Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện NGUYỄN văn THAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO
LỚP :D4-H3
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên : Nguyễn Văn Thao
Lớp : Đ4-H3
I. Đề bài
1. Phần 1: Thiết kế lưới điện khu vực,khối lượng 70%
2. Phần 2: Chuyên đề tính ổn định động, khối lượng 30%
II. Số liệu thiết kế lưới điện
1. Sơ đồ địa lý:

2. Phụ tải: T
max
= 5000h
Số liệu/hộ phụ tải
1
2
3
4
5
6
7
8
9
P
max

30
25

20
30
30
25
28
24
32
P
min
18
15
15
16
15
13
23
12
20
cos
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
Điều chỉnh điện áp
KT

KT
T
KT
KT
KT
KT
KT
KT
Loại hộ phụ tải
I
I
III
I
I
I
I
I
I
Điện áp thứ cấp(kV)
10
10
10
10
10
10
10
10
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO
LỚP :D4-H3
3. Nguồn điện:
- Nguồn 1: Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, cos=0,85.
- Nguồn 2: Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: 4x50MW, U
dm
= 10,5kV, cos=0,85
Giá 1kWh điện năng tổn thất: 1000đồng/kWh
III. Nội dung phần thiết kế lưới điện khu vực:
 Phân tích nguồn và phụ tải.
 Cân bằng công suất, sơ bộ xác định chế độ làm việc của hai nguồn điện
 Lựa chọn điện áp
 Dự kiến các phương án của mạng điện, so sánh các phương án về mặt kỹ thuật
 So sánh các phương án về mặt kinh tế, chọn phương án tối ưu
 Lựa chọn máy biến áp, sơ đồ nối dây của các nhà máy và các trạm phân phối,sơ đồ
nối dây chính của cả mạng điện
 Vẽ sơ đồ thay thế của mạng điện, tính chính xác chế độ và cân bằng công suất
 Tính toán điều chỉnh điện áp.
 Tính toán giá thành tải điện.
IV. Nội dung phần chuyên đề
Tính ổn định động khi xảy ra ngắn mạch ba pha tại đầu đường dây liên lạc giữa
nhà máy điện và HTĐ
V. Yêu cầu các bản vẽ
Gồm 5 bản:
 01 bản vẽ sơ đồ các phương án nối dây
 01 bản vẽ sơ đồ nối điện chính
 02 bản vẽ về ổn định
Ngày giao đề tài:
Ngày hoàn thành :
Trưởng khoa

Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Giáo viên hướng dẫn


Th. S Hoàng Thu Hà

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 1
LỚP :D4-H3





PHẦN I: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN
KHU VỰC










ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 2
LỚP :D4-H3
CHƯƠNG I : PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, TÍNH TOÁN CÂN BẰNG
CÔNG SUẤT
Trong công việc thiết kế lưới điện khu vực, ta phải nắm được những yếu tố
mấu chốt và điển hình về nguồn cung cấp và phụ tải trong phạm vi thiết kế. Qua đó
có thể định hướng rõ ràng trong bản dự án hiện tại cũng như sự phát triển của nó
trong tương lai. Với các thông số như tổng công suất đặt của nguồn, công suất cần
cung cấp cho các phụ tải, hệ số công suất, loại hộ tiêu thụ,… ta có thể xác định
được kết cấu của mạng điện và nhu cầu gia tăng phụ tải.
1.1. Phân tích nguồn và phụ tải
1.1.1. Nguồn điện
Trong lưới điện thiết kế có 2 nguồn cung cấp là hệ thống điện và nhà máy
nhiệt điện.
 Hệ thống điện (HT) có công suất vô cùng lớn
- Điện áp trên thanh góp hệ thống: 110 kV
- Hệ số công suất trên thanh góp: cos = 0,85
- Để có thể vận hành lưới điện bình thường trong các trường hợp sự cố, sửa chữa
ta cần có sự liên kết giữa hệ thống điện và nhà máy để trao đổi công suất khi cần
thiết.
- Do HT có công suất vô cùng lớn nên ta chọn nút cân bằng công suất là nút cơ sở
về điện áp và không cần dự trữ công suất trong nhà máy điện, tức là công suất tác
dụng và công suất phản kháng dự trữ sẽ được lấy từ HT.
 Nhà máy nhiệt điện (NĐ) gồm 4 tổ máy:
- Công suất định mức: 4x50=200 MW
- Điện áp định mức: U
đm
= 10,5 kV
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 3
LỚP :D4-H3
- Hệ số công suất định mức: cos = 0,85
- Đối với nhà máy nhiệt điện ngưng hơi sử dụng nhiên liệu than bột thì công suất
tự dùng chiếm (68)% công suất đặt của nhà máy. Chọn công suất tự dùng P
td
=
8% P
đm
.
- Đối với nhà máy NĐ máy phát làm việc ổn định khi công suất phụ tải P 
70% P
đm
, và máy phát phải ngưng làm việc khi công suất phụ tải P  30% P
đm
.
- Công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện nằm trong khoảng
(7090)% P
đm
.
1.1.2. Phụ tải
Nguồn điện cung cấp cho 9 phụ tải với các thông số cơ bản:
Bảng 1.1. Số liệu các phụ tải
Số liệu / Hộ phụ tải
1
2
3
4
5

6
7
8
9
P
max
30
25
20
30
30
25
28
24
32
P
min
18
15
15
16
15
13
23
12
20
cos
0,9
0,9
0,9

0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
Điều chỉnh điện áp
KT
KT
T
KT
KT
KT
KT
KT
KT
Loại hộ phụ tải
I
I
III
I
I
I
I
I
I
Điện áp thứ cấp (kV)
10
10
10

10
10
10
10
10
10
Trong hệ thống điện thiết kế có tất cả 9 phụ tải trong đó có 8 phụ tải loại I và 1 phụ
tải loại III.
Phụ tải loại I (gồm các phụ tải 1,2,4,5,6,7,8,9) là phụ tải quan trọng cần được cung
cấp điện liên tục không bị gián đoạn khi sự cố, sửa chữa. Nếu bị gián đoạn sẽ gây
thiệt hại nghiêm trọng về an ninh quốc phòng, kinh tế, con người vì vậy các hộ phụ
tải loại I cần được cấp điện từ 2 nguồn hoặc có đường dây dự phòng, cụ thể là sử
dụng mạch vòng kín hoặc đường dây kép.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 4
LỚP :D4-H3
Phụ tải loại III (phụ tải 3) là phụ tải có độ quan trọng thấp việc mất điện không gây
ảnh hưởng nhiều tới kinh tế, con người vì vậy ta chỉ cần cấp điện cho phụ tải này
bằng 1 nguồn và sử dụng đường dây đơn.
Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:


 

 


 


 









 



Với: 

     
Ta có bảng thông số các phụ tải trong chế độ cực đại và cực tiểu
Bảng 1.2. Thông số các phụ tải
Hộ phụ tải



(MW)




(MVA)




(MVA)



(MW)




(MVA)



(MW)
1
30
30+14,52j
33.329
18
18+8,712j
19.997
2
25
25+12,1j
27.774
15
15+7,26j
16.665

3
20
20+9,68j
22.219
15
15+7,26j
16.665
4
30
30+14,52j
33.329
16
16+7,744j
17.776
5
30
30+14,52j
33.329
15
15+7,26j
16.665
6
25
25+12,1j
27.774
13
13+6,292j
14.443
7
28

28+13,552j
31.107
23
23+11,132j
25.552
8
24
24+11,616j
26.663
12
12+5,808j
13.332
9
32
32+15,488j
35.551
20
20+89,68j
22.219
Tổng
244
244+118,096j
271.077
147
147+71,148j
163.313


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 5
LỚP :D4-H3
1.2. Cân bằng công suất trong hệ thống điện
Đặc điểm của HTĐ là truyền tải tức thời điện năng từ nguồn tới hộ tiêu thụ và
không có khả năng tích trữ lại điện năng với một lượng lớn. Tính chất này xác định
sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng.
Tại từng thời điểm của chế độ xác lập của hệ thống, các nguồn điện phải phát ra
công suất đúng bằng công suất tiêu thụ, trong đó bao gồm cả tổn thất công suất
trong lưới điện.
Nếu không cân bằng được công suất trong hệ thống điện sẽ dẫn tới việc mất ổn định
điện áp và tần số trong hệ thống.
1.2.1. Cân bằng công suất tác dụng
Công suất phát của các nhà máy trong hệ thống tại mỗi thời điểm phải bằng với
công suất của hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất trong mạng điện.
Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường, cần phải có dự trữ công
suất nhất định của công suất tác dụng trong hệ thống. Dự trữ trong HTĐ là một vấn
đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống.
Sự cân bằng công suất tác dụng được thể hiện bằng phương trình cân bằng công
suất như sau:



 

 

 






 








trong đó:



– tổng công suất tác dụng phát ra từ nguồn;


– tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra;


– công suất tác dụng lấy từ hệ thống;
m – hệ số đông thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m=1);

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 6
LỚP :D4-H3



– công suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy bằng 8% tổng công suất đặt
của nhà máy;


– công suất dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy Pdt = 10%
ΣPmax, đồng thời công suất dự trữ cần phải bằng công suất định mức của tổ máy
phát lớn nhất đối với HTĐ không lớn. Bởi vì HTĐ có công suất vô cùng lớn, cho
nên công suất dự trữ lấy ở hệ thống, nghĩa là 

= 0.
Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại được xác định từ bảng 1.2
bằng:



 
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:

  



    
Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng


 

   
Vậy tổng công suất tác dụng phát ra từ nguồn có giá trị bằng:




       
Ta có tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra bằng:


 

 

    
Như vậy, trong chế độ phụ tải cực đại, công suất tác dụng cần lấy từ hệ thống bằng:






 

     
Do HTĐ có công suất vô cùng lớn, nên có khả năng điều chỉnh nhanh công suất tác
dụng. Vì vậy ta chọn HTĐ là nút cân bằng công suất, và cũng là nút cơ sở về điện
áp.
1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng
Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng
không chỉ đối với công suất tác dụng mà cả đối với công suất phản kháng.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 7
LỚP :D4-H3
Công suất phản kháng có liên quan đến sự ổn định của điện áp. Nếu không cân
bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến sự 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 sẽ
tăng, và ngược lại nếu ít hơn thì điện áp sẽ giảm. Do đó để đảm bảo chất lượng điện
áp, cũng như giảm thiểu tổn thất phải cân bằng công suất phản kháng.
Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện có dạng:


 

 

 
















 

 


trong đó:


– tổng công suất phản kháng tiêu thụ;


– tổng công suất phản kháng do nhiệt điện phát ra;


– công suất phản kháng do hệ thống cung cấp;
m – hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m=1);



– tổng công suất phản kháng của phụ tải trong chế độ cực đại;



– tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây
trong mạng điện;



– tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra, khi tính

sơ bộ có thể lấy











– tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp, trong tính toán
sơ bộ lấy



 






– tổng công suất phản kháng tự dùng của nhà máy điện;


– công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, có hệ thống có công suất vô
cùng lớn nên 


= 0
Có tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra bằng:


 

 

   
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 8
LỚP :D4-H3
Với 

   

 
Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp bằng:


 

 

   
Với 

   


 
Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định theo
bảng 1.2 bằng:



 
Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp bằng:



 



    
Tổng công suất phản kháng tự dùng trong các nhà máy điện bằng:


 

 

   
Với 

 


Như vậy, tổng công suất tiêu thụ của mạng điện:











 


       
Tổng công suất phản kháng do hệ thống và nhà máy nhiệt điện phát ra bằng:


 

      
Có công suất phản kháng do 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.
1.3. Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn
1.3.1.Trong chế độ cực đại
Cả bốn máy phát đều vận hành và như đã tính ở phần trước thì ta có :

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 9
LỚP :D4-H3

Tổng công suất phát kinh tế là:
P
F
= P
kt
= 170 MW
Công suất phản kháng mà nhà máy phát ra là:
Q
F
= P
F
.tgφ
F
= 105,4 MVAr
Tổng công suất phụ tải trong chế độ cực đại là:
ΣP
ptmax
= 244 MW
Tổn thất công suất trong chế độ cực đại là:
ΔP = 5%. ΣP
ptmax
= 12,2 MW
Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng:


 

   
Ở chế độ này ta có tổng công suất yêu cầu là:
ΣP

yc
= ΣP
pt
+ P
td
+ ΔP = 244 + 12,2 + 16 = 272,2 MW
Như vậy hệ thống sẽ cung cấp:
P
HT
= ΣP
yc
– P
kt
= 272,2 – 170 = 102,2 MW
Q
HT
= P
HT
.tgφ
HT
= 102,2.0,62 = 63,364 MVAr
1.3.2.Trong chế độ phụ tải cực tiểu
Dự kiến ngừng một tổ máy phát để sửa chữa, bảo dưỡng, hai máy phát còn lại sẽ
phát 85%P
đm
, nghĩa là tổng công suất phát:
P
F
= 85%.3.50 = 127,5 MW
Công suất phản kháng mà nhà máy phát ra là:

Q
F
= P
F
.tgφ
F
= 127,5.0,62 = 79,05 MVAr
Tống công suất phụ tải trong chế độ cực tiểu là:
ΣP
ptmin
= 147 MW
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 10
LỚP :D4-H3
Tổn thất công suất trong chế độ cực đại là:
ΔP = 5%.147 = 7,35 MW
Ở chế độ này ta có tổng công suất yêu cầu là:
ΣP
yc
= 147 + 7,35 + 16 = 170,35 MW
Như vậy hệ thống sẽ cung cấp:
P
HT
= ΣP
yc
– P
kt
= 170,35 – 127,5 = 42,85 MW
Q

HT
= P
HT
.tgφ
HT
= 42,85.0,62 = 26,567 MVAr
1.3.4. Trong chế độ sự cố
Ngừng một tổ máy phát, ba máy phát còn lại có quyền phát hết 100% công suất,
Như vậy ta có công suất phát:
P
F
= 3. 50 = 150 MW
Công suất phản kháng mà nhà máy phát ra là:
Q
F
= P
F
.tgφ
F
= 150.0,62 = 93 MVAr
Ở chế độ này ta có tổng công suất yêu cầu là:
ΣP
yc
= 244 + 12,2 + 16 = 272,2 MW
Như vậy hệ thống sẽ cung cấp:
P
HT
= ΣP
yc
– P

kt
= 272,2 – 150 = 122,2 MW
Q
HT
= P
HT
.tgφ
HT
= 122,2.0,62 = 75,764 MVAr





ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 11
LỚP :D4-H3
Bảng 1.3: Sơ bộ phương thức vận hành cho nhà máy
Chế độ vận hành
Giá trị
Nhà máy nhiệt điện
Hệ thống
Chế độ cực đại
P, MW
170
102,2
Q, MVAr
105,4
63,364

Số tổ
4
-

%
62,454
37,546
Chế độ cực tiểu
P, MW
127,5
42,85
Q, MVAr
79,05
26,567
Số tổ
3
-

%
74,846
25,154
Chế độ sự cố
P, MW
150
122,2
Q, MVAr
93
75,764
Số tổ
3

-

%
55,106
44,894










ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 12
LỚP :D4-H3
CHƯƠNG II : XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Khi thiết kế một mạng điện phải đảm bảo các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật. Do đó
việc thiết kế phải dựa theo một số nguyên tắc nhất định, nhằm thỏa mãn các yêu
cầu trên.
Việc thiết kế phải dựa trên sơ đồ địa lý, vị trí của các phụ tải và nguồn cung cấp,
phải đảm bảo đi dây đơn giản, nhưng vẫn đáp ứng được các chỉ tiêu kỹ thuật.
2.1 Cơ sở đề xuất các phương án nối dây
Để lựa chọn ra một phương án phù hợp đáp ứng được cả chỉ tiêu về kinh tế cũng
như kỹ thuật, ta sẽ vạch ra nhiều phương án nối dây khác nhau, làm thế nào để
không bỏ sót mất phương án nối dây tối ưu nhất. Thực ra không có một phương
pháp nhất định nào để lựa chọn sơ đồ nối dây của mạng điện. Một sơ đồ nối dây

mạng điện có thích hợp hay không là do rất nhiều yếu tố khác nhau quyết định, như
là: vị trí phân bố của phụ tải, mức độ yêu cầu về đảm bảo liên tục cung cấp điện,
đặc điểm và khả năng cung cấp điện của các nhà máy điện, vị trí phân bố giữa các
nhà máy điện. Ngoài ra cũng còn nhiều yếu tố phụ cũng ảnh hưởng đến kết cấu và
vạch tuyến đường dây của mạng, như các điều kiện về địa chất, khí tượng, thuỷ
văn, địa hình, tình hình tổ chức, quản lý, thi công
2.1.1 Một số yêu cầu thiết kế mạng điện
- Các sơ đồ mạng điện phải có chi phí nhỏ nhất.
- Đảm bảo độ tin cậy và chất lượng điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ.
- Đảm bảo an toàn đối với người và thiết bị.
- Sơ đồ an toàn, linh hoạt trong vận hành, đáp ứng được khả năng phát triển của
mạng điện trong tương lai.d
- Sơ đồ đi dây không được chồng chéo lên nhau.
- Tổn thất nhỏ.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 13
LỚP :D4-H3
2.1.2 Yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện
- Đối với phụ tải loại I: phải được cung cấp điện từ hai nguồn độc lập, chỉ cho
ngừng cung cấp điện trong thời gian đóng tự động nguồn dự trữ. Do đó phụ tải loại
I thường sử dụng đường dây kép hoặc mạch vòng để đảm bảo độ tin cậy cung cấp
điện.
- Đối với phụ tải loại II: đa số các trường hợp cung cấp bằng hai đường dây riêng
biệt, hoặc đường dây kép. Các hộ tiêu thụ loại II cho phép ngừng cung cấp điện
trong thời gian nhân viên dự phòng đóng nguồn dự trữ.
- Đối với phụ tải loại III: được cung cấp điện từ đường dây đơn, cho phép ngừng
cung cấp điện trong thời gian cần thiết để sửa chữa sự cố hay thay thế các phần tử
hư hỏng của mạng điện, nhưng không quá một ngày.
Ta có phụ tải 3 là phụ tải loại III, sẽ được cung cấp điện bằng đường dây đơn. Còn

lại các phụ tải đều là loại I, sẽ được cấp điện bằng đường dây kép hoặc mạch vòng.
2.1.3 Vị trí địa lý
Tùy theo vị trí các phụ tải mà trong các sơ đồ sẽ ưu tiên cung cấp điện đến phụ tải
nào trước. Đối với sơ đồ liên thông thì nguồn điện sẽ đi đến phụ tải ở gần hơn,
công suất lớn hơn trước.
Ta có khoảng cách giữa các phụ tải cho trong bảng 2.1
Bảng 2.1: Số liệu các đoạn đường dây
Đoạn
Chiều dài
(km)
Đoạn
Chiều dài
(km)
Đoạn
Chiều dài
(km)
HT – 1
53,665
NĐ – 4
72
1-3
32,985
HT – 2
46,648
NĐ – 5
72,443
5-6
35,777
HT – 3
56,568

NĐ – 6
46,648
5-8
45,255
HT – 4
46,648
NĐ – 7
43,081
6-8
48


NĐ – 8
46,648
7-9
33,941


NĐ – 9
64,498


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 14
LỚP :D4-H3
Theo sơ đồ thì phụ tải được phân bố thành các vùng như sau:
- Vùng I: gồm các phụ tải 5, 6, 7, 8, 9 và nhà máy nhiệt điện.
- Vùng II: gồm các phụ tải 1, 2, 3 và hệ thống.
- Phụ tải 4 có nhiệm vụ như một trạm trung gian cung cấp điện từ hệ thống, trong

trường hợp nhà máy thiếu công suất.
2.2 Một số loại sơ đồ nối điện cơ bản
2.2.1 Sơ đồ hình tia
Sơ đồ hình tia là sơ đồ mà các phụ tải đều được nhận điện trực tiếp từ nguồn.
 Ưu điểm:
- Độ tin cậy cung cấp điện khá cao (khi có sự cố ở một đường dây chỉ có phụ tải ở
đường dây đó bị ảnh hưởng, còn lại ít bị ảnh hưởng).
- Đơn giản, dễ tính toán và vận hành.
 Nhược điểm:
- Vốn đầu tư lớn do tổng chiều dài đường dây và số thiết bị đóng cắt trên đường
dây lớn.
- Khoảng cách dây lớn nên thi công tốn kém.
2.2.2 Sơ đồ liên thông
Sơ đồ liên thông là sơ đồ mà trong đấy các phụ tải nhận điện trực tiếp từ một
đường dây nối với nguồn.
 Ưu điểm:
- Vốn đầu tư rẻ do tổng chiều dài đường dây ngắn, và số thiết bị đóng cắt ít trong
trường hợp các phụ tải nằm gần nhau.
-Việc thi công sẽ thuận lợi hơn vì hoạt động trên cùng một đường dây.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 15
LỚP :D4-H3
 Nhược điểm:
- Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng cao.
- Bị giới hạn công suất chuyền tải trên đường dây, tổng công suất không được quá
lớn.
2.2.3 Sơ đồ kiểu mạch vòng
Sơ đồ kiểu mạch vòng là sơ đồ với một nút chỉ có một đường dây đến và một

đường dây đi, tạo thành một mạch vòng khép kín.
 Ưu điểm:
- Mỗi phụ tải đều được nhận điện từ hai phía nên độ tin cậy cao.
- Vốn đầu tư có thể rẻ hơn do chiều dài đường dây ngắn, và là đường dây đơn, số
thiết bị đóng cắt ít.
 Nhược điểm:
- Tính toán và vận hành phức tạp.
- Thiết kế và chỉnh định rơle phức tạp.
- Khi gặp sự cố trên đường dây, tổn thất thường rất lớn, rất khó đảm bảo chất lượng
điện năng.
2.3 Các phương án thiết kế mạng điện
Dựa vào căn cứ đặc điểm các phụ tải,vị trí địa lý của các phụ tải và để tránh thiếu
xót phương án tối ưu nên ta sử dụng phương pháp chia nhóm. Trong mỗi nhóm ta
đề ra các phương án nối dây, dựa trên các chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật ta chọn
được một phương án tối ưu của từng nhóm. Vì các nhóm phân chia độc lập,
không phụ thuộc lẫn nhau nên kết hợp các phương án tối ưu của các nhóm lại ta
được sơ đồ tối ưu của mạng điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 16
LỚP :D4-H3
Ta chọn phụ tải 4 là phụ tải liên lạc giữa nhà máy và hệ thống điện, và chia mạng
điện ra làm bốn nhóm:
- Nhóm I: gồm các phụ tải 5, 6, 8 và nhà máy nhiệt điện.
- Nhóm II: gồm phụ tải 7, 9 và nhà máy nhiệt điện.
- Nhóm III: gồm phụ tải 2 và hệ thống.
- Nhóm IV: gồm phụ tải 1, 3 và hệ thống.

Hình 2.1: Sơ đồ địa lý mạng điện

Các phương án đi dây của từng nhóm:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 17
LỚP :D4-H3
Nhóm I:

NĐ
8
5
6
Phương án A
6
8
5
Phương án B
8
5
Phương án C
8
5
Phương án D
8
5
Phương án E
8
5
Phương án F
6
NĐ

NĐ
NĐ
NĐ
NĐ

Hình 2.2: Phương án đi dây của nhóm I

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 18
LỚP :D4-H3
Nhóm II:

Phương án :
NĐ
7
9
NĐ
7
9
7
NĐ
9
Phương án A
Phương án B Phương án C


Hình 2.3: Phương án đi dây của nhóm II

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 19
LỚP :D4-H3
Nhóm III:

Phương án:
HT
2

Hình 2.4: Phương án đi dây của nhóm III


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 20
LỚP :D4-H3
Nhóm IV:

Phương án :
Phương án A
HT
1
3
Phương án B
HT
1
3

Hình 2.5: Phương án đi dây của nhóm IV
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 21
LỚP :D4-H3
CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT
3.1 Cơ sở lý thuyết tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật
3.1.1 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. Ví dụ, khi tăng điện áp định mức, tổn thất công suất và điện năng sẽ giảm,
nghĩa là giảm các chi phí vận hành, giảm tiết diện đường dây, tăng giới hạn truyền
tải, nhưng tăng vốn đầu tư để xây dựng mạng điện và ngược lại… Vì vậy, việc
chọn đúng điện áp định mức của mạng điện khi thiết kế là một bài toán kinh tế - kỹ
thuật.
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 nguồn cung cấp, vị trí tương đối giữa các phụ
tải, sơ đồ nối điện, cấp điện áp của các mạng điên có sẵn…
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 có thể xác định theo công suất truyền tải và
khoảng cách truyền tải công suất trên mỗi đường dây.
Chọ sơ bộ điện áp của mạng điện có thể tiến hành theo công thức kinh nghiệm:
ñm
16P
U 4,34 l , kV
n
  

trong đó:
l – khoảng cách truyền tải, km;
P – công suất truyền tải trên đương dây, MW;

n – số lộ đường dây.
3.1.2 Chọn tiết diện dây dẫn
Chọn tiết diện dây dẫn của mạng điện thiết kế phải chú ý đến: các chỉ tiêu kinh tế -
kỹ thuật, khả năng tải của dây dẫn theo điều kiện phát nóng trong các điều kiện sự
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 22
LỚP :D4-H3
cố, độ bền cơ học của các đường dây trên không, các điều kiện tạo thành vầng
quang…
 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện
Tùy theo mức điện áp của mạng điện mà ta chọn được dây dẫn hợp lý.
- Dây dẫn nhôm thường được dùng trong các mạng điện từ 0,4; 6; 10 đến 35 kV.
- Dây nhôm lõi thép được sử dụng hợp lý nhất đối với các mạng điện và đường dây
truyền tải điện năng. Thường được sử dụng cho cấp điện áp từ 110 kV trở lên.
Đối với các mạng điện khu vực, tiêu chí kinh tế được đặt lên hàng đầu. Do vậy tiết
diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện:

max
kt
kt
I
F
J

trong đó:
I
max
– dòng điện tính toán chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải lớn nhất, A;
J

kt
– mật độ kinh tế dòng điện, A/mm
2
.
Các giá trị mật độ kinh tế của dòng điện tra trong Bảng 2.4 sách “Thiết kế các
mạng và hệ thống điện” của Nguyễn Văn Đạm (tài liệu [1]).
Với dây AC và T
max
= 5000 h thì 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:

3
max
max
ñm
S
I .10 , A
n 3U

trong đó:
n – số lộ đường dây;
U
đm
– điện áp định mức của mạng điện, kV;
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:Th.s HOÀNG THU HÀ

SV : NGUYỄN VĂN THAO Trang 23
LỚP :D4-H3
S
max
– công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA.
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 học của đường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố.
 Kiểm tra điều điện phát nóng
Điều kiện phát nóng của dây dẫn phải thỏa mãn:
I
sc
≤ I
cp
trong đó:
I
cb
- dòng điện chạy trên đường dây,
Ở chế độ làm việc bình thường:
max
lvcb
II 
;
Ở chế độ sự cố:
max
sccb
II 
= 2.
max

lv
I
(với dây kép);
I
cp
- dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn;
Nếu điều kiện trên không đảm bảo ta phải chọn lại tiết diện dây dẫn.
Sau khi chọn được tiết diện dây dẫn chuẩn, ta phải 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, B/2 trong
sơ đồ thay thế của các đường dây theo các công thức sau:
     
0 0 0
1 1 B 1
R .r .l; X .x .l; .n.b .l
n n 2 2

trong đó:
n – số lộ đường dây;
R – điện trở tác dụng của đường dây;
X – điện kháng của đường dây;
B – điện dẫn phản kháng của đường dây.