Thiết kế mạng điện khu vực cú hai nguồn cung cấp và 9 phụ tải và trạm biến ỏp phõn phối 160kVA; 100,4kV

trờng đh bách khoa hn
khoa điện
bộ môn hệ thống điện
cộng hòa xã hội chủ nghĩa việt nam
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

nhiệm vụ
thiết kế tốt nghiệp
Họ và tên sinh viên: Phạm Ngọc Hào
Lớp : Hệ thống điện CH7
1. Đầu đề thiết kế:
+ Phần I:
Thiết kế mạng điện khu vực có hai nguồn cung cấp và 9 phụ tải.
+ Phần II:
Thiết kế trạm biến áp phân phối 160kVA; 10/0,4kV;
= 0,4.10
4
cm; S
N
= 250 MVA.
2. Các số liệu ban đầu:
- Hệ thống có công suất vô cùng lớn, hệ số cos trên thanh góp 110kV
bằng 0,85.
- Nhà máy nhiệt điện công suất 3x100MW; cos=0,85; U
đm
=10,5kV.
- Các số liệu về phụ tải cho ở phụ lục.
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
+ Phần I:
1. Phân tích nguồn và phụ tải.
2. Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng trong mạng điện.

3. Chọn phơng án cung cấp điện hợp lý nhất.
4. Chọn số lợng, công suất các máy biến áp trong trạm, chọn sơ đồ các
trạm và của mạng điện.
5. Phân tích các chế độ vận hành của mạng điện.
6. Chọn các phơng thức điều chỉnh điện áp trong mạng điện.
7. Tính các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của mạng điện.
+ Phần II:
1. Chọn máy biến áp và sơ đồ trạm.
2. Chọn các thiết bị điện cao áp và hạ áp.
3. Tính ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị điện đã chọn.
4. Tính toán nối đất của trạm.
4. Cán bộ hớng dẫn: TS. Nguyễn Văn Đạm.
5. Ngày giao thiết kế: Ngày 04 tháng 10 năm 2004
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày 15 tháng 12 năm 2004
Ngày tháng năm 2005
chủ nhiệm bộ môn cán bộ hớng dẫn
Tiến sĩ: Nguyễn Văn Đạm
kết quả đánh giá Sinh viên đã hoàn thành bản thiết kế tốt
nghiệp
- Quá trình thiết kế:
- Điểm duyệt:
- Bản vẽ thiết kế:
Ngày tháng năm 2005
chủ tịcH hội đồng cán bộ duyệt
phụ lục
Các số liệu phụ tải:
Sơ đồ mặt bằng của các nguồn điện và các phụ tải cho trên hình 1, các số
liệu về phụ tải cho trong bảng 1.
0
1

2
3
5
4
6
7
9
8
10
11
12
13
15
14
6
NĐ
ht
9
8
7
1
4
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Tỷ lệ: 1cm=10km
Hình 1
Bảng 1
Các số liệu
Các hộ tiêu thụ
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Phụ tải cực đại (MW) 38 40 38 40 36 30 40 38 40

Hệ số công suất cos
0,9
Mức đảm bảo cung cấp điện Loại I
Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT
Điện áp danh định thứ cấp (kV) 10
Phụ tải cực tiểu bằng 70% phu tải cực đại.
Thời gian sử dụng công suất cực đại T
max
= 5000 h.
Giá 1 kWh điện năng tổn thất: 500 đồng.
Giá 1 kVar công suất thiết bị bù: 150.10
3
đồng.
Mục lục
Lời mở đầu
Phần I
Thiết kế lới điện khu vực
Chơng 1 : Phân tích các đặc điểm của nguồn và phụ tải 1
1.1.Nguồn điện 1
1.2.Phụ tải 2
Chơng 2 : Cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng 4
2.1. Cân bằng công suất tác dụng 5
2.2. Cân bằng công suất phản kháng 6
chơng 3 : Chọn phơng án cung cấp điện hợp lý nhất 8
3.1. Dự kiến phơng án nối dây 8
3.2. Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật lựa chọn các phơng án 18
2
5
3
3.3. So sánh các phơng án về mặt kinh tế 40

chơng 4 : Chọn máy biến áp trong các trạm, chọn sơ đồ các trạm và
sơ đồ mạng điện 45
4.1. Chọn số lợng, công suất các máy biến áp trong các trạm 45
4.2. sơ đồ các trạm và mạng điện 47
chơng 5 : Phân tích chế độ vận hành của lới điện 50
5.1. Tính sự phân bố công suất trong hệ thống 53
5.2. Kiểm tra lại sự cân bằng công suất phản kháng 71
5.3. Tính điện áp nút tới các phụ tải 72
chơng 6 : Chọn phơng thức điều chỉnh điện áp trong mạng 78
6.1. điều chỉnh khác thờng 79
1.Không điều chỉnh dới tải 80
2.Điều chỉnh dới tải 82
chơng 7 : Tính các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của mạng điện 88
7.1. Tính tổn thất điện năng và tổn thất công suất trong mạng điện 88
7.2. tổng vốn đầu t xây dựng mạng điện 89
7.3. Giá thành truyền tải điện năng của mạng 90
Phần II
Thiết kế trạm biến áp
chơng I

: Chọn máy biến áp và sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 5
chơng II : Chọn các thiết bị điện cao áp và hạ áp 96
chơng III : Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị điện đã chọn 101
chơngIV : Tính toán nối đất cho trạm biến áp 106
Li núi u
Ngy nay trong cụng cuc cụng nghip hoỏ hin i hoỏ t nc nhu cu s
dng in ngy cng tng. Do ú nghnh nng lng chim mt vai trũ quan
trng l nn tng cho s phỏt trin cỏc nghnh cụng nghip, nụng nghip, quc
phũng v phc v nhu cu sinh hot cho mi ngi dõn. Chớnh vỡ vy, nú
c u tiờn hng u v phỏt trin trc mt bc so vi cỏc nghnh khỏc

trong ú cú nghnh H thng in.
ỏp ng c s tng trng v phỏt trin liờn tc ca nờn kinh t quc dõn,
nghnh in phi khụng ngng nghiờn cu, tỡm tũi nhng gii phỏp ti u
cung cp in nng t hiu qu kinh t cao nht. Do ú Nh nc cng nh
Nghnh nng lng ó luụn chỳ trng trong cụng tỏc giỏo dc, o to cho cỏc
th h sinh viờn nghnh h thụng in cú nhng hiu bit sõu sc, ton din v
mng
phần i: thiết kế lới điện kku vực
Chơng 1
Phân tích đặc điểm của các nguồn và phụ tải
Trong công tác thiết kế mạng điện, việc đầu tiên cần phải nắm đợc các
thông tin về nguồn và phụ tải nhằm định hớng cho việc thiết kế. Cần phải xác định
vị trí nguồn điện, phụ tải, công suất và các dự kiến xây dựng, phát triển trong trong
tơng lai. Xác định nhu cầu điện năng trong thời gian kế hoạch bao gồm tổng công
suất đặt và lợng điện tiêu thụ hiện nay của từng hộ phụ tải, từ đó định hớng cho
việc thiết kế kết cấu của mạng điện.
1.1 Nguồn điện.
Có 2 nguồn cung cấp là nhà máy nhiệt điện (NĐ) và hệ thống điện(HT).
* Hệ thống có công suất vô cùng lớn:
- Điện áp trên thanh cái cao áp U = 110kV.
- Hệ số công suất trên thanh góp 110kV: cos
HT
= 0,85.
* Nhà máy NĐ gồm có 3 tổ máy với:
- Công suất đặt : P
fđm
= 3x100 MW
- Hệ số công suất phát định mức: cos
F
= 0,85.

- Điện áp định mức: U
đmf
=10,5 kV.
- Công suất phát kinh tế: P
fKT
= (80 ữ 90)%P
fđm

Thiết kế lấy P
fKT
= 85%P
fđm
= 255 MW.
- Tự dùng tơng đối lớn: P
td
= ( 6 ữ 15 )%P
đ
.
Thiết kế lấy P
td
= 10%P
đm
* Khi S
max
cho cả 3 tổ máy vận hành phát công suất bằng 85% công suất
phát định mức.
* Khi S
min
cho 2 tổ máy làm việc cho phát công suất P
kt

= 85%P
đm
còn 1 tổ
máy để bảo dỡng.
* Khi sự cố 1 máy điện thì 2 máy còn lại phát công suất P
f
=100%P
đm

1.2. Phụ tải.
Mạng điện khu vực mà ta thiết kế gồm có 9 phụ tải với tổng công suất tác
dụng tiêu thụ lớn nhất là P
max
= 340 (MW), phụ tải điện là công suất tác dụng và
phản kháng yêu cầu tại một điểm nào đó của lới điện ở điện áp định mức gọi là
điểm đặt hay là điểm đấu phụ tải.
Theo đánh giá sơ bộ thì nhà máy điện chỉ có khả năng cung cấp cho một số
phụ tải nhất định và phần thiếu còn lại sẽ đợc cung cấp từ hệ thống. Giữa nhà máy
điện và hệ thống sẽ đợc nối liên lạc qua 1 trạm trung gian để hỗ trợ cho nhau khi
có sự cố xảy ra.
Các hộ tiêu thụ đều có mức độ đảm bảo cung cấp điện cao nhất (loại 1) và
yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng (KT) nên sẽ đợc cung cấp bởi lộ đờng dây
kép hoặc mạch vòng kín để đảm bảo đợc cung cấp điện liên tục.
Tổng công suất của các phụ tải:
P
max
= P
1max
+ P
2max

+ P
3max
+ P
4max
+ P
5max
+ P
6max
+ P
7max
+ P
8max
+
P
9max
= 340 MW
P
min
= 70% P
max
= 238 MW
Bảng số liệu của các phụ tải :
Bảng 1- 1
Phụ tải
P
max
MW
P
min
MW

Cos
tg
Q
max
MVar
Q
min
MVar
1 38 26,6 0,9 0,48 18,24 12,77
2 40 28 0,9 0,48 19,2 13,44
3 38 26,6 0,9 0,48 18,24 12,77
4 40 28 0,9 0,48 19,2 13,44
5 36 25,2 0,9 0,48 17,28 12,1
6 30 21 0,9 0,48 14,4 10,08
7 40 28 0,9 0,48 19,2 13,44
8 38 26,6 0,9 0,48 18,24 12,77
9 40 28 0,9 0,48 19,2 13,44
Bảng chiều dài các đoạn đờng dây:
Bảng 1- 2
Đoạn
Chiều dài
km
Lộ đờng dây
Chiều dài
km
NĐ - 1 63,2 HT - 5 60,8
NĐ - 2 58,3 HT - 6 60,8
NĐ - 3 58,3 HT - 7 53,9
NĐ - 4 60,8 3 - 2 28,3
NĐ - 8 67,2 9 - 8 41,2

NĐ - 9 51 7 - 6 31,6
HT - 1 60,8
Chơng 2
Cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng trong hệ thống điện
Khi hệ thống điện hoạt động, điện năng đợc sản xuất ra trong các nhà máy
điện truyền lên lới hệ thống, từ lới này điện năng đi qua lới truyền tải (hay là lới
cung cấp) đến lới phân phối. Lới phân phối đợc cấp điện trực tiếp cho một bộ phận
thiết bị dùng điện đồng thời cấp điện cho lới hạ áp thông qua các trạm phân phối,
lới hạ áp cấp điện trực tiếp cho các thiết bị dùng điện.
Công suất tác dụng và công suất phản kháng của nguồn điện phải luôn cân
bằng với công suất yêu cầu của phụ tải trong một thời điểm vận hành.
Nếu công suất tác dụng của nguồn điện nhỏ hơn yêu cầu của phụ tải thì tần
số sẽ giảm và ngợc lại. Tần số là thớc đo cân bằng công suất tác dụng. Khi tần số
nằm trong phạm vi cho phép quy định bởi tiêu chuẩn chất lợng điện năng thì có
nghĩa là đủ công suất tác dụng. Nếu tần số cao hơn thì công suất thừa so với phụ
tải, ngợc lại nếu tần số thấp hơn thì công suất nguồn thiếu so với phụ tải. Cân bằng
công suất tác dụng có tính chất toàn hệ thống, tần số ở mọi nơi trên hệ thống điện
luôn nh nhau.
Tơng tự, với công suất phản kháng, nếu công suất phản kháng phát nhỏ hơn
yêu cầu thì điện áp sẽ giảm, còn khi công suất phản kháng nguồn lớn hơn công
suất phản kháng yêu cầu của phụ tải thì điện áp sẽ tăng. Điện áp là thớc đo cân
bằng công suất phản kháng trong hệ thống điện. Nếu điện áp thấp hơn giới hạn
quy định bởi tiêu chuẩn chất lợng điện áp thì có nghĩa là công suất phản kháng của
nguồn thiếu so với phụ tải, còn nếu điện áp cao hơn thì có nghĩa là công suất
nguồn thừa.
Khi quy hoạch, thiết kế mạng điện, một trong những điều kiện quan trọng
mà chúng ta phải quan tâm là điều kiện cân bằng giữa điện năng tiêu thụ và điện
năng phát ra bởi nguồn.
2.1 Cân bằng công suất tác dụng.
Công suất do các nguồn sinh ra phải bằng công suất do các phụ tải tiêu thụ

và công suất tổn thất ở trong các phần tử của hệ thống. 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 điện. 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 điện.
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
F
+ P
HT
= P
yc
P
yc
= m. P
PTmax
+ P
MĐ
+ P
TD
+ P
DT
Trong đó:
- P
F
: Tổng công suất phát của nhà máy NĐ
P
F
= 85%.P
Fđm

=0,85.3.100 = 255 (MW)
- P
HT


:Tổng công suất nhận từ hệ thống
- P
yc


:Tổng công suất yêu cầu của mạng điện
- P
PTmax
:Tổng công suất lớn nhất của phụ tải
P
PTmax
=340 (MW)
m : Hệ số đồng thời, lấy m = 1.
- P
MĐ
:Tổng tổn thất công suất trên đờng dây và máy biến áp
trong mạng điện. Khi tính toán sơ bộ ta lấy:
P
MĐ
= 5%.P
PTmax
= 0,05.340 = 17 (MW)

- P
TD

: Tổng công suất tự dùng của nhà máy điện
P
TD
= (8 ữ 10)%. P
Fđm

Thiết kế lấy P
TD
= 10%.P
Fđm
= 0,1.300 = 30 (MW)
- P
DT
: Tổng công suất dự trữ của nhà máy điện.
Do hệ thống điện có công suất vô cùng lớn nên ta lấy dữ trữ trong hệ thống
bằng không. Khi có sự cố ta có thể huy động công suất từ nguồn hệ thống.
P
DT
= 0.
Thay số vào ta có:
P
yc
= 340 + 17 + 30 = 387 (MW)
P
HT
= P
yc
- P
f
= 387 - 255 = 132 (MW)

2.2 Cân bằng công suất phản kháng.
Phơng trình cân bằng công suất phản kháng:
Q
F
+ Q
HT
= Q
yc
Q
yc
= m. Q
PTmax
+ Q
BA
+ (Q
L
- Q
C
) + Q
TD
+ Q
DT
Trong đó:
- Q
F
: Tổng công suất phản kháng của nhà máy điện phát ra.
Q
F
= P
F

.tg
f


= 255.0,62 = 158,1 (Mvar)
Do cos
f
= 0,85 tg
f
= 0,62
- Q
HT
:Tổng công suất phản kháng lấy từ hệ thống.
Q
HT
= P
HT
.tg
HT


= 132.0,62 = 81,84 (Mvar)
- Q
PT
:Tổng công suất phản kháng của phụ tải
Q
PT
= P
PT
.tg

PT


= 340.0,48 = 163,2 (MVar)
m : Hệ số đồng thời, lấy m = 1.
- Q
MBA
: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp
Q
MBA
= 15%. Q
PT
= 15%.163,2 = 24,48 (MVar)
- Q
L
, Q
C
: Tổng tổn thất công suất phản kháng tản và dung
dẫn do đờng dây sinh ra, khi tính toán sơ bộ coi Q
L
= Q
C
.
- Q
TD
: Tổng công suất phản kháng tự dùng của nhà máy điện.
Q
TD
= P
TD

.tg
TD


Với cos
TD
lấy bằng 0,75 thì tan = 0,88. Do đó:
Q
TD
= 30.0,88 = 26,40 Mvar
- Q
DT
: Tổng công suất phản kháng dự trữ của nhà máy điện. Do hệ
thống điện có công suất vô cùng lớn nên ta lấy dữ trữ trong hệ thống bằng
không.
Q
DT
= 0.
Thay số vào 2 công thức trên ta có:
Q
yc
= 163,2 + 24,48 + 26,40 + 0 = 214,08 (Mvar)
Q
F
+ Q
HT
= 158,10 +81,84 = 239,94 (Mvar)
Từ những 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 kháng trong mạng điện thiết kế.

Ta thấy Q
yc
< Q
F
nên không phải bù sơ bộ công suất phản kháng.
Chơng ba
Chọn phơng án cung cấp điện hợp lý nhất
3.1 Dự kiến các phơng án nối dây.
Lựa chọn các phơng án nối dây của mạng điện là nhiệm vụ hết sức quan
trọng để từ đó tính toán so sánh các phơng án về mặt kỹ thuật nhằm tìm ra một ph-
ơng án hợp lý nhất đảm bảo cung cấp điện kinh tế và hiệu quả.
Việc vạch ra phơng án nối dây của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố
khác nhau nh: Công suất yêu cầu của phụ tải phải lớn hay nhỏ, số lợng phụ tải
nhiều hay ít, vị trí phân bố phụ tải, mức độ yêu cầu về việc đảm bảo cung cấp điện
liên tục, đặc điểm và khả năng cung cấp điện của nhà máy điện, v.v.
Sau khi tiến hành phân tích các điều kiện trênvà dùng phơng pháp mômen
phụ tải ta dự kiến vạch ra 5 phơng án nối dây sau để so sánh về mặt kỹ thuật.
Phơng án I
Ph¬ng ¸n II
N§
HT
S
1
= 38+j18,24
S
8
= 38+j18,24
S
3
= 38+j18,24

S
2
= 40+j19,2
S
4
= 40+j19,2
S
7
= 40+j19,2
S
6
= 30+j14,4
S
9
= 40+j19,2
S
2
= 36+j17,28
N§
HT
S
1
= 38+j18,24
S
8
= 38+j18,24
S
3
= 38+j18,24
S

2
= 40+j19,2
S
4
= 40+j19,2
S
7
= 40+j19,2
S
6
= 30+j14,4
S
9
= 40+j19,2
S
2
= 36+j17,28
Ph¬ng ¸n III
Ph¬ng ¸n IV
Ph¬ng ¸n V
N§
HT
S
1
= 38+j18,24
S
8
= 38+j18,24
S
3

= 38+j18,24
S
2
= 40+j19,2
S
4
= 40+j19,2
S
7
= 40+j19,2
S
6
= 30+j14,4
S
9
= 40+j19,2
S
2
= 36+j17,28
N§
HT
S
1
= 38+j18,24
S
8
= 38+j18,24
S
3
= 38+j18,24

S
2
= 40+j19,2
S
4
= 40+j19,2
S
7
= 40+j19,2
S
6
= 30+j14,4
S
9
= 40+j19,2
S
2
= 36+j17,28
3.2. Tính toán so sánh kỹ thuật các phơng án.
Các phơng án đấu nối đợc so sánh về mặt kỹ thuật. Cụ thể là tất cả các phơng
án đều phải tính toán theo các nội dung nh sau:
a-Chọn cấp điện áp cho mạng điện
Một trong những công việc lúc thiết kế hệ thống điện là lựa chọn đúng điện
áp của đờng dây tải điện.Vấn đề này rất quan trọng vì nó ảnh hởng trực tiếp đến
tính kỹ thuật và tính kinh tế của mạng điện. Có nhiều phơng pháp và công thức
tính toán lựa chọn cấp điện áp tối u. ở đây ta sử dụng công thức Still để tính toán
lựa chọn cấp điên áp cho mạng điện:
ii
P.16L.34,4U +=
Trong đó :

L: Chiều dài đờng dây (km)
P: Công suất tác dụng chạy trên đờng dây (MW)
i: đờng dây và phụ tải thứ i; (i = 1 ữ 9)
Kết quả điện áp tính đợc năm trong khoảng (70- 150) kV là phù hợp với
điện áp định mức của hệ thống đã cho là 110kV sẽ đợc lựa chọn để so sánh.
b- Chọn tiết diện theo mật độ kinh tế dòng điện (J
kt
):
NĐ
HT
S
1
= 38+j18,24
S
8
= 38+j18,24
S
3
= 38+j18,24
S
2
= 40+j19,2
S
4
= 40+j19,2
S
7
= 40+j19,2
S
6

= 30+j14,4
S
9
= 40+j19,2
S
2
= 36+j17,28
Với mạng điện khu vực, trong những tính toán đơn giản ta thờng chọn tiết
diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện J
kt
.
KT
maxi
KT
J
I
F =
F
KT
: tiết diện kinh tế đoạn dây thứ i, mm
2
I
imax
: dòng điện lớn nhất chạy trên đoạn đờng dây thứ i.
3
max
max
10.
.3.
dm

i
Un
S
I =
A
Trong đó:
n: số mạch đờng dây, dây đơn n = 1, dây kép n = 2.
P
imax
, Q
imax
: dòng công suất tác dụng và phản kháng lớn nhất chạy trên đờng
dây thứ i (MW, MVar)
U
đm
: điện áp định mức của mạng điện, kV.
J
kt
: mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm
2
.
Mật độ kinh tế của dòng điện đối với dây AC khi T
max
= 5000h bằng 1,1
Về lý thuyết tiết diện tiêu chuẩn đợc chọn gần nhất với tiết diện kinh tế, dây
dẫn đợc chọn phải đảm bảo điều kiện vầng quang F 70mm
2
khi mà mạng điện có
cấp điện áp từ 110kV ữ 750kV.
Dòng điện chạy trên dây dẫn lúc sự cố nguy hiểm nhất đợc tính theo công

thức:

CP
dm
SC
SC
I
U
S
I =
3
10.
.3
Sau khi kiểm tra điều kiện dòng điện sự cố trên nếu không thoả mãn ta phải
lựa chọn lại tiết diện dây dẫn.
d-Kiểm tra tổn thất điện áp lúc bình thờng và sự cố.
+ Tổn thất điện áp trên mỗi đoạn đờng dây đợc tính theo biểu thức:
100.
.
%
2
max
dm
bt
Un
QXPR
U

+
=

Trong đó:
- P: Công suất tác dụng chạy trên đờng dây thứ (MW)
- Q: Công suất phản kháng chạy trên đoạn đờng dây (MVar)
- R , X : Điện trở, điện kháng đờng dây ()
- U
đm
: Điện áp định mức mạng điện (kV)
Đối với cấp điện áp 110kV khu vực trở xuống, thành phần điện áp ngang
trục rất nhỏ nên có thể bỏ qua.
+ Các trị số U tính đợc phải thoả mãn điều kiện :
- Lúc vận hành bình thờng tơng đơng với chế độ max:

U
max bt
% 10%
- Lúc sự cố nguy hiểm nhất là đờng dây kép bị đứt một mạch
U
SC
%20%
Sau đây ta tính toán cho các phơng án nối dây nh sau:
3.2.1 Phơng án nối dây 1
NĐ
HT
S
1
= 38+j18,24
S
8
= 38+j18,24
S

3
= 38+j18,24
S
2
= 40+j19,2
S
4
= 40+j19,2
S
7
= 40+j19,2
S
6
= 30+j14,4
S
9
= 40+j19,2
S
2
= 36+j17,28
a. Điện áp định mức của mạng điện.
U = 4,34.
PL .16+
(kV)
Trong khi xác định gần đúng các dòng công suất trong mạng điện chúng ta
sử dụng giả thiết sau:
- Không tính tổn thất trên các tổng trở đờng dây.
- Dòng điện trên các đờng dây đợc xác định theo điện áp danh địnhcủa
mạng
- Dùng phụ tải tính toán của trạm.

Dòng công suất phân bố trên các nhánh nh sau:
Nhánh nhiệt điện - phụ tải 2: S
NĐ-2
= 40 + j19,2 MVA
Nhánh nhiệt điện - phụ tải 3: S
NĐ-2
= 38 + j 18,24 MVA
Nhánh nhiệt điện - phụ tải 4: S
NĐ-4
= 40 + j 19,2 MVA
Nhánh hệ thống - phụ tải 5: S
HT-5
= 36 + j 17,28 MVA
Nhánh hệ thống - phụ tải 6: S
HT-6
= 30 + j 14,4 MVA
Nhánh hệ thống - phụ tải 7: S
HT-7
= 40 + j 19,2 MVA
Nhánh phụ tải 9 - phụ tải 8: S
9-8
= 38 + j18,24 MVA
Nhánh nhiệt điện - phụ tải 9: S
NĐ-9
= 78 + j19,2 MVA
Điện áp nhánh nhiệt điện - phụ tải 2
U = 4,34.
40.163,58 +
= 114,69 kV
Tơng tự thay số tính cho các nhánh còn lại ta đợc bảng kết quả I-3.1:

Bảng I-3.1
STT Nhánh L (km) P (MW) U (kV)
1 NĐ - 1 63,2 19,2 83,53
2 NĐ - 2 58,3 40 114,69
3 NĐ - 3 58,3 38 112,03
4 NĐ - 4 60,8 40 114,89
5 NĐ - 9 51 78 146,42
6 HT 5 60,8 36 109,52
7 HT 6 60,8 30 100,93
8 HT 7 53,9 40 114,32
9 HT 1 60,8 18,8 82,53
10 9 - 8 41,2 38 110,58
Từ các kết quả ở bảng I-3.1 ta thấy U
tt
nằm trong giới hạn từ 70kV đến 150
kV phù hợp với điện áp định mức của hệ thống đã cho là: U
đm
= 110kV.
b. Lựa chọn tiết diện dây dẫn.
Theo công thức:
=
kt
F
3maxmax
10
32
ì=
ktdm
kt
JU

S
J
I
Thay số vào công thức trên ta tính cho nhánh nhiệt điện - phụ tải 2:

=
kt
F
)(85,10510
1,1.110.3.2
2,1940
10
32
23
22
3
22
max
mm
JU
QP
J
I
ktdm
kt
=ì
+
=ì
+
=

Tơng tự thay số cho các nhánh còn lại ta có kết quả ở bảng I-3.2:
Bảng I-3.2
Nhán
h
S(MVA) L (km) F
kt
(mm
2
) Loại
dây
R
0
()
X
0
()
I
cp
(A)
NĐ -
1
19,2 + j11,9 63,2 53,89 AC-70 0,45 0,44 265
NĐ -
2
40 + j19,2 58,3 105,85 AC-120 0,27 0,423 380
NĐ -
3
38 + j18,24 58,3 100,56 AC-120 0,27 0,423 380
NĐ -
4

40 + j19,2 60,8 105,85 AC-120 0,27 0,423 380
NĐ -
9
78 + j37,44 51 206,42 AC-240 0,13 0,390 605
HT
5
36 + j17,28 60,8 95,27 AC-95 0,33 0,429 330
HT
6
30 + j14,4 60,8 79,36 AC-95 0,33 0,429 330
HT
7
40 + j19,2 53,9 105,85 AC-120 0,27 0,423 380
HT
1
18,8 +
j6,34
60,8 47,33 AC-70 0,45 0,44 265
9 - 8
38 + j
18,24
41,2 100,56 AC-120 0,27 0,423 380
- Kiểm tra phát nóng khi chọn F
NĐ-1
và F
HT-1
:
Với trờng hợp sự cố nguy hiểm khi hỏng 1 tổ máy phát điện của NMNĐ,
khi đó ta cho 2 tổ máy còn lại phát với công suất 100% công suất định mức.
Vậy ta có: P

NĐ-1
= P
F
-P
PT
-P
mđ
-P
TD
= 200-196-9,8-20 = -25,8MW
Nh vậy hệ thống cần phải hỗ trợ thêm cho nhà máy một lợng công suất là
28,5 (MW)
Q
NĐ-1
= P
NĐ-1
.tg
F
= 25,8.0,62 = 16 (MVAr)
Vậy dòng công suất chạy trên đoạn HT-1 là:
S
HT-1
= S
NĐ-1
+S
1
= 25,8+j16+38+j18,24 = 63,8+j34,24 MVA
Ta có:
)(02,19010
110.32

24,348,63
10
32
3
22
3
22
max1
A
U
QP
I
dm
HT
=ì
+
=ì
+
=

Ta nhận thấy I
HT-1max
= 190,02(A) < I
cp
= 265 (A) thoả mãn điều kiện phát
nóng.
c. Tính tổn thất điện áp.
Theo công thức:
(%)100
.

%
2
ì
+
=

dm
Un
QXPR
U
Trong đó:
lr
n
R
0
1
=

lx
n
X
0
1
=
Sự cố nguy hiểm nhất xảy ra khi bị đứt một dây của lộ kép.
Khi đó: I
SC
= 2.I
max
và U

SC
% = 2.U
bt
%
- Tính cho nhánh nhiệt điện - phụ tải 2:
%56,4100
110.2
33,12.2,1987,7.49
100
.
%
22
=ì
+
=ì
+
=

dm
Un
QXPR
U
- Tính cho nhánh liên thông nhiệt điện - phụ tải 9 - phụ tải 8:
Khi bình thờng ở chế độ max
%31,5100
110.2
23,10.44,3723,3.78
%
2
9

=ì
+
=
ND
U
%06,3100
110.2
71,8.24,1856,5.38
%
2
89
=ì
+
=

U
Khi xảy ra sự cố
Chúng ta chỉ tính đến sự cố nặng nề nhất là đứt một dây trên mạch NĐ-9, do
đó ta có:
%62,10100
110
23,10.44,3723,3.78
%
2
9
=ì
+
=
SCND
U

%06,3100
110.2
71,8.24,1856,5.38
%
2
89
=ì
+
=
SC
U
Tơng tự thay số tính cho các nhánh còn lại ta có kết quả ở bảng I-3.3
Bảng I-3.3
Nhán
h
P(MW) Q (MVAr)
R() X() U
btmax
% U
scmax
%
NĐ -
1
19,2 11,9 14,22 13,91
3,62 7,24
NĐ -
2
40 19,2 7,87 12,33
4,56 9,12
NĐ -

3
38 18,24 7,87 12,33
4,33 8,66
NĐ -
4
40 19,2 8,21 12,86
4,75 9,5
NĐ -
9
78 37,44 3,32 10,23
5,31 10,62
HT
5
36 17,28 10,03 13,04
4,85 9,7
HT
6
30 14,4 10,03 13,04
4,04 8,08
HT
7
40 19,2 7,28 11,4
4,22 8,44
HT
1
18,8 6,34 13,68 13,38
2,83 5,66
9 - 8 38 18,24 5,56 8,71
3,06 3,06
Từ kết quả tính tổn thất điện áp ở bảng trên ta có tổn thất điện áp trung

bìnhlớn nhất lúc bình thờng và lúc sự cố của phơng án nối dây 1 là:
U
bt max
% = U
NĐ-9
%+U
9-8
% = 5,31%+3,06% = 8,37%
U
sc max
% = 2.U
NĐ-9
%+U
9-8
% = 10,62%+3,06% = 13,68%
Dòng điện lúc sự cố I
sc
<I
CP
của dây dẫn. Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều
kiện phát nóng.
3.2.2 Phơng án nối dây 2
a. Lựa chọn tiết diện dây dẫn.
Theo công thức:
=
kt
F
3maxmax
10
32

ì=
ktdm
kt
JU
S
J
I
Thay số vào công thức trên ta tính cho nhánh nhiệt điện - phụ tải 4:

=
kt
F
)(85,10510
1,1.110.3.2
2,1940
10
32
23
22
3
22
max
mm
JU
QP
J
I
ktdm
kt
=ì

+
=ì
+
=
Tơng tự thay số cho các nhánh còn lại ta có kết quả ở bảng I-3.4:
NĐ
HT
S
1
= 38+j18,24
S
8
= 38+j18,24
S
3
= 38+j18,24
S
2
= 40+j19,2
S
4
= 40+j19,2
S
7
= 40+j19,2
S
6
= 30+j14,4
S
9

= 40+j19,2
S
2
= 36+j17,28
Bảng I-3.3
Nhán
h
P(MW) Q (MVAr) L(Km) F
kt
(mm
2
) Loại dây I
cp
(A)
NĐ -
3
78 37,44 58,3 206,42
AC-240 605
3 - 2 40 19,2 28,3 105,85
AC-120 380
NĐ -
4
40 19,2 60,8 105,85
AC-120 380
NĐ -
9
78 37,44 51 206,42
AC-240 605
9 - 8 38 18,24 41,2 100,56
AC-120 380

NĐ -
5
19,2 11,9 63,2 53,89
AC-70 265
HT - 1 18,8 6,34 60,8 47,33
AC-70 265
HT - 5 36 17,28 60,8 95,27
AC-95 330
HT - 6 30 14,4 60,8 79,36
AC-95 330
HT - 7 40 19,2 53,9 105,85
AC-120 380
Tiết diện dây dẫn chọn đạt yêu cầu kỹ thuật.
b. Tính tổn thất điện áp.
Theo công thức:
(%)100
.
%
2
ì
+
=

dm
Un
QXPR
U
Trong đó:
lr
n

R
0
1
=

lx
n
X
0
1
=
Sự cố nguy hiểm nhất xảy ra khi bị đứt một dây của lộ kép.
Khi đó: I
SC
= 2.I
max
và U
SC
% = 2.U
bt
%
- Tính cho nhánh nhiệt điện - phụ tải 4:
%75,4100
110.2
72,25.2,1942,16.40
100
.
%
22
=ì

+
=ì
+
=

dm
Un
QXPR
U
Tơng tự thay số tính cho các nhánh còn lại ta có kết quả ở bảng I-3.5
Bảng I-3.5
Từ kết quả tính tổn thất điện áp ở bảng trên ta có tổn thất điện áp trung
bìnhlớn nhất lúc bình thờng và lúc sự cố của phơng án nối dây 2 là:
U
bt max
% = U
NĐ-9
%+U
9-8
% = 5,31%+3,06% = 8,37%
U
sc max
% = 2.U
NĐ-3
%+U
3-2
% = 12,12%+2,21% = 14,33%
Dòng điện lúc sự cố I
sc
<I

CP
của dây dẫn. Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều
kiện phát nóng.
3.2.3 Phơng án nối dây 3
Nhánh P(MW) Q (MVAr)
R() X() U
btmax
% U
scmax
%
NĐ - 3 78 37,44 3,79 11,69
6,06 12,12
3 - 2 40 19,2 3,82 5,99
2,21 2,21
NĐ - 4 40 19,2 8,21 12,86
4,75 9,5
NĐ - 9 78 37,44 3,32 10,23
5,31 10,62
9 - 8 38 18,24 5,56 8,71
3,06 3,06
NĐ - 5 19,2 11,9 14,22 13,91
3,62 7,24
HT - 1 18,8 6,34 13,68 13,38
2,83 5,66
HT - 5 36 17,28 10,03 13,04
4,85 9,7
HT - 6 30 14,4 10,03 13,04
4,04 8,08
HT - 7 40 19,2 7,2 11,4
4,22 8,44

a. Lựa chọn tiết diện dây dẫn.
Theo công thức:
=
kt
F
3maxmax
10
32
ì=
ktdm
kt
JU
S
J
I
Thay số vào công thức trên ta tính cho nhánh nhiệt điện - phụ tải 4:

=
kt
F
)(85,10510
1,1.110.3.2
2,1940
10
32
23
22
3
22
max

mm
JU
QP
J
I
ktdm
kt
=ì
+
=ì
+
=
Để tính tiết diện dây dẫn cho mạch vòng ta phải tìm điểm phân công suất
cho mạng nh sau:
S
9
= 40+j19,2 MVA và S
8
= 38+j18,24 MVA
L
NĐ-8
= 67,1km; L
NĐ-9
= 51km vàL
9-8
= 41,2km
Ta có:
8989
88889899
9

).()).((



++
++++
=
LLL
LjQPLLjQP
S
NDND
NDND
ND
NĐ
HT
S
1
= 38+j18,24
S
8
= 38+j18,24
S
3
= 38+j18,24
S
2
= 40+j19,2
S
4
= 40+j19,2

S
7
= 40+j19,2
S
6
= 30+j14,4
S
9
= 40+j19,2
S
2
= 36+j17,28
)(74,202,43
1,672,4151
1,67).24,1838()1,672,41).(2,1940(
MVAj
jj
+=
++
++++
=
Ta nhận thấy rằng S
NĐ-9
>S
9
nên điểm 8 sẽ là điểm phân công suất của mạch:
S
9-8
= S
NĐ-9

-S
9
= 43,2+j20,74 - 40-j19,2 = 3,2+j1,54 MVA
Và: S
NĐ-8
= S
8
-S
9-8
= 38+j18,24 - 3,2 - j1,54 = 34,8+j16,7 MVA
Vậy ta có sơ đồ nối điện tơng đơng nh sau:
S
NĐ-9
= 43,2+j20,74 S
9-8
= 3,2+j1,54 S
NĐ-8
= 34,8+j16,7


S
9
= 40-j19,2 S
8
= 38+j18,24
ở chế độ sự cố:
Đối với mạch vòng thì sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt NĐ-9 hay NĐ-8, khi
đó dòng điện sự cố chaỵi trên đờng dây kia sẽ là dòng công suất tổng các phụ tải
của mạch vòng.
)(11,45410

110.3
)7,1674,20()8,342,43(
3
22
89
AII
scNDscND
=ì
+++
==

Và:
)(88,23210
110.3
)54,174,20()2,32,43(
3
22
89
AI
sc
=ì
++
=

Tơng tự thay số cho các nhánh còn lại ta có kết quả ở bảng I-3.6
Bảng I-3.6
Nhán
h
P(MW) Q (MVAr) L(Km) F
kt

(mm
2
) Loại dây I
cp
(A)
NĐ -
3
78 37,44 58,3 206,42
AC-240 605
3 - 2 40 19,2 28,3 105,85
AC-120 380
NĐ -
4
40 19,2 60,8 105,85
AC-120 380
NĐ -
9
43,2 20,74 51 228,65
AC-240 605
NĐNĐ
NĐ -
8
34,8 16,7 67,1 184,18
AC-185 510
9 8 3,2 1,54 41,2 16,94
AC-70 265
NĐ -
1
19,2 11,9 63,2 53,89
AC-70 265

HT
1
18,8 6,34 60,8 47,33
AC-70 265
HT
5
36 17,28 60,8 95,27
AC-95 330
HT
7
70 33,6 53,9 185,24
AC-185 510
7 - 6 30 14,4 31,6 79,36
AC-95 330
Tiết diện dây dẫn mà ta chọn đạt yêu cầu kỹ thuật.
b. Tính tổn thất điện áp.
Theo công thức:
(%)100
.
%
2
ì
+
=

dm
Un
QXPR
U
Trong đó:

lr
n
R
0
1
=

lx
n
X
0
1
=
Sự cố nguy hiểm nhất xảy ra khi bị đứt một dây của lộ kép.
Khi đó: I
SC
= 2.I
max
và U
SC
% = 2.U
bt
%
- Tính cho nhánh nhiệt điện - phụ tải 4:
%75,4100
110.2
72,25.2,1942,16.40
100
.
%

22
=ì
+
=ì
+
=

dm
Un
QXPR
U
Tổn thất điện áp lớn nhất khi s cố đứt đờng dây trong mạch vòng:
Đứt đoạn NĐ-9:
%85,15100
110
44,27.44,3741,11.78
100
).().(
%
22
889889
8
=ì
+
=ì
+++
=


dm

NDND
ND
U
XQQRPP
U
%01,9100
110
13,18.2,1954,18.40
100

%
22
899899
89
=ì
+
=ì
+
=


dm
U
XQRP
U
Đứt đoạn NĐ-8
%6,10100
110
45,20.44,3763,6.78
100

).().(
%
22
989989
9
=ì
+
=ì
+++
=


dm
NDND
ND
U
XQQRPP
U