CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
Chương 1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
1.1 Tổng quan về hệ thống điện cần thiết kế
1.1.1 Sơ đồ địa lý của mạng điện
Theo đề bài ta có vị trí các nguồn cung cấp và 8 phụ tải :
8
5
7
A
2
6
1
3
4
B
4
4
,
7
2

k
m
4
4
,
7
2

k
m

5
3
,
8
5

k
m
4
4
,
7
2

k
m
7
8
,
1
0

k
m
4
1
,
2
3

k
m
5
0
,
9
9

k
m
5
8
,
3
1

k
m
3
1
,
6
2

k
m
5
0

k

m
6
4
,
0
3

k
m
5
3
,
8
5

k
m
4
1
,
2
3

k
m
4
4
,
7
2

k
m
4
1
,
2
3

k
m
4
0

k
m
4
1
,
2
3

k
m
1.1.2 Số liệu về nguồn cung cấp
Hệ thống điện gồm 2 nguồn điện :
Nguồn điện 1 : Nhà máy điện A
- Công suất đặt: P
fA
= 4x50 = 200 MW

- Hệ số công suất: Cosϕ = 0,85
- Điện áp định mức: U
đm
= 10,5 Kv
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 1
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
Nguồn điện 2 : Nhà máy điện B
- Công suất đặt: P
fB
= 2x100 = 200 MW
- Hệ số công suất: Cosϕ = 0,85
- Điện áp định mức: U
đm
= 10,5 Kv
1.1.3 Những số liệu về phụ tải
Trong hệ thống điện gồm 8 phụ tải loại I , hệ số cosϕ hoàn toàn giống nhau . Thời gian sử
dụng phụ tải cực đại T
max
= 5500 h. Các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp là thường và khác
thường. Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp là 22 kV. Phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải
cực đại : P
min
= 0,5P
max
Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:
Q
max
= P
max
tgϕ ;

S
•
max
= P
max
+ j Q
max
; S
max
=

2 2
ax axm m
P Q+
Bảng 1.1: Giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 2
Phụ tải
Số liệu
1 2 3 4 5 6 7 8
P
max
(MW) 28 20 15 40 30 35 47 32
P
min
(MW) 14 10 7,5 20 15 17,5 23,5 16
Cosϕ
0,90 0,90 0,90 0,9 0,90 0,90 0,90 0,90
Q
max
(MVAr) 13,56 9,69 7,26 19,37 14,53 16,95 22,76 15,50

Q
min
(MVAr) 6,78 3,35 3,63 9,69 7,27 8,48 11,38 7,75
S
max
(MVA) 31,11 22,22 16,66 44,44 33,33 38,88 52,22 35,55
S
min
(MVA) 15,56 11,11 8,33 22,22 16,67 19,44 26,11 17,78
Loại hộ phụ tải I I I I I I I I
Yêu cầu ĐC điện áp T T T KT KT KT KT KT
Điện áp TC (kV) 22 22 22 22 22 22 22 22
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
1.1.4 Kết luận
Từ những số liệu trên có thể rút ra các nhận xét sau:
- Hệ thống gồm 2 nhà máy nhiệt điện: nhà máy A có 4 tổ máy công suất bằng nhau, nhà máy B
có 2 tổ máy công suất bằng nhau.
- - Việc phân bố phụ tải trên sơ đồ địa lý là tương đối rõ rệt.Khu vực xung quanh nhà máy NĐA
gồm có các phụ tải 1,2,3,6,7,8. Khu vực xung quanh nhà máy NĐB gồm có các phụ tải
1,3,4,5,6,7. Phụ tải 1 và phụ tải 6 nằm ở khoảng giữa 2 nhà máy.
- Khoảng cách từ nguồn đến phụ tải xa nhất: 78,10 km (NĐA-3)
- Khoảng cách từ nguồn đến phụ tải gần nhất: 41,23 km (NĐA-2)
- Khoảng cách giữa 2 nhà máy nhiệt điện là: 101,98 km
- Tổng công suất các nguồn là: P
NĐA
+ P
NĐB
= 4.50 +2.100 =400(MW)
- Tổng công suất các phụ tải là: P
t

= 28+20+15+40+30+35+47+32 =247 (MW)
Q
t
=13,56+9,69+7,26+19,37+14,53+16,95+22,76+15,5 = 119,62 (MVAR)
Tất cả các hộ phụ tải đều là loại I cho nên các hộ loại I chiếm 100% công suất các phụ tải.
- Khi thiết kế mang cần chú ý các điều kiện sau:
+ Đảm bảo cung cấp điện cho các hộ phụ tải.Các hộ phụ tải loại I cần phải được cung
cấp bằng đường dây mạch kép.
+Đảm bảo liên lạc giữa 2 nhà máy để đảm bảo tính kinh tế và tính ổn định của hệ
thống.Yêu cầu này nên thực hiện bằng đường dây liên lạc mạch kép giữa 2 nhà máy.
+ Do có sự liên quan giữa vị trí địa lý của phụ tải 1 và phụ tải 6 nằm ở giữa 2 nhà máy
nên đường dây liên lạc giữa 2 nhà máy ta nên chọn các phương án có đường dây liên lạc nối qua
phụ tải 1 hoặc 6 thì sẽ có chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tốt hơn.
1.2 Cân bằng công suất tác dụng cho chế độ cực đại
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 3
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
1.1.2 Kiểm tra điều kiện cân bằng công suất
Đặc điểm rất 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 lượng nhận thấy được.
Tính chất 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 yêu cầu của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất trong
mạng điện nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất
tiêu thụ.
Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường, cần có dự trữ nhất định của
công suất tác dụng. Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề rất quan trọng liên quan đến sự
vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống điện.
Sự cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống điện được biểu diễn bằng biểu thức sau:
P
F

=mP
t
+ ∆P +P
td
+P
dt
= P
YC
Trong đó :
+ m: là hệ số đồng thời. ở trường hợp này ta lấy m =1;
+ P
F
: là tổng công suất tác dụng phát ra do các máy phát điện của các nhà máy điện trong hệ
thống điện (MW);
Thay số vào ta có: P
F
= P
FA
+ P
FB
= 4.50 + 2.100 = 400(MW)
+ P
t
:là tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ (MW);
Thay vào ta có : mP
t
=1.(28+20+15+40+30+35+47+32) = 247(MW)
+ ∆P : là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp (MW). Lấy ∆P = (5
÷ 15)%P
t

, trong tính toán sơ bộ ta chọn là 5%.
Thay số vào ta có : ∆P =0,05. 247 = 12,35(MW)
+P
td
: là công suất tự dùng của nhà máy điện.
Công suất của nhà máy điện phụ thuộc vào loại nhà máy và công suất nhà máy phát ra. ở
đây ta có thể coi công suất tự dùng là một trị số không đổi và tính theo phần trăm công suất phát
ra lớn nhất ở thanh cái điện áp máy phát của nhà máy điện. Trong trường hợp này ta chọn bằng
10% P
FNĐ
Thay số liệu đã có được:
P
td
= 0,1 (P
t +
0,05ΣP
t )
= 0,1(247+0,05.247)=25,935(MW)
+ P
dt
: là công suất dự trữ của hệ thống (MW). Công suất này được xác định dựa vào biểu
thức:
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 4
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
P
dt
≥ P
tổ máy phát lớn nhất
= 100(MW) và P
dt

≥ 10%ΣP
pt
=0,1.247=24,7 (MW)
Lấy P
dt
= 100 (MW)
Sau khi tính toán được ra các giá trị công suất ta có nhận xét:
P
YC
=247 + 12,35 + 25,935 + 100 = 385,285(MW) < P
FNĐ
=400(MW)
Vậy công suất tác dụng của nhà máy đảm bảo cung cấp cho hộ phụ tải.
1.2.2 Phân bố công suất cho 2 nguồn
Việc quyết định phương thức huy động nguồn trong toàn hệ thống cũng như việc xác định
trình tự vận hành của từng nhà máy điện là phải chính xác và hợp lý, chặt chẽ về kinh tế kỹ
thuật. Đối với nhà máy điện đang xét là nhà máy nhiệt điện nên phụ tải kinh tế của nó là (0,6-
0,85) phụ tải định mức, ở đây ta chọn P
kt
=80%P
đm
.
Nếu chưa tính đến công suất dự trữ thì tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:
P
yc
=P
t
+ΔP+ P
td
Thay số ta được:

P
yc
=247+5%.247+10%.(247+5%.247) = 1,155P
t
= 1,155.247 = 285,285 MW
Để đảm bảo cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống, ta cho nhà máy A nhận phụ tải
trước, bởi vì NM A gần tải hơn : Các phụ tải 2,6,7,8 nhận hoàn toàn công suất từ NM A , phụ tải
4,5 nhận công suất từ NM B.
Công suất nhà máy A phát lên lưới là:
80%. 10%.80%
vhA FA tdA dmA dmA
P P P P P= − = −
= 160 – 16 = 144 MW
Công suất nhà máy B phải đảm nhận là:
P
FB
= P
yc
- P
FA
= 285,285 - 80%.200 = 125,285 MW = 67,64%.P
dmFB
Công suất tự dùng của nhà máy B là:
P
tdB
= P
td
- P
tdA
= 25,935 - 16 = 9,935 MW

Công suất nhà máy B phát lên lưới là:
P
vhB
= P
FB
- P
tdB
= 125,285 - 9,935 = 115,35 MW
Vậy trong chế độ phụ tải cực đại thì ta có phương thức vận hành cho hai nhà máy là:
Nhà máy A phát công suất 160MW, có 4 tổ máy vận hành
Nhà máy B phát công suất 125,285 MW, có 2 tổ máy vận hành
1.3 Cân bằng công suất tác dụng cho chế độ cực tiểu
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 5
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
Cũng theo nguyên tắc như trên để phân bố công suất cho hai nhà máy, để sao cho đạt được
yêu cầu tối thiểu về kĩ thuật và kinh tế.
Ta có : P
min
= 50%.P
max
= 0,5.247 = 123,5 MW.
Tương tự như trên:
P
yc
= P
ptmin
+ ΔP + P
td
= P
ptmin

+ 5%.P
ptmin
+ 10%. (P
ptmin
+ 5%. P
ptmin
) = 1,155. P
ptmin
= 1,155. 123,5 = 142,64 MW
Để đảm bảo tính kinh tế và kĩ thuật ta cho nhà máy A nhận phụ tải trước, khi đó:
Giả thiết cho 2 tổ máy nghỉ, công suất phát của NM A trong chế độ phụ tải cực tiểu là:
P
FA
= 80%P
đmmin
= 0,8.100 = 80MW.
Công suất nhà máy A phát lên lưới là:
min min
80%. 10%.80%. 72
vhA FA tdA dmA dmA
P P P P P MW
= − = − =

Công suất nhà máy B phải đảm nhận là:
P
FB
= P
yc
- P
FA

=
285,285
80
2
−
= 62,64 MW
Vậy ta cho nhà máy B nghỉ 1 tổ máy nghỉ và phát với P
FB
= 62,64%.P
dmFB
Công suất nhà máy B phát lên lưới là:
P
vhA
= P
FA
- P
tdA
= 62,64 - 0,1.62,64 = 53,38 MW
Vậy trong chế độ phụ tải cực tiểu thì ta có phương thức vận hành cho hai nhà máy là:
Nhà máy A phát công suất 80 MW, có 2 tổ máy vận hành
Nhà máy B phát công suất 62,64 MW, có 1 tổ máy vận hành
1.4 Cân bằng công suất tác dụng cho chế độ sự cố
Khi xét chế độ sự cố ngừng 1 tổ máy ta xét sự cố ngừng 1 tổ máy có công suất lớn nhất vì thế
ta xét 1 tổ máy của NĐB ngừng làm việc. Khi đó ta cho NĐB phát 100% công suất định mức của
nó.
⇒ P
B-Fsc
= 100%.100 = 100 MW
Công suất phát lên hệ thống của nhà máy điện B:
P

B-HTsc
= P
B-Fsc
– P
B-tdsc
= 100 - 10%.100 = 90 MW
Công suất phát lên hệ thống của nhà máy điện A vào khoảng:
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 6
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
P
A-HTsc
= P
Tmax
+
Δ
P
Tmax
– P
B-HTsc
= 247 + 5%.247 - 90 = 169,35 MW
Công suất phát của nhà máy điện A vào khoảng:
P
A-F
= P
A-HT
+ P
A-td
= 169,35 + 10%.P
A-F
⇒ P

A-F
=
169,35
0,9
= 188,17 MW
Như vậy nhà máy điện A sẽ phát vào khoảng
188,17
.100%
200
= 94,08% công suất định mức
của nó.
1.5 Cân bằng công suất phản kháng và bù sơ bộ công suất
1.5.1 Kiểm tra điều kiện cân bằng công suất
Để giữ tần số ổn định ta phải cân bằng công suất tác dụng, để giữ ổn định điện áp ta phải
cân băng công suất phản kháng:
Sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống được biểu diễn bằng biểu thức:
Q
F
+Q
b
= mQ
Tmax
+ ΔQ
B
+ ΔQ
L
-ΔQ
C
+ Q
td

+ Q
dt
= Q
yc
Trong đó:
Q
F
: Tổng công suất phản kháng do các nhà máy điện phát ra
Q
F
= P
F
.tgϕ
F
= 385,285.0,62 = 238,877 MVAr
m: hệ số đồng thời, lấy m = 1
Q
tmax
: Tổng công suất phản kháng của phụ tải trong chế độ max
Q
tmax
= P
Tmax
.tgϕ
pt
= 247.0,484 = 119,548 MVAr
ΔQ
B
: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp
ΔQ

B
= 15%.Q
tmax
= 15%.119,548 = 17,932 MVAr
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 7
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
ΔQ
L
: Tổng tổn thất công suất phản kháng trên các đường dây
ΔQ
C
: Tổng công suất phản kháng do điện dung các đường dây sinh ra. Trong tính toán sơ
bộ, ta giả thiết rằng điện áp trên đường dây bằng điện áp định mức, đồng thời cũng giả thiết rằng
tất cả các đường dây sẽ làm việc trong chế độ công suất tự nhiên. Do đó có thể lấy gần đúng ∆Q
L
= ∆Q
C
Lấy tổng cộng tổn thất là 25% cua Q truyền tải qua:
ΔQ = 0,25.119,548 = 29,887
Q
td
: là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống. Về trị số :
Q
td
= P
td
.tgϕ
td
Trong đó tgϕ
td

được tính theo hệ số công suất cosϕ
td
của các động cơ tự dùng trong nhà
máy điện, với cosϕ
td
= 0,8 suy ra tgϕ
td
= 0,75
Vậy ta có: Q
td
= 25,935x 0,75 = 19,451(MVAr)
Q
dt
: Tổng công suất phản kháng dự trữ của hệ thống
Q
dt
= P
dt
.tgϕ
F
= 100.0,62 = 62 MVAr
Q
b
: là tổng công suất phản kháng mà hệ thống bị thiếu, cần phải bù để đảm bảo cân
bằng công suất phản kháng.
Q
b
= Q
YC
- Q

F
- Nếu Q
b
> 0 thì cần phải bù.
- Nếu Q
b
< 0 thì không cần phải bù.
Quá trình bù sơ bộ cần dựa trên nguyên tắc: bù ưu tiên cho các hộ ở xa, cosϕ thấp trước,
phụ tải lớn và bù đến cosϕ = 0,9 ÷ 0,95 còn thừa lại bù cho các hộ ở gần, cosϕ cao hơn.Việc tính
toán chính xác phân bố công suất thiết bị bù trong hệ thống cần tiến hành trong phần cân bằng
chính xác công suất của hệ thống.
Thay số vào ta có :
Q
b
= (119,548 + 29,887 + 19,451 + 62) – 238,877 = -7,911 (MVAr)>0
Do đó ta không phải tiến hành bù sơ bộ.
1.5.2 Phân bố công suất Q giữa các nguồn
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 8
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
Lựa chọn việc phân bổ Q cho các nguồn giúp cho việc điều chỉnh điện áp trong lưới điện
cũng như giảm tổn thất điện năng trong lưới.
Nếu chưa kể đến dự trữ thì tổng công suất phản kháng yêu cầu của hệ thống là:
Q
yc
= Q
pt
+ΔQ = 119,584+29,887 = 149,471 MAr
Hai nhà máy A và B đều có công suất đặt bằng nhau, nhưng nhà máy A gần các phụ tải có
công suất lớn hơn so với nhà máy B. Để đảm bảo tính kinh tế ta sẽ cho nhà máy A nhận phụ tải
trước và phát nhiều Q hơn. Để đảm bảo hệ số công suất của nhà máy điện A không thấp hơn

định mức ta lấy cosϕ
A
= 0,85.
Công suất phản kháng mà nhà máy A phát lên lưới là:
Cosϕ
A
= 0,85 ⟹ tgϕ
A
= 0,62
Q
fA
= P
fA
tgϕ
B
=160.0,62 = 99,2 MVAr
Q
vhA
= P
vhA
tgϕ
A
=144.0,62 = 89,28 MVAr
Nhà máy B sẽ còn phải đảm nhận công suất phản kháng phát lên lưới:
Q
vhB
= ΣQ
yc
– Q
vhA

= 149,471 – 89,28 = 60,191 MVAr
Hệ số công suất của nhà máy điện B: tgϕ
B
=
vhB
vhB
Q
P
=
60,191
115,35
=0,522⟹Cosϕ
B
=0,88
1.6 Kết luận :

Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 9
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
Bảng tổng kết phương thức vận hành cho cả hai nhà máy:
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 10
Nhà
máy
Phụ tải cực đại Phụ tải cực tiểu Chế độ sự cố
CS đầu ra máy
phát
Số tổ
máy
làm
việc
CS phát lên

lưới
CS đầu ra máy
phát
Số tổ
máy
làm
việc
CS phát lên
lưới
CS đầu ra máy
phát
Số tổ
máy
làm
việc
CS phát lên
lưới
P
MW
Q
MVAr
P
MW
Q
MVAr
P
MW
Q
MVAr
P

MW
Q
MVAr
P
MW
Q
MVAr
P
MW
A 160 99,2 4x50 144 89,28 80 49,6 2x50 72 44,64
188,
17
116,67 4x50
169,
35
B
125,2
85
65,4 2x100
115,
35
60,191
62,6
4
32,7 1x100
53,3
8
27,86 100 52,2 1x100 90
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
Chương 2 LẬP CÁC PHƯƠNG ÁN LƯỚI ĐIỆN

2.1 Phương pháp tính toán và lựa chọn chung cho mạng điện
a) Nguyên tắc lập phương án
-Đảm bảo độ tin cậy theo yêu cầu . Mỗi phụ tải được cấp điện bằng 2 đường dây độc lập
-Để đảm bảo liên lạc chắc chắn giữa 2 NMĐ , đường dây liên lạc là 2 lộ song song.
-Đảm bảo hiệu quả kinh tế của lưới điện : công suất phải được cấp điện cho phụ tải bằng
đường dây gần nhất , có hướng từ nguồn đến phụ tải
b) Chọn cấp điện áp định mức của lưới .
Ta chỉ tính điện áp trên nhánh mà khoảng cách từ phụ tải đến NMĐ gần nhất:
Ta có công suất và khoảng cách từ phụ tải đến nguồn gần nhất cho trong bảng sau:
Phụ tải S (MW) L (km)
1 28+j13,56 50
2 20+j9,69 41,23
3 15+j7,26 64,03
4 40+j19,37 44,72
5 30+j14,53 53,85
6 35+j16,95 44,72
7 47+j22,76 58,31
8 32+j15,50 44,72
Việc chọn cấp điện áp vận hành của hệ thống điện là rất quan trọng. Tuỳ thuộc vào giá trị
công suất cần truyền tải và dộ dài của đường dây tải điện mà ta chọn độ lớn của điện áp vận hành
sao cho thích hợp nhất. Nếu công suất truyền tải lớn và tải điện đi xa thì ta dùng điện áp lớn sẽ
có lợi hơn vì giảm được đáng kể tổn thất công suất truyền tải trên đường dây nhưng làm tăng tổn
thất công suất vầng quang và phải chi phí vốn đầu tư vào cách điện cho đường dây và máy biến
áp.
Để xác định cấp điện áp cho hệ thống, theo kinh nghiệm thiết kế đã đưa ra được công thức:
U = 4,34.
16L + Ρ
, kV (1)
Trong đó:
L: khoảng cách truyền tải (km)

P: công suất truyền tải trên đường dây (MW)
c) Chọn cấu trúc đường dây và tiết diện dây dẫn
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 11
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
Tiết diện dây dẫn của mạng điện cần phải được chọn sao cho chúng phù hợp với quan hệ tối ưu
giữa chi phí đầu tư xây dựng đường dây và chi phí về tổn thất điện năng. Xác định quan hệ tối
ưu này là vấn đề khá phức tạp và trở thành bài toán tìm tiết diện dây dẫn tương ứng với các chi
phí qui đổi nhỏ nhất. Nhưng trong thực tế người ta thường dùng giải pháp đơn giản hơn để xác
định tiết diện dây dẫn. Đó là phương pháp chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng
điện. Để chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện trước hết cần xác định J
kt
, sau
đó tính tiết diện kinh tế theo công thức:
F
kt
=
kt
J
I
(mm
2)
(2)
Trong đó:
I: Dòng điện tính toán chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải lớn nhất (A)
J
kt
: Mật độ kinh tế của dòng điện (A/mm
2
)
Trong đồ án này ta sử dụng dây dẫn trần, dây nhôm lõi thép, các phụ tải đều có thời gian sử

dụng công suất lớn nhất là 5500h.
Tra bảng ta có: J
kt
= 1 [A/mm
2
]
Mật độ kinh tế của dòng điện được áp dụng để chọn tiết diện các đường dây trên không điện
áp 6-500 kV và các đường dây cáp điện áp lớn hơn 1kV. Sau khi chọn tiết điện tiêu chuẩn cần
tiến hành kiểm tra tiết diện đã chọn theo điều kiện vầng quang, theo điều kiện độ bền cơ, theo
điều kiện phát nóng và theo tổn thất cho phép của điện áp (∆U
CP
).
d) Kiểm tra các chỉ tiêu kĩ thuật
Tính dòng điện chạy trên các nhánh. Nếu là mạch vòng kín thì phải tính phân bố công suất.
Tính tiết diện kinh tế.
Chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất.
Kiểm tra điều kiện vầng quang, nếu tiết diện dây đã chọn < 70 mm
2
thì phải chọn dây có tiết
diện = 70 mm
2
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố đứt một mạch của đường dây kép hoặc đứt một đường
dây trong mạch vòng kín. Nếu là đường dây liên lạc giữa 2 nhà máy thì phải kiểm tra 2 trường
hợp: đứt một mạch của đường dây liên lạc và trường hợp sự cố một tổ máy.
Tính tổn thất điện áp trong chế độ bình thường.
Công thức tính tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải i:
. .
.100%( )(3)
j j j j
Di Di

i j
Di
dm
P R Q X
U U kV
U
+
∆ = ∆ =
∑ ∑
∑
Trong đó:
∆U
i
: Tổn thất điện áp từ nguồn đến nút i
∆U
j
: Tổn thất điện áp trên đường dây i
Di: Tập hợp các đường dây nối nguồn với nút i
P
i
(MW), Q
i
(MVAr) : Công suất trên đường dây i
R
i
, X
i
(Ω): Điện trở, điện kháng của đường dây j (kể cả 2 mạch nếu có)
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 12
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc

Tính tổn thất điện áp từ nguồn đến tất cả các phụ tải, sau đó chọn tổn thất điện áp lớn nhất là
tổn thất điện áp trong chế độ bình thường của phương án.
∆U
bt max
= max{∆U
i
}
Tính tổn thất điện áp khi sự cố nặng nề nhất.
+ Các đường dây cấp điện cho 1 phụ tải: tính sự cố đứt một mạch của đường dây kép.
+ Các đường dây cấp điện cho 2 phụ tải trở lên: tính sự cố đứt một mạch của đường dây
kép nối đến phụ tải đầu tiên.
+ Mạch vòng kín thì tính khi đứt đoạn nối vào nguồn có tổng trở nhỏ nhất.
+ Đường dây liên lạc phải tính 2 trường hợp: đứt một mạch của đường dây liên lạc và
trường hợp sự cố một tổ máy. Trong trường hợp sự cố mộ tổ máy, nếu điểm phân chia công suất
là nút giữa thì tính tổn thất điện áp đến nút này, nếu công suất đi từ nhà máy này sang nhà máy
kia thì phải tính tổn thất điện áp giữa 2 nhà máy.
Sau khi tính các trường hợp riêng ta chọn giá trị lớn nhất là tổn thất điện áp khi sự cố của
phương án.
∆U
SCmax
= max{∆U
iSC
}
2.2 Dự kiến các phương án
Để tính tổn thất ΔP ,ΔQ trong lưới và trong trạm giảm áp là coi công suất P của
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 13
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
mỗi phụ tải tăng 5% , Q của mỗi phụ tải tăng 15%.
S
1

( gần đúng) = 1,05.P
1
+j1,15Q
1
=1,05.28+j1,15.13,56=29,4+j15,59 MVA
Tính toán tương tự ta có bảng phụ tải có tính gần đúng tổn thất trong lưới:
Phụ tải Công suất cực đại
Công suất của phụ tải có
tính đến cả tổn thất
S
1
28+j13,56 29,4+j15,59
S
2
20+j9,69 21+j11,14
S
3
15+j7,26 15,75+j8,35
S
4
40+j19,37 42+j22,28
S
5
30+j14,53 31,5+j16,71
S
6
35+j16,95 36,75+j19,49
S
7
47+j22,76 49,35+j26,17

S
8
32+j15,50 33,6+j17,83

• Phương án 1
8
5
7
A
2
6
1
3
4
B

• Phương án 2
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 14
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
8
5
7
A
2
6
1
3
4
B
•Phương án 3

8
5
7
A
2
6
1
3
4
B
• Phương án 4
8
5
7
A
2
6
1
3
4
B

• Phương án 5
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 15
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
8
5
7
A
2

6
1
3
4
B


• Phương án 6
8
5
7
A
2
6
1
3
4
B
2.2.1 Phương án 1
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 16
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
8
5
7
A
2
6
1
3
4

B
a) Phân bố công suất và chọn điện áp định mức
*Phân bố công suất:
Từ bảng tính công suất phụ tải có tính đến tổn thất , ta có :
S
A2
= S
2
= 21 + j11,14 MVA
S
A6
= S
6
+ S
7
= 86,1 + j45,66 MVA
S
67
= 49,35 + j26,17 MVA
S
A8
= 33,6 + j17,83 MVA
S
B3
= 15,75 + j8,35 MVA
S
B4
= S
4
+ S

5
= 73,5 + j38,99 MVA
S
45
= 31,5 + j16,71 MVA
Công suất phát lên phía cao áp của nhà máy A : S
NA
= S
F
– S
td
– jΔQ
ba
= S
vhA
- jΔQ
ba

Ở chương 1 ta tính được công suất phát lên lưới : S
vhA
= 144 + j89,28 MVA
Tổn thất công suất phản kháng qua máy biến áp:
ΔQ
ba
= 15%Q
qua ba
= 0,15.89,28 = 13,392 MVAr
⇒ S
NA
= 144 + j 89,28 – j13,392 = 144 + j75,888 MVA

⇒ S
A1
= S
NA
– (S
A2
+ S
A6
+ S
A8
) = 3,3 + j1,36 MVA
Vậy ta sẽ có công suất do nguồn B truyền vào đường dây liên lạc B1 là:
S
B1
= S
1
- S
A1
= (29,4+j15,59) – (3,3 + j.1,36)
= 26,1 + j14,23 MVA
*Chọn điện áp định mức:
Sử dụng công thức (1) : U = 4,34.
16L + Ρ
, ta có bảng công suất và lựa chọn điện áp cho
đường dây:
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 17
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
Đường
dây
Công suất truyền tải,

MVA
Chiều dài đường dây
L, km
Điện áp tính toán U
kV
Điện áp định mức của
mạng U
đm
, kV
A- 2 21 + j11,14 41,23 84,29
110
A - 8 33,6 + j17,83 44,72 104,73
A - 6 86,1 + j45,66 44,72 163,68
6 - 7 49,35+ j26,17 31,62 124,37
A- 1 3,3 +j1,36 53,85 44,81
B - 1 26,1+j14,23 50 93.85
B - 3 15,75 + j8,35 64,03 77,153
B- 4 73,5 + j38,99 44,72 151,63
4- 5 31,5 + j16,71 41,23 101,34
b) Phân bố công suất khi sự cố một máy phát điện
*Ở chương 1 khi ta sét chế độ sự cố nặng nề nhất khi 1 tổ máy của NĐB ngừng làm việc .
Khi đó ta cho NĐB phát 100% công suất định mức của nó
Khi đó công suất NĐB phát lên lưới P
FB-HT
=90W
Tổn thất ΔQ
ba
=0,15%Q
quaba
= 0,15.90.0,522 = 7,047 MVAr

⇒ S
NB
= 90 + j 90.tgϕ
F
– j7,047
= 90 + j 90.0,522 – j7,047 = 90 + j39,933 MVA
⇒ S
B1
= S
NB
– S
B4
– S
B3
= 0,75 – j7,407 MVA
S
A1
= S
1
- S
B1
= (29,4+j15,59) – (0,75 - j.7,407)
= 28,65 + j22,997 MVA
* Khi sự cố 1 tổ máy ở nhà máy điện A ngừng làm việc:
NĐ A phát 100% công suất : P
A-Fsc
= 100%.150 = 150 MW
Nên công suất NĐA phát lên lưới P
FA-HT
= 150 - 0,1.150 =135 MW

Tổn thất ΔQ
ba
=0,15%Q
quaba
= 0,15.135.0,62 = 12,56 MVAr
⇒ S
NA
= 135+j 135.tgϕ
F
– j12,56
= 135 + j 135.0,62 – j12,56 = 135 + j71,14 MVA
⇒ S
A1
= S
NA
– ( S
A2
+ S
A6
+S
A8
) = -5,7 –j3,49 MVA
S
B1
= S
1
- S
A1
= (29,4+j15,59) – (– 5,7 –j3,49)
= 35,1+j19,08 MVA

c) Tổng kết:
Bảng phân bố công suất trên đường đây trong chế độ bình thường và sự cố máy phát:
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 18
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
CS truyền tải
trên đường dây
Chế độ bình
thường
Chế độ sự cố NMA Chế độ sự cố NMB
S
A2
21 + j11,14 21 + j11,14 21 + j11,14
S
A8
33,6 + j17,83 33,6 + j17,83 33,6 + j17,83
S
A6
86,1 + j45,66 86,1 + j45,66 86,1 + j45,66
S
67
49,35+ j26,17 49,35+ j26,17 49,35+ j26,17
S
A1
3,3 +j1,36 -5,7 –j3,49 28,65+j22,997
S
B1
26,1+j9,87 35,1+j19,08 0,75 –j7,407
S
B3
15,75 + j8,35 15,75 + j8,35 15,75 + j8,35

S
B4
73,5 + j38,99 73,5 + j38,99 73,5 + j38,99
S
45
31,5 + j16,71 31,5 + j16,71 31,5 + j16,71
2.2.2 Phương án 2
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 19
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
8
5
7
A
2
6
1
3
4
B
a) Phân bố công suất và chọn điện áp định mức
*Phân bố công suất:
Như đã tính ở phương án 1, ta có:
S
A2
= 21 + j11,14 MVA ; S
A6
= 86,1 + j45,67 MVA
S
67
= 49,35 + j26,17 MVA ; S

A8
= 33,6 + j17,83 MVA
S
A1
= 3,3 + j1,36 MVA
Vậy ta sẽ có công suất do nguồn B truyền vào đường dây liên lạc B1 là:
S
B1
= (S
1
+ S
3
) - S
A1
= (29,4 + j15,59 + 15,75 + j8,35) – (3,3 + j1,36)
= 41,85+j22,58 MVA
S
B4
= 73,5 + j38,99 MVA ; S
45
= 31,5 + j16,71 MVA
*Chọn điện áp định mức:
Sử dụng công thức (1) : U = 4,34.
16L + Ρ
, ta có bảng công suất và lựa chọn điện áp
cho đường dây:
Đường
dây
Công suất truyền tải,
MVA

Chiều dài đường dây
L, km
Điện áp tính toán U
,kV
Điện áp định mức của
mạng U
đm
, kV
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 20
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
A- 2 21 + j11,14 41,23 84,29
110
A - 6 86,1 + j45,67 44,72 163,68
6 - 7 49,35+ j26,17 31,62 124,37
A- 8 33,6 + j17,83 44,72 104,73
A- 1 3,3 +j1,36 53,85 44,82
1 - 3 15,75+j8,35 40 74,16
B - 1 41,85+j22,58 50 116,42
B- 4 73,5 + j38,99 44,72 151,63
4- 5 31,5 + j16,71 41,23 101,34
b) Phân bố công suất khi sự cố một máy phát điện
Giống như đã tính ở phương án 1, ta có:
* Khi sự cố 1 tổ máy ở nhà máy điện A ngừng làm việc:
S
NA
= 135 + j71,14 MVA
S
A1
= S
NA

– ( S
A2
+ S
A6
+ S
A8
) = -5,7 – j3,49 MVA
S
B1
= ( S
1
+ S
3
)- S
A1
= (29,4 + j15,59 + 15,75 + j8,35)– (-5,7 – j3,49)
= 50,85 + j27,43 MVA
* Khi sự cố nhà 1 tổ máy ở nhà máy điện B ngừng làm việc:
S
NB
= 90 + j39,933 MVA
S
B1
= S
NB
– S
B4
= 16,5 + j0,943 MVA
S
A1

= ( S
1
+ S
3
) - S
B1
= (29,4 + j15,59 + 15,75 + j8,35) – (16,5 + j0,943)
= 28,65 + j22,997 MVA
c)Tổng kết:
Bảng phân bố công suất trên đường đây trong chế độ bình thường và sự cố máy phát:
CS truyền tải trên
đường dây
Chế độ bình thường Chế độ sự cố NMA Chế độ sự cố NMB
S
A2
21 + j11,14 21 + j11,14 21 + j11,14
S
A8
33,6 + j17,83 33,6 + j17,83 33,6 + j17,83
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 21
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
S
A6
86,1 + j45,66 86,1 + j45,66 86,1 + j45,66
S
67
49,35+ j26,17 49,35+ j26,17 49,35+ j26,17
S
A1
3,3 +j5,72 -5,7 –j3,49 28,65+j22,997

S
B1
41,85+j18,22 50,85+j27,43 16,5 +j0,943
S
13
15,75 + j8,35 15,75 + j8,35 15,75 + j8,35
S
B4
73,5 + j38,99 73,5 + j38,99 73,5 + j38,99
S
45
31,5 + j16,71 31,5 + j16,71 31,5 + j16,71
2.2.3 Phương án 3
8
5
7
A
2
6
1
3
4
B
a) Phân bố công suất và chọn điện áp định mức
*Phân bố công suất:
Như đã tính ở phương án 2, ta có:
S
A2
= 21 + j11,14 MVA ; S
A6

= 86,1 + j45,67 MVA
S
67
= 49,35+ j26,17 MVA ; S
A8
= 33,6 + j17,83 MVA
S
A1
= 3,3 +j1,36 MVA ; S
B1
= 41,85+j22,58 MVA
S
13
= 15,75+j8,35 MVA
Ta tính dòng phân bố công suất chạy trên mạch vòng: B-4 -5 . Ta có :
Dòng công suất chạy trên đoạn B-5:
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 22
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
5 45 4 4 4
5
4 45 5
.( ) .
B
S L L S L
S
L L L
−
+ +
=
+ +

5
(31,5 j16,71).(41,23 44,72) (42 j22,28).44,72
44,72 41,23 53,85
B
S
−
+ + + +
=
+ +
= 32,80 + j17,40 MVA
Với : L
4
: chiều dài đường dây B-4
L
5
: chiều dài đường dây B-5
L
4-5
: chiều dài đường dây 4-5
Dòng công suất chạy trên đoạn B - 4:
4 54 5 5 5
4
4 54 5
.( ) .
B
S L L S L
S
L L L
−
+ +

=
+ +
4
(42 j22,28).(41,23 53,85) (31,5 j16,71)53,85
44,72 41,23 53,85
B
S
−
+ + + +
=
+ +
= 40,7 + j21,59 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn 5 - 4:
S
5-4
= S
B-5
– S
5
= 32,80 + j17,40 - (31,5+j16,71)
= 1,3 + j0,69 MVA
*Chọn điện áp định mức:
Sử dụng công thức (1) : U = 4,34.
16L + Ρ
, ta có bảng công suất và lựa chọn điện áp
cho đường dây:
Đường
dây
Công suất truyền tải,
MVA

Chiều dài đường dây
L, km
Điện áp tính toán U
kV
Điện áp định mức của
mạng U
đm
, kV
A- 2 21 + j11,14 41,23 84,29
A - 6 86,1 + j45,67 44,72 163,68
6 - 7 49,35+ j26,17 31,62 124,37
A- 8 33,6 + j17,83 44,72 104,73
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 23
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
110A- 1 3,3 +j1,36 53,85 44,82
1 - 3 15,75+j8,35 40 74,16
B - 1 41,85+j18,22 50 116,42
B- 4 40,7 + j21,59 44,72 114,49
5- 4 1,3 + j0,69 41,23 34,18
B-5 32,80 + j17,40 53,85 104,40
b) Phân bố công suất khi sự cố một máy phát điện
Giống như đã tính ở phương án 2, ta có:
* Khi sự cố 1 tổ máy ở nhà máy điện A ngừng làm việc:
S
NA
= 135+ j71,14(MVA) ; S
A1
= -5,7 –j3,49 (MVA)
S
B1

= 50,85+j27,43(MVA)
* Khi sự cố nhà 1 tổ máy ở nhà máy điện B ngừng làm việc:
S
NB
= 90+ j39,933 (MVA)
S
B1
= 16,5 +j0,943 (MVA)
S
A1
= 28,65+j22,997(MVA)
c)Tổng kết:
Bảng phân bố công suất trên đường đây trong chế độ bình thường và sự cố máy phát:
CS truyền tải trên
đường dây
Chế độ bình thường Chế độ sự cố NMA Chế độ sự cố NMB
S
A2
21 + j11,14 21 + j11,14 21 + j11,14
S
A8
33,6 + j17,83 33,6 + j17,83 33,6 + j17,83
S
A6
86,1 + j45,66 86,1 + j45,66 86,1 + j45,66
S
67
49,35+ j26,17 49,35+ j26,17 49,35+ j26,17
S
A1

3,3 +j1,36 -5,7 –j3,49 28,65+j22,997
S
B1
41,85+j18,22 50,85+j27,43 16,5 +j0,943
S
13
15,75 + j8,35 15,75 + j8,35 15,75 + j8,35
S
B4
40,7 + j21,59 40,7 + j21,59 40,7 + j21,59
S
54
1,3 + j0,69 1,3 + j0,69 1,3 + j0,69
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 24
Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết kế lưới điện khu vưc
S
B5
32,80 + j17,40 32,80 + j17,40 32,80 + j17,40
2.2.4 Phương án 4
8
5
7
A
2
6
1
3
4
B
a) Phân bố công suất và chọn điện áp định mức

*Phân bố công suất:
Như đã tính ở phương án 1, ta có:
S
A2
= 21 + j11,14 MVA ; S
67
= 49,35+ j26,17 MVA
S
A8
= 33,6 + j17,83 MVA ; S
NA
= 144+ j75,888 MVA
⇒ S
A6
= S
NA
– (S
A2
+ S
A8
) = 89,4+ j46,92 MVA
S
61
= S
A6
- (S
6
+ S
7
) = (89,4+ j46,92) – (86,1 + j45,67)

= 3,3 + j1,25 MVA
Vậy ta sẽ có công suất do nguồn B truyền vào đường dây liên lạc B1 là:
S
B1
= ( S
1
+S
3
)

- S
61
= (29,4+j15,59+ 15,75+j8,35) – (3,3 + j1,25)
= 41,85+j22,69 MVA
S
B4
= 73,5 + j38,99 MVA ; S
45
= 31,5 + j16,71 MVA
S
13
= 15,75+ j8,35 MVA
*Chọn điện áp định mức:
Sử dụng công thức (1) : U = 4,34.
16L + Ρ
, ta có bảng công suất và lựa chọn điện áp
cho đường dây:
Sinh viên : Lê Văn Thái – HTĐ2 – K51 25