Đồ án thiết kế mạng điện khu vực

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
CHƯƠNG I
CÂNBẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNGĐIỆN. XÁCĐỊNH SƠ
BỘ LƯỢNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CẦN BÙ THEO ĐIỀU KIỆN
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG.
I.1/ PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN CUNG CẤP VÀ CÁC PHỤ TẢI:
Hệ thống điện là một tập hợp bao gồm máy phát điện, đường dây, trạm biến áp,
hộ tiêu thụ điện và các thiết bị khác như: thiết bị điều khiển, rơle bảo vệ, thiết bị
đóng cắt,… chúng tạo thành một hệ thống thống nhất và có sự phối hợp chặt chẽ với
nhau. Có nhiệm vụ sản xuất, truyền tải, tiêu thụ điện năng và đảm bảo an toàn cho
thiết bị và con người.
Để chọn được phương án tối ưu cần tiến hành phân tích những đặc điểm của
nguồn cung cấp và các phụ tải. Trên cơ sở đó, xác định công suất phát của nguồn
cung cấp và dự kiến các sơ đồ nối điện sao cho đạt được hiệu quả kinh tế - kỹ thuật
cao nhất.
Khi thiết kế hệ thống điện cần đảm bảo các yêu cầu sau:
1. Đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống.
2. Chế độ vận hành của hệ thống phải linh hoạt, đạt hiệu quả kinh tế cao.
3. Hệ thống điện phải có độ tin cậy cung cấp điện cao và an toàn.
Sau đây tiến hành phân tích nguồn và các phụ tải, từ đó định ra phương thức vận
hành cho nhà máy điện A.
I.1.1/ Nhà máy điện A:
Hệ thống điện A có công suất vô cùng lớn,điện áp trên thanh góp cao áp của trạm
biến áp tăng áp khi phụ tải cực đại là 1,1U
đm
, khi phụ tải cực tiểu là 1,05U
đm
, khi sự
cố là 1,1U
đm
.

Ứng với hệ số cosφ
tb
của thanh góp là 0,85.
Nguồn điện được giả thiết cung cấp đủ công suất tác dụng theo yêu cầu của phụ tải
với hệ số công suất được quy định. Đều này cho thấy nguồn có thể không cung cấp
đủ yêu cầu về công suất phản kháng và việc đảm bảo nhu cầu điện năng phản kháng
có thể được thực hiện trong quá trình thiết kế bằng cách bù công suất phản kháng tại
các phụ tải mà không cần phải tải đi từ nguồn.
I.1.2/ Các phụ tải:
Phụ tải điện là số liệu ban đầu để giải quyết vấn đề tổng hợp kinh tế kĩ thuật phức
tạp khi thiết kế mạng điện. Xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên khi thiết kế hệ
1
GVHD: SVTH:
1
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
thống điện nhằm mục đích vạch ra sơ đồ, lựa chọn và kiểm tra các phần tử của mạng
điện như máy phát, đường dây, máy biến áp và các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật.
Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện phụ tải được chia ra gồm 3 loại hộ
Hộ loại 1: Gồm các phụ tải quan trọng, việc ngừng cung cấp điện cho phụ tải
này có thể gây nguy hiểm cho tính mạng con người, thiệt hại đến sản xuất, ảnh
hưởng đến an ninh quốc phòng, vì phải cung cấp điện liên tục nên các đường dây
phải bố trí sao cho đảm bảo cung cấp điện ngay cả khi có sự cố trong mạng điện.
Hộ loại 2: loại này cũng quan trọng nhưng mất điện chỉ ảnh hưởng đến số
lượng sản phẩm nên có thể cân nhắc lại.
Hộ loại 3: bao gồm phụ tải không quan trọng, mất điện không gây ra hậu quả
nghiêm trọng. trường hợp này ta không cần xét đến phương án dự trữ đảm bảo cung
cấp điện.
Bảng I.1:Bảng số liệu phụ tải :
Các số liệu Các hộ tiêu thụ
1 2 3 4 5

Phụ tải cực đại (MW) 29 34 26 30 28
Hệ số công suất cosϕ
0,85 0,8 0,85 0,8 0,85
Yêu cầu đảm bảo cung cấp điện I I III I I
Điện áp định mức mạng thứ cấp 22KV
Trong hệ thống thiết kế có 5 phụ tải. Trong đó có:
+ 4 phụ tải thuộc hộ loại I có hệ số cosφ
1
=cosφ
5
=0,85 và cosφ
2
=cosφ
4
= 0,85với
tổng công suất tác dụng cực đại là: ∑P
max
= 121 (MW).
+ 1 phụ tải thuộc hộ loại III và có hệ số cosϕ
3
= 0,85 với công suất tác dụng cực đại
là: ∑P
max
= 26 (MW).
+ Hộ loại I gồm các phụ tải:1,2,4,5- Hộ loại III gồm phụ tải :3
I.1.2.1/ Hộ tiêu thụ 1:
Yêu cầu cung cấp điện thuộc hộ loại I:
Theo đề ta có: cosϕ
1
= 0,85tgϕ

1
= 0,62
P
1max
= 29 (MW)=>P
1min
= P
1max
.50% = 14,5(MW)
Q
1max
= P
1max
.tgϕ
1
= 29. 0,62 = 17,98(MVAr)
Q
1min
= 50% .Q
1max
= 0,5 . 17,98 = 8,99(MVAr)
S
1max
=
2
max1
2
max1
QP +
=

22
98,1729 +
=34,12(MVA)
S
1min
= 50%. S
1max
= 0,5.34,12 = 17,06(MVA)
2
GVHD: SVTH:
2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
3
GVHD: SVTH:
3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
I.1.2.2/ Hộ tiêu thụ 2:
Yêu cầu cung cấp điện thuộc hộ loại I:
Theo đề ta có: cosϕ
2
= 0,8 tgϕ=0,75
P
2max
= 34 (MW) =>P
2min
= P
2max
.50% = 17(MW)
Q
2max

= P
2max
.tgϕ
2
= 34.0,75 = 25,5(MVAr)
Q
2min
= 50% . Q
2max
= 0,5. 25,5 = 12,75(MVAr)
S
2max
=
2
2max
2
2max
QP +
=
22
5,2534 +
=42,5(MVA)
S
2min
= 50% . S
2max
= 0,5.42,5 = 21,25(MVA)
I.1.2.3/ Hộ tiêu thụ 3:
Yêu cầu cung cấp điện thuộc hộ loại III:
Theo đề ta có:cosϕ

3
= 0,85 tgϕ
3
= 0,62
P
3max
= 26 (MW) =>P
3min
= P
3max
.50% =13(MW)
Q
3max
= P
3max
.tgϕ
3
= 26 . 0,62 = 16,12(MVAr)
Q
3min
= 50% . Q
3max
= 0,5 . 16,12 = 8,06(MVAr)
S
3max
=
2
max3
2
max3

QP +
= = 30,59(MVA)
S
3min
= 50% . S
3max
= 0,5 .30,59= 15,29(MVA)
I.1.2.4/ Hộ tiêu thụ 4:
Yêu cầu cung cấp điện thuộc hộ loại I:
Theo đề ta có: cosϕ
4
= 0,8 tgϕ
4
= 0,75
P
4max
= 30 (MW) => P
4min
= P
4max
.50% = 30 .50% = 15 (MW)
Q
4max
= P
4max
.tgϕ
4
= 30 . 0,75 = 22,5(MVAr)
Q
4min

= 50% . Q
max4
= 0,5 .22,5= 11,25(MVAr)
S
4max
=
2
4max
2
4max
QP +
=
22
5,2230 +
= 37,5(MVA)
S
4min
= 50% . S
4max
= 0,5 . 37,5= 18,75(MVA)
I.1.2.5/ Hộ tiêu thụ 5:
Yêu cầu cung cấp điện thuộc hộ loại I:
Theo đề ta có: cosϕ
5
= 0,85 tgϕ
5
= 0,62
P
5max
= 28 (MW) =>P

5min
= P
5max
.50% =28 . 50% = 14(MW)
Q
5max
= P
5max
.tgϕ
5
= 28 . 0,62 = 17,36 (MVAr)
Q
5min
= 50% . Q
5max
= 0,5.17,36= 8,68(MVAr)
S
5max
=
2
5max
2
5max
QP +
=
22
36,1728 +
= 32,94(MVA)
S
5min

= 50% . S
5max
= 0,5 . 32,94= 16,47(MVA)
4
GVHD: SVTH:
4
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
5
GVHD: SVTH:
5
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
Bảng I.2: Thông số các phụ tải.
Hộ tiêu thụ
.
S
max
= P
max
+ jQ
max
(MVA)
S
max
(MVA)
.
S
min
= P
min
+ jQ

min
(MVA)
S
min
(MVA)
1 29 + j17,98 34,12 14,5 + j8,99 17,06
2 34 + j25,5 42,5 17 + j12,75 21,25
3 26 + j16,12 30,59 13 + j8,06 15,29
4 30 + j22,5 37,5 15 + j11,25 18,75
5 28 + j17,36 32,94 14 + j8,68 16,47
Tổng 147 + j99,46 177,65 73,5 + j49.73 88,82
I.2/ Cân bằng công suất trong hệ thống điện:
Cân bằng công suất sơ bộ trong hệ thống nhằm mục đích xem xét khả năng cung cấp
của các nguồn cho các phụ tải thông qua mạng điện.Trong phần này ta xét sơ bộ cân
bằng công suất lúc phụ tải cực đại trước khi đề ra phương án nối dây của mạng điện.
Tính toán sơ lược công suất
I.2.1/ Cân bằng công suất tác dụng:
Đặc điểm quan trọng của các 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 liệu nhận thấy
được.Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng.
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của hệ thống cần
phải phát công suất bằng với công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất
trong các mạng điện, nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất
phát và công suất tiêu thụ.
Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường, cần phải có dự trữ nhất
định của công suất tác dụng trong hệ thống.Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề
quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống.
Vì vậy phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại đối
với hệ thống điện thiết kế có dạng:
∑P

F
= m.∑P
pt
+ ∑ΔP
mđ
+ ΣP
td
+∑P
dt
= ∑P
yc
Trong đó:
∑P
F
: tổng công suất tác dụng tính toán phát ra từ nhà máy điện A.
m: hệ số đồng thời, lấy m = 1.
∑P
pt
: tổng công suất tác dụng cực đại của các phụ tải.
6
GVHD: SVTH:
6
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
∑P
pt
= P
1
+ P
2
+ P

3
+ P
4
+ P
5
= 29 + 34 + 26 + 30 + 28 = 147(MW)
∑ΔP
mđ
: tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp của mạng
điện. Tổn thất này phụ thuộc vào số máy biến áp và chiều dài đường dây của mạng
điện.Khi thiết kế sơ bộ ta xem ∑ΔP
mđ
là không đổi và lấy bằng 5% của tổng công
suất tác dụng cực đại của các phụ tải.
∑ΔP
mđ
=5% . ∑P
pt
= 0,05 . 147 = 7,35(MW)
ΣP
dt
: Tổng công suất tác dụng dự trữ của hệ thống . Thường lấy bằng ( 10% - 15% )
tổng công suất tác dụng cực đại của các phụ tải hay lấy bằng hoặc lớn hơn công suất
1 tổ máy lớn nhất của hệ thống điện .
ΣP
dt
= 10% .∑P
pt
= 0,1 . 147 = 14,7 (MW)
Như vậy ta có :ΣP

F
= ΣP
yc
= 147 + 7,35 + 14,7 = 169,05 (MW)
Tức là nhà máy đảm bảo đáp ứng đủ công suất tác dụng cho hệ thống.
I.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 xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm. Sự cân bằng đòi hỏi
không chỉ đối với công suất tác dụng, mà cả đối với công suất phản kháng.
Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Phá hoại sự cân bằng
công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện. Nếu công suất
phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ
tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm. Vì vậy
để đảm bảo chất lượng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và
trong hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng.
Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế có dạng:
∑Q
F
+ ∑Q
b
= m. ∑Q
pt
+ ∑ΔQ
BA
+ ∑ΔQ
L
-∑Q
C
+∑Q
td

+ ∑Q
dt
= ∑Q
yc
Trong đó:
∑Q
F
:tổng công suất phản kháng phát ra bởi nhà máy ∑Q
F
= ∑P
yc
. tgφ
Ta có: cosφ= 0,85 tgφ = 0,62
 ∑Q
F
= 169,05 . 0,62 = 104,81(MVAr)
∑Q
pt
:tổng công suất phản kháng cực đại của phụ tải.
∑Q
pt
=
∑
5
1
( P
pti
. tgφ
i
)

7
GVHD: SVTH:
7
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
Ta có: cosφ= 0,8 tgφ = 0,75
cosφ = 0,85 tgφ = 0,62
∑Q
pt
= ( 34 + 30) . 0,75 + (29 + 26+ 28 ) . 0,62 = 99,46(MVAr)
∑ΔQ
BA
: tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp của hệ thống.
Mỗi cấp biến áp thì: ΔQ
BA
= ( 10 – 15)% . ∑Q
pt
Trong mạng điện thiêt kế có 1 cấp biến áp nên ta chọn:
ΔQ
BA
= 15% . ∑Q
pt
= 0,15 . 99,46 = 14,919(MVAr)
∑ΔQ
L
: tổng tổn thất công suất phản kháng trên các đoạn đường dây của mạng điện.
∑Q
C
: tổng công suất phản kháng do dung dẫn đường dây sinh ra.
Tính sơ bộ nên có thể xem: ∑ΔQ
L

= ∑Q
C
ΣQ
td
: Là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện, vì ở đây ta chỉ
cân bằng từ thanh cái cao áp của nhà máy điện do vậy ta có thể xem như ΣQ
td
= 0
∑Q
dt
: tổng công suất phản kháng dự trữ của hệ thống điện A. Ta có thể lấy bằng
công suất phản kháng của một tổ máy lớn nhất .
∑Q
dt
=14,7 . 0,62 = 9,114
∑Q
b
: tổng công suất phản kháng phát ra bởi thiết bị bù trong hệ thống điện.
∑Q
b
= ∑Q
yc
- ∑Q
F
=Q
pt
+ ∑ΔQ
BA
+ ∑Q
dt

- ∑Q
F
= 99,46 + 14,919 + 9,114 – 104,81 = 18,682(MVAr)
Ta cần bù sơ bộ công suất phản kháng của hệ thống để đảm bảo cung cấp công suất
phản kháng cho hệ thống một lượng 18,682
Như vậy ưu tiên bù cho các hộ có hệ số cos thấp và ở xa.Trên cơ sở đó ta tính bù cho
hộ sau.
Bù công suất phản kháng cho hộ 4
Giả sử ta bù cho hộ 4 đến cosφ = 0,95 =>tgφ =0,3287
tgϕ
2
= => - . tgϕ
4
= 22,5 – 30 . 0,3287 = 12,64(MVAr)
Lượng công suất còn phản kháng còn lại tiếp tục bù cho hộ 2.
- = 18,682-12,64 =5,988(MVAr)
tgϕ
2
= = =0,57(MVAr)
=>cosϕ
2
= 0,87
8
GVHD: SVTH:
8
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
Bảng I.3: Số liệu trước và sau khi bù sơ bộ.
Phụ
tải
P

max
(MW)
Q
max

(MVAr)
Cosϕ
Q
b
(MVAr)
Q
’
max
(MVAr)
Cosϕ
’
.
S
’
max
(MVA)
1 29 17,98 0,85 0 17,98 0,85 29 + j17,98
2 34 25,5 0,8 5,988 19,38 0,87 34+ j19,38
3 26 16,12 0,85 0 16,12 0,85 26+ j16,12
4 30 22,5 0,8 12,64 9,861 0,95 30 + j9,861
5 28 17,36 0,85 0 17,36 0,85 28 + j 17,36
9
GVHD: SVTH:
9
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực

CHƯƠNG II
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN. SO SÁNH CÁC
PHƯƠNG ÁN ĐÃ ĐỀ RA VỀ MẶT KỸ THUẬT.
Khi thiết kế một hệ thống điện, vấn đề đặt ra là phải lựa chọn phương án tối ưu
dựa trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án. Việc so sánh các phương án
về mặt kỹ thuật dựa trên các mặt sau:
+ Đảm bảo tính an toàn cung cấp điện theo đúng yêu cầu của hộ tiêu thụ điện.
+ Đảm bảo tổn thất điện áp lúc làm việc bình thường cũng như lúc sự cố nằm
trong giới hạn cho phép.
+ Đảm bảo phát nóng cho phép của dây dẫn, đảm bảo độ bền cơ học của dây
dẫn.
Mục đích yêu cầu của việc thiết kế là tìm ra các phương án thoả mãn các điều kiện
trên. Vấn đề đầu tiên cần phải giải quyết là lựa chọn sơ đồ nối dây của mạng điện
trong đó có những công việc đồng thời như:
II.1/ Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện:
Việc khảo sát và vạch tuyến đường dây là công việc đầu tiên của công tác thiết
kế. nó ảnh hưởng đến việc thi công, quản lý vận hành và các chỉ tiêu kinh tế của
mạng điện. Trong phạm vi đồ án này, việc dự kiến các phương án nối dây của mạng
điện ta chưa quan tâm đến địa hình, địa chất và qui hoạch tổng thể của nền kinh tế
quốc dân. Mà vấn đề quan trọng ở đây là các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các
phương án.
Khi dự kiến các phương án nối dây của mạng điện ta dựa vào tính chất quan
trọng của các hộ tiêu thụ( loại I, loại III); khoảng cách từ nguồn đến phụ tải; phụ tải
đến phụ tải và phương thức vận hành cùng công suất nhà máy.
Sau khi vạch ra được phương án đi dây, để tiến hành so sánh về mặt kỹ thuật của các
phương án ta cần tính toán các phương án sau :
- Lựa chon điện áp định mức của mạng.
- Dựa vào các tiêu chuẩn sau để tiến hành phân tích và lựa chọn :
+ Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ.
+ Đảm bảo đều kiện phát nóng của dây dẫn : I

sc
< I
cp
+ Tổn thất điện áp lớn nhất lúc làm việc bình thường và lúc sự cốxảy ra phải nằm
trong giới hạn cho phép : U
sc
< U
cp
10
GVHD: SVTH:
10
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
11
GVHD: SVTH:
11
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
II.1.1/ Xác định khoảng cách từ nguồn đến phụ tải và phụ tải đến phụ tải:
Bảng II.1
Hộ 1 2 3 4 5
A 63,24 63,24 125,1 101,98 50
1 56,56 65,06 56,56 67,08
2 87,14 113,13 100,49
3 85,28 130,2
4 72,8
II.1.2/ Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện:
Vì số lượng các phương án nối dây không nhiều nên ta tiến hành so sánh các phương
án về mặt kỹ thuật để chọn phương án tối ưu.
+ Gồm có 3 phương án nối dây như sau:
Phương án I:
Phương án II:

12
GVHD: SVTH:
12
2 3
1
A
4
5
34+j19,38
26+j16,12
63,24km
65,06km
63,24km
29+j17,98
101,98km
50km
30+j9,861
28+j17,36
2 3
1
A
4
5
87,14km
34+j19,38
26+j16,12
63,24km
63,24km
56,56km
29+j17,98

50km
30+j9,861
28+j17,36
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
Phương án III:
II.2/ SO SÁNH CÁC
PHƯƠNG ÁN VỀ
MẶT KỸ THUẬT:
II.2.1/ Nội dung so sánh
các phương án về mặt
kỹ thuật bao gồm:
II.2.1.1/ Chọn cấp
điện áp tải điện của mạng
điện:
- Việc chọn cấp điện
áp tải điện rất quan
trọng đối với mạng
điện. Bởi vì nó ảnh
hưởng rất nhiều đến các chỉ tiêu kinh tế của mạng điện.
13
GVHD: SVTH:
13
2 3
1
A
4
5
56,56km
34+j19,38
26+j16,12

63,24km
63,24km
85,28km
29+j17,98
101,98km
50km
30+j9,861
28+j17,36
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
- Để chọn cấp điện áp tải điện, ta dựa vào công thức tương đối chính xác trong
phạm vi P
≤
60 (MW) và l
≤
220 (Km)( công thức Still).
U = 4,34.
Pl 16+
(KV) ( trang 57 sách thiết kế các mạng và hệ thống điện)Với:l:
chiều dài của đường dây truyền tải ( Km).
P: công suất tác dụng truyền tải ( MW).
II.2.1.2/ Chọn tiết diện dây dẫn:
Các mạng điện 110 (KV) được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không,
các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC). Với đường dây trên không 110
(KV) khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha là 5m ( D
tb
= 5m).
Tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện:
F
kt
=

kt
J
I
max
Trong đó:
I
max
: dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại (A).
J
kt
: mật độ kinh tế của dòng điện (A/mm
2
).
Dựa vào thời gian sử dụng công suất cực đại I
max
= 4600h và loại dây AC
Tra bảng 2.4 (trang 64, sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện), ta được :
J
kt
= 1,1(A/mm
2
).
Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được xác định theocông
thức: I
max
=
dm
Un
S
.3.

10.
3
max
(A)
Trong đó:
n : số mạch đường dây ( đường dây đơn n = 1, đường dây kép n = 2).
U
dm
: điện áp định mức của mạng điện (KV).
S
max
: công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại (MVA).
Đối với mạng điện 110 (KV) phải chọn tiết diện dây dẫn từ AC – 70 trở lên và mạng
220 (KV) phải chọn dây AC – 240 trở lên để giảm tổn thất vầng quang.
Kiểm tra phát nóng dây dẫn lúc sự cố nặng nề nhất theo điều kiện sau:
I
scmax
≤
k . I
cp
Trong đó:
I
scmax
: dòng điện lớn nhất lúc sự cố.
I
cp
: dòng điện cho phép lâu dài chạy qua dây dẫn.
k : hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào nhiệt độ nếu lấy nhiệt độ thực tế môi trường t
o
mt

=
35
o
C và nhiệt độ tính toán môi trường là t
o
tt
=25
o
C, tra bảng 43 (trang 294, sách thiết
kế các mạng và hệ thống điện, ta được k = 0,88.
14
GVHD: SVTH:
14
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
II.2.1.3/ Tổn thất điện áp lúc làm việc bình thường và sự cố:
Tổn thất điện áp được tính theo công thức:
100.

%
2
dm
iiii
U
XQRP
U
+
=∆
Trong đó:
P
i

, Q
i
: công suất tác dụng, công suất phản kháng chạy trên đường dây thứ i.
R
i
, X
i
: điện trở, điện kháng của đường dây thứ i.
- Lúc làm việc bình thường: tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải xa nhất lúc
phụ tải cực đại.
Điều kiện: ΔU
maxbt
% = (10 – 15)%
Đối với hộ dùng MBA điều áp dưới tải thì: ΔU
maxbt
% = (15 – 20)%
- Lúc sự cố nặng nề nhất:
Điều kiện: ΔU
maxsc
% = (10 – 20)%
Đối với hộ dùng MBA điều áp dưới tải thì: ΔU
maxsc
% = (20 – 25)%
I.2.2/ Tính toán kỹ thuật cho từng phương án nối dây:
II.2.2.1/ Phương án I:
Tính phân bố công suất
trên các nhánh:
.
S
A1

=
.
S
1+
.
S
3
= 55 + j34,1
(MVA)
.
S
A2
=
.
S
2
= 34 + j19,38
(MVA)
.
S
13
=
.
S
3
= 26 + j16,12
(MVA)
.
S
A4

=
.
S
4
= 30 +
j9,861(MVA)
.
S
A5
=
.
S
5
= 28 +
j17,36(MVA)
15
GVHD: SVTH:
15
2 3
1
A
4
5
34+j19,38
26+j16,12
63,24km
65,06 km
63,24km
29+j17,98
101,98km

50km
30+j9,861
28+j17,36
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
II.2.2.2.1/ Chọn cấp điện áp tải điện:
PlU .16.34,4 +=
+ Nhánh A1: U = 4,34 . = 133,3 (KV)
+ Nhánh A2: U = 4,34 . = 106,94 (KV)
+ Nhánh 13: U = 4,34 .= 95,18 (KV)
+ Nhánh A4: U = 4,34 . = 104,7 (KV)
+ Nhánh A5: U = 4,34 .= 96,9 (KV)
Bảng II.5: Điện áp tính toán.
Nhánh l (km) P (MW) U (KV)
A1 63,24 55 133,3
A2 63,24 34 106,94
13 65,06 26 95,18
A4 101,98 30 104,7
A5 50 28 96,9
Từ kết quả nhận được ta chọn điện áp định mức của mạng điện là: U
dm
= 110 (KV).
II.2.2.1.2/ Chọn tiết diện dây dẫn:
+ Nhánh A1:
S
A1
=
22
1,3455 +
= 64,7(MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

I
A1
= = 169,7 (A)
Tiết diện dây dẫn: F
A1
= = 154,27 (mm
2
)
Ta chọn dây AC – 150
+ Nhánh A2:
S
A2
=
22
38,1934 +
= 39,1(MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
A2
== 102,61 (A)
Tiết diện dây dẫn: F
A2
= = 93,28 (mm
2
)
Ta chọn dây AC – 95
+ Nhánh 13 :S
13
=
22

12,1626 +
= 30,59(MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
A3
== 160,55 (A)
Tiết diện dây dẫn: F
A2
= = 145,95 (mm
2
)
16
GVHD: SVTH:
16
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
Ta chọn dây AC – 150
+ Nhánh A4:
S
A4
=
22
861,930 +
= 31,58 (MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
A4
== 82,88 (A)
Tiết diện dây dẫn: F
A2
= = 75,34 (mm

2
)
Ta chọn dây AC – 70.
+ Nhánh A5:
S
A5
=
22
36,1728 +
= 32,9(MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
A5
= = 86,34 (A)
Tiết diện dây dẫn: F
A5
= = 78,49 (mm
2
)
Ta chọn dây AC – 70
* Tính toán thông số kỹ thuật của các đoạn đường dây:
+ Nhánh A1: dây AC – 150, có I
cp
= 445 (A), r
o
= 0,21 (
km
Ω
), x
o

= 0,416(
km
Ω
),
b
o
= 2,74.10
-6
(
kmΩ
1
)
Điện trở tác dụng của đường dây: R
A1
= 0,21.= 6,6(
Ω
)
Điện kháng của đường dây: X
A1
= 0,416.= 13,15(
Ω
)
Điện dẫn phản kháng của đường dây:
2
1A
B
=
2
1
.2.2,74.10

-6
.63,24 = 1,7.(
Ω
1
)
+ Nhánh A2: dây AC – 95, có I
cp
= 330 (A), r
o
= 0,33 (
km
Ω
), x
o
= 0,429(
km
Ω
),
b
o
= 2,65.10
-6
(
kmΩ
1
)
Điện trở tác dụng của đường dây: R
A2
= 0,33.= 10,43(
Ω

)
Điện kháng của đường dây: X
A2
= 0,429. =13,56(
Ω
)
Điện dẫn phản kháng của đường dây: =
2
1
.2.2,65.10
-6
.63,24 = 1,7.(
Ω
1
)
+ Nhánh 13: dây AC – 150, có I
cp
= 445 (A), r
o
= 0,21 (
km
Ω
), x
o
= 0,416(
km
Ω
),
b
o

= 2,74.10
-6
(
kmΩ
1
)
17
GVHD: SVTH:
17
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
Điện trở tác dụng của đường dây: R
13
= 0,21.65,06 = 13,6(
Ω
)
Điện kháng của đường dây: X
13
= 0,416.65,06 = 27 (
Ω
)
Điện dẫn phản kháng của đường dây:
3
2
A
B
=
2
1
.2,74.10
-6

.65,06 = 0,9.10
-4
(
Ω
1
)
+ Nhánh A4: dây AC – 70, có I
cp
= 265(A), r
o
= 0,46 (
km
Ω
), x
o
= 0,44 (
km
Ω
),
b
o
= 2,58.10
-6
(
kmΩ
1
)
Điện trở tác dụng của đường dây: R
A4
= 0,46. = 23,45 (

Ω
)
Điện kháng của đường dây: X
A4
= 0,44. = 22,43(
Ω
)
Điện dẫn phản kháng của đường dây:
4
2
A
B
=
2
1
.2.2,58.10
-6
.101,98 = 2,63.10
-4
(
Ω
1
)
+ Nhánh A5: dây AC – 70, có I
cp
= 265 (A), r
o
= 0,46 (
km
Ω

), x
o
= 0,44 (
km
Ω
),
b
o
= 2,58.10
-6
(
kmΩ
1
)
Điện trở tác dụng của đường dây: R
A5
= 0,46. = 11,5 (
Ω
)
Điện kháng của đường dây: X
A5
= 0,44. = 11(
Ω
)
Điện dẫn phản kháng của đường dây:
5
2
A
B
=

2
1
.2.2,58.10
-6
. 50 = 1,29.10
-4
(
Ω
1
)
II.2.2.1.3/ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi bị sự cố đường dây
+ Khi đứt một dây lộ kép A1: % = 2.I
A2max
= 2.89,5= 179(A)
Vậy % < k.I
cp
= 0,88. 330 = 290,4(A)
+ Khi đứt một dây lộ kép A2: = 2.I
A3max
= 2.102,61= 205,22(A)
Vậy % < k.I
cp
= 0,88. 330 = 290 (A)
+ Khi đứt một dây lộ kép A4: % = 2.I
A4max
= 2.82,88= 165,76(A)
Vậy % < k.I
cp
= 0,88. 265 = 233,2 (A)
+ Khi đứt một dây lộ kép A5: % = 2.I

A5max
= 2.86,34= 172,68(A)
Vậy % < k.I
cp
= 0,88. 265 = 233,2 (A)
Qua tính toán trên ta nhận thấy các dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng
khi bị sự cố.
II.2.2.1.4/ Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
* Khi làm việc bình thường:
+ Nhánh A1: % = . 100% = 6,7%
+ Nhánh A2% = . 100% = 5,1%
+ Nhánh
13: % = . 100% = 6,5%
+ Nhánh A4: % = . 100% = 7,64%
18
GVHD: SVTH:
18
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
+ NhánhA5:% = . 100% = 2,9%
* Khi bị sự cố:
Sự cố đứt một lộ của đường dây kép thì lúc này:
btsc
UU
∆=∆
.2
+ Khi đứt một dây lộ kép A1: % = 2.6,7% = 13,4%
+ Khi đứt một dây lộ kép A2% = 2. 5,1% = 10,2%
+ Khi đứt một dây lộ kép A4: % = 2.7,64% = 15,28%
+ Khi đứt một dây lộ kép A5: % = 2.2,9% = 5,8%
Từ kết quả tính toán trên ta nhận thấy rằng tổn thất điện áp cực đại trong chế độ vận

hành bình thường: %=7,64% < (15-20)%
Tổn thất điện áp cực đại lúc sự cố: % =15,28% < (20-25)%
II.2.2.2/ Phương án II:
Tính phân bố công suất
trên các nhánh:
.
S
14
=
.
S
4
= 30 + j9,861
(MVA)
.
S
A1
=
.
S
1
+
.
S
4
= 59 +
j27,841(MVA)
.
S
23

=
.
S
3
= 26 + j16,12
(MVA)
.
S
A2
=
.
S
2
+
.
S
3
=60 + j35,5
(MVA)
.
S
A5
=
.
S
5
= 28 + j17,36 (MVA)
II.2.2.2.1/ Chọn cấp điện áp tải điện:
PlU .16.34,4
+=

+ Nhánh 14: U = 4,34 .= 100,53 (KV)
+ Nhánh A1: U = 4,34 . = 137,73 (KV)
+ Nhánh 23: U = 4,34 . = 97,34 (KV)
+ Nhánh A2: U = 4,34 . = 138,82 (KV)
19
GVHD: SVTH:
19
2 3
1
A
4
5
87,14km
34+j19,38
26+j16,12
63,24km
63,24km
56,56km
29+j17,98
50km
30+j9,861
28+j17,36
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
+ Nhánh A5: U = 4,34 . = 96,85 (KV)
Bảng II.5: Điện áp tính toán.
Nhánh l (km) P (MW) U (KV)
14 56,56 30 100,53
A1 63,24 59 137,73
23 87,14 26 97,34
A2 63,24 60 138,82

35 50 28 96,85
Từ kết quả nhận được ta chọn điện áp định mức của mạng điện là: U
dm
= 110 (KV).
II.2.2.1.2/ Chọn tiết diện dây dẫn:
+ Nhánh 14:
Theo bảng I.2, ta có S
14
= 31,57(MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
14
= = 82,85 (A)
Tiết diện dây dẫn: F
14
= = 75,31 (mm
2
)
Ta chọn dây AC – 70
+ Nhánh A1: Theo bảng I.2, ta có S
A1
= 65,24 (MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
A1
= = 171,21 (A)
Tiết diện dây dẫn: F
A1
= = 155,64 (mm
2

)
Ta chọn dây AC – 150
+ Nhánh 23 : S
23
= 30,59 (MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
23
= = 160,55 (A)
Tiết diện dây dẫn: F
23
= = 145,95 (mm
2
)
Ta chọn dây AC – 150
+ Nhánh A2:
S
A2
= 69,7 (MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
A2
= = 182,9 (A)
Tiết diện dây dẫn: F
A2
= = 166,27 (mm
2
)
Ta chọn dây AC – 150
20

GVHD: SVTH:
20
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
+ Nhánh A5: Theo bảng I.2, ta có S
A5
= 32,94 (MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
A5
= = 86,44 (A)
Tiết diện dây dẫn: F
A5
= = 78,5 (mm
2
)
Ta chọn dây AC – 70
* Tính toán thông số kỹ thuật của các đoạn đường dây:
+ Nhánh 14: dây AC – 70, có I
cp
= 265 (A), r
o
= 0,46 (
km
Ω
), x
o
= 0,44(
km
Ω
),

b
o
= 2,58.10
-6
(
kmΩ
1
)
Điện trở tác dụng của đường dây: R
14
= 0,46.= 13(
Ω
)
Điện kháng của đường dây: X
14
= 0,44. =12,44(
Ω
)
Điện dẫn phản kháng của đường dây:
2
14
B
=
2
1
.2.2,58.10
-6
.56,56 = 1,46.(
Ω
1

)
+ Nhánh A1: dây AC – 150, có I
cp
= 445 (A), r
o
= 0,221 (
km
Ω
), x
o
= 0,416(
km
Ω
),
b
o
= 2,74.10
-6
(
kmΩ
1
)
Điện trở tác dụng của đường dây: R
A1
= 0,221.= 6,98(
Ω
)
Điện kháng của đường dây: X
A1
= 0,416. = 13,15(

Ω
)
Điện dẫn phản kháng của đường dây: =
2
1
.2.2,74.10
-6
.63,24 = 1,73.(
Ω
1
)
+ Nhánh 23: dây AC – 150, có I
cp
= 445 (A), r
o
= 0,221 (
km
Ω
), x
o
= 0,416 (
km
Ω
),
b
o
= 2,74.10
-6
(
kmΩ

1
)
Điện trở tác dụng của đường dây: R
23
= 0,221.87,14 = 19,55 (
Ω
)
Điện kháng của đường dây: X
A3
= 0,416.87,14 = 36,25 (
Ω
)
Điện dẫn phản kháng của đường dây: =
2
1
.2,74.10
-6
.87,14 = 1,19.10
-4
(
Ω
1
)
+ Nhánh A2: dây AC – 150, có I
cp
= 445(A), r
o
= 0,221 (
km
Ω

), x
o
= 0,416 (
km
Ω
),
b
o
= 2,74.10
-6
(
kmΩ
1
)
Điện trở tác dụng của đường dây: R
A2
= 0,221. = 6,98 (
Ω
)
Điện kháng của đường dây: X
A2
= 0,416. = 13,15(
Ω
)
21
GVHD: SVTH:
21
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
Điện dẫn phản kháng của đường dây:
2

2
B
=
2
1
.2.2,74.10
-6
.63,24 = 1,73.10
-4
(
Ω
1
)
+ Nhánh A5: dây AC – 70, có I
cp
= 265(A), r
o
= 0,46 (
km
Ω
), x
o
= 0,44 (
km
Ω
),
b
o
= 2,58.10
-6

(
kmΩ
1
)
Điện trở tác dụng của đường dây: R
A5
= 0,46. = 11,5 (
Ω
)
Điện kháng của đường dây: X
A5
= 0,44. = 11(
Ω
)
Điện dẫn phản kháng của đường dây:
5
2
A
B
=
2
1
.2.2,58.10
-6
. 50 = 1,29.10
-4
(
Ω
1
)

Bảng II.7: Thông số của đường dây trong mạng điện phương án II.
Nhán
h
(MVA) Loại dây
I
cp
(A)
L (km)
R(
Ω
) X (
Ω
)
2
B
.10
-4
(
Ω
1
)
14 30+j9,861 AC – 70 265 56,56 13 12,44 1,46
A1 59+j27,84 AC – 150 445 63,24 6,98 13,15 1,73
23 26+j16,12 AC – 150 445 87,14 19,55 36,25 1,19
A2 60+j35,5 AC – 150 445 63,24 6,98 13,15 1,73
A5 28+j17,36 AC – 70 265 50 11,5 11 1,29
II.2.2.1.3/ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi bị sự cố đường dây:
+ Khi đứt một dây lộ kép 14: % = 2.I
14max
= 2. 82,85 = 165,7 (A)

Vậy % < k. I
cp
= 0,88. 265 = 233,2 (A)
+ Khi đứt một dây lộ kép A1: = 2.I
A1max
= 2. 171,21 = 342,42 (A)
Vậy % < k. I
cp
= 0,88. 445 = 391,6 (A)
+ Khi đứt một dây lộ kép A2: % = 2.I
A2max
= 2. 182,9 = 365,8 (A)
Vậy % < k. I
cp
= 0,88. 445 = 391,6 (A)
+ Khi đứt một dây lộ kép A5: % = 2.I
A5max
= 2. 86,44 = 172,88 (A)
Vậy % < k. I
cp
= 0,88. 265 = 233,2 (A)
Qua tính toán trên ta nhận thấy các dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng
khi bị sự cố.
II.2.2.1.4/ Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
22
GVHD: SVTH:
22
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
* Khi làm việc bình thường:
+ Nhánh 14: % = . 100% = 4,23%

+ Nhánh A1: % = . 100% = 6,43%
+ Nhánh 23: % = . 100% = 9%
+ Nhánh A2: % = . 100% = 7,3%
+ Nhánh A
5: % = . 100% = 4,23%
+ Nhánh A14
: % = 4,23% + 6,43% = 10,66%
+ Nhánh A23
: % = 9% + 7,3% = 16,3%
* Khi bị sự cố:
Sự cố đứt một lộ của đường dây kép thì lúc này:
btsc
UU
∆=∆
.2
+ Khi đứt một dây lộ kép 14: % = 2. 4,23% = 8,46%
+ Khi đứt một dây lộ kép A1: % = 2. 6,43% = 12,86%
+ Khi đứt một dây lộ kép A2: % = 2. 7,3% = 14,6%
+ Khi đứt một dây lộ kép A5: % = 2. 4,23% = 8,46%
+ Khi đứt một dây lộ kép A14: % = 2.10,66% = 21,32%
Từ kết quả tính toán trên ta nhận thấy rằng tổn thất điện áp cực đại trong chế độ vận
hành bình thường: %= 16,3% < (15-20)%
Tổn thất điện áp cực đại lúc sự cố: % = 21,32% < (20-25)%
II.2.2.3/ Phương án III:
23
GVHD: SVTH:
23
2 3
1
A

4
5
56,56km
34+j19,38
26+j16,12
63,24km
63,24km
85,28km
29+j17,98
101,98km
50km
30+j9,861
28+j17,36
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
Tính phân bố công suất trên các nhánh:
.
S
A1
= =
= 30,7+j18,5(MVA)
.
S
A2
= (
.
S
1
+
.
S

2
)-
.
S
A1
= (63+j37,36)-(30,7+j18,5) = 44 + j6,66 (MVA)
.
S
12
=
.
S
A1
-
.
S
1
= (30,7+j18,5) – (29+j17,98) = 1,7+j0,52(MVA)
.
S
34 =
=26 + j16,12(MVA)
.
S
A4
= 56 + j25,98(MVA)
.
S
A5
= 28 + j17,36(MVA)

II.2.2.3.1/ Chọn cấp điện áp tải điện:
+ Nhánh A1: U = 4,34 . = 102,2 (KV)
+ Nhánh A2: U = 4,34 . = 120,2 (KV)
+ Nhánh 12: U = 4,34 .= 39,7 (KV)
+ Nhánh 34: U = 4,34 . = 97,1 (KV)
+ Nhánh A4: U = 4,34 . = 137,1 (KV)
+ Nhánh A5: U = 4,34 . = 96,85 (KV)
Bảng II.8: Điện áp tính toán.
Nhánh l (km) P (MW) U (KV)
A1 63,24 30,7 102,2
A2 63,24 44 120,2
12 56,56 1,7 39,7
34 85,28 26 97,1
A4 101,98 56 137,1
A5 50 28 96,85
Từ kết quả nhận được ta chọn điện áp định mức của mạng điện là: U
dm
=110 (KV).
24
GVHD: SVTH:
24
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng điện khu vực
II.2.2.3.2/ Chọn tiết diện dây dẫn:
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
+ Nhánh A1:
S
A1
=35,84 (MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I

A1
= = 188,1(A)
Tiết diện dây dẫn: F
A1
= =171 (mm
2
)
Ta chọn dây AC – 185
+ Nhánh A2:
S
A2
=44,5(MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
A2
= = 233,5(A)
Tiết diện dây dẫn: F
A2
= =212,27 (mm
2
)
Ta chọn dây AC – 185
+ Nhánh 12:
S
12
=1,7 (MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
12
= = 8,9(A)

Tiết diện dây dẫn: F
12
= =8,09 (mm
2
)
Ta chọn dây AC – 70
+ Nhánh 34:
S
A4
=30,6 (MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
34
= = 160,6(A)
Tiết diện dây dẫn: F
34
= =146 (mm
2
)
Ta chọn dây AC – 150
+ Nhánh A4:
S
A4
=61,7 (MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
A4
= = 161,9(A)
Tiết diện dây dẫn: F
A4

= =147,2 (mm
2
)
Ta chọn dây AC – 150
+ Nhánh A5:
S
A5
=32,9 (MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
A5
= = 86,34(A)
Tiết diện dây dẫn: F
A5
= =78,4 (mm
2
)
25
GVHD: SVTH:
25