Đồ án môn học lưới điện

Đồ án môn học Lưới Điện

Lời mở đầu
Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng quốc gia,
nó được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh tế, đời sống sinh
hoạt, nghiên cứu khoa học…
Hiện nay nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nên
nhu cầu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao về số lượng cũng như chất lượng. Để đáp
ứng được về số lượng thì ngành điện nói chung phải có kế hoạch tìm và khai thác tốt các
nguồn năng lượng có thể biến đổi chúng thành điện năng.Mặt khác, để đảm bảo về chất
lượng có điện năng cần phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại,
có phương thức vận hành tối ưu nhất đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cũng như kinh tế.
Xuất phát từ điều đó, bên cạnh những kiến thức giảng dạy trên giảng đường, mỗi sinh
viên ngành Hệ thống điện đều được giao đồ án môn học về thiết kế điện cho mạng điện
khu vực. Quá trình thực hiện đồ án giúp chúng ta hiểu biết tổng quan nhất về mạng lưới
điện khu vực, hiểu biết hơn về những nguyên tắc chủ yếu để xây dựng hệ thống điện như
xác định hướng và các thông số của các đường dây, chọn hệ thống điện áp cho mạng điện
chính…những nguyên tắc tổ chức và điều khiển hệ thống, tổng vốn đầu tư và các nguồn
nguyên vật liệu để phát triển năng lượng …
Chúng em xin chân thành cảm ơn đến thầy Nguyễn Lân Tráng, cùng toàn thể các
thầy cô trong khoa Hệ thống Điện đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành bản đồ án.

Hà Nội, ngày tháng năm 2011.
Sinh viên

Hệ thống điện 2 – K53

4

Chương 1

Đồ án môn học Lưới Điện

PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
1.1 Phân tích nguồn và phụ tải
1.1.1. Sơ đồ địa lý

6

1

N
5

4
2

3

1.1.2 Nguồn cung cấp điện
Nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng cho phụ tải

Hệ thống điện 2 – K53

4

Có giới hạn về hệ số công suất phản kháng cosφ = 0,85

Đồ án môn học Lưới Điện

=>
1.2.3 Các phụ tải điện
Phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại.
Giá 1kWh điện năng tổn thất bằng 600 đồng.
Hệ số công suất trung bình trên thanh góp cao áp của NMĐ khu vực bằng
0,85.
Hệ số đồng thời m = 1.
Điện áp trên thanh góp cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực đại bằng
110% , khi phụ tải cực tiểu bằng 105% , khi sự cố bằng 110% điện áp định mức .
Bảng 1.1: Các số liệu của phụ tải
Các thông số
Phụ tải cực đại ( MW )

1
28

Các hộ tiêu thụ
2
3
4
5
26
30
32
24

6
28

Hệ số công suất

0,9

0,9

0,92

0,9

0,9

0,9

Mức đảm bảo cung cấp điện

KT

KT

KT

T

T

T

Yêu cầu điều chỉnh điện áp

I

III

I

I

III

I

Thời gian sử dụng công suất cực đại ( h )

4800

Điện áp định mức lưới điện hạ áp ( KV )

22

Ghi chú : KT – Khác thường

Bảng 1.2. Thông số các phụ tải

( MVA)

Smax
(MVA)

(MVA)

S min
(MVA)

28 + j 13,561
26 + j 12,592
30 + j 12,780
32 + j 15,498
24 + j 11,624
28 + j 13,561
168 + j 79,616

31,111
28,889
32,609
35,555
26,667
31,111
185,942

14 + j 6,781
13 + j 6,296
15 + j 6,390
16 + j 7,749
12 +j 5,812
14 + j 6,781
84 + j 39,809

15,556

14,444
16,304
17,778
13,333
15,556
92,971

Hộ tiêu thụ
1
2
3
4
5
6
Tổng

Hệ thống điện 2 – K53

4

1.2 Cân bằng công suất tác dụng


Đồ án môn học Lưới Điện

Một đặc điểm quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từ
các nguồn điện đến các hộ tiêu thụ và không thể tích luỹ điện năng thành số lượng nhìn
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 công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất trong
các mạng điện, nghĩa là cần thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất
tiêu thụ.
Ngoài ra để hệ thống vận hành bình thường cần phải có sự 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 phát triển của hệ thống điện.
Cân bằng công suất tác dụng phản ánh tần số trong hệ thống điện. Điều chỉnh tần
số chỉ cần thực hiện ở một số nhà máy nhất định , được điều chỉnh bằng thiết bị điều tốc.
Ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống:

Trong đó :
: Tổng công suất tác dụng phát ra từ hệ thống phát
: Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ phụ tải
∆Pmđ : Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện
Gần đúng :
Ptd : Tổng công suất tự dùng
Pdt : Tổng công suất dự trữ trong mạng điện
Pdt =Ptd=0 Vì hệ thống điện lấy trực tiếp từ thanh cái cao áp
m : Hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại
m = 1 (theo yêu cầu thiết kế)

Hệ thống điện 2 – K53

MW

4

Vậy :

Đồ án môn học Lưới Điện

1.3 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 những chỉ đối với công suất tác dụng mà còn đối với cả 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 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 trong mạng điện sẽ
tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm. Vì vậy để
đảm bảo chất lượng 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.
Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống:

Trong đó:
QNĐ : Tổng công suất phản kháng do nguồn điện phát ra
∑Qpti : Tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ cực đại
∆Qmba : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp
Gần đúng coi : ∑∆Qb = 15% . m.∑Qpti
QL : Tổng công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường
dây trong mạng điện
Qc : Tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây
Gần đúng coi :QL = Qc
Qtd : Tổng công suất phản kháng tự dùng
Qdt : Tổng công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống
Qdt =Qtd=0 Vì hệ thống điện lấy trực tiếp từ thanh cái cao áp

Hệ thống điện 2 – K53

4

M : Hệ số đồng thời


Đồ án môn học Lưới Điện

Trong tính toán sơ bộ ta có thể tính tổng công suất phản kháng yêu cầu trong hệ
thống bằng công thức sau đây.
∑QYC = ∑Qpt + 15%∑Qpt
= 1,15∑Qpt = 1,15 . 79,616
= 91,558 MVAr
Ta có: QNĐ = PNĐ .tgφ = 176.4 .0,6197 = 109,315 MVAr
Suy ra :

QNĐ > ∑QYC

Từ các kết quả tính toán trên ta nhận thấy tổng công suất phản kháng do nguồn
phát ra lớn hơn lượng công suất phản kháng yêu cầu của hệ thống. Vậy ta không phải bù
công suất phản kháng.

1.4 Các lựa chọn kỹ thuật cơ bản
1.4.1 Truyền tải điện xoay chiều hay một chiều
Sử dụng nguồn 1 chiều với các trường hợp sau
Nguồn 300kV trở lên , 400km trở lên
Vượt biển
Vượt sông lớn trên 2km
1.4.2 Sử dụng loại đường dây
Có các loại đường dây sau
Đường dây trên không , dây dẫn trần
Đường dây trên không , dây dẫn bọc

Đường dây cáp vặn xoắn ( cáp treo )
Đường dây cáp ngầm
Ở đây chúng ta sử dụng đường dây trên không , dây dẫn trần vì tính kinh tế.
1.4.3 Chọn vật liệu làm dây
Các loại vật liệu
Dây nhôm : Không có độ bền cơ
Dây đồng : Đắt
Dây thép : Dùng cho mật độ tải nhỏ
Dây nhôm lõi thép : Thông dụng
Dây hợp kim nhôm : Đắt
Ở đây chúng ta chọn dây nhôm lõi thép.

Hệ thống điện 2 – K53

4

1.4.4 Mua máy biến áp, dây …


Đồ án môn học Lưới Điện

CHƯƠNG 2
LẬP VÀ TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN

2.1 Đặt vấn đề
Thiết kế lưới điện cũng như quy hoạch lưới điện , chúng ta cần giải quyết một
cách tối ưu ( quy hoạch toán học ).
Vạch ra các phương án
Tính toán kỹ thuật các phương án
Phương án hợp lý nhất là phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật và có chí phí kinh tế

nhỏ nhất.

2.2 Phương pháp tính toán
2.2.1 Vạch các phương án

Hệ thống điện 2 – K53

4

Ta vạch ra 5 phương án như sau:


Đồ án môn học Lưới Điện

Hình 2.1 Phương án 1

15
1

NĐ
6

10

2

4
3

5

0

5

15

5
10
Hình
0 2.2 Phương án 2

0

15
1

NĐ

10

4
3

5
0

0

Hệ thống điện 2 – K53

5
10
Hình
0 2.3 Phương án 3

5

15

4

2


Đồ án môn học Lưới Điện

15
1

NĐ

6

10

2

4
3

5
0

5

5
0

0

15

10

Hình 2.4 Phương án 4

15
1

NĐ
6

10

4
3

5
0

Hệ thống điện 2 – K53

5

4

2


Đồ án môn học Lưới Điện

15

5
10
Hình
0 2.5 Phương án 5

0

15
1

NĐ

6

10

2

4
3

5
0

5

5
2.2.2 Tính toán đối với các0 phương án
0

15

10

a) Phương án 1
Sơ đồ mạng điện của phương án 1 cho trên hình 2.6

Hình 2.6 Sơ đồ mạng điện phương án 1

15
1

NĐ
6

10

Hệ thống điện 2 – K53

4

4

2


Đồ án môn học Lưới Điện

3

5
0

5

15
5
10
Phương án 1 có nhược điểm0 là chiều dài đường dây lớn. Nhưng do sự đơn giản
0

của nó nên tổn thất điện áp nhỏ. Do đó em vẫn chấp nhận đưa phương án 1 vào các
phương án khả thi.
Bước 1 Chọn điện áp định mức của mạng
Điện áp vận hành của cả mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ
thuật, cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện.
Điện áp định mức của cả mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Công suất của

phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa
các phụ tải với nhau.
Điện áp định mức của mạng điện được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện.
Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi
đoạn đường dây trong mạng điện.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức thực nghiệm :
Uvhi = 4,34 li + 16Pi
li : Khoảng cách truyền tải [km]
Pi : Công suất truyền tải trên đường dây [MW]
Nếu

thì chọn Uđm = 110 kV

Ví dụ :
Đối với đường dây N -1 thì :

Hệ thống điện 2 – K53

4

P1 = Ppt1=28 MW


Đồ án môn học Lưới Điện

l 1= 53,852 km
Do đó
 Chọn Uđm = 110 kV
Các đường dây còn lại tính tương tự
Bảng 2.1 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện

Công suất

Chiều dài

Điện áp tính

đường dây l

toán U
( kV )

NĐ - 1
NĐ - 2

( MVA )
28+ j 13,561
26 + j 12,592

( km )
53,852
67,082

97,225
95,389

NĐ - 3
NĐ - 4
NĐ - 5

30 + j 12,780

32 + j 15,498
24 + j 11.624

50,000
36,056
72,111

99,914
101,602
92,688

NĐ - 6
28 + j 13.561
50,990
Bước 2 Chọn tiết diện dây dẫn

96,861

Đường
dây

truyền tải

Điện áp định mức của
mạng Uđm ( kV )

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). Đối với mạng điện khu vực, các
tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện nghĩa là :

Trong đó :
Imax - dòng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại [A]
Jkt- mật độ kinh tế của dòng điện [A/mm2]

Hệ thống điện 2 – K53

4

Với dây AC và Tmax = 4800h thì Jkt = 1,1 A/mm2


Đồ án môn học Lưới Điện

Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính bằng công
thức :

Trong đó :
n- số mạch của đường dây
Uđm- điện áp định mức của mạng điện [kV]
Smax - công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại [MVA]
Đối với đường dây trên không 110kv, để không xuất hiện vầng quang các dây
nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F ≥ 70 mm2
Khi đã tính được Ftt , ta chọn Ftc gần với Ftt nhất (nhưng vẫn phải thỏa mãn điều
kiện tổn thất vầng quang ).
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng
quang của dây dẫn nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố , cần
phải có điều kiện sau :

Trong đó :

Isc : Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố
Icp : Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn
Khi tính toán cần sử dụng dòng công suất ở bảng 2.1

Hệ thống điện 2 – K53

4

Bảng 2.2 Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của một số dây dẫn


Đồ án môn học Lưới Điện

Dây dẫn

Dòng điện làm việc lâu dài cho phép [A]

AC - 70

265

AC - 95

330

AC - 120

380

AC - 150

445

AC - 185

510

Sau đây ta sẽ tính toán chọn tiết diện dây dẫn cho từng đường dây:
• Đối với đường dây N-1:

MVA
MVA

FTC = 70 mm2
ICP = 265 A



 Thoả mãn
Các đường dây còn lại tính tương tự
Bảng 2.3 Đặc tính các đường dây
NĐ – 1
53,852
28
13,561
31,111

Hệ thống điện 2 – K53

NĐ – 2

67,082
26
12,592
28,889

NĐ - 3
50
30
12,78
32,609

NĐ – 4
36,056
32
15,498
35,555

NĐ - 5
72,111
24
11,624
26,667

NĐ - 6
50,99
28
13,561
31,111

4

Đường dây
l (km)
P (MW)
Q (MVAr)
S (MVA)


Đồ án môn học Lưới Điện

Imax (A)
F (mm2)
FTC (mm2)
ISC (A)
ICP (A)

81,645
74,059
AC - 70
163,29
265

151,628
137,844
AC – 120
380

85,576
77,796
AC – 70

171,152
265

93,308
84,825
AC – 95
186,616
330

139,965
127,241
AC – 120
380

81,645
74,059
AC – 70
163,29
265

Bước 3 Tính thông số đường dây
Đối với đường dây NĐ – 2 và NĐ – 5 có
 R = r0.l
 X = x0.l
 B = b0.l
Đối với các đường dây còn lại có
 R = r0.l/2
 X = x0.l/2
 B = 2.b0.l
Kết quả tính các thông số đường dây cho ở bảng 2.4

Bảng 2.4 Thông số các đường dây
Đường
dây

FTC
(mm2)

l
(km)

NĐ-1

AC-70

53,852

NĐ-2

AC-120

NĐ-3

AC-70

NĐ-4

R0

X0

B0.10-6
(s/km)

R

X

(Ω )

(Ω )

B.10-4
(s)

12,117

11,847

2,779

22,137

28,845

1,778

( Ω km )

( Ω km )

0,45

0,44

2,58

0,27

0,42

2,59

50,000

0,45

0,44

2,58

11,25

11

2,58

AC-95

36,056

0,33

0,43

2,65

8,113

7,923

1,860

NĐ-5

AC-120

72,111

0,27

0,42

2,59

23,797

31,008

1,911

NĐ-6

AC-70

50,990

0,45

0,44

2,58

11,473

11,218

2,631

67,082

Hệ thống điện 2 – K53

4

Bước 4 Xác định tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện


Đồ án môn học Lưới Điện

Tổn thất điện áp lớn nhất của phương án là tổn thất điện áp tính từ nguồn đến điểm
có điện áp thấp nhất trong mạng điện.
Có hai chế độ làm việc :
• Chế độ làm việc bình thường
Tổn thất điện áp trên mỗi đoạn đường dây trong chế độ vận hành bình thường được
tính bằng công thức :

Trong đó :
∆Umax - Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện
∆U -Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây cần xét , %
P-Công suất tác dụng chạy trên đoạn đường dây
Q-Công suất phản kháng chạy trên đoạn đường dây
R, X- điện trở và điện kháng đơn vị của đoạn đường dây
•

Chế độ làm việc sự cố
Các đường dây nối từ nguồn đến các phụ tải 1, 3, 4, 6 là đường dây 2 mạch nên
khi có sự cố xảy ra thì:
∆Usc = 2∆Ubt

Ví dụ:
Đối với đường dây NĐ – 1 ta có:

Trong trường hợp đứt một mạch trên đoạn đường dây NĐ-1 ,ta có:
∆UN-1sc% = 2.3,831%= 7,662 %

Bảng 2.5 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện
P[MW

Hệ thống điện 2 – K53

Q[MVAr

R[Ω]

X[Ω]

Uđm[kV] ∆Ubt% ∆Usc%

4

ĐD


Đồ án môn học Lưới Điện

]
28
26
30
32
24
28

NĐ – 1
NĐ – 2
NĐ – 3
NĐ – 4
NĐ – 5
NĐ – 6

]
13,561
12,592
12,780
15,498
11,624
13,561

12,117
22,137
11,25
8,113
23,797
11,473

11,847
28,845
11
7,923
31,008
11,218

110
110
110
110
110
110

3,831
7,758
3,951
3,160
7,699
3,912

7,662
7,902
6,32
7,824

Từ bảng trên ta thấy:

Phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật
b) Phương án 2
Sơ đồ mạng điện của phương án 2 cho trên hình 2.7

Hình 2.7 Sơ đồ mạng điện phương án 2

15
1

NĐ

10

4
3

5
0

0

Hệ thống điện 2 – K53

5
0

5

10

15

4

2


Đồ án môn học Lưới Điện

Phương án 2 có ưu điểm hơn phương án 1 ở chỗ dây dẫn ngắn hơn
Bước 1 Chọn điện áp định mức của mạng
Điện áp vận hành của cả mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ
thuật, cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện.
Điện áp định mức của cả mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Công suất của
phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa
các phụ tải với nhau.

Điện áp định mức của mạng điện được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện.
Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi
đoạn đường dây trong mạng điện.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức thực nghiệm :
Uvhi = 4,34 li + 16Pi
li : Khoảng cách truyền tải [km]
Pi : Công suất truyền tải trên đường dây [MW]
Nếu

thì chọn Uđm = 110 kV

Ví dụ :
Đối với đường dây N -1 thì :
P1 = Ppt1=28 MW
l 1= 53,852 km
Do đó
 Chọn Uđm = 110 kV
Các đường dây còn lại tính tương tự

Hệ thống điện 2 – K53

4

Bảng 2.6 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện


Đồ án môn học Lưới Điện

Công suất

Chiều dài

Điện áp tính

đường dây l

toán U
( kV )

NĐ - 1
3-2

( MVA )
28+ j 13,561
26 + j 12,592

( km )
53,852
31,623

97,225
91,822

NĐ - 3
NĐ - 4
NĐ - 5

56 + j 25,372
32 + j 15,498
24 + j 11.624

50,000
36,056
72,111

133,486
101,602
92,688

NĐ - 6

28 + j 13.561

50,990

96,861

Đường
dây

truyền tải

Điện áp định mức của
mạng Uđm ( kV )

Bước 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). Đối với mạng điện khu vực, các
tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện nghĩa là :

Trong đó :
Imax - dòng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại, A
Jkt- mật độ kinh tế của dòng điện [A/mm2]
Với dây AC và Tmax = 4800h thì Jkt = 1,1 A/mm2
Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính bằng công

Hệ thống điện 2 – K53

4

thức :


Đồ án môn học Lưới Điện

Trong đó :
n- số mạch của đường dây
Uđm- điện áp định mức của mạng điện, kVs
Smax - công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA
Đối với đường dây trên không 110kv, để không xuất hiện vầng quang các dây
nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F ≥ 70 mm2
Khi đã tính được Ftt , ta chọn Ftc gần với Ftt nhất (nhưng vẫn phải thỏa mãn điều
kiện tổn thất vầng quang ).
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng
quang của dây dẫn nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố , cần
phải có điều kiện sau :

Trong đó :
Isc : Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố

Icp : Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn
Khi tính toán cần sử dụng dòng công suất ở bảng 2.1

Dây dẫn

Dòng điện làm việc lâu dài cho phép [A]

AC - 70

265

AC - 95

330

AC - 120

380

AC - 150

445

AC - 185

510

Hệ thống điện 2 – K53

4

Bảng 2.7 Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của một số dây dẫn


Đồ án môn học Lưới Điện

Sau đây ta sẽ tính toán chọn tiết diện dây dẫn cho từng đường dây:
• Đối với đường dây N-1:

MVA
MVA

 FTC = 70 mm2
 ICP = 265 A



 Thoả mãn
Các đường dây còn lại tính tương tự
Bảng 2.8 Đặc tính các đường dây
Đường dây
l (km)
P (MW)
Q (MVAr)
S (MVA)
Imax (A)
F (mm2)
FTC (mm2)
ISC (A)
ICP (A)

NĐ – 1
53,852
28
13,561
31,111
81,645
74,059
AC - 70
163,29
265

3–2
NĐ - 3
31,623
50
26
56
12,592
25,372
28,889
61,479
151,628
161,134
137,844
146,485
AC – 120 AC – 150
322,268
380
445

NĐ – 4
36,056
32
15,498
35,555
93,308
84,825
AC – 95
186,616
330

NĐ - 5
72,111
24
11,624
26,667
139,965
127,241
AC – 120
380

NĐ - 6
50,99
28
13,561
31,111
81,645
74,059
AC – 70

163,29
265

Hệ thống điện 2 – K53

4

Bước 3 Tính thông số đường dây


Đồ án môn học Lưới Điện

Đối với đường dây NĐ – 2 và NĐ – 5 có
 R = r0.l
 X = x0.l
 B = b0.l
Đối với các đường dây còn lại có
 R = r0.l/2
 X = x0.l/2
 B = 2.b0.l
Kết quả tính các thông số đường dây cho ở bảng 2.4

Bảng 2.9 Thông số các đường dây
Đường
dây

NĐ-1
3-2
NĐ-3
NĐ-4

NĐ-5
NĐ-6

FTC
(mm2)

AC-70
AC-120
AC-150
AC-70
AC-120
AC-70

l
(km)

53,852
31,623
50,000
36,056
72,111
50,990

R0
(

Ω

B0.10-6
( Ω km ) (s/km)

X0

R

X

(Ω )

(Ω )

B.10-4
(s)

12,117
10,436
6,75
8,113
23,797
11,473

11,847
13,598
10,5
7,923
31,008
11,218

2,779
0,84
1,295

1,860
1,911
2,631

km

)
0,45
0,27
0,21
0,45
0,27
0,45

0,44
0,42
0,4
0.44
0,42
0,44

2,58
2,59
2,59
2,58
2,59
2,58

Bước 4 Xác định tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện
Tổn thất điện áp lớn nhất của phương án là tổn thất điện áp tính từ nguồn đến điểm

có điện áp thấp nhất trong mạng điện.
Có hai chế độ làm việc :
• Chế độ làm việc bình thường
Tổn thất điện áp trên mỗi đoạn đường dây trong chế độ vận hành bình thường được
tính bằng công thức :

Hệ thống điện 2 – K53

4

Trong đó :


Đồ án môn học Lưới Điện

∆Umax - Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện
∆U -Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây cần xét , %
P-Công suất tác dụng chạy trên đoạn đường dây
Q-Công suất phản kháng chạy trên đoạn đường dây
R, X- điện trở và điện kháng đơn vị của đoạn đường dây
•

Chế độ làm việc sự cố
Các đường dây nối từ nguồn đến các phụ tải 1, 3, 4, 6 là đường dây 2 mạch nên
khi có sự cố xảy ra thì:
∆Usc = 2∆Ubt

Ví dụ:
Đối với đường dây NĐ – 1 ta có:

Trong trường hợp đứt một mạch trên đoạn đường dây NĐ-1 ,ta có:
∆UN-1sc% = 2.3,831%= 7,662 %

Bảng 2.10 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện
ĐD

P[MW

Q[MVAr

R[Ω]

X[Ω]

NĐ – 1
3-2
NĐ – 3
NĐ – 4
NĐ – 5
NĐ – 6

]
28
26
56
32
24
28

]

13,561
12,592
25,372
15,498
11,624
13,561

12,117
10,436
6,75
8,113
23,797
11,473

11,847
13,598
10,5
7,923
31,008
11,218

Uđm[kV] ∆Ubt% ∆Usc%
110
110
110
110
110
110

3,831

3,366
5,326
3,160
7,699
3,912

7,662
10,652
6,32
7,824

Hệ thống điện 2 – K53

4

Từ bảng trên ta thấy:


Đồ án môn học Lưới Điện

Phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật
c) Phương án 3
Sơ đồ mạng điện của phương án 3 cho trên hình 2.8

Hình 2.8 Sơ đồ mạng điện phương án 3

5

15
1

NĐ

6

10

2

4
3

5
0

5
Bước 1 Chọn điện áp định mức của
0 mạng
0

5

10

15

Điện áp vận hành của cả mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ
thuật, cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện.
Điện áp định mức của cả mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Công suất của
phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa

Hệ thống điện 2 – K53

4

các phụ tải với nhau.


Đồ án môn học Lưới Điện

Điện áp định mức của mạng điện được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện.
Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi
đoạn đường dây trong mạng điện.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức thực nghiệm :
Uvhi = 4,34 li + 16Pi
li : Khoảng cách truyền tải [km]
Pi : Công suất truyền tải trên đường dây [MW]
Nếu

thì chọn Uđm = 110 kV

Ví dụ :
Đối với đường dây N -1 thì :
P1 = Ppt1=28 MW
l 1= 53,852 km
Do đó
 Chọn Uđm = 110 kV
Các đường dây còn lại tính tương tự
Bảng 2.11 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Chiều dài

Điện áp tính

đường dây l

toán U
( kV )

NĐ - 1
3-2

( MVA )
28+ j 13,561
26 + j 12,592

( km )
53,852
31,623

97,225
91,822

NĐ - 3
NĐ - 4
4-5

56 + j 25,372
56 + j 27,122
24 + j 11.624

50,000
36,056
41,231

133,486
132,498
89,496

Đường
dây

truyền tải

Hệ thống điện 2 – K53

Điện áp định mức của
mạng Uđm ( kV )

4

Công suất