Thiết kế mạng điện khu vực có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải, nguồn 1 HTĐ có công suất lớn,cos trên thanh gops110kV là 0,85, nguồn 2 nhà máy điện có 4 tổ máy công suất mỗi tổ Pđm=60MW,Uddm = 10,5kV

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
B GIO DC V O TO
TRNG H BCH KHOA H
NI

Khoa S phm k thut
CNG HềA X HI CH NGHA VIT NAM
c lp T do - Hnh phỳc
***

NHIM V THIT K TT NGHIP
H v tờn sinh viờn: Phan Thnh Trung
Khúa: K48 Ngnh hc: S phm k thut in
H tờn giỏo viờn hng dn: ThS. Lờ Huy Tựng
1. u thit k tt nghip
Thit k mng in cho khu vc cú hai ngun cung cp v 9 ph ti
2. Cỏc s liu ban u
Ngun cung cp th nht: H thng in cú cụng sut vụ cựng ln, cos trờn
thanh gúp 110kV l 0,85
Ngun cung cp th hai: nh mỏy nhit in cú 4 t mỏy phỏt. Mi t mỏy cú
cụng sut nh mc Pm= 60 MW, cos = 0,85, Um=10,5kV
Cỏc s liu v ph ti cho phn ph lc
3. Ni dung cỏc phn thuyt minh v tớnh toỏn
1. Phõn tớch cỏc c im ca ngun v ph ti
2. Cõn bng cụng sut tỏc dng v phn khỏng trong mng in
3. Chn phng ỏn cung cp in
4. Chn s lng, cụng sut cỏc mỏy bin ỏp trong cỏc trm, chn s
cỏc trm ca mng.
5. Phõn tớch cỏc ch vn hnh ca mng
6. Chn phng thc iu chnh in ỏp ca mng
7. Tớnh cỏc ch tiờu kinh t k thut ca mng.

4. Cỏc bn v v th
3-4 bn v dựng chiu lờn mn chiu.
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
1
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
5. Thi gian hon thnh lun ỏn
+ Ngy giao lun ỏn:
+ Ngy nhn lun ỏn:
Ngy 20 thỏng 03 nm
2007
TRNG B MễN GIO VIấN HNG
DN
Cỏc s liu ph ti
Cỏc s liu Cỏc h tiờu th
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ph ti cc i MW 38 29 30 38 29 36 38 28 30
H s cụng sut 0,9 0.85 0.85 0.85 0.9 0.9 0.9 0.8
5
0.9
Mc m bo cung cp
in
I I I I I I I I I
Yờu cu iu chnh in
ỏp
KT KT KT KT KT KT KT KT KT
in ỏp danh nh li
in th cp
10
Ph ti cc tiu bng 50 % ph ti cc i
Thi gian s dng cụng sut cc i Tmax = 5500h

Giỏ 01kW in nng tn tht : 600 ng
LấI N I đầU 5
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
CHơNG 1 6
PHâN TíCH CáC đặC đIểM NGUN V PHễ TảI 6
1.1. CáC Sẩ LIệU Về NGUN CUNG CấP V PHễ TảI 6
1.1.1. Vị TRí CáC NGUN CUNG CấP V PHễ TảI 6
1.1.2. NGUN CUNG CấP 7
1.1.3. Sẩ LIệU PHễ TảI 8
1.1.4. KếT LUậN 9
CHơNG 2 10
2.1. CâN BằNG CôNG SUấT TáC DễNG 10
2.2. CâN BằNG CôNG SUấT PHảN KHáNG 11
3.1. D KIếN CáC PHơNG áN NẩI DâY CẹA MạNG đIệN 14
3.2. TíNH TOáN CHỉ TIêU Kĩ THUậT CẹA CáC PHơNG áN 17
3.2.1. PHơNG áN 1 17
3.2.2. PHơNG áN 2 27
3.2.3. PHơNG áN 3 33
3.2.4. PHơNG áN 4 40
3.2.5. PHơNG áN 5 42
CáC PH ơNG áN 50
3.3. SO SáNH KINH Tế CáC PHơNG áN 50
3.3.1. PHơNG áN 1 52
3.3.2. PHơNG áN 2 53
3.3.3. PHơNG áN 3 54
3.3.4. PHơNG áN 4 55
3.3.5. TặNG HẻP CHỉ TIêU KINH Tế-Kĩ THUậT CẹA CáC PHơNG áN 56
3.4. SO SáNH Kĩ THUậT CáC PHơNG áN 57

CáC PH ơNG áN 57
CHơNG 4 58
CHN MáY BIếN áP TRONG CáC TRạM V Sơ đ NẩI đIệN CHíNH 58
4.1. CHN Sẩ LẻNG, CôNG SUấT CáC MáY BIếN áP TRONG CáC TRạM TăNG áP CẹA NH MáY đIệN 58
4.2. CHN Sẩ LẻNG V CôNG SUấT CáC MáY BIếN áP TRONG TRạM Hạ áP 59
4.1.1 Sẩ LẻNG CáC MáY BIếN áP 59
4.1.2. CHN CôNG SUấT CáC MáY BIêN áP 59
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
4.3. CHN Sơ đ TRạM V Sơ đ Hệ THẩNG đIệN 61
4.3.1. Sơ đ NẩI CHO CáC TRạM TăNG áP 61
4.3.2. Sơ đ NẩI CHO CáC TRạM Hạ áP 61
4.3.3. Sơ đ Hệ THẩNG đIệN THIếT Kế 62
CHơNG 5 63
TíNH CáC CHế đẫ VậN HNH CẹA MạNG đIệN 63
5.1.1. CáC đấNG DâY NẩI VI NH MáY đIệN 63
5.1.2. ĐấNG DâY NĐ-2-HT 67
5.1.4. CâN BằNG CHíNH XáC CôNG SUấT TRONG Hệ THẩNG 71
5.2. CHế đẫ PHễ TảI CC TIểU 72
CHơNG 6 75
TíNH đIệN áP CáC NểT V đIềU CHỉNH đIệN áP TRONG MạNG đIệN 75
6.1. TíNH đIệN áP CáC NểT TRONG MạNG đIệN 75
6.1.1. CHế đẫ PHễ TảI CC đạI (UCS = 121 KV) 75
6.1.2. CHế đẫ PHễ TảI CC TIểU (UCS = 105 KV) 76
6.2. ĐIềU CHỉNH đIệN áP TRONG MạNG đIệN 77
6.3. ĐIềU CHỉNH đIệN áP TạI CáC Hẫ LOạI I 78
CHơNG 7 83
TíNH CáC CHỉ TIêU KINH Tế Kĩ THUậT CẹA MạNG đIệN 83
7.1. VẩN đầU T XâY DNG MạNG đIệN 83

7.2. TặN THấT CôNG SUấT TáC DễNG TRONG MạNG đIệN 83
7.3. TặN THấT đIệN NăNG TRONG MạNG đIệN 84
7.4. TíNH CHI PHí V GIá THNH 85
7.4.1. CHI PHí VậN HNH HNG NăM 85
7.4.2. CHI PHí TíNH TOáN HNG NăM 85
7.4.3. GIá THNH TRUYềN TảI đIệN NăNG 85
7.4.4. GIá THNH XâY DNG 1 MW CôNG SUấT PHễ TảI TRONG CHế đẫ PHễ TảI CC đạI 85
T I LIệU THAM KHảO 86
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
4
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Lời nói đầu
Trong công cuộc xây dựng Chủ Nghĩa Xã Hội ở nớc ta, nghành công
nghiệp Điện lực giữ vai trò quan trọng cho sự phát chiển của mọi nghành kinh
tế khác và nhu cầu tiêu thụ điện năng của con ngời.
Để đáp ứng kịp thời sự tăng trởng và phát triển không ngừng của nền
kinh tế thị trờng, nghành điện lực luôn tìm tòi những giải pháp tối u để cung
cấp điện năng với chất lợng, độ tin cậy cao, cũng nh đạt hiệu quả kinh tế cao
nhất.
Hệ thống điện gồm có các nhà máy điện, các mạng điện và các hộ tiêu
thụ điện, đợc liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiên quá trình sản
xuất, chuền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng. Việc thiết kế mạng lới điện
một cách chính xác không những đảm bảo an toàn, độ tin cậy và kinh tế mà
còn định hớng cho phơng hớng phát triển điện sau này.
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
5
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Đồ án tốt nghiệp giúp em tổng hợp các kiến thức cơ bản đã học và vận
dụng những kiến thức đó vào thực hiện một nhiệm vụ cụ thể, tuy không lớn
nhng toàn diện.

Bản đồ án của em là : Thiết kế mạng điện khu vực có 2 nguồn cung
cấp và 9 phụ tải.
Do thời gian, khả năng và trình độ hiểu biết còn nhiều hạn chế nên bản
đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đợc sự góp ý, chỉ
bảo của các thầy cô.
Để hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn
thầy giáo, Ths_ Lê Huy Tùng đã tận tình hớng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình
làm đồ án. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo đã dậy dỗ, chỉ
bảo cho em kiến thức trong những năm học vừa qua. Cuối cùng em xin chân
thành cảm ơn tất cả mọi ngời đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này.
Hà nội, tháng 6 năm2007
Chơng 1
Phân tích các đặc điểm nguồn và phụ tải
1.1. Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải
1.1.1. Vị trí các nguồn cung cấp và phụ tải
Theo đầu bài ta có vị trí các nguồn cung cấp và 9 phụ tải nh hình vẽ:
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
6
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Hình 1.1. Sơ đồ vị trí nguồn điện và phụ tải
1.1.2. Nguồn cung cấp
a. Hệ thống điện
Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, hệ số công suất trên thanh
góp 110 kV của hệ thống là 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 thờng 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 abừng công suất và nút cơ sở về điện áp. Ngoài ra do hệ thống có
công suất vô cùng lớn cho nên không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy
điện, nói cách khác công suất tác dụng và phản kháng dự trữ sẽ đợc lấy từ hệ

thống điện.
b. Nhà máy nhiệt điện
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
7
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Nhà máy nhiết điện gồm có 4 tổ máy công suất P
đm
= 60 MW,
cos

=0,85, U
đm
=10,5 kV. Nh vậy tổng công suất định mức của nhà máy
bằng: 4
ì
60 = 240 MW.
Nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện có thể là than đá, dầu và khí đốt.
Hiệu suất của các nhà máy nhiệt điện tơng đối thấp (khoảng 30
ữ
40%).
Đồng thời công suất tự dùng của nhiệt điện thờng chiếm khoảng 6 % đến 15%
tùy theo loại nhà máy nhiệt điện.
Đối với nhà máy nhiệt điện, các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải
P

70 % P
đm
; còn khi P

30 % P

đm
thì các máy phát ngừng làm việc.
Công suất phát kinh tế của các nhà máy nhiệt điện thờng bằng
(80
ữ
90 %)P
đm
. Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 85 % P
đm
, nghĩa
là:
P
kt
=85%P
đm
Do đó kho phụ tải cực đại cả 4 máy phát đều vận hành và tổng công
suất tác dụng phát ra của nhà máy nhiệt điện là:
P
kt
= 85%
ì
4
ì
60 = 204 MW
Trong chế độ phụ tải cực tiểu, dự kiến ngừng một máy phát để bảo d-
ỡng, ba máy phát còn lại sẽ phát 85%P
đm
, nghĩa là tổng công suất phát ra của
nhà máy nhiệt điện là:
P

kt
= 85%
ì
3
ì
60 = 153 MW
Khi sự cố ngừng một máy phát, ba máy phát còn lạo sẽ phát 100%P
đm
,
nh vậy:
P
F
= 3
ì
60 = 180 MW
Phần công suất thiếu trong các chế độ vận hành sẽ đợc cung cấp từ hệ
thống điện.
1.1.3. Số liệu phụ tải
Hệ thống cấp điện cho 9 phụ tải có P
min
= 0,5 P
max
, T
max
= 5500 h.
Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện đợc tính nh sau:
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
8
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
2

max
2
maxmax
maxmaxmax
maxmax
.
jQPS
jQPS
tgPQ
+=
+=
=


Bảng 1.1. Số liệu về các phụ tải
Phụ tải
Số liệu
1 2 3 4 5 6 7 8 9
P
max
(MW) 38 29 30 38 29 36 38 28 30
P
min
(MW) 19 14,5 15 19 14,5 18 19 14 15
cos

0,9 0,85 0.85 0,85 0,9 0,9 0,9 0,85 0,9
Q
max
(MVAr) 18,40 18,00 18,60 23,55 14,04 17,43 18,40 17,35 14,53

Q
min
(MVAr) 9,20 9,00 9,30 11,78 7,02 8,72 9,20 8,68 7,27
S
max
(MVA) 42,22 34,12 35,29 44,70 32,22 40 42,22 32,94 33,33
S
min
(MVA) 21,11 17,06 17,65 22,35 16,11 20 21,11 16,47 16,67
Loại phụ tải I I I I I I I I I
Yêu cầu điều
chỉnh điện áp
KT KT KT KT KT KT KT KT KT
Điện áp thứ
cấp
10 10 10 10 10 10 10 10 10
1.1.4. Kết luận
ở giữa hai nguồn có phụ tải số 2 nên khi thiết kế đờng dây liên lạc
giữa nhà máy và hệ thống thì đờng dây này sẽ đi qua phụ tải 2. Để đảm bảo
kinh tế thì các phụ tải đợc cấp điện từ các nguồn gần nó nhất. Phụ tải 3 và 1 đ-
ợc cấp điện trực tiếp từ nhà máy, phụ tải 8 và 9 đợc cấp điện từ hệ thống.
Khoảng cách từ nguồn đến phụ tải gần nhất là 41,2310km, đến phụ tải xa nhất
là 85,440km. Đối với các phụ tải gần nguồn thì xác suất sự cố đờng dây ít nên
thờng đợc sử dụng sơ đồ cầu ngoài, đối với các phụ tải xa nguồn có xác suất
sự cố đờng dây lớn nên đợc sử dụng sơ đồ cầu trong.
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
9
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Chơng 2
CÂN BằNG công suất tác dụng và phản kháng trong

mạng điện
2.1. Cân bằng công suất tác dụng
Đặc điểm rất quan trọng của hệ thống điện là truyền tải tức thời điện
năng từ các nguồn đến các hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành
số lợng nhận thấy đợc. 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 xác lập của hệ thống, các nhà máy của
hệ thống cần phải phát công suất cân bằng với công suất của các hộ tiêu thụ,
kể cả các tổn thất công suất trong 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 thờng, 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 nh sự phát triển
của hệ thống.
Vì vậy phơng trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải
cực đại đối với hệ thống điện thiết kế có dạng:
P
NĐ
+ P
HT
= P
tt
=
max td dt
P P P P+ + +

(1.1)
trongđó:
P
NĐ

- tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra.
P
HT
- công suất tác dụng lấy từ hệ thống.
P
tt
Công suất tiêu thụ.
m hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại ( m=1).

max
P
- tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại.

P
- tổng tổn thất trong mạng điện, khi tính sơ bộ có thể lấy
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
10
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện

=
max
%5 PP
.
P
td
công suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy bằng 10% tổng
công suất đặt của nhà máy.
P
dt
công suất dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy

P
dt
= 10%

max
P
, đồng thời công suất dự trữ cần phải bằng công suất
định mức của tổ máy phát lớn nhất đối với hệ thống điện không lớn. Bởi vì hệ
thống điện có công suất vô cùng lớn nên công suất dự trữ lấy ở hệ thống,
nghĩa là P
dt
= 0.
Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại đợc xác định từ
bảng 1.1 bằng:

max
P
= 296 MW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:

=
max
%5 PP
=5%
ì
296 = 14,80 MW
Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện:
P
td
= 10%P

đm
=10%
ì
240 = 24 MW
Vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị:
P
tt
= 296 + 14,80 + 24 = 334,8MW
Theo mục 1.1.2.b, tổng công suất do nhà máy điện phát ra theo chế độ
kinh tế là:
P
NĐ
= P
kt
= 204 MW
Nh vậy trong chế độ phụ tải cực đại, hệ thống cần cung cấp công suất
cho các phụ tải bằng:
P
HT
= P
tt
- P
NĐ
= 334,8 204 = 130,8 MW
2.2. cân bằng công suất phản kháng
Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự
cân bằng giữa điện năng sản suất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm.
Sự cân bằng đòi hỏi không những chỉ đối với công suất tác dụng mà cả đối với
công suất phản kháng.
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung

11
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
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 tiêu thụ thì điện áp trong
mạng sẽ tăng, ngợc lại nếu thiếu công suất phản kháng thì điện áp trong mạng
sẽ giảm. Vì vậy để đảm bảo chất lợng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ
trong mạng điện và hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản
kháng.
Phơng trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế
có dạng:
Q
F
+ Q
HT
= Q
tt
= m

max
Q
+

+
bCL
QQQ
+Q
td
+Q
dt

(1.2)
trong đó:
Q
F
tổng công suất phản kháng do nhà máy phát ra.
Q
HT
công suất phản kháng do hệ thống cung cấp.
Q
tt
tổng công suất phản kháng tiêu thụ.

max
Q
- tổng công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực đại
của các phụ tải.


L
Q
- tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của
các đờng dây trong mạng điện.

C
Q
- tổng công suất phản kháng do điện dung của các đờng
dây sinh ra, khi tính sơ bộ lấy

=
CL

QQ
.

b
Q
- tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến
áp, trong tính toán sơ bộ lấy

=
max
%15 QQ
b
.
Q
td
công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện.
Q
dt
công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng
sơ bộ có thể lấy bằng 15% tổng công suất phản kháng ở phần bên phải của
phơng trình (2.2).
Đối với mạng điện thiết kế, công suất Q
dt
sẽ lấy ở hệ thống nghĩa là
Q
dt
=0.
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
12
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện

Nh vậy tổng công suất phả kháng do nhà máy điện phát ra bằng:
Q
F
= P
F
.tg
F

= 204.0,6197 = 126,4278 MVAr
Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp bằng:
Q
HT
= P
HT
.tg
HT

= 130,8.0,6197 = 81,0568 MVAr
Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại theo
mục (1.1.2.b):

max
Q
= 160,2871 MVAr
Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp:

b
Q
=15%
ì

160,2871 = 24,0431 MVAr
Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện có giá trị:
Q
td
= P
td
.tg
td

Với cos
td

=0,75 thì tg
td

=0,8819 thì:
Q
td
= 24.0,8819 = 21,1660 MVAr
Nh vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện:
Q
tt
= 160,2871 + 24,0431 +21,1660 = 205,4962 MVAr
Tổng công suất do nhà máy và hệ thống có thể phát ra:
Q
F
+ Q
HT
= 126,4278 + 81,0568 = 207,4846 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.
Chơng 3
Chọn phơng án cung cấp điện hợp lý nhất
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
13
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
3.1. dự kiến các phơng án nối dây của mạng điện.
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ
đồ của nó. Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất, đảm
bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lợng điện năng yêu cầu của các
hộ tiêu thụ, thuận tiện và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong t-
ơng lai và tiếp nhận các phụ tải mới.
Trong thiết kế hiện nay, để chọn đợc sơ đồ tối u của mạng điện ngời ta
sử dụng phơng pháp nhiều phơng án. Từ các vị trí đã cho của các phụ tải và
các nguồn cung cầp cần dự kiến một số phơng án và phơng án tốt nhất sẽ chọn
đợc trên cơ sở so sánh kinh tế kỹ thuật các phơng án.
Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với các mạng là độ tin cậy và chất
lợng cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Khi dự kiến sơ đồ của
mạng điện thiết kế, trớc hết cần chú ý đến hai yêu cầu trên. Để thực hiện yêu
cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I, cần đảm bảo dự
phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự động. Vì vậy để
cung cấp cho các hộ tiêu thụ loại I có thể sử dụng đờng dây hai mạch hay
mạch vòng.
Trên cơ sở phân tích những đặc điểm của nguồn cung cấp và các phụ
tải, cũng nh vị trí của chúng, có 5 phơng án đợc dự kiến nh ở hình 3.1a, b, c, d,
e.
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
14
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện

Hình 3.1.a Sơ đồ mạch điện phơng án 1
Hình3.1.b. Sơ đồ mạch điện phơng án 2.
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
15
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Hình 3.1.c. Sơ đồ mạch điện phơng án 3
Hình 3.1.d. Sơ đồ mạch điện phơng án 4.
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
16
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Hình 3.1.e. Sơ đồ mạch điện phơng án 5.
3.2. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật của các phơng án.
3.2.1. Phơng án 1
Phơng án 1 có sơ đồ mạng điện nh sau:
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
17
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Hình 3.2. Sơ đồ mạng điện phơng án 1
a. Chọn điện áp định mức của mạng điện
Điện áp định mức của đờng dây đợc tính theo công thức kinh nghiệm:
PU 16.34,4
dm
+=
kV (3.1)
trong đó:

- khoảng cách truyền tải, km
P công suất truyền tải trên đờng dây, MW
Tính điện áp định mức trên đờng dây NĐ - 2 HT:
Công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đờng dây NĐ - 2 đợc xác định

nh sau:
P
N2
=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 (1, 3, 4,6)
P
N
= P
1
+ P
3
+ P

4
+ P
6
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
18
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện

P
N
tổn thất công suất trên các đờng dây do nhà máy cung cấp


P
N
= 5%P
N

Theo kết quả tính toán trong phần (1.2) ta có:
P
kt
= 204 MW, P
td
= 24 MW
Từ sơ đồ mạng điện (3.2) ta có:
P
N
= P
1
+ P
3

+ P
4
+ P
6
= 142 MW

P
N
= 5%P
N
= 7,10 MW
Do đó: P
N2
= 204- 24- 142- 7,10 = 30,9 MW
Công suất phản kháng do NĐ truyền vào đờng dây NĐ - 2 có thể tính
gần đúng nh sau:
Q
N2
= P
N2

ì
tg
2

= 30,9.0,6197 = 19,1487 MVAr
Nh vậy:
2N
S

= 30,9+ j19,1487 MVAr
Dòng công suất truyền tải trên đờng dây2- HT là:
222
SSS
NHT

=
= 30,9 + j19,15 (29 +j17,97) = 1,9 + j1,1761
Điện áp tính toán trên đoạn đờng dây NĐ-2 là:
77,1009,301672,44.34,4
2
=ì+=
N
U
kV
Đối với đờng dây HT-2:
00,429,11625,6334,4
2
=ì+=
H
U
kV
Tính điện áp trên các đờng dây còn lại đợc tiến hành tơng tự nh đối với
các đờng dây trên. Kết quả tính toán cho trong bảng 3.1:
Đờng
dây
Công suất truyền
tải
Chiều dài đ-
ờng dây

,
km
Điện áp
tính toán U,
kV
Điện áp định mức
của mạng U
đm
,
kV
NĐ-1 38 + j18,40 41,23 110,5833 110
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
19
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
NĐ-2 30,9 + j19,15 44,72 100,7404
2-HT 1,9 + j1,18 63,25 42,0000
NĐ-3 30 + j18,59 60,00 100,8525
NĐ-4 38 + j23,55 85,44 114,2863
HT-5 29 + j14,05 50,00 98,3946
NĐ-6 36 + j17,44 64,03 109,7970
HT-7 38 + j18,40 36,06 110,1416
HT-8 28 + j17,35 41,23 95,9946
HT-9 30 + j14,53 70,71 101,8478
Bảng 3.1. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Từ kết quả tính toán trên ta chọn điện áp định mức cho mạng điện ở tất
cả các phơng án là U
đm
= 110 kV
b. Chọn tiết diện dây dẫn

Các mạng điện 110 kV đợc thực hiện chủ yếu bằng các đờng dây trên
không. Các dây dẫn đợc sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), đồng thời các dây
dẫn thờng đợc đặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép tùy theo địa hình đ-
ờng dây chạy qua. Đối với các đờng dây 110 kV, khoảng cách trung bình hình
học giữa dây dẫn các pha bằng 5 m (D
tb
= 5m).
Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn đợc chọn theo
mật độ kinh tế của dòng điện, nghĩa là:
kt
J
I
F
max
=
Trong đó:
I
max
- dòng điện chạy trên đờng dây trong 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
= 5500h thì J
kt
= 1 A/mm

2
.
Dòng điện chạy trên đờng dây trong các chế độ phụ tải cực đại đợc xác
định theo công thức:
3
max
max
10.
.3.
dm
Un
S
I
=
,A
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
20
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Trong đó:
n-số mạch của đờng dây (đờng dây một mạch n=1; đờng dây hai
mạch n=2).
U
đm
- điện áp định mức của mạng điện, kV
S
max
- công suất chạy trên đờng dây khi phụ tải cực đại, MVA
Dựa vào tiết diện dây dẫn tính đợc 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 đờng dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự

cố.
Đối với đờng dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang các dây
nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F

70 mm
2
.
Độ bền cơ của đờng dây trên không thờng đợc phối hợp về vầng quang
của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.
Để đảm bảo cho đờng dây vận hành bình thờng trong các chế độ sau
sự cố, cần phải có điều kiện sau:
I
sc


I
CP
trong đó:
I
sc
- dòng điện chạy trên đờng dây trong chế độ sự cố.
I
CP
- dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn.
Khi tính tiết diện các dây dẫn cần sử dụng các dòng công suất ở bảng
3.1.
* Chọn tiết diện các dây dẫn của đờng dây NĐ-2:
Dòng điện chạy trên đờng dây khi phụ tải cực đại bằng:
I
N2

=
40,9510.
110.32
15,199,30
10.
.32
3
22
3
2
=
+
=
dm
N
U
S
A
Tiết diện dây dẫn:
F
N2
=
40,95
1
40,95
2
==
kt
N
J

I
,mm
2
Để không xuất hiện vầng quang trên đờng dây, cần chọn dây AC có
tiết diện F=95 mm
2
và dòng điện I
CP
= 330 A.
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
21
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn cần kiểm tra dòng điện chạy trên đ-
ờng dây trong các chế độ sau sự cố. Đối với đờng dây liên kết NĐ-2-HT, sự cố
có thể xảy ra trong hai trờng hợp sau:
- Ngừng một mạch trên đờng dây.
- Ngừng một tổ máy phát điện.
Nếu ngừng một mạch của đờng dây thì dòng điện chạy trên mạch còn
lại bằng:
I
1sc
= 2I
N2
= 2.95,40 = 190,80 A
Nh vậy I
sc
< I
cp
.
Khi ngừng một tổ máy phát điện thì ba máy phát còn lại sẽ phát 100 %

công suất. Do đó tổng công suất phát ra của NĐ bằng:
P
F
= 3
ì
60 = 180 MW
Công suất tự dùng của nhà máy bằng:
P
td
= 10%.180 = 18 MW
Công suất chạy trên đờng dây bằng:
P
N2
= P
F
-P
td
-P
N
-

P
N
Trong mục (2.1.1.a) đã tính đợc:
P
N
= 142 MW,

P
N

= 7,10 MW
Do đó:
P
N2
= 180-18-142-7,10 = 12,9 MW
Q
N2
= 12,9.0,6197 = 8,00 MVAr
Vì vậy dòng điện chạy trên đờng dây NĐ-2 sẽ không lớn hơn trờng
hợp đứt một mạch.
* Chọn tiết diện cho đờng dây 2-HT
Dòng điện chạy trên đờng dây trong chế độ phụ tải cực đại bằng:
80,610.
110.32
76,19,1
3
22
2
=
+
=
H
I
A
Tiết diện dây dẫn bằng:
F
H2
=
80,6
1

80,6
=
A
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
22
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
B/2
(10
- 4
),S
1,11
1,17
1,63
1,59
2,30
1,33
1,70
0,97
1,09
1,87
Bảng 3.2. Thông số của các đờng dây trong mạng điện phơng án 1
X,
8,65
9,52
13,9
12,9
17,93
10,75
13,76

7,58
8,86
15,20
R,
5,56
7,31
14,54
9,90
11,53
8,25
10,56
4,87
6,80
11,67
b
0
(10
-6
).
/m
2,69
2,65
2.58
2,65
2,69
2,65
2,65
2,69
2,65
2,65

x
0
,
/km
0,42
0,43
0,44
0,43
0,42
0,43
0,43
0,42
0,43
0,43
r
0
,
/km
0,27
0,33
0,46
0,33
0,27
0,33
0,33
0,27
0,33
0,33
l, km
41,2

44,3
63,2
60,0
85,4
50,0
64,0
36,1
41,2
70,7
I
SC
, A
221,60
190,80
13,6
185,24
231,92
169,14
209,96
221,60
172,89
174,96
I
CP
,A
380
330
265
330
380

330
330
380
330
330
F
tc
,
mm
2
120
95
70
95
120
95
95
120
95
95
F
tt
, mm
2
110,80
95,40
6,80
92,62
115,96
84,57

104,98
110,80
86,44
87,48
I
BT
, A
110,80
95,40
6,80
92,62
115,96
84,57
104,98
110,80
86,44
87,48
S, MVA
38+j18,40
30,9+j19,15
1,9 +j1,18
30+j18,59
38+j22,55
29+j14,05
36+j17,44
38+j18,40
28+j17,35
30+j14,53
Đờng dây
NĐ-1

NĐ-2
2-HT
NĐ-3
NĐ-4
HT-5
NĐ-6
HT-7
HT-8
HT-9
23
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Chọn dây AC-70, I
CP
= 265 A
Khi ngừng một mạch trên đờng dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại
có giá trị:
I
1sc
=2.6,80 = 13,6A
Nh vậy I
1sc
< I
CP
.
Trờng hợp ngừng một tổ máy phát, hệ thống phải cung cấp cho phụ tải
5 lợng công suất là:
222 NH
SSS

=

=29 +j17,97 -(12,9 + j8,00) = 16,1 + j9,97MVAr
Dòng điện chạy trên HT-2 khi đó là:
7077,4910.
110.3.2
9779,91,16
3
22
2
=
+
=
sc
I
A
Nh vậy I
2sc
< I
CP
* Chọn tiết diện của đờng dây NĐ-1
Dòng điện chạy trên đờng dây bằng:
8046,11010.
110.32
4042,1838
3
22
1
=
+
=I
A

Tiết diện của đờng dây có giá trị:
8046,110
1
8046,110
1
==F
mm
2
Chọn dây AC-120, có I
CP
= 380 A
Khi ngừng một mạch của đờng dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại
bằng:
I
sc
=2.110,8046 = 331,6092 A
Nh vậy I
sc
< I
CP
Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định các thông
số đơn vị của đờng 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

của các đờng dây theo công thức sau:
R=

1
0
r
n
; X=

1
0
x
n
;

2
1
2
0
bn
B
=
(2.2)
trong đó n là số mạch đờng dây.
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
24
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lới điện
Tính toán đối với các đờng dây còn lại đợc tiến hành tơng tự nh đối với
đờng dây NĐ-1.
Kết quả tính các thông số của tất cả các đờng dây trong mạng điện cho

ở bảng 3.2.
c. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ đợc đặc trng bằng tần số của
dòng điện và độ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết bị
dùng điện. Khi thiết kế mạng điện, ta 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 lợng 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 chọn sơ bộ các phơng án cung cấp điện có thể đánh giá chất lợng
điện năng theo các giá trị của tổn thất điện áp.
Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các trạm hạ áp, có thể chấp nhận
là phù hợp nếu trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của
Khoa S phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
25