đồ án tốt nghiệp hệ thống điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG I. PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
Để chọn được phương án tối ưu cấn tiến hành phân tích những đặc điểm của
các nguồn cung cấp điện cà các phụ tải. Trên cơ sở đó xác định công suất phát của các
nguồn cung cấp và dự kiến các sơ đồ nối điện sao cho đạt được hiệu quả kinh tế - kỹ
thuật cao nhất.

I. CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN CUNG CẤP VÀ PHỤ TẢI
1 Hệ thống điện
Hệ thống điện (HT) có công suất vô cùng lớn, hệ số công suất trên thanh góp
110 kV của hệ thống bằng 0,85. Vì vậy cần phải có sự liên hệ giữa hệ thống và nhà
máy điện để có thể trao đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm bảo
cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ vận hành. Mặt khác, vì hệ
thống có công suất vô cùng lớn cho nên chọn hệ thống là nút cân bằng công suất và
nút cơ sở về điện áp. Ngoài ra do hệ thống có công suất vô cùng lớn nên không cần
phải dự trữ công suất trong nhà máy nhiệt điện nghĩa là công suất tác dụng và phản
kháng dự trữ sẽ được lấy từ hệ thống điện.
2. Nhà máy nhiệt điện
Nhà máy nhiệt điện (NĐ) có 3 tổ máy phát. Mỗi máy phát có công suất định
mức P
đm
= 100 MW, cos
ϕ
= 0,85, U
đm
= 10,5 kV.Như vậy tổng công suất định mức
của nhà máy nhiệt điện:
P
tổng
= 4. 50 = 200 MW
Nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện là than đá, khí đốt và dầu. Hiệu suất của các

nhà máy nhiệt điện tương đối thấp (khoảng 30% ÷ 40% ). Công suất tự dùng của NĐ
thường chiếm khoảng từ 6% ÷ 15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện.
Đối với nhà máy nhiệt điện, các máy phát làm việc ổng định khi phụ tải P ≥
70% P
đm
; khi phụ tải P < 30% P
đm
, các máy phát ngừng làm việc.
Công suất phát kinh tế của các máy phát nhiệt điện thường bằng (80% ÷ 90%)
P
đm
. Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 85% P
đm
, nghĩa là:
P
kt
= 80% P
đm
Do đó khi phụ tải cực đại cả ba máy phát đều vận hành và tổng công suất tác
dụng phát ra của nhiệt điện bằng:
P
kt
=
100
80
. 3. 100 = 240 MW
Trong chế độ phụ tải cực tiểu, dự kiến ngừng một máy phát để bảo dưỡng, hai
máy phát còn lại sẽ phát 80 % P
đm
, nghĩa là tổng công suất phát của nhiệt điện bằng:

SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
P
kt
=
100
80
. 2 . 100 = 160 MW
Khi sự cố ngừng một máy phát, hai máy phát còn lại sẽ phát 100% P
đm
, như
vậy:
P
F
= 2 . 100 = 200 MW
Phần công suất thiếu trong các chế độ vận hành sẽ được cung cấp từ hệ thống
điện.
3. Các phụ tải điện
Trong hệ thống điện thiết kế có 9 phụ tải. Tất cả các phụ tải đều là hộ loại I và
có hệ số cosφ = 0,90. Thời gian sử dụng phụ tải cực đại T
min
= 5000 h. Các phụ tải
đều có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Điện áp định mức của mạng điện thứ
cấp của các trạm hạ áp bằng 10 kV. Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại.
Kết quả tính giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ cực đại và cực
tiểu cho trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Các số liệu về phụ tải
Hộ
tiêu

thụ

max
= P
max
+ jQ
max
,
MVA
S
max
,
MVA
min
= P
max
+ jQ
max
,
MVA
S
min
,
MVA
1 50 + j24,22 55,56 35 +16.95j 38,89
2 36 + j17,44 40,00 25,2 +12.21j 28,00
3 30 + j14,53 33,33 21 +10.17j 23,33
4 40 + j19,37 44,44 28 +13.56j 31,11
5 36 + j17,44 40,00 25,2 +12.21j 28,00
6 48 + j23,25 53,33 33,6 +16.28j 37,33

7 36 + j17,37 39,97 25,2 +12.16j 27,98
8 40 + j19,37 44,44 28 +13.56j 31,11
9 38 + j18,40 42,22 26,6 +12.88j 29,55
Tổng 354 + 171,39
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG II
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
I. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG
Đặc điểm rất quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng
từ các nguồn đến các hộ tiêu thụ và không thế tích trữ điện năng thành số lượng nhận
thấy được. Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điện
năng.
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xấc lập của hệ thống, các nhà máy của hệ thống
cần phải phát công suất bằng với công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công
suất trong các mạng điện, nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất
phát và công suất tiêu thụ.
Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường, cần phải có dự trữ nhất
định của công suất tác dụng trong hệ thống. Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề
quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống.
Vì vậy phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại
đối với hệ thống điện thiết kế có dạng:

ΣP
NĐ
+ ΣP
ht
= P
tt

= m.ΣP
pt
+ Σ∆P
mđ
+ ΣP
td
+ ΣP
dt
Trong đó :
ΣP
NĐ
– Tổng công suất tác dụng do nhà máy nhiệt điện phát ra.
ΣP
HT
– Tổng công suất tác dụng lấy từ hệ thống.
m – Hệ số đồng thời suất hiện các phụ tải cực đại (m = 1).
ΣP
pt
– Tổng công suất tác dụng cực đại của các phụ tải.
Σ∆P
mđ
– Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến
áp, khi tính sơ bộ có thể lấy Σ∆P
mđ
= 5%.ΣP
pt

ΣP
dt
– Tổng công suất tác dụng dự trữ trong hệ thống. ΣP

dt
thường nằm
trong khoảng 10 – 15% tổng công suất phụ tải và không được nhỏ hơn
công suất của một tổ máy lớn nhất trong hệ thống. Bởi vì mạng điện thiết
kế có một nguồn là hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, cho nên công
suất dự trữ lấy ở hệ thống, nghĩa là ΣP
dt
= 0.
P
tt
– Tổng công suất tác dụng tiêu thụ trong mạng điện.
Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại được xác định từ bảng 1.1 bằng:
ΣP
max
= 354 MW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:
Σ∆P
mđ
=5% Σ P
max
= 5% × 354 = 17,7 MW
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Công suất tác dụng tụ dùng trong nhà máy điện bằng:
ΣP
td
= 10%.ΣP
đm
= 10% × 300 = 30 MW

Do đó công suất tiêu thụ tự dùng trong nhà máy điện bằng:
P
tt
= 354 + 17,7 + 30 = 401,7 MW
Trong mục 2 đã xác định được tổng công suất do NĐ phát ra theo chế độ kinh
tế bằng:
P
NĐ
= P
kt
= 240 MW
Như vậy trong chế độ phụ tải cực đại hệ thống cần cung cấp công suất cho các
phụ tải bằng:
ΣP
ht
= P
tt
− ΣP
NĐ
= 401,7 − 240 = 161,7 MW
II. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Phá hoại sự cân
bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện. Nếu công
suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng
sẽ tăng, ngựơc lại nếu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm.Vì vậy
để dảm bảo chất lượng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và
trong hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng.
Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế có dạng:
ΣQ

NĐ
+ ΣQ
ht
= Q
tt
= m.ΣQ
pt
+ Σ∆Q
L
−

ΣQ
c
+ Σ∆Q
b
+ΣQ
td
+ ΣQ
dt
Trong đó:
ΣQ
NĐ
–Tổng công suất phản kháng phát ra của nhà máy nhiệt điện.
ΣQ
HT
– Tổng công suất phản kháng do hệ thống cung cấp.
Q
tt
– tổng công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện.
Σ∆Q

L
− Tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng điện.
ΣQ
c
− Tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây cao áp sinh
ra. Khi tính sơ bộ, với mạng điện 110kV lấy ΣQ
c
=Σ∆Q
L
Σ∆Q
b
− Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp trong tính
toán sơ bộ lấy: Σ∆Q
b
= 15% .ΣQ
pt
ΣQ
td
– Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện.
ΣQ
dt
– Tổng công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống.
Tổng công suất phản kháng do NĐ phát ra bằng:
ΣQ
NĐ
= ΣP
NĐ
. tgϕ
f
= 240 × 0,62= 148,8 MVAr

Tổng công suất phản kháng do hệ thống cung cấp.
ΣQ
ht
= ΣP
ht
. tgϕ
ht
= 146,7 × 0,62 = 100,25 MVAr
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định
theo bẳng 1.1:
ΣQ
max
= 171,39 MVAr
Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp bằng:
Σ∆Q
b
= 0,15. 171,39 = 25,71 MVAr.
Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện có giá trị:
ΣQ
td
= P
td
. tgϕ
td
Đối với cosϕ
td
= 0,75 thì tgϕ

td
= 0.88. Do đó
ΣQ
td
= 30 × 0.88 =26,40 MVAr
Như vậy tổng công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện:
Q
tt
= 171,39 + 25,71 + 26,40 = 223,5 MVAr
Tổng công suất phản kháng do hệ thống và nhà máy có thể phát ra bằng:
ΣQ
NĐ
+ ΣQ
HT
= 148,1 + 100,25 = 249,05 MVAr
Từ kết quả tính toán trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các nguồn
cung cấp lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ. Vì vậy không cần bù công suất phản
kháng trong mạng điện thiết kế.
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG III. CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN HỢP LÝ VỀ
KINH TẾ-KỸ THUẬT
3.1.Dự kiến các phương án
Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ
của nó. Vì vậy các sơ đồ của mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất đảm bảo độ
tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ,
thuận tiện và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận
các phụ tải mới.
Trên cơ sở phân tích những đặc điểm của các nguồn cung cấp và các phụ tải

cũng như vị trí của chúng, có 5 phương án được dự kiến như sau:
N
Ð
4
5
6
7
HT
1
8
9
2
3
S7=36+j17,37
S6=48+j23,25
S5=36+j17,44
S4=40+j19,37
S3=30+j14,53
S2=36+j17,44
S9=38+18,40
S8=40+j19,37
S1=50+j24,22
Sơ đồ mạng điện phương án I
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
N
Ð
4
5

6
7
HT
1
8
9
2
3
S7=36+j17,37
S6=48+j23,25
S5=36+j17,44
S4=40+j19,37
S3=30+j14,53
S2=36+j17,44
S9=38+18,40
S8=40+j19,37
S1=50+j24,22
Sơ đồ mạng điện Phương án II
N
Ð
4
5
6
7
HT
1
8
9
2
S7=36+j17,37

S6=48+j23,25
S5=36+j17,44
S4=40+j19,37
S3=30+j14,53
S2=36+j17,44
S9=38+18,40
S8=40+j19,37
S1=50+j24,22
3
Sơ đồ mạng điện phương án III
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
N
Ð
4
5
6
7
HT
1
8
9
2
S7=36+j17,37
S6=48+j23,25
S5=36+j17,44
S4=40+j19,37
S3=30+j14,53
S2=36+j17,44

S9=38+18,40
S8=40+j19,37
S1=50+j24,22
3
Sơ đồ mạng điện phương án IV
N
Ð
4
5
6
7
HT
1
8
9
2
S7=36+j17,37
S6=48+j23,25
S5=36+j17,44
S4=40+j19,37
S3=30+j14,53
S2=36+j17,44
S9=38+18,40
S8=40+j19,37
S1=50+j24,22
3
Sơ đồ mạng điện phương án V
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

3.2.Tính các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật các phương án
A.Phương án I
Sơ đồ mạng điện của phương án I cho trên hình 1
N
Ð
4
5
6
7
HT
1
8
9
2
3
S7=36+j17,37
S6=48+j23,25
S5=36+j17,44
S4=40+j19,37
S3=30+j14,53
S2=36+j17,44
S9=38+18,40
S8=40+j19,37
S1=50+j24,22
63,25 53,85
53,85
63,85
60,83
76,16
60,83

64,03
41,23
50,99
Hình 1 Sơ đồ mạng điện phương án I
1.Chọn điện áp định mức của mạng điện
Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế -
kỹ thuật, cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện.
Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của
phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn điện, vị trí tương đối giữa các phụ
tải với nhau, sơ đồ mạng điện.
Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung
cấp điện. Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công
suất trên mỗi đường dây trong mạng điện.
Các phương án của mạng điện thiết kế hay là các đoạn đường dây riêng biệt
của mạng điện có thể có điện áp định mức khác nhau.Trong khi tính toán, thông
thường trước hết chọn điện áp định mức của các đoạn đường dây có công suất truyền
tải lớn. Các đoạn đường dây trong mạng kín, theo thường lệ cần được thực hiện với
một cấp điện áp định mức.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm sau:
U

= 4,34 .
L 16.P+
(kV)
Trong đó: U – Điện áp vận hành (kV) ;
L − Khoảng cách truyền tải, km ;
P – Công suất truyền tải trên đường dây, MW.
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ−1 được xác định như sau:
P
N1
= P
kt
– P
td
– P
N
−
∆
P
N

Trong đó: P
kt
– Tổng công suất phát kinh tế của NĐ.
P
td
– Công suất tự dùng trong nhà máy điện.
P
N
– Tổng công suất các phụ tải nối với NĐ.
P
N
=P
6
+ P
7
+ P

8
+ P
9
∆
P
N
− Tổn thất công suất trên các đường dây do nhiệt điện cung cấp (
∆
P
N
= 5% P
N
).
Theo các kết quả tính ở phần trên ta có:
P
kt
= 240 MW; P
td
= 30 MW
Từ sơ đồ mạng điện ở hình 2.1 ta có:
P
N
= P
6
+ P
7
+ P
8
+ P
9

= 48 + 36 + 40 + 38 = 162 MW
∆
P
N
= 0,05 . 162 = 8,1 MW
Do đó: P
N1
= 240 – 30 – 162 – 8,1 = 39,9 MW
Công suất phản kháng do NĐ truyền vào đường dây NĐ – 1 có thể tính gần
đúng như sau:
Q
N1
= P
N1
.tgφ
1
= 39,9 × 0,48 = 19,15 MVAr
Như vậy:

N1
= 39,9 + j19,15 MVA
Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT-1 bằng:
HT1
=
1
−
N1
= 50 + j24,22 − (39,9 + j19,15)
= 10,1 + j5,07 MVA
Điện áp tính trên đoạn đường dây NĐ − 1 bằng:

U
N1
= 4,34 .
L 16.P+
= 4,34 .
9,391623,41 ×+
= 113,14 kV
Đối với đường dây HT – 1:
U
H1
= 4,34 .
L 16.P+
= 4,34 .
1,101699,50 ×+
= 63,28 kV
Đối với đường dây NĐ – 6
U
NĐ
= 4,34 .
L 16.P+
= 4,34 .
481685,53 ×+
= 124,42 kV
Tính điện áp của các đoạn đường dây còn lại được tiến hành tương tự như đối
với các đường dây trên.

SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.1.Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện

Đườn
g dây
Công suất truyền
tải , MVA
Chiều dài đường
dây l, km
Điện áp tính
toán U, Kv
Điện áp định mức
của mạng U
đm
, kV
NĐ - 1 39,9 + j19,15 41,23 113,14
110kV
NĐ - 6 48 + j23,25 53,85 124,42
NĐ - 7 36 + j17,37 63,25 109,73
NĐ - 8 40 + j19,37 53,85 114,32
NĐ - 9 38 + j18,40 63,85 112,49
HT - 1 10,1 + j5,07 50,99 63,28
HT - 2 36 + j17,44 60,83 109,52
HT - 3 30 + j14,53 76,16 102,35
HT - 4 40 + j19,37 64,03 115,16
HT - 5 36 + j17,44 60,83 109,52
Từ kết quả nhận được trong bảng 3.1, chọn điện áp định mức của mạng điện
U
đm
= 110 kV.
2.Chọn tiết diện dây dẫn
Sau khi đã đưa ra các phương án nối dây, để chọn phương án tối ưu nhất ta tiến
hành tính toán cụ thể chỉ tiêu kỹ thuật của từng phương án:

- Lựa chọn loại dây dẫn.
- Chọn tiết diện dây dẫn.
- Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn.
- Tính toán tổn thất điện áp ở các chế độ vận hành.
Trong đồ án thiết kế này dự kiến dùng dây nhôm lõi thép (AC ) bố trí hai lộ trên
không với hộ loại I và một lộ trên không với hộ loại III. Các dây dẫn được đặt trên ba
đỉnh của tam giác với khoảng cách hình học giữa các pha là D = 5m. Các lộ đường
dây dự kiến sử dụng cột thép. Tiết diện của dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế
(j
kt
).

kt
J
I
F
max
=
Trong đó: F: Tiết diện dây dẫn cần chọn (mm
2
).
I
max
: Dòng điện qua dây dẫn ở chế độ cực đại(A).
J
kt
: Mật độ dòng điện kinh tế (A/mm
2
).
SV: Hoàng Minh Huấn

Lớp: ĐK7.3 Trang 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Do thời gian sử dụng công suất cực đại T
max
= 5000 h, tra tài liệu ta có J
kt
= 1,1
A/mm
2
.
Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được xác định theo
công thức:

)(10.
.3.
10.
.3.
3
22
3
A
Un
QP
Un
S
I
dm
MaxMax
dm
Max

Max
+
==
Trong đó:
S
max
: Công suất chạy trên dây dẫn ở chế độ phụ tải cực đại, MVA.
n: số mạch đường dây trên một lộ (đường dây một mạch n = 1; đường dây hai
mạch n = 2).
U
đm
: điện áp định mức của mạng, kV;
Dựa vào tiết diện dây dẫn tính được theo công thức trên, tiến hành chọn tiết diện
tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang, độ bền cơ
của đường dây và phát nóng của dây dẫn trong các chế độ sau sự cố.
Đối với đường dây 110kV, để không xuất hiện vầng quang dây dẫn cần phải có tiết
diện F
≥
70 mm
2
.
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng
quang của dây dẫn, cho nên không cần thiết phải kiểm tra điều kiện này.
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố, cần
phải kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
scmax

≤
k.I

cp
Trong đó:
I
scmax
– dòng điện lớn nhất trong các trường hợp sự cố, kể cả trường hợp hỏng 1
tổ máy với đường dây liên lạc.
I
cp
– dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn, tra bảng theo tiết diện
dây dẫn.
a. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ – 1.
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại bằng:

I
N-1
=
3
1
10.
.3.
đm
N
Un
S
=
3
22
10.
110.3.2
15,199,39 +

= 116,29 A
Tiết diện dây dẫn
F =
max
kt
I
J
=
1,1
29,116
= 105,71 mm
2
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Để không xuất hiện vầng quang trên đường dây, cần chọn dây AC có tiết diện
F = 95 mm
3
và dòng điện I
cp
= 330 A.
Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn cần kiểm tra dòng điện chạy trên đường dây
trong các chế độ sau sự cố. Đối với đường dây liên kết NĐ – 1 –HT, sự cố có thể xảy
ra trong hai trường hợp sau:
- Ngừng một mạch trên đường dây;
- Ngừng một tổ máy phát điện.
Nếu ngừng một mạch của đường dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại
bằng:
I
1 sc

= 2 . I
N1
= 2 × 116,29 = 232,56 A
Như vậy:
I
1sc
< I
cp
Khi ngừng một tổ máy phát điện thì hai máy còn lại sẽ phát 100% công suất.
Do đó tổng công suất phát của NĐ bằng:
P
F
= 2 × 100 = 200 MW
Công suất tự dùng của nhà máy bằng:
P
td
= 0,1 . 20 = 20 MW
Công suất chạy trên đường dây bằng:
P
N1
= P
F
– P
td
– P
N
–
∆
P
N

Trong mục 1 chương 3 đã tính được
P
N1
= 162 MW ;
∆
P
N
= 8,1 MW
Do đó:
P
N1
= 200 – 20 – 162 – 8,1 = 9,9 MW
Như vậy trong chế độ sự cố này hệ thống cần không cần cung cấp cho nhà máy
điện.
Công suất phản kháng chạy trên đường dây có thể tính gần đúng như sau:
Q
N1
= P
N1
.tgφ
f
= 9,9 × 0,62 = 6,14 MVAr
Do đó
H-1
=
1
+
N1
= 50 + j24,22 - 9,9 - j6,14 = 40,1 + j18,08
Dòng điện chạy trên đường dây NĐ - 1 bằng:

I
2sc
=
3
22
10.
110.3.2
14,69,9 +
= 30,61 A
Các kết quả tính cho thấy rằng:
I
2sc
< I
cp
b. Tính tiết diện đường dây HT – 1
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại bằng:
I
H1
=
3
22
10.
110.3.2
07,51,10 +
= 29,69 A
Tiết diện dây dẫn bằng:
F

H5
=
max
kt
I
J
=
1,1
69,29
= 26,99 mm
2

Chọn dây AC – 70 có I
cp
= 265 A
Khi ngừng một mạch đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại có giá trị:
I
1sc
=2. I
H1
= 2 . 29,69 = 59,38 A
Như vậy: I
1sc
< I
cp

Khi ngừng một tổ máy phát, dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
2sc
=

3
22
10.
110.3.2
08,181,40 +
= 115,57 A
Như vậy: I
2sc
< I
cp

c. Tính tiết diện của đường dây NĐ – 6
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
NĐ-6
=
3
1
10.
.3.
đm
NĐ
Un
S
=
3
22
10.
110.3.2
2348 +

= 140,13 A
Tiết diện đường dây có giá trị:
F
NĐ-6
=
max
kt
I
J
=
1,1
13,140
= 127,39 mm
2

Chọn dây dẫn AC – 120 có I
cp
= 380 A
Khi ngừng một mạch đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I
sc
= 2 . 140,13 = 280,26 A
Như vậy: I
sc
<

I
cp
Sau khi chọn tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định các thông số đơn vị của
đường dây là r

0
, x
0
, b
0
và

tiến hành tính các thông số tập trung R, X, và B/2 trong sơ đồ
thay thế hình
Π
của các đường dây theo công thức sau:
R

=
1
n
. r
0
.L; X =
1
n
. x
0
.L ; B/2 =
1
2
.n. b

. L
Trong đó n là số mạch của đường dây. Đối với đường dây có hai mạch thì n = 2.

SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán đối với các đường dây còn lại tiến hành tương tự như đường dây NĐ-6
Kết quả tính các thông số của tất cả đường dây trong mạng điện cho ở bảng3.2.
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bảng 3.2 Thông số của các đường dây trong mạng điện
Đường
dây
S,
MVA
I
bt
,
A
F
tt
,
mm
2
T
tc,
mm
2
I
cp,
A
I

sc
,
A
L,
km
r0,
Ω/k
m
Xo,
Ω/km
b
0
.10
-6
,
km
R,
Ω
X,
Ω
.10
-4
,
S
NĐ - 1 39,9 + j19,15 116,3 105,7 95 330 232,56 41,23 0,33 0,429 2,65 6,8 8,84 1,09
NĐ - 6 48+j23,25
140,1
3
127,39 120 380 280,3 53,85 0,27 0.423 2,69 7,27 11,39 1,45
NĐ - 7 36+j17,37

105,0
2
95,47 95 330 210,0 63,25 0,33 0.429 2,65 10,44 13,57 1,68
NĐ - 8 40+j19,37
116,7
7
106,15 95 330 233,5 53,85 0,33 0.429 2,65 8,89 11,55 1,43
NĐ - 9 38+j18,40
110,9
3
100,85 95 330 221,9 63,85 0,33 0.429 2,65 10,53 13,7 1,69
HT - 1 10,1 + j5,07 29,69 26,99 70 276 59,38 50,99 0,46 0,442 2,58 11,7 11,27 1,32
HT - 2 36 + j17,44 105,1 95,55 95 330 210,2 60,83 0,33 0.429 2,65 10,04 13,05 1,61
HT - 3 30+j14,53 87,58 79,62 70 256 175,2 76,16 0,46 0.442 2,58 17,52 16,83 1,96
HT - 4 40+j19,37
116,7
7
106,15 95 330 233,5 64,03 0,33 0.429 2,65 10,57 13,73 1,70
HT - 5 36+j17,44 105,1 95,55 95 330 210,2 60,83 0,33 0.429 2,65 10,04 13,05 1,61
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3. Tổn thất điện áp trong mạng điện
Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong trạm hạ áp, trong chế độ bình
thường và trong điều kiện sự cố, độ lệch điện áp cho phép là:
∆
U

max bt
%

= 10 – 15 %
∆
U
max sc
%

= 10 – 20 %
Đối với mạng điện phức tạp, nếu hộ tiêu thụ ở xa nhất dự kiến dùng MBA
điều áp dưới tải thì vì máy này có phạm vi điều chỉnh rộng hơn nên có thể xét
theo điều kiện sau:
∆
U
max bt
%

= 15 – 20 %
∆
U
max sc
%

= 20 – 25 %
Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i nào đó khi vận hành bình thường
được xác định theo công thức:
∆
U
i bt

% =
i i i i
2
dm
P.R Q .X
.100
U
+
Trong đó: P
i
, Q
i
– công suất chạy trên đường dây thứ i.
R
i
, X
i
– Điện trở, điện kháng của đường dây thứ i
Khi tính tổn thất điện áp, các thông số trên được lấy trong bảng 3.2
Đối với đường dây có hai mạch, nếu ngừng một mạch thì tổn thất trên đường
dây còn lại bằng:
∆
U
i sc
% = 2.
∆
U
i bt
%
* Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ – 1

Trong chế độ làm việc bình thường, tổn thất điện áp trên đường dây bằng:
∆
U
N1 bt
% =
100.

2
1111
đm
NNNN
U
XQRP +
=
.
110
84,815,198,69,39
2
×+×
100 = 3,64 %
Khi một mạch đường dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp trên đường dây
có giá trị:
∆
U
N1 sc
%= 2 .
∆
U
N1 bt
% = 2 × 3,64 % = 7,28 %

* Đường dây NĐ-1-HT phải xét tổn thất điện áp trên đường dây khi
ngừng một tổ máy phát điện:
∆
U
N1 sc2
% =
.
110
84,814,68,69,9
2
×+×
100 = 1,00 %
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
∆
U
H1 sc2
% =
.
110
27,1108,1873,111,40
2
×+×
100 = 5,57 %
Tính các tổn thất điện áp trên các đường dây còn lại được tiến hành tương
tự như với đường dây trên.
Kết quả tính tổn thất điện áp trên đường dây cho trong bảng 3.3
Bảng 3.3 Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện
Đường dây ΔU

bt
, % ΔU
sc
,% Đường dây ΔU
bt
, % ΔU
sc
,%
NĐ - 1 3,64 7,28 HT - 1 1,45 2,9
NĐ - 6 5.07 10.14 HT - 2 4.87 9.74
NĐ - 7 5.05 10.1 HT - 3 6.36 12.72
NĐ - 8 4.79 9.58 HT - 4 5.69 11.38
NĐ - 9 5.39 10.78 HT - 5 4.87 9.74
Từ cá kết quả trong bảng 3.3 nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của
mạng điện trong phương án I có giá trị:
ΔU
max bt
% = ΔU
HT-3 bt
% = 6,36 %
Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng:
ΔU
max sc
% = ΔU
HT-3 sc
% = 12,72 %
Tính toán đối với các phương án còn lại được tiến hành tương tự như với
phương án I.
Để thuận tiện, trong mỗi phương án còn lại chỉ trình bày phương pháp xác định
các thông số chế độ đối với những trường hợp đặc biệt có trong sơ đồ mạng điện.

B. Phương án II
Hình 2 là sơ đồ mạng điện của phương án II
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
N
Ð
4
5
6
7
HT
1
8
9
2
3
S7=36+j17,37
S6=48+j23,25
S5=36+j17,44
S4=40+j19,37
S3=30+j14,53
S2=36+j17,44
S9=38+18,40
S8=40+j19,37
S1=50+j24,22
63,25 53,85
53,85
41,23
60,83

41,23
60,83
50,99
41,23
50,99
Hình 2.Sơ đồ mạng điện phương án II
1. Chọn diện áp định mức của mạng điện
- Dòng công suất trên lộ NĐ-8 :
NĐ-8
=
8
+
9
= 40 + j19,37 + 38 + j18,40 = 78 + j37,77 MVA
- Dòng công suất trên lộ 8-9 là:

8-9
=
9
= 38 + j18,40 MVA
Kết quả tính điện áp trên các đoạn đường dây cà chọn điện áp định mức của
mạng điện cho ở bảng 3.4
Bảng 3.4 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Đường dây
Công suất truyền
tải, MVA
Chiều dài đường
dây, km
Điện áp tính
toán U, Kv

Điện áp định
mức của mạng
U, kV
NĐ - 1 39,9 + j19,15 41,23 113,14
110kV
NĐ - 6 48 + j23,25 53,85 124,419
NĐ - 7 36 + j17,37 63,25 109,73
NĐ - 8 78 + j37,77 53,85 156,39
8-9 78 + j37,77 41,23 155,831
HT - 1 10,1 + j5,07 50,99 63,28
HT - 2 66 + j31,97 60,83 145,038
2-3 30 + j14,53 41,23 99,0842
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
5-4 40 + j19.37 50,99 114,08
HT - 5 76 + j36.81 60,83 155,08
2. Chọn tiết diện dây dẫn
Kết quả tính các thông số của đường dây trong mạng điện cho ở bảng 3.5
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bảng 3.5 Thông số của các đường dây trong mạng điện
Đường
dây
S,
MVA
I
bt
,

A
F
tt
,
mm
2
T
tc,
mm
2
I
cp,
A
I
sc
,
A
L,
km
r0,
Ω/km
Xo,
Ω/km
b
0
.10
-6
,
km
R,

Ω
X,
Ω
.10
-4
,
S
NĐ - 1 39,9 + j19,15 116,3 105,7 95 330 232,56 41,23 0,33 0,429 2,65 6,8 8,84 1,09
NĐ - 6 48 + j23,25 140,1 127,4 120 380 280,26 53,9 0,27 0,423 2,69 7,27 11,39 1,45
NĐ - 7 36 + j17,37 105 95,47 95 330 210,04 63,3 0,33 0,429 2,65 10,4 13,57 1,68
NĐ - 8 78 + j37,77 227,7 207 185 510 455,4 53,9 0,17 0,414 2,84 4,58 11,15 1,53
8-9 40 + j19,37 116,8 106,2 95 330 233,54 41,2 0,33 0,429 2,65 6,8 8,84 1,09
HT - 1 10,1 + j5,07 29,69 26,99 70 276 59,38 50,99 0,46 0,442 2,58 11,7 11,27 1,32
HT - 2 66 + j31,97 192,7 175,2 185 510 385,36 60,83 0,17 0,414 2,84 5,17 12,59 1,73
2-3 30 + j14,53 87,58 79,62 70 265 175,16 41,2 0,46 0,442 2,58 9,48 9,11 1,06
4-5 40 + j19,37 116,8 106,2 95 330 233,54 50,99 0,33 0,429 2,65 8,41 10,94 1,35
HT - 5 76+ j36,81 221,9 201,7 185 510 443,74 60,83 0,17 0,414 2,84 5,17 12,59 1,73
3. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-8-9 trong chế độ làm việc bình thường.
Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-8 bằng:
∆
U
N-8 bt
% =
100.

2
8888
đm
NĐNĐNĐNĐ

U
XQRP
−−−−
+
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
=
100.
110
15,1177,3758,478
2
×+×
= 6,43 %
Tổn thất trên đoạn đường dây 8−9 có giá trị
∆
U
8-9 bt
% =
100.

2
98989898
đm
U
XQRP
−−−−
+
=
100.

110
84,837,198,640
2
×+×
= 3,66 %
Như vậy, tổn thất điện áp trên đường dây NĐ– 8 – 9 bằng:
∆
U
N-8-9 bt
% =
∆
U
N-8 bt
% +
∆
U
8-9 bt
% = 6,43% + 3,66% = 10,09 %
Tính tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ sau sự cố:
Khi tính tổn thất điện áp trên đường dây ta không xét các sự cố xếp chồng, nghĩa là không xét sự cố đồng thời xảy ra trên tất cả
các đoạn của đường dây đã cho, chỉ xét sự cố ở đoạn nào mà tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị cực đại.
Đối với đường dây NĐ-8-9, khi ngừng một mạch trên đoạn NĐ-8 là nguy hiểm hơn so với trường hợp sự cố một mạch trên
đoạn 8-9. Khi ngừng một mạch trên đường dây NĐ-8, tổn thất điện áp trên đoạn này bằng:
∆
U
N-8 sc
% = 2.
∆
U
N-8 bt

% = 2×6,43 = 12,86 %
Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn 8-9 thi:
∆
U
8-9 sc
% = 2.
∆
U
8-9 bt
% = 2×3,66 = 7,32 %
Như vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố đối với đường dây bằng:
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

∆
U
N-8-9 sc
% =
∆
U
N-8 sc
% +
∆
U
8-9 bt
% = 12,86% + 3,66% = 16,52 %
Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây cho trong bảng 3.6
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 24

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bảng 3.6 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện
Đường dây ΔU
bt
, % ΔU
sc
,% Đường dây ΔU
bt
, % ΔU
sc
,%
NĐ - 1 3,64 7,28 HT - 1 1,45 2,9
NĐ - 6 5,07 10,14 HT - 2 6,15 12,3
NĐ - 7 5,05 10,1 2-3 3,44 6,88
NĐ - 8 6,43 12,86 5-4 4,53 9,06
8-9 3,66 7,32 HT - 5 7,08 14,16
Từ các kết quả trong bảng 3.6 nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường bằng:
∆
U
max bt
% =
∆
U
HT-5 bt
% +
∆
U
5-4 bt
%
= 7,08% + 4,53 % = 11,61%

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế dộ sau sự cố bằng:
∆
U
max sc
=
∆
U
HT-5sc
% +
∆
U
5-4 bt
%
= 14,16% + 4,53% = 18,69%
SV: Hoàng Minh Huấn
Lớp: ĐK7.3 Trang 25