đồ án kỹ thuật điện điện tử Cân bằng sơ bộ công suất . Tính bù cưỡng bức công suất phản kháng

BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHẦN THỨ NHẤT
THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
CHƯƠNG 1 :
CÁC LỰA CHỌN KỸ THUẬT CƠ BẢN
1.1.phân tích nguồn và phụ tải.
1.Sơ đồ địa lý:
2.Những số liệu về nguồn cung cấp:
a.Nhà máy 1:
• Công suất đặt: P
1
=4x50=200MW
• Hệ số công suất: cosφ=0,85
• Điện áp định mức: U
đm
=10kV
b.Nhà máy 2:
• Công suất đặt: P
2
=3x50=150MW
• Hệ số công suất: cosφ=0,85
• Điện áp định mức: U
đm
=10kV
3.Những số liệu về phụ tải:
Được biểu diễn nh bảng sau
Pt1 Pt2 Pt3 Pt4 Pt5 Pt6 Pt7 Pt8 Pt9
P
max
29 18 18 29 38 18 38 29 29
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 1

44,72
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
cosϕ
0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85
Yêu cầu ĐCĐA Kt Kt Kt Kt Kt Kt Kt Kt Kt
Yêu cầu độ tin cậy Tất cả các phụ tải đều được cấp điện từ 2 nguồn
Ta có các nhận xét nh sau :
Hệ thống được thiết kế gồm hai nhà máy, nhà máy loại nhiệt điện, cung cấp cho 9
phụ tải
Đa số các phụ tải đều nằm ở giữa và lân cận hai nhà máy, đây là một điều kiện rất
thuận lợi để đề ra các phương án nối dây, kết hợp với việc cung cấp điện cho các hộ
phụ tải và nối liên lạc giữa hai nhà máy thành một hệ thống điện.
Để đảm bảo cung cấp điện ta phải chú ý đến các hộ phụ tải, tính chất của các hộ
tiêu thụ điện để có phương thức cung cấp điện nhằm đáp ứng được yêu cầu của các hộ
dùng điện.
Theo nh sơ đồ bố trí vị trí các phụ tải và vị trí của các nhà máy điện ta thấy rằng:
Phụ tải xa nguồn nhất đó là phụ tải 5&7 với khoảng cách tới nguồn là hơn
100km, còn phụ tải gần nguồn nhất là phụ tải 1 với khoảng cách tới nguồn I là
53,85km , và phụ tải 9 với khoảng cách tới nguồn II là 50,99km
Các hé phụ tải 1, 2, 5, 6,7 ở gần nhà máy điện I, nên phương án nối dây xu
hướng do nhà máy nhiệt điện 1 cung cấp.
Các hé phụ tải còn lại ở gần nhà máy nhiệt điện II nên phương án nối dây chủ
yếu do nhà máy này cung cấp.
Nhà máy nhiệt điện I gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 50MW, tổng công
suất lắp đặt của nhà máy I là 200MW. Nhà máy nhiệt điện II gồm 3 tổ máy, công suất
mỗi tổ máy là 50MW, tổng công suất lắp đặt của nhà máy II là 150MW.
Nhà máy I chủ yếu cung cấp cho các hộ phụ tải 1, 2, 5 , 6 , 7 với tổng công suất
khi phụ tải max là 132MW. Còn nhà máy II cung cấp chủ yếu cho các hộ phụ tải 6, 7,
8 , 9 với tổng công suất khi phụ tải cực đại là 114MW.
Tổng công suất phát của 2 NM là : ∑P

F
= 4.50 + 3.50 = 350MW.
Giả thiết tất cả các phụ tải đều hoạt động hết công suất , thì tổng công suất
phụ tải yêu cầu là : ∑P
pt
= 246 MW.
Nh vậy ở chế độ bình thường khi mà tất cả các tổ máy hoạt động thì lượng
công suất của 2 NM cung cấp cho phụ tải là thoả mãn
Do yêu cầu của ĐTC là tất cả các phụ tải đều phải được cấp điện từ 2 nguồn
nên ta dùng đường dây 2 mạch.
Tóm lại khi ta thiết kế mạng điện này ta cần chú ý các điều kiện sau:
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 2
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Phân tích và dự báo phụ tải phải chính xác.
Đảm bảo cho nhà máy vận hành với công suất tối thiểu và ở chế độ cực đại
thì phải thoả mãn nhu cầu của phụ tải.
Đảm bảo được các điều kiện về khí tượng, thuỷ văn, địa chất, địa hình, giao
thông vận tải.
Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải
Dựa vào khả năng cung cấp điện của các nhà máy và yêu cầu của các phụ tải
ta định chế độ vận hành cho các nhà máy điện sao cho kinh tế nhất và đảm bảo ổn
định cho hệ thống.
1.2. Chọn cấp điện áp định mức của lưới .
Ta chỉ tính điện áp trên nhánh mà khoảng cách từ phụ tải đÕn NMĐ gần nhất:
Ta có công suất và khoảng cách từ phụ tải đến nguồn gần nhất cho trong bảng sau:
Phụ tải S (MW) L (km)
1 29+j17,97 53,85
2 18+j11,155 100
3 18+j11,155 70,71
4 29+j17,97 56,57

5 38+j23,55 82,46
6 18+j11,155 67,08
7 38+j23,55 85,44
8 29+j17,97 95,39
9 29+j17,97 50,99
Việc chọn cấp điện áp vận hành của hệ thống điện là rất quan trọng. Tuỳ thuộc vào
giá trị công suất cần truyền tải và dộ dài của đường dây tải điện mà ta chọn độ lớn của
điện áp vận hành sao cho thích hợp nhất. Nếu công suất truyền tải lớn và tải điện đi xa
thì ta dùng điện áp lớn sẽ có lợi hơn vì giảm được đáng kể tổn thất công suất truyền
tải trên đường dây nhưng làm tăng tổn thất công suất vầng quang và phải chi phí vốn
đầu tư vào cách điện cho đường dây và máy biến áp.
Để xác định cấp điện áp cho hệ thống, theo kinh nghiệm thiết kế đã đưa ra được
công thức:

PLU .16.34,4
+=
Trong đó:
L: khoảng cách truyền tải (km)
P: công suất truyền tải trên đường dây (MW)
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 3
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đối với từng phụ tải ta có :
kVU 76,9829.1685,53.34,4
1
=+=
kVU 49,8518.16100.34,4
2
=+=
kVU 2,8218.1671,70.34,4
3

=+=
kVU 9029.1657,55.34,4
4
=+=
kVU 04,11438.1646,82.34,4
5
=+=
kVU 78,8118.1608,67.34,4
6
=+=
kVU 286,11438.1644,85.34,4
7
=+=
kVU 65,10229.1639,95.34,4
8
=+=
kVU 49,9829.1699,50.34,4
9
=+=
Ta nhận thấy điện áp vận hành của hệ thống gần với giá trị định mức 110 kV ,
do đó ta chọn điện áp định mức sơ bộ của hệ thống là U
đm
= 110 kV.
1.3. Các lựa chọn kỹ thuật.
Do khoảng cách truyền tải từ nguồn đến phụ tải tương đối lớn ta chọn đường
dây truyền tải trên không
Yêu cầu của độ tin cậy là tất cả các phụ tải đều được cấp điện từ 2 nguồn nên ta
sử dụng đường dây 2 mạch .
Ta chọn dây nhôm lõi thép làm dây truyền tải do đảm bảo được khả năng dẫn
điện , độ bền cơ học cao và đảm bảo được kinh tế

Vì mạng điện có điện áp định mức sơ bộ là 110kV nên ta chọn cột bê tông cốt
thép là hợp lý nhất.
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 4
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 2 :
CÂN BẰNG SƠ BỘ CÔNG SUẤT
TÍNH BÙ CƯỠNG BỨC CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
Để hệ thống điện làm việc ổn định đảm bảo cung cấp điện cho các hộ phụ tải
điện thì nguồn điện phải đảm bảo cung cấp đủ công suất tác dụng P và công suất phản
kháng Q cho các hộ phụ tải, tức là ở mỗi thời điểm nào đó phải luôn luôn tồn tại sự
cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ của các hộ phụ tải và công suất
tiêu tán trên các phần tử của hệ thống. Mục đích của phần này là ta tính toán xem
nguồn phát có đáp ứng đủ công suất tác dụng và công suất phản kháng cho các hộ phụ
tải không? Từ đó định ra phương thức vận hành cho nhà máy cũng nh lưới điện nhằm
đảm bảo cung cấp điện cũng nh chất lượng điện năng tức là bảo đảm tần số và điện áp
luôn luôn ổn định trong giới hạn cho phép.
2.1. Cân bằng công suất tác dụng:
Cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng thực hiện cho chế dộ
max . Tổng công suât có thể phát của 2 NMĐ phải bằng hoặc lớn hơn công suất yêu
cầu . Nếu công suất tác dụng của nguồn điện nhỏ hơn yêu cầu của phụ tải thì tần số sẽ
giảm . Cân bằng công suất tác dụng sẽ có tính chất toàn hệ thống, tần số ở mọi nơi
trong hệ thống điện luôn nh nhau.
ΣP
F
≥P
yc
= m.ΣP
pt
+ΣΔP
md

+ ΣP
td
+ ΣP
dtr
Trong đó:
ΣP
F
: là tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện
m : là hệ số đồng thời, trong đồ án này lấy m=1
ΣP
pt
: là tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ
ΣΔP
md
: là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp, trong
đồ án này ta chọn bằng 10%.m.ΣP
pt
ΣP
td
: là tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện, có giá trị trong
khoảng 8-10%.ΣP
F
. Trong đồ án này ta chọn là:
ΣP
td
= 8%ΣP
F
ΣP
dtr
: là tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống, ở đây ta lấy bằng công

suất của tổ máy phát lớn nhất
Do đó ta có:
Tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện:
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 5
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ΣP
F
=4.50+3.50=350MW
Tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ:
ΣP
pt
=18.3+29.4+38.2=246MW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp:
ΣΔP
md
=10%.m.ΣP
pt
=10%.1.246=24,6
Tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện:
ΣP
td
= 8%.ΣP
F
= 28MW.
Tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống là:
ΣP
dtr
= 50MW.
Ta có :
P

yc
= 246+24,6+28+50 = 348,6MW
ΣP
F
= 350MW ≥ P
yc
= 348,6MW
Vậy hai nhà máy cung cấp đủ công suất tác dụng cho các hộ phụ tải khi vận hành
ở chế độ cực đại và khi sửa chữa một tổ máy nào đó thì hệ thống vẫn đủ công suất
cung cấp cho phụ tải.
2.2. Cân bằng công suất phản kháng:
Nếu công suất phản kháng phát nhỏ hơn yêu cầu thì điện áp giảm và ngược lại.
Khác với công suất tác dụng, cân bằng công suất phản kháng vừa có tính chất hệ
thống vừa có tính chất địa phương, có nghĩa là chỗ này của hệ thống có thể đủ nhưng
chỗ khác của hệ thống lại thiếu công suất phản kháng.
Tổng công suất phản kháng có thể phát của 2 NMĐ phải bằng hoặc lớn hơn công
suất phản kháng yêu cầu
ΣQ
F
≥ Q
yc
= ΣQ
pt
+ΣΔQ
B
+ΣΔQ
L
- ΣΔQ
C
+ ΣQ

td
+ ΣQ
dtr
Trong đó:
ΣQ
F
: là tổng công suất phản kháng định mức của các nhà máy điện
ΣQ
pt
: là tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải
ΣΔQ
B
: là tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp, trong đồ án này
ta lấy ΣΔQ
B
=12%.ΣQ
pt
ΣΔQ
L
: là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng điện
ΣΔQ
C
: là tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây cao áp sinh ra,
đối với bước tính sơ bộ và với mạng điện có điện áp 110kV, ta coi:
ΣΔQ
C
= ΣΔQ
L
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 6
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ΣQ
td
: là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện được xác định
theo công thức:
ΣQ
td
= ΣP
td
.tgφ
td
Trong đồ án ta chọn:
cosφ
td
=0,8
ΣQ
dtr
: là tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống, có thể lấy bằng công
suất phản kháng của tổ máy lớn nhất trong hệ thống
Thay số vào ta được:
Tổng công suất phản kháng định mức của các nhà máy điện:
ΣQ
F
=ΣP
F
.tgφ
F
=350.tg(arccos(0,85))=216,91 MVAr
Tổng công suất khản kháng cực đại của các phụ tải:
ΣQ
pt

= ΣP
pt
.tgφ
pt
= 152,457 MVAr
Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp:
ΣΔQ
B
=12%.ΣQ
pt
=28,94 MVAr
Tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy:
ΣQ
td
= ΣP
td
.tgφ
td
=21 MVAr.
Tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống:
ΣQ
dtr
=Q
Fmax
=P
Fmax
.tgφ
F
=30,987 MVAr
Tổng công suất phản kháng cần bù là:

ΣQ
yc
= m.ΣQ
pt
+ΣΔQ
B
+ ΣQ
td
+ ΣQ
dtr
=233,384 MVAr
Ta nhận thấy ΣQ
F
< ΣQ
yc
. Do đó ta phải bù cưỡng bức công suất phản kháng
Q
b
= ΣQ
yc
- ΣQ
F
= 233,384-216,91 = 16,474MVAr
2.3. Bù sơ bộ công suất phản kháng:
Theo nguyên tắc ta bù cho hộ ở xa, cosφ thấp, phụ tải lớn. Ta nhận thấy phụ tải 5
& 7 có công suất lớn nh nhau, ta bù cho hé 7 trước. Giả thiết ta bù hết cho hé 7 một
lượng Q
b
= 16,474.
Ta có : Q

7
= 38.tg(arcos0,85) = 23,55 MVAr.
Mặt khác : Q
b
= Q
7
- Q
7
’
⇒ Q
7
’
= Q
b
- Q
7
= 7,076.
→ tgφ
7
’
=7,076/38 = 1,0862 → cosφ
7
’
= 0,98>0,95
Do đó ta chỉ bù đến cos φ
7
’
= 0,95.
cosφ
7

’
=0,95→ tgφ
7
’
=0,3287
Vởy Q
b7
= 23,55- 12,49 = 11,06MVAr.
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 7
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lượng còn lại ta tiếp tục bù cho hé 5 .
Q
b5
= 16,474- 11,06 = 5,414MVAr
⇒ Q
5
’
= 23,55 - 5,414 = 18,136MVAr.
→ tgφ
5
’
=0,477→ cosφ
5
’
=0,9.
Ta có bảng phân bố phụ tải :
Phụ tải Trước khi bù Lượng Q
b
Sau khi bù
1 29+j17,97 Không bù 29+j17,97

2 18+j11,155 Không bù 18+j11,155
3 18+j11,155 Không bù 18+j11,155
4 29+j17,97 Không bù 29+j17,97
5 38+j23,55 Bù.Q
b
=5,414.cosφ=0,9 38+j18,14
6 18+j11,155 Không bù 18+j11,155
7 38+j23,55 Bù.Q
b
=11,06.cosφ=0,95 38+jj12,49
8 29+j17,97 Không bù 29+j17,97
9 29+j17,97 Không bù 29+j17,97
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 8
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 3 :
THÀNH LẬP CÁC PHƯƠNG ÁN LƯỚI ĐIỆN
TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN
3.1.Dự kiến phương thức vận hành cho 2 nhà máy.
Việc quyết định phương thức huy động nguồn trong toàn hệ thống cũng nh việc
xác định trình tự vận hành của từng nhà máy điện là phải chính xác và hợp lý, chặt
chẽ về kinh tế kỹ thuật. Đối với nhà máy điện đang xét là nhà máy nhiệt điện nên phụ
tải kinh tế của nó là (0,6-0,85) phụ tải định mức, ở đây ta chọn P
kt
=80%P
đm
.
1.Khi phụ tải cực đại:
Nếu chưa tính đến công suất dự trữ thì tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:
ΣP
yc

=ΣP
pt
+ΣΔP
md
+ ΣP
td
Thay sè ta được:
ΣP
yc
=246+10%.24,6+8%.246=290,3 MW
Để đảm bảo cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống, ta cho nhà máy 1 nhận
phụ tải trước trước.
Công suất nhà máy I phát lên lưới là:
MW
PPPPPP
mddmdmtdFvh
1424,186.
100
8
200.
100
80
)%80%.(8%.80
11111
=−=
∆+−=−=
∑
Công suất nhà máy II phải đảm nhận là:
P
F2

= ΣP
yc
-P
F1
=290,3- 80%.200=130,3 MW=86,8%.P
dmF2
.
Công suất tự dùng của nhà máy II là:
P
td2
= ΣP
td
-P
td1
= 28-15 = 13 MW
Công suất nhà máy II phát lên lưới là:
P
vh2
=P
F2
-P
td2
=130,3-13=117,3 MW
Vậy trong chế độ phụ tải cực đại thì ta có phương thức vận hành cho hai nhà máy
là:
Nhà máy I phát công suất 160 MW, có 4 tổ máy vận hành
Nhà máy II phát công suất 130,3 MW, có 3 tổ máy vận hành
2.Khi phụ tải cực tiểu:
Còng theo nguyên tắc nh trên để phân bố công suất cho hai nhà máy, để sao cho
đạt được yêu cầu tối thiểu về kĩ thuật và kinh tế.

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 9
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ta có : P
min
= 50%.P
max
= 123MW.
Tương tù nh trên:
ΣP
yc
=ΣP
ptmin
+ΣΔP
md
+ ΣP
td
= ΣP
ptmin
+10%.ΣP
ptmin
+8%. ΣP
ptmin
=123+12,3+9,84=145,14 MW
Để đảm bảo tính kinh tế và kĩ thuật ta cho nhà máy I nhận phụ tải trước, khi đó:
Giả thiết cho 2 tổ máy nghỉ, công suất phát của NM I trong chế độ phụ tải cực
tiểu là:
P
F1
= 80%P
đmmin

=0,8.100=80MW.
Vậy ta cho 2 tổ máy nghỉ và phát với 80% P
đm1
Công suất nhà máy I phát lên lưới là:
MWPPPPPP
mddmdmtdFvh
6,72)%.80%.(8%.80
min1min1111
=∆+−=−=
∑
Công suất nhà máy II phải đảm nhận là:
P
F2
= ΣP
yc
-P
F1
=145,14-80%.100=65,14 MW
Vậy ta cho 1 tổ máy nghỉ và phát với P
F2
=65,14%.P
dmF2
Vậy ta cho nhà máy II vận hành với 1 tổ máy nghỉ và phát 61,12%P
đm
Công suất tự dùng của nhà máy II là:
P
td2
= ΣP
tdmin
-P

td1
=14-7,4=6,6 MW
Công suất nhà máy II phát lên lưới là:
P
vh2
=P
F2
-P
td2
=58,5MW
Vậy trong chế độ phụ tải cực tiểu thì ta có phương thức vận hành cho hai nhà máy
là:
Nhà máy I phát công suất 80 MW, có 2 tổ máy vận hành
Nhà máy II phát công suất 65,14 MW, có 2 tổ máy vận hành
3.Trường hợp sự cố:
Ta có công suất của các tổ máy của 2 NM là nh nhau, do NM I có tổng công suất
phát lớn hơn nên khi sự cố 1 tổ máy bên NM I sẽ ảnh hưởng hơn so với sự cố I tổ
máy bên NM II. Ta cần tìm ra phương thức vận hành hợp lý cho cả hai nhà máy.
giả sử nhà máy I có một tổ máy bị sự cố, khi đó ta có:
Tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:
ΣP
yc
=ΣP
pt
+ΣΔP
md
+ ΣP
td
=290,3 MW
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 10

BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ta cho nhà máy I vận hành với 100% công suất định mức, ta có công suất nhà
máy I phát lên lưới là:
MWPPP
tdFvh
136
111
=−=
Công suất nhà máy II phải đảm nhận là:
P
F2
= ΣP
yc
-P
F1
=290,3-150=140,3 MW=93,5%.P
dmF2
Công suất tự dùng của nhà máy II là:
P
td2
= ΣP
td
-P
td1
= 28-14 = 14 MW
Công suất nhà máy II phát lên lưới là:
P
vh2
=P
F2

-P
td2
=140,3-14=126,3 MW
Vậy trong chế độ sự cố thì ta có phương thức vận hành cho hai nhà máy là:
Nhà máy I phát công suất 150 MW, có 3 tổ máy vận hành
Nhà máy II phát công suất 140,3MW, có 3 tổ máy vận hành
Bảng tổng kết phương thức vận hành cho cả hai nhà máy:

Nhà máy
Phụ tải cực đại Phụ tải cực tiểu Chế độ sự cố
P
F
(MW)
Số tổ máy
làm việc
P
F
(MW)
Số tổ máy
làm việc
P
F
(MW)
Số tổ máy
làm việc
NĐ I
160
=80%
4x50
80

=80%
2x50
150
=100%
3x50
NĐ II
130,3
=86,8%
3x50
65,14
=65,14%
2x50
140,3
=93,5%
3x50
3.2.Thành lập các phương án lưới điện.
1. Nguyên tắc chung thành lập các phương án lưới điện :
• Đảm bảo độ tin cậy theo yêu cầu . Mỗi phụ tải được cấp điện bằng 2 đường
dây độc lập . Để đảm bảo liên lạc chắc chắn giữa 2 NMĐ , đường dây liên lạc
là 2 lé song song.
• Đảm bảo hiệu quả kinh tế của lưới điện : công suất phải được cấp điện cho
phụ tải bằng đường dây gần nhất , có hướng từ nguồn đến phụ tải
• dựa vào sơ đồ địa lý ta nhận thấy phụ tải 5 có vị trí gần trung tâm phụ tải hơn
nên ta sẽ lấy pt5 làm điểm phân chia công suất .Nhưng ta vẫn phải xét cả
trường hợp lấy pt7 làm điểm phân chia công suất
2. Các phương án lựa chọn thiết kế:
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 11
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Sau khi xem xét yêu cầu cầu nguồn cũng nh của phụ tải ta đưa ra các phương án
lựa chọn để thiết kế nh sau :

• Phương án 1
ND1
ND2
1
2
5
3
4
6
7
8
9
53,85 km
60,83 km
101,98 km
67,08 km
85,44 km
82,46 km
56,57 km
42,43 km
53,85 km
50,99 km
• Phương án 2
1
60,83 km
53,85 km
ND1
101,98 km
85,44 km
67,08 km

6
7
5
2
4
3
42,43 km
82,46 km
56,57 km
ND2
50,99 km
9
53,85 km
8
70,71 km
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 12
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• Phương án 3
1
60,83 km
53,85 km
ND1
101,98 km
85,44 km
67,08 km
6
7
5
2
4

3
82,46 km
56,57 km
ND2
50,99 km
9
95,39 km
8
70,71 km
• Phương án 4
70,71 km
8
95,39 km
9
50,99 km
ND2
56,57 km
82,46 km
3
4
2
5
7
6
67,08 km
85,44 km
101,98 km
ND1
53,85 km
60,83 km

1
53,85 km
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 13
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• Phương án 5
8
53,85 km
9
50,99 km
ND2
44,72 km
82,46 km
3
4
2
5
7
6
67,08 km
85,44 km
101,98 km
ND1
53,85 km
60,83 km
1
70,71 km
• Phương án 6
70,71 km
8
53,85 km

9
50,99 km
ND2
44,72 km
82,46 km
3
4
2
5
7
6
67,08 km
85,44 km
101,98 km
ND1
53,85 km
100 km
1
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 14
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• Phương án 7
8
95,39 km
9
50,99 km
ND2
56,57 km
104,4 km
3
4

2
5
7
6
67,08 km
85,44 km
101,98 km
ND1
53,85 km
60,83 km
1
53,85 km
70,71 km
• Phương án 8
1
60,83 km
53,85 km
ND1
101,98 km
85,44 km
67,08 km
6
7
5
2
4
3
104,4 km
56,57 km
ND2

50,99 km
9
95,39 km
8
70,71 km
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 15
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• Phương án 9
1
60,83 km
53,85 km
ND1
101,98 km
85,44 km
67,08 km
6
7
5
2
4
3
104,4 km
56,57 km
ND2
50,99 km
9
56,57 km
8
70,71 km
• Phương án 10

70,71 km
8
53,85 km
9
50,99 km
ND2
44,72 km
56,57 km
3
4
2
5
7
6
67,08 km
85,44 km
101,98 km
ND1
53,85 km
60,83 km
1
Qua các phương án trên ta nhận thấy rằng tổng khoảng cách từ phụ tải 5 dến các
nhà máy điện là nhỏ nhất nên các phương án lựa chọn phụ tải 5 làm điểm liên lạc giữa
2 nhà máy là hợp lý hơn cả nên ta sẽ chọn 5 phương án đầu để so sánh kinh tế và kỹ
thuật các phương án với nhau.
3.3.Tính toán kỹ thuật các phương án :
A. Phương pháp chung:
1. Chọn tiết diện dây dẫn:
Đối với mạng điện khu vực , các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế
của dòng điện:

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 16
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
kt
J
I
F
max
=
Trong đó :
I
max
: Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại , A
J
kt
: mật độ kinh tế của dòng điện , A/mm
2
. Với dây AC ,T
max
= 5500h , tra
bảng ta có J
kt
=1A/mm
2
.
Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải được xác định theo công
thức :
A
Un
S
I

dm
3
max
max
10
3
=
Trong đó :
n : số mạch đường dây . ở đây ta có n = 2
U
đm
: điện áp định mức của mạng . U
đm
= 110kV.
S
max
: công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại
Tuy nhiên để đảm bảo đường dây vận hành bình thường sau sự cố ta phải có điều
kiện sau: I
sc
≤I
cp
.
Trong đó:
I
sc
: Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố
I
cp
: Dòng điện làm việc cho phép lâu dài của dây dẫn

2. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện:
Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng điện
và độ lệch điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng điện .Khi thiết kế các
mạng điện thường giả thiết rằng hệ thống hoặc các nguồn cung cấp có đủ công suất
tác dụng để cung cấp cho các phụ tải .Do đó không xét đến những vấn đề duy trì tần
số .Vì vậy chỉ tiêu chất lượng của điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu
thụ so với điện áp định mức ở mạng điện thứ cấp
Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các trạm hạ áp , trong chế độ phụ tải cực đại
ta cho phép các tổn thất điện áp lớn nhất không vượt quá 10-15% trong chế độ làm
việc bình thường và trong chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp không vượt quá 15-
20%:
∆U
max bt
% = 10-15%
∆U
max sc
% = 15-20%
Tổn thất điện áp trong chế độ bình thường của đường dây thứ inào đó được xác
định theo công thức:
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 17
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
100.

2
dm
iiii
ibt
U
XQRP
U

+
=∆
Trong đó:
P
i
,Q
i
:Công suất chạy trên đường dây thứ i
R
i
,X
i
:Điện trở và điện kháng của đường dây thứ i
Đối với đường dây 2 mạch , nếu ngừng 1 mạch thì tổn thất trên đường dây còn lại
bằng: ∆U
i sc
= 2.∆U
i bt
Với đường dây liên thông nối 2 phụ tải ,khi sự cố ta có: ∆U
sc2
= 2∆U
i
+ ∆U
2
Với đường dây liên lạc tính cho 2 trường hợp:
- Sự cố đứt 1 đường dây.
- Sự cố 1 tổ máy lớn nhất .
Sau khi tính các trường hợp riêng , ta chọn giá trị max của chúng là tổn thất điện
áp của phương án:
∆U

max sc
= max{∆U
i sc
}
B. Tính toán kỹ thuật từng phương án:
Phương án 1:
9
8
7
6
4
3
5
2
1
ND2
ND1
50,99 km
53,85 km
42,43 km
56,57 km
82,46 km
85,44 km
67,08 km
101,98 km
60,83 km
53,85 km
1.Tính phân bố công suất trên lưới :
Như đã xác định phương thức vận hành của hai nhà máy điện khi phụ tải cực
đại, các tổ máy của nhiệt điện I phát với P

ktI
= 80%.P
đmI
Công suất tác dụng từ nguồn điện I truyền vào đường dây liên lạc I5 được xác
định nh sau :
P
I5
= P
ktI
– P
td
– (P
NI
+ ∆P
NI
)
Trong đó :
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 18
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
P
ktI
– P
td
= P
vhI
: công suất của nhà máy 1 phát lên thanh góp cao áp
P
NI
: tổng công suất của các phụ tải nối với NM I
∆P

NI
: tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây do nhiệt điện
cung cấp (∆P
NI
= 6%P
NI
)
ở đây ta có :
P
vhI
= 142MW
P
NI
= P
1
+ P
2
+ P
6
+ P
7
= 103 MW
∆P
NI
= 6%.103 = 6,18 MW
Thay sè ta có :
P
I5
= 142- 103 – 6,18 = 32,8 MW.
Đối với công suất phản kháng truyền vào đường dây I5 được xác định tương tự

nh trên nhưng ta lấy ∆Q
NI
= 10%Q
NI
.
Ta có : Q
NI
= P
NI
.tg(arcos0,9) = 103.0,484 = 49,85 MVAr.
∆Q
NI
= 10%Q
NI
= 4,985 MVAr.
Q
vhI
= 142.0,484 = 68,73 MVAr.
Vậy ta có : Q
I5
= 68,73 – 49,85 – 4,98 = 13,89 MVAr.
Nh vậy : S
I5
= 32,8 + j13,89MVA.
Vậy ta sẽ có công suất do nguồn II truyền vào đường dây liên lạc II5 là:
S
II5
= S
5
– S

I5
= 38+j18,14-(32,8+j13,89)
= 5,2+j4,25 MVA.
Dòng công suất từ nguồn I truyền vào phụ tải 1 là :
S
I1
= S
1
+ S
2
= 47 + j29,13 MVA.
Tương tù ta sẽ có :
S
II4
= S
4
+ S
3
= 47 + j29,13 MVA.
S
II9
= S
9
+ S
8
= 58 + j35,94 MVA.
S
12
= S
2

= 18 + j11,155 MVA.
S
34
= S
3
= 18 + j11,155 MVA.
S
89
= S
8
= 29 + j17,97 MVA.
S
I6
= 18 + j11,155 MVA.
S
I7
= 38 + j12,5 MVA.
2. Chọn tiết diện dây dẫn:
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây I5 :
Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 19
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
AI
I
47,9310
110.32
89,138,32
3
22
5

=
+
=
⇒F
I5
=
A47,93
1
47,93
=
Theo tiêu chuẩn ta sẽ chọn dây dẫn có tiết diện lớn hơn gần nhất . Nh vậy trên
đoạn I5 ta sẽ chọn dây AC-95, có I
cp
= 330A
Do là đường dây nối 2 NMĐ nên ta kiểm tra 2 trường hợp sự cố :
1. Đứt 1 đường dây liên lạc
2. sự cố 1 tổ máy .
Xét trường hợp đứt 1 đường dây liên lạc : I
sc
= 2I
I5
= 2.93,47 = 187A.
Nh vậy :
I
sc
≤ I
cp

Khi ngõng 1 tổ máy phát của NMI , thì các máy phát còn lại sẽ phát 100% công suất ,
lúc này tổng công suất của NMI là :P

FI
= 150 MW
Công suất tự dùng trong NM là : P
td
= 8%.(150+24,6) = 12 MW
Dòng công suất chạy trên đường dây là :
P
I5
= 150 - 12 - 103 – 6,18 = 28,8 MW.
Q
I5
= (150-12).0,484 – 49,85 – 4,98 = 11,96 MVAr
Vậy S
I5SC
= 28,8 + j11,96 MVA.
⇒
cpscI
IAI
≤=
+
=
8710
110.32
96,118,28
3
22
5
Qua 2 trường hợp sự cố trên ta nhận thấy rằng dây dẫn đã chọn thoả mãn điều
kiện phát nóng cũng nh tổn thất vầng quang trên đường dây
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây II5 :

Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
AI
II
2010
110.32
25,42,5
3
22
5
=
+
=
⇒F
II5
=
A20
1
20
=
Để đảm bảo điều kiện vầng quang trên đoạn II5 ta sẽ chọn dây AC-70 , có I
cp
= 265A
Do là đường dây nối 2 NMĐ nên ta kiểm tra 2 trường hợp sự cố :
1. Đứt 1 đường dây liên lạc
2. sự cố 1 tổ máy .
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 20
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Xét trường hợp đứt 1 đường dây liên lạc : I
sc
= 2I

II5
= 2.20 = 40A.
Nh vậy :
I
sc
≤ I
cp

Khi ngõng 1 tổ máy phát của NMI ta có :
S
II5SC
= S
I5sc
+ S
5
=66,8+ j30,1MVA.
⇒
cpscII
IAI
≤=
+
=
3,19210
110.32
1,308,66
3
22
5
Nh vậy dây dẫn đã chọn thoã mãn.
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây I1 :

Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
AI
I
1,14510
110.32
13,2947
3
22
1
=
+
=
Do J
kt
= 1 nên F
I1
= 145,1
Ta chọn dây AC-150 , có I
cp
= 445A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
sc
= 2.I
I1
= 290,2 < I
cp
.
Nh vậy dây dẫn đã chọn thoã mãn.
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây II4 :

Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
AI
II
1,14510
110.32
13,2947
3
22
4
=
+
=
Do J
kt
= 1 nên F
I1
= 145,1
Ta chọn dây AC-150 , có I
cp
= 445A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
sc
= 2.I
II4
= 290,2 < I
cp
.
Nh vậy dây dẫn đã chọn thoã mãn.
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây II9 :

Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
AI
II
17910
110.32
94,3558
3
22
9
=
+
=
Do J
kt
= 1 nên F
I1
= 179
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 21
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ta chọn dây AC-185 , có I
cp
= 510A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
sc
= 2.I
II9
= 358 < I
cp
.

Nh vậy dây dẫn đã chọn thoã mãn.
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây 12 :
Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
AI 57,5510
110.32
155,1118
3
22
12
=
+
=
Do J
kt
= 1 nên F
I1
= 55,57
Để đảm bảo điều kiện vầng quang , ta chọn dây AC-70 , có I
cp
= 265A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
sc
= 2.I
12
= 111,14 < I
cp
.
Nh vậy dây dẫn đã chọn thoã mãn.
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây 34 :

Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
AI 57,5510
110.32
155,1118
3
22
34
=
+
=
Do J
kt
= 1 nên F
34
= 55,57
Để đảm bảo điều kiện vầng quang , ta chọn dây AC-70 , có I
cp
= 265A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
sc
= 2.I
34
= 111,14 < I
cp
.
Nh vậy dây dẫn đã chọn thoã mãn.
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây 98 :
Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
AI 5,8910

110.32
97,1729
3
22
34
=
+
=
Do J
kt
= 1 nên F
34
= 89,5mm
2
Ta chọn dây AC-95 , có I
cp
= 330A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
sc
= 2.I
98
= 179 < I
cp
.
Nh vậy dây dẫn đã chọn thoã mãn.
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 22
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây I6 :
Dòng điện chạy trên đường dây bằng :

AI
I
57,5510
110.32
155,1118
3
22
6
=
+
=
Do J
kt
= 1 nên F
I6
= 55,57
Để đảm bảo điều kiện vầng quang , ta chọn dây AC-70 , có I
cp
= 265A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
sc
= 2.I
I6
= 111,14 < I
cp
.
Nh vậy dây dẫn đã chọn thoã mãn.
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây I7 :
Dòng điện chạy trên đường dây bằng :

AI
I
98,10410
110.32
5,1238
3
22
7
=
+
=
Do J
kt
= 1 nên F
I7
= 104,98
Ta chọn dây AC-120, có I
cp
= 380A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
sc
= 2.I
I1
= 205,96 < I
cp
.
Nh vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn.
Vậy ta có bảng thông số của các đường dây trong mạng điện theo phương án 1 nh
sau :

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 23
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bảng tính toán chi tiết dây dẫn:
đd n L(km) S(MVA) I
max
F
tt
F
tc
I
cp
I
sc
R X
I5 2 101,98 32,8+j13,89 93,47 93,47 95 330 187 16,8 21,8
II5 2 82,46 5,2+j4,25 20 20 70 265 197,5 18,96 18,14
I1 2 53,85 47+j29,13 145,1 145,1 150 445 290,2 5,65 11,15
II4 2 56,57 47+j29,13 145,1 145,1 150 445 290,5 5,94 11,71
II9 2 50,99 58+j35,94 179 179 185 510 358 4,33 10,43
98 2 53,85 29+j17,97 89,5 89,5 95 330 179 8,88 11,55
43 2 42,43 18+j11,15 55,57 55,57 70 265 111,14 9,76 18,07
12 2 60,83 18+j11,15 55,57 55,57 70 265 111,14 14 13,4
I6 2 67,08 18+j11,15 55,57 55,57 70 265 111,14 15,43 11,53
I7 2 85,44 38+j12,5 104,98 104,98 120 380 205,96 11,53 18,07
3.Tổn thất điện áp trong mạng điện:
• Tổn thất điện áp trên đường dây khi vận hành bình thường:
%7100.
110
8,21.89,138,16.8,32
%

2
5
=
+
=∆
I
U
%45,1100.
110
14,18.25,496,18.2,5
%
2
5
=
+
=∆
II
U
%88,4100.
110
15,11.13,2965,5.47
%
2
1
=
+
=∆
I
U
%13,5100.

110
71,11.13,2994,5.47
%
2
4
=
+
=∆
II
U
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 24
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
%17,5100.
110
43,10.94,3533,4.58
%
2
9
=
+
=∆
II
U
%32,3100.
110
14,13.155,1114.18
%
2
12
=

+
=∆U
%31,2100.
110
33,9.155,1176,9.18
%
2
34
=
+
=∆U
%84,3100.
110
55,11.97,1788,8.29
%
2
89
=
+
=∆U
%66,3100.
110
76,14.155,1143,15.18
%
2
6
=
+
=∆
I

U
%94,5100.
110
07,18.5,1253,11.38
%
2
7
=
+
=∆
I
U
Tổn thất điện áp trên đường dây I12 là :
∆U
I12
% = ∆U
I1
% +∆U
12
% = 8,2%
tương tù ta có :
∆U
I43
% = ∆U
I4
% +∆U
43
% = 7,44%
∆U
I98

% = ∆U
I9
% +∆U
98
% = 9,01%
• Tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ sau sự cố :
ở đây ta không xét các sự cố xếp chồng
Đối với các đường dây I12 , II43 , II98 ta nhận thấy rằng khi sự cố 1 mạch trên
đường dây nối với nguồn sẽ nguy hiểm hơn so với sự cố một mạch trên đoạn còn lại
Xét đường dây I12:
Ta có :
∆U
I1sc
% = 2. ∆U
I1
% = 9,76%
∆U
12sc
% = 2. ∆U
12
% = 6,64%
Nh vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố đối với đường dây I12 bằng :
∆U
I1scmax
% = 9,76 + 3,32 = 13,08%
Xét đường dây II43:
Ta có :
∆U
II4sc
% = 2. ∆U

II4
% = 10,26%
∆U
43sc
% = 2. ∆U
43
% = 4,62%
Nh vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố đối với đường dây II43 bằng :
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 25