 MW là công suất
của tổ máy lớn nhất , nh vậy hệ thống đảm bảo đủ công suất tác dụng trong mọi
chế độ vận hành của hệ thống .
III. Cân bằng công suất phản kháng :
Trong hệ thống điện chế độ vận hành chỉ tồn tại khi có sự cân bằng công suet
phản kháng và công suất tác dụng .Để giữ cho tần số ổn định ta phảI cân bằng
công suất tác dụng còn để giữ cho điện áp ổn định chúng ta phải cân bằng công
suất phản kháng
Ta có phương trình cân bằng công suất phản kháng:
∑
cy
Q
/
=
∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑∑ ∑
+++−+=+
dttdbaCLptbf
QQQΔQΔQΔQmQQ
Trong đó:
m: hệ số đồng thời , m = 1
+
∑
f
Q
: là tổng công suất phản kháng định mức của các nhà máy điện
∑
f
Q

=
∑
.
f
P
tgϕ
f

+
∑
pt
Q
: là tổng công suất phản kháng cực đại của phụ tải
+
∑
L
QΔ
: là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng
điện
11
+
∑
C
QΔ
: tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây cao áp
sinh ra trong hệ thống điện
Trong khi tính sơ bộ, với mạng điện 110 kV ta coi
∑
∆
L

Q
=
∑
∆
C
Q
+
∑
ba
QΔ
: tổng tổn thất công suất phản kháng trong MBA

∑ ∑
=
ptba
QQ %15Δ
+
∑
td
Q
: là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện:

∑
td
Q
=
∑
td
P
.tgϕ

td
(chọn cosϕ = 0,75 thì tgϕ
td
= 0,882)
+
∑
dtr
Q
: tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống.Ta có thể
lấy
∑
dtr
Q
bằng công suất phản kháng của tổ máy lớn nhất trong hệ thống điện.
Thay số vào ta có:
+ Tổng công suất phản kháng định mức:
∑
f
Q
=(P
NĐI
+ P
NĐII
) tgϕ

= 350.0,75 =262,5 MVAr
+ Tổng công suất phản kháng cực đại của phụ tải:
∑
pt
Q

= (P
1
+ P
2
+ P
3
+ P
4
+P
5
+P
6
+ P
7
+P
8
+ P
9
+P
10
).0,62
= 255.0,62 = 157,85 MVAr
+ Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp:
∑ ∑
=
ptba
QQ %15Δ
= 15%.157,85 = 23,68 MVAr
+ Tổng công suất phản kháng tự dùng của nhà máy điện:
∑

td
Q
=
∑
td
P
.tgϕ
td
= 21,42.0,882 = 18,89 MVAr
+ Tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống điện:
∑
dtr
Q
=P
FNĐ1
.0,62 = 50.0,75 = 37,5 MVAr
* Phương trình cân bằng công suất phản kháng:
MVAr
QQQQmQQ
dtrtdbaptbf
92,2375,3789,1868,2385,157
Δ
=+++=
=+++=+
∑∑ ∑ ∑∑∑
∑
b
Q
=237,92 -
∑

Q
f
= 237,92 – 262,5 = -24,58 MVAr
Vậy ta có
∑
b
Q
< 0 nên ta không phải tiến hành bù sơ bộ công suất phản
kháng.
IV.Sơ bộ xác định phương thức vận hành cho hai nhà máy
1. Khi phụ tải cực đại
Nếu chưa kể đến dự trữ, tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:
=++=
∑ ∑∑∑
tdmdptyc
PPPmP Δ
255 + 12,75 + 21,42 = 289,17 MW
12
Để đảm bảo cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống, ta huy động tổ máy
có công suất lớn hơn trong hệ thống nhận phụ tải trước để đảm bảo tính kinh tế
cao hơn. Đối với các nhà máy nhiệt điệnchúng ta cho phát đIện từ 65 đến 95%
công suất đặt là kinh tế nhất ,vì ở đây cả2 nhà máy đều là các nhà máy nhiệt
điện cho nên vai trò của chúng là như nhau trong hệ thống điện ,để đảm bảo tính
kinh tế chúng ta cho nhà máy nhiệt điện I nhận phụ tải trước ,phần còn lại sẽ do
nhà máy nhiệt điện II đảm nhận (kể cả tổn thất công suất ) Theo đầu bài chúng
ta có các tổ máy của nhà máy I có công suất lớn hơn, trong chế độ phụ tải cực
đại chúng ta cho nhà máy I phát 70%công suất đặt .Khi đó
Công suất nhà máy I phát lên lưới là:
P
vh1

= P
f1
- P
td1
=70%.P
đm1
- 8%.(70%.P
đm1
) = 128,8 MW
Nh vậy nhà máy II sẽ còn phải đảm nhận:
P
f2
=
∑
yc
P
- P
f1
= 289,17 – 0,7.200 = 149,17 MW
Trong đó lượng tự dùng là:
P
td2
= P
td
- P
td1
= 21,42 – 11,2 = 10,22 MW
P
vh2
= P

f2
– P
td2
= 149,17 – 10,22 = 138,95 MW
2. Khi phụ tải cực tiểu:
Theo bài ra trong chế độ phụ tải cực tiểu P
min
= 0,5 P
max
= 0,5.255 = 127,5
MW.Nếu tất cả các tổ máy đều vận hành thì chúng sẽ làm việc trong chế độ non
tải ,chế độ này không kinh tế .Để khắc phục tình trạng này chúng ta cho nhà
máy I nghỉ 2 tổ máy ,các tổ máy còn lại phát vận hành 70 %công suất đặt .Khiđó
công suất nhà máy I phát lên lưới
P
vhII
= 0,7 .100 –0,08 .(0,7 .100) = 64,4W
Nh vậy nhà máy II sẽ còn phải đảm nhận:
Phần công suất phát lên lưới cho các phụ tải
P
f2
=
∑
yc
P
- P
f1
= 127,5 – 0,7.100 = 57,5 MW
Phần tổn thất công suất trên lưới
∑

min
Δ
md
P
=12,75.0,5 = 6,375 MW
Công suất tự dùng của nhà máy I là:
13
P
td2
= P
td
- P
td1
= 0,5.21,42-0,7.0,8.100 = 5,11 MW
Vởy công suất phát của nhà máy nhiệt điệnII là :
P
f
= 57,5 +6,375 + 5,11 = 70,1 MW
Khi đó chúng ta cho nhà máy II nghỉ 1 tổ máy ,2 tổ còn lại phát 75%công
suất đặt
3. Trường hợp sự cố:
Ta xét trường hợp sự cố một tổ máy bên nhà máy II trong khi phụ tải cực
đại.Nhà máy điện II còn lại 2 tổ máy phát 100% công suất đặt của tổ máy khi đó
công suất nhà máy I phát lên lưới là:
P
vhI
= 200 – 0,08.200 = 184 MW
Phần công suất còn lại nhà máy II đảm nhận :
Phần công suất phát lên lưới cho các phụ tải là:
P

fIIsc
= 289,17 – 200 = 89,17 MW
Phần tổn thất công suất trên lưới
∑
mdsc
PΔ
= 12,75 MW
Công suất tự dùng của nhà máy II
P
td2
= P
td
- P
td1
= 21,42- 0,08.200 = 5,42 MW
Vậy công suất của nhà máy I là:P
vhIIsc
= 89,17 - 5, 42 = 83,75 MW
Khi đó nhà máy II phát 92,75% công suất đặt
Nh vậy trong trường hợp sự cố nguy hiểm nhất hai nhà máy vẫn đảm bảo
cung cấp đủ công suất yêu cầu của hệ thống.
* Bảng tổng kết:
Phụ tải
Nhà máy
Max Min Sự cố
số tổ
máyVH
P
f
(MW)

số tổ
máyVH
P
f
(MW)
số tổ
máyVH
P
f
(MW)
I
4x50 70%(200)
=140
2x50 70%(100)
=70
3x50 100% (150)
=150
II
3x50 98%(150) 2x50 70% (100) 3x50 92,7%( 150)
14
=149,17 =70 =139,05
Theo đầu bài ta có các phụ tải tập trung xung quanh hai nhà máy và có
công suất gần bằng nhau , vì thế dựa vào bảng trên ta có thể xác định ngay được
công suất truyền tải lớn nhất trên đường dây liên lạc giữa hai nhà máy một cách
gần đúng là :
- Khi bình thường , công suất truyền theo hướng từ NM I sang NM II ở chế
độ phụ tải cực đại là :
P
LL
= P

f1
- (P
pt1
+ P
pt2
+ P
pt6
+P
pt10
) - (∆P
mđ1
+ ∆P
m®2
+ ∆P
mđ6
+ P
pt10
) - P
td1
=
= 140 - 93 – 4,65 – 11,2 = 31,15 MW
Nh vậy lượng công suất từ nhà máy 2 cung cấp cho phụ tải 3 là :
P= 40 -31,15 = 8,85MW
- Khi sự cố một tổ máy của nhà máy I , công suất truyền theo hướng
từ NM I sang NM II là :
P
LL
= P
f1
- (P

pt1
+ P
pt2
+ P
pt6
+ P
pt10
) - (∆P
mđ1
+ ∆P
mđ2
+ ∆P
mđ6
+ ∆P
mđ10
) - P
td1
= 200 -93 – 4,65 - 11,2 = 91,15 MW
Chương III
LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP
I. Nguyên tắc chung
Lựa chọn cấp điện áp vận hành cho mạng điện là một nhiệm vụ rất quan
trọng , bởi vì trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật
15
của mạng điện. Để chọn được cấp điện áp hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu
sau :
- Phải đáp ứng được yêu cầu mở rộng phụ tải sau này.
- Cấp điện áp phải phù hợp với tình hình lưới điện hiện tại và phù hợp với
tình hình lưới điện quốc gia.
- Bảo đảm tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải trong qui phạm

100.%Δ
2
U
QXPR
U
+
=
Từ công thức ta thấy điện áp càng cao thì ∆U càng nhỏ , truyền tải được
công suất càng lớn.
- Tổn thất công suất:
R
U
QP
P .Δ
2
22
+
=
Khi điện áp càng cao thì tổn hao công suất càng bé, sử dụng Ýt kim loại
màu ( do I nhá ) . Tuy nhiên lúc điện áp tăng cao thì chi phí cho xây dựng mạng
điện càng lớn và giá thành của thiết bị bị tăng cao.
II. Tính toán cấp điện áp của mạng điện:
Việc lựa chọn cấp điện áp của mạng điện chủ yếu dựa vào kinh nghiệm
tổng kết.
Theo công thức kinh nghiệm:
iii
P16l34,4U
+=
kV

U
i
: điện áp đường dây thứ i (kV)
l
i
: chiều dài đường dây thứ i (km)
P
i
: công suất tác dụng truyền tải trên đường dây thứ i (MW)
Để đơn giản ta chỉ chọn phương án hình tia như sau:
16
8
1
4
0
41
6
2
1
N§I
10
3
9
0
1
6
4
4
7
6

N§II
5
8
9
7
7
1
6
4
5
1
8
1
7
2
`
Ta có:
06,9930.164134,41634,4
111
=+=+=
PlU
kV
48,9325.166434,41634,4
222
=+=+=
PlU
kV
10415,31.167634,41634,4
333
=+=+=

−
PlU
I
kV
12,10935.167234,41634,4
444
=+=+=
PlU
kV
90,8620.168134,41634,4
555
=+=+=
PlU
kV
12,8722.165134,41634,4
666
=+=+=
PlU
kV
86,9124.166434,41634,4
777
=+=+=
PlU
kV
03,9125.164034,41634,4
888
=+=+=
PlU
kV
23,8218.167134,41634,4

999
=+=+=
PlU
kV
76,7916.168134,41634,4
101010
=+=+=
PlU
kV

43,6415,8.169034,41634,4
333
=+=+=
−−−
IIIIII
PlU
kV
Dựa vào kết quả tính toán theo công thức , chọn cấp điện áp cho mạng lưới điện
thiết kế là 110 kV.
Chương IV
CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN
SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT
17
A. Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện - lựa chọn sơ bộ các
phương án nối dây :
I. Những yêu cầu chính đối với mạng điện :
1- Cung cấp điện liên tục
2- Đảm bảo chất lượng điện năng
3- Đảm bảo tính linh hoạt cao
4- Đảm bảo an toàn cho người và các công trình lân cận

II. Lựa chọn dây dẫn :
1- Dây đồng: Dây đồng là dây dẫn được chế tạo bằng kim loại đồng, là vật
liệu dẫn điện tốt . Đồng có điện trở suất nhỏ, có ứng suất kéo dây đồng phụ
thuộc vào quá trình công nghệ chế tạo và có thể đạt được ứng suất cao, ngoài
ra đồng có bề mặt được bao bọc bởi một lớp oxyt đồng, do đó dây đồng có
khả năng chống ăn mòn tốt. Nhưng đồng là kim loại đắt tiền. Vì vậy dây
đồng chỉ dùng trong các mạng điện đặc biệt.
2- Dây nhôm: được chế tạo bằng nhôm là kim loại phổ biến trong thiên
nhiên. Điện trở suất lớn hơn của đồng khoảng 1,6 lần nhưng giá thành rẻ
hơn , nhôm cũng có lớp oxyt nhôm bên ngoài nên cũng có tác dụng chống ăn
mòn trong khí quyển. Nhược điểm chủ yếu của dây nhôm là độ bền cơ tương
đối nhỏ. Do đó người ta không sản xuất dây nhôm trần một sợi. Dây nhôm
nhiều sợi được dùng cho các mạng phân phối điện áp đến 35 kV.
3- Dây nhôm lõi thép: là dây nhôm có lõi là dây thép để khắc phục nhược
điểm về độ bền cơ của dây nhôm và đây là dây dẫn được sử dụng phổ biến
nhất ở các đường dây trên không điện áp từ 35kV trở lên.
III)Phân vùng cấp điện
Từ sơ đồ địa lý ở phần trên ta có thể phân ra là hai vùng cấp điện cho
các phụ tải lân cận hai nhà máy điện.
- Vùng xung quanh nhà máy I, gồm các phụ tải 1,2,3 ,6,10
- Vùng xung quanh nhà máy II, gồm các phụ tảI 4, 5, 7 , 8 và9
18
Hai nhà máy được nối liên lạc trực tiếp với nhau hoặc nối qua phụ tải 3.
Trong lựa chọn sơ bộ các phương án ta sử dụng phương pháp mô men phụ
tải. Nếu phương án nào có tổng mô men phụ tải ΣPL nhỏ là phương án nối dây
tối ưu hơn .
Với mỗi phương án ta có : PL = Σ P
i
.L
i

Căn cứ vào bản đồ địa lý phân vùng phụ tải và nhà máy điện. Dựa vào yêu
cầu của loại phụ tải ta có thể đề ra 10 phương án nối dây nh sau :
Các phương án nối dây:
1. Phương án I:
Nh phần cân bằng công suất ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suất
truyền tải từ NĐI sang NĐII là P
LL
= 31,15 MW
⇒ P
NDII-3
= 40 -31,15 =8,15MW. Tính tổng mô men phụ tải :
ΣPL = P
1
L
1
+ P
2
L
2
+ P
3
L
3
+ P
4
L
4
+ P
5

L
5
+ P
6
L
6
+ P
7
L
7
+ P
8
L
8
+ P
I-II
L
I-II
=
41.64.25 + 90.15,07 + 76.55,07 + 81.16 + 51.22 + 81.20 + 64.24 +71.18 + 40.25
+ 72.35 = 16365,9 (MW.km)

Tuyến L(km) P (MW) P x L
NĐI - 1
41
30
1230
NĐI - 2 64 25 1600
NĐI - 3 76 31,15 2367,4
19

8
1
4
0
41
6
2
1
N§I
10
3
9
0
6
4
4
7
6
N§II
5
8
9
7
7
1
6
4
5
1
8

1
7
2
NĐII- 4 72 35 2520
NĐII - 5 81 20 1620
NĐI - 6 51 22 1122
NĐII - 7 64 24 1536
NĐII – 8 40 25 1000
NĐII – 9 71 18 1278
NĐI - 10 81 16 1296
NĐII-3 90 8,85 1796,5
Tổng (Σ P.L)
16365,9
2. Phương án II:
XÐt trường hợp hai nhà máy liên thông với nhau qua 2 phụ tải ở giữa 2 và 4
Nh phần cân bằng công suất ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suất
truyền tải từ NĐI sang NĐII là
P
LL
= P
f1
– (P
1
+ P
6
+ P
3
+ P
10
)- (

∆
P
mđ1
+
∆
P
mđ6
+
∆
P
mđ2
+
∆
P
mđ10
)-
P
td1
=
= 140 – 108 – 0,05 .108 – 0,7 .0,08.200 = 15,4 MW
⇒ Điểm 2 là điểm phân công suất :
P
4-2
= 9,6 MW ⇒ P
NĐI-2
= 15,4 MW
20
8
1
4

0
41
6
2
1
N§I
10
3
6
4
4
7
6
N§II
5
8
9
7
7
1
6
4
5
1
8
1
⇒P
NĐII-4
= 44,6 MW
. Tính tổng mô men phụ tải :

ΣPL = P
1
L
1
+ P
2
L
2
+ P
3
L
3
+ P
4
L
4
+ P
5
L
5
+ P
6
L
6
+ P
7
L
7
+ P
8

L
8
+ P
I-II
L
I-II
=30. 41+
64.15,4+ 76.40 + 81.16 + 51.22 + 81.20 + 64.24 +71.18 + 40.25 + 72.44,6 =
16997,6 (MW.km)
3. Phương án III:
XÐt trường hợp hai nhà máy liên thông với nhau qua 2 phụ tải ở giữa 3 và 4
Nh phần cân bằng công suất ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suất
truyền tải từ NĐI sang NĐII là
P
LL
= P
f1
– (P
1
+ P
6
+ P
2
+ P
10
)- (
∆
P
mđ1
+

∆
P
mđ6
+
∆
P
mđ2
+
∆
P
mđ10
)-
P
td1
=
= 140 – 93 – 0,05 .93 – 0,7.0,8 .200 = 31,15 MW
⇒ Điểm 3 là điểm phân công suất :
P
4-2
= 8,85MW ⇒ P
NĐII-4
= 35 + 8,85 = 43,85 MW
⇒P
NĐII-4
= 44,6 MW
21
8
1
4
0

41
6
2
1
N§I
10
3
6
4
4
7
6
N§II
5
8
9
7
7
1
6
4
5
1
8
1
. Tính tổng mô men phụ tải :
ΣPL = P
1
L
1

+ P
2
L
2
+ P
3
L
3
+ P
4
L
4
+ P
5
L
5
+ P
6
L
6
+ P
7
L
7
+ P
8
L
8
+ P
I-II

L
I-II
=30. 41+
64.25+ 76.31,15 + 81.16 + 51.22 + 81.20 + 64.24 +71.18 + 40.25 + 72.43,85 +
8,85 .78,1 = 16897,8 (MW.km)
4. Phương án IV:
XÐt trường hợp hai nhà máy liên thông với nhau qua 2 phụ tải ở giữa 3 và 2
Nh phần cân bằng công suất ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suất
truyền tải từ NĐI sang NĐII là
P
LL
= P
f1
– (P
1
+ P
6
+ P
10
)- (
∆
P
mđ1
+
∆
P
mđ6
+
∆
P

mđ10
)- P
td1
=
= 140 – 68 – 0,05 .68 – 0,7.0,8 .200 = 57,4 MW
⇒ Điểm 3 là điểm phân công suất :
P
3-2
= 57,4 – 25 = 32,4 MW ⇒ P
NĐII-3
= 40 – 32,4 = 7,6 MW
⇒P
NĐII-4
= 44,6 MW
. Tính tổng mô men phụ tải :
22
8
1
4
0
41
6
2
1
N§I
10
3
6
4
4

7
6
N§II
5
8
9
7
7
1
6
4
5
1
8
1
ΣPL = P
1
L
1
+ P
2
L
2
+ P
3
L
3
+ P
4
L

4
+ P
5
L
5
+ P
6
L
6
+ P
7
L
7
+ P
8
L
8
+ P
I-II
L
I-II
=30. 41+
64.57,4+ 32,4 .72,8 + 81.16 + 51.22 + 81.20 + 64.24 +71.18 + 40.25 + 72.35 +
7,6.90 = 18318,32 (MW.km)
Kết luận : qua sơ bộ các phương án chóng ta thấy phương án I có
ΣPL min chóng ta đem vào tính toán tiếp
1)Các phương án của phương án I nh sau:
2)Phương án 2:
Nh phần cân bằng công suất ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suất
truyền tải từ NĐI sang NĐII là P

LL
= 31,15 MW
⇒ P
NDII-3
= 40 - 31,15 = 8,85MW. Tính tổng mô men phụ tải :
Tính nh phương án 1 ta có bảng sau :
Tuyến P (MW) L (km) P x L
NĐI - 1 55 41 2255
NĐI - 2 25 64 1600
NĐI - 3 31,35 76 2367,4
NĐII - 4 35 72 2520
23
8
1
4
0
41
6
2
1
N§I
10
3
9
0
6
4
4
7
6

N§II
5
8
9
7
7
1
6
4
5
1
8
1
7
2
NĐII - 5 20 81 1620
NĐI- 6 22 51 1122
NĐII - 7 24 64 1536
NĐII - 8 25 40 1000
NĐII – 9 18 71 1278
NĐII – 10 16 81 1296
NĐII - 3 8,85 90 796,5
Tổng (Σ P.L)
17390,9
3. Phương án 3:
Nh phần cân bằng công suất ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suất
truyền tải từ NĐI sang NĐII là P
LL
= 31,15 MW
⇒ P

NDII-3
= 40 -31,35 =8,857MW. Tính tổng mô men phụ tải :
Tính nh phương án 1 ta có bảng sau :
Tuyến P (MW) L (km) P x L
NĐI - 1 55 41 2255
NĐI - 2 25 64 1600
24
8
1
4
0
41
6
2
1
N§I
10
3
9
0
6
4
4
7
6
N§II
5
8
9
7

7
1
6
4
5
1
8
1
81
NĐI - 3 31,15 76 2367,4
NĐII - 4 35 72 2520
NĐII - 5 20 81 1620
NĐI- 6 22 51 1122
NĐII - 7 24 64 1536
NĐII - 8 25 40 1000
NĐII – 9 18 71 1278
NĐII – 10 16 81 1296
NĐII - 3 8,85 90 796,5
Tổng (Σ P.L)
17390,9
4. Phương án 4:
Nh phần cân bằng công suất ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suất
truyền tải từ NĐI sang NĐII là P
LL
= 31,15 MW
⇒ P
NDII-3
= 40 -31,15 = 8,85MW. Tính tổng mô men phụ tải :
Tính nh phương án 1 ta có bảng sau :
Tuyến P (MW) L (km) P x L

NĐI - 1 30 41 1230
NĐI - 2 25 64 1600
25
8
1
4
0
41
6
2
1
N§I
10
3
9
0
6
4
4
7
6
N§II
5
8
9
7
7
1
6
4

5
1
8
1
7
2