Đồ án tốt nghiệp hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

NHẬN XÉT
( Của giảng viên hướng dẫn)
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

MỤC LỤC
1.2.2. Cân bằng công suất phản kháng....................................................................7
1.3. Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn......................................................8
1.3.1. Chế độ phụ tải cực đại.....................................................................................8
1.3.2. Chế độ phụ tải cực tiểu....................................................................................8
1.3.3. Chế độ sự cố.....................................................................................................9
Bảng 1-2: Bảng tổng kết chế độ làm việc của nguồn.............................................9
Bảng 2-1: Điện áp tính toán của phương án 1.......................................................13
2.1.2.Phương án 2.....................................................................................................14
3.1.2. Kiểm tra điều kiện phát nóng.........................................................................23
3.1.4. Tính tổn thất điện áp ......................................................................................24
3.2. Tính toán cho các phương án..........................................................................25
Bảng 3-1 : Bảng chọn tiết diện dây dẫn phương án 1..........................................26
Bảng 3-2 : Bảng tính toán đường dây theo điều kiện phát nóng phương án 1. 27
Bảng 3-3 : Bảng thông số đường dây phương án 1.............................................28
Bảng 3-5 : Bảng tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn phương án 2...................30
Phương án 4..............................................................................................................36
Bảng 3-17 : Bảng tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn phương án 5.................39
TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ - CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU.............................43
4.2. Áp dụng cho Phương án 1................................................................................44
Bảng 4-2 Tính toán vốn đầu tư phương án 1.........................................................46
4.3. Áp dụng cho Phương án 2................................................................................46
4.4.Áp dụng cho Phương án 3...........................................................................................47
4.5.Áp dụng cho Phương án 4...........................................................................................48

Bảng 4-6: Tổn thất công suất tác dụng của phương án 4....................................48
4.6.Áp dụng cho Phương án 5...........................................................................................49

5.1. Chọn số lượng và công suất máy biến áp......................................................52
5.1.1. Chọn số lượng và công suất MBA trong các trạm tăng áp của nhà máy

điện.............................................................................................................................52
5.1.2. Chọn số lượng và công suất của máy biến áp trong các trạm hạ áp.......53
5.2. Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm....................................................................54
5.2.1. Sơ đồ trạm của nhà máy nhiệt điện..............................................................54
5.2.2. Sơ đồ nối điện cho các trạm trung gian.......................................................55
5.2.3. Sơ đồ nối dây trạm biến áp giảm áp.............................................................56
CHƯƠNG 6:................................................................................................................57


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp
TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG CÁC CHẾ ĐỘ CỦA
PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN......................................................................................57
6.1. Chế độ phụ tải cực đại.................................................................................................58

6.1.2. Tính chế độ của các đường dây HT-1, HT-2, HT-6, ND-7, ND-10, ND-5, ND9, ND-4, ND-3..............................................................................................................59
6.3. Chế độ sau sự cố......................................................................................................... 70

6.3.1.2. Tính toán cho các đường dây còn lại........................................................71
6.3.2. Sự cố ngừng 1 mạch đường dây giữa nhà máy và hệ thống....................71
6.3.3. Sự cố ngừng 1 tổ máy phát...........................................................................78
7.1. Tính điện áp tại các nút của lưới điện trong các chế độ phụ tải cực đại. chế độ cực
tiểu và sau sự cố.................................................................................................................81

7.2. Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho các trạm.............................85
7.2.1.1. Chọn đầu phân áp cho MBA có đầu phân áp cố định.............................88
7.2.1.2. Chọn đầu phân áp cho MBA có điều áp dưới tải......................................89
8.1. Vốn đầu tư xây dựng mạng điện................................................................................91

8.2. Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện...............................................91
8.3. Tổn thất điện năng trong mạng điện...............................................................92

.............................................................................................................................................. 93

8.4.Tính chi phí và giá thành....................................................................................93
8.4.1. Chi phí vận hành hàng năm...........................................................................93
8.4.3. Giá thành truyền tải điện năng......................................................................93
CHƯƠNG 9 : THIẾT KẾ CƠ KHÍ ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP 22 kV.........................95
9.1.Sơ đồ địa lý thiết kế đường dây..................................................................................95
9.2.Các số liệu phục vụ tính toán......................................................................................95
9.3.Lựa chọn và tính toán các phần tử của đường dây...................................................98

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................108


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

DANH MỤC BẢNG
1.2.2. Cân bằng công suất phản kháng....................................................................7
1.3. Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn......................................................8
1.3.1. Chế độ phụ tải cực đại.....................................................................................8
1.3.2. Chế độ phụ tải cực tiểu....................................................................................8
1.3.3. Chế độ sự cố.....................................................................................................9
Bảng 1-2: Bảng tổng kết chế độ làm việc của nguồn.............................................9
Bảng 2-1: Điện áp tính toán của phương án 1.......................................................13
2.1.2.Phương án 2.....................................................................................................14
3.1.2. Kiểm tra điều kiện phát nóng.........................................................................23
3.1.4. Tính tổn thất điện áp ......................................................................................24
3.2. Tính toán cho các phương án..........................................................................25
Bảng 3-1 : Bảng chọn tiết diện dây dẫn phương án 1..........................................26
Bảng 3-2 : Bảng tính toán đường dây theo điều kiện phát nóng phương án 1. 27
Bảng 3-3 : Bảng thông số đường dây phương án 1.............................................28

Bảng 3-5 : Bảng tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn phương án 2...................30
Phương án 4..............................................................................................................36
Bảng 3-17 : Bảng tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn phương án 5.................39
TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ - CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU.............................43
4.2. Áp dụng cho Phương án 1................................................................................44
Bảng 4-2 Tính toán vốn đầu tư phương án 1.........................................................46
4.3. Áp dụng cho Phương án 2................................................................................46
4.4.Áp dụng cho Phương án 3...........................................................................................47
4.5.Áp dụng cho Phương án 4...........................................................................................48

Bảng 4-6: Tổn thất công suất tác dụng của phương án 4....................................48
4.6.Áp dụng cho Phương án 5...........................................................................................49

5.1. Chọn số lượng và công suất máy biến áp......................................................52
5.1.1. Chọn số lượng và công suất MBA trong các trạm tăng áp của nhà máy
điện.............................................................................................................................52
5.1.2. Chọn số lượng và công suất của máy biến áp trong các trạm hạ áp.......53
5.2. Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm....................................................................54
5.2.1. Sơ đồ trạm của nhà máy nhiệt điện..............................................................54
5.2.2. Sơ đồ nối điện cho các trạm trung gian.......................................................55
5.2.3. Sơ đồ nối dây trạm biến áp giảm áp.............................................................56
CHƯƠNG 6:................................................................................................................57


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp
TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG CÁC CHẾ ĐỘ CỦA
PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN......................................................................................57
6.1. Chế độ phụ tải cực đại.................................................................................................58

6.1.2. Tính chế độ của các đường dây HT-1, HT-2, HT-6, ND-7, ND-10, ND-5, ND9, ND-4, ND-3..............................................................................................................59

6.3. Chế độ sau sự cố......................................................................................................... 70

6.3.1.2. Tính toán cho các đường dây còn lại........................................................71
6.3.2. Sự cố ngừng 1 mạch đường dây giữa nhà máy và hệ thống....................71
6.3.3. Sự cố ngừng 1 tổ máy phát...........................................................................78
7.1. Tính điện áp tại các nút của lưới điện trong các chế độ phụ tải cực đại. chế độ cực
tiểu và sau sự cố.................................................................................................................81

7.2. Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho các trạm.............................85
7.2.1.1. Chọn đầu phân áp cho MBA có đầu phân áp cố định.............................88
7.2.1.2. Chọn đầu phân áp cho MBA có điều áp dưới tải......................................89
8.1. Vốn đầu tư xây dựng mạng điện................................................................................91

8.2. Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện...............................................91
8.3. Tổn thất điện năng trong mạng điện...............................................................92
.............................................................................................................................................. 93

8.4.Tính chi phí và giá thành....................................................................................93
8.4.1. Chi phí vận hành hàng năm...........................................................................93
8.4.3. Giá thành truyền tải điện năng......................................................................93
CHƯƠNG 9 : THIẾT KẾ CƠ KHÍ ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP 22 kV.........................95
9.1.Sơ đồ địa lý thiết kế đường dây..................................................................................95
9.2.Các số liệu phục vụ tính toán......................................................................................95
9.3.Lựa chọn và tính toán các phần tử của đường dây...................................................98

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................108


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

NHIỆM VỤ

THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên:

LÊ XUÂN THÀNH

Lớp: Đ6H3

Ngành: Hệ thống điện

Cán bộ hướng dẫn: ThS. Nguyễn Đức Thuận

PHẦN I. THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN CAO ÁP
1,Dữ liệu nguồn điện
Nhà máy nhiệt điện:
a.Số tổ máy và công suất của một tổ máy: 4X60 MW Hệ số công suất: 0,8
Điện áp định mức: 10,5 kV
b.Hệ thống: Công suất vô cùng lớn Hệ số côngsuất: 0,85
2,Dữ liệu phụ tải điện:
Phụ tải

Các số liệu
Công suất cực đại (MW)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

27

33

26

31

32

34

34

28

26

30

Công suất cực tiểu (MW)

Bằng 80% công suất cực đại

Hệ số công suất

0,9

0,9

0,9

0,9

Thời gian sử dụng công suất lớn
nhất (h)
Mức yêu cầu cấp điện
Yêu cầu điều chỉnh điện áp
Điện áp định mức phía hạ áp
(kV)

0,9

0,9

0,9

0,9

0,9

0,9

4900
I

III

I

I

I

I

III

I

I

I

KT

KT

T

KT

T

KT

T

KT

T

KT

22

Sơ đồ bố trí nguồn điện và phụ tải

Lê Xuân Thành – Đ6H3

1


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp
2

1

6

HT

7

3

NÐ
9
8

10
5

4

Một ô vuông có kích thước 10x10 km
PHẦN II
Ngày giao:
Ngày nộp:
TRƯỞNG KHOA

Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2015
Cán bộ hướng dẫn thiết kế

TS TRẦN THANH SƠN

Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN

Lê Xuân Thành – Đ6H3

2


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, cùng với sự phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước,
công nghiệp điện lực đang giữ một vai trò đặc biệt quan trọng. Trước tình hình đó,
để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của con người về điện năng, chúng ta cần phải
nghiên cứu và khai thác tốt các nguồn năng lượng có thể biến đổi thành điện năng.
Mặt khác, để đảm bảo về chất lượng điện năng chúng ta cần phải thiết kế, xây dựng
hệ thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại và có phương thức vận hành tối ưu
nhưng đảm bảo các yêu cầu về kĩ thuật cũng như kinh tế. Vì vậy, việc thiết kế, xây
dựng và vận hành hệ thống điện luôn được đề cao. Việc thiết kế mạng lưới điện phải
đạt được những yêu cầu về kỹ thuật cũng như giảm được vốn đầu tư trong phạm vi
cho phép là vô cùng quan trọng đối với nền kinh tế của nước ta hiện nay. Xuất phát
từ những yêu cầu đó, em được giao nhiệm vụ làm đồ án: “ Thiết kế lưới điện cho
khu vực và trạm biến áp”.
Trong quá trình làm đồ án , với sự gắng sức và nỗ lực bản thân đồng thời sự
giúp đỡ của các thầy cô giáo trong khoa Hệ Thống Điện .Đặc biệt là sự chỉ bảo tận
tình của giáo viên hướng dẫn thầy giáo Th.S Nguyễn Đức Thuận , em đã hoàn thành
đồ án tốt nghiệp . Do vốn kiến thức còn hạn chế , bên cạnh đó là vốn kinh nghiện
thực tế tích lũy còn ít ỏi nên trong quá trình làm đồ án khó tránh khỏi những khiếm
khuyết . Nên em rất mong được sự nhận xét và góp ý của thầy cô để đồ án của bản
thân em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Hệ Thống Điện dã
tận tình giúp đỡ , chỉ bảo em trong quá trình học tại trường .Đặc biệt em xin bày tỏ
lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo Th.S Nguyễn Đức Thuận, đã hướng dẫn nhiệt tình
giúp em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 23 tháng 10 năm 2015
Sinh viên
Lê Xuân Thành

Lê Xuân Thành – Đ6H3

3


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

PHẦN I : THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN KHU VỰC

Lê Xuân Thành – Đ6H3

4


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

CHƯƠNG 1:
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI,
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ XÁC ĐỊNH SƠ BỘ
CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN
1.1. Phân tích nguồn và phụ tải

1.1.1.Phân tích nguồn điện
Trong Hệ Thống Điện thiết kế có 2 nguồn cung cấp là hệ thống và nhà máy nhiệt điện.
• Hệ thống điện
Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn
Hệ số công suất trên thanh góp của hệ thống cosφđm= 0,85
Để đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ vận
hành ta cần phải cho liên hệ giữa Hệ Thống và nhà máy điện để có thể trao đổi công
suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết. Mặt khác, vì hệ thống có công suất vô
cùng lớn nên chọn HT là nút cân bằng công suất và nút cơ sở về điện áp.
• Nhà máy nhiệt điện
Nhà máy nhiệt điện có 4 tổ máy, công suất định mức của mỗi tổ máy là
Pđm= 60 MW.Như vậy tổng công suất định mức của NĐ bằng 4.60= 240
MW Hệ số công suất cosφđm= 0,8; Uđm đầu cực = 10,5kV
1.1.2.Phụ tải
Trong Hệ Thống Điện thiết kế có 10 phụ tải trong đó có 8 phụ tải loại I và 2 phụ tải
loại III như sau :
-Hệ số công suất cosφ = 0,9
-Phụ tải loại I là các phụ tải : 1,3,4,5,6,7,9,10
-Phụ tải loại III là các phụ tải : 2,8.
-Tổng công suất khi phụ tải đạt cực đại là : 301(MW ).
-Điện áp phía hạ áp là : 22kV .
-Phụ tải cực tiểu bằng 80% công suất cực đại.
Sau đây là các công thức tính phụ tải tiêu thụ như :

Qmax = P max .tan ϕ
•

S max = Pmax + jQmax
•

S max = P 2 max + Q 2 max
Bảng 1-1: Bảng tính toán phụ tải trong chế độ cực đại và cực tiểu

Lê Xuân Thành – Đ6H3

5


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

1.2.

PT

Pmax (MW)

Tagφ

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

27

33
26
31
32
34
34
28
26
30

0,484
0,484
0,484
0,484
0,484
0,484
0,484
0,484
0,484
0,484

Qmax
(MVAr)
13,07
15,97
12,58
15
15,49
16,46
16,46

13,55
12,58
14,52

Pmin (MW)
21,6
26,4
20,8
24,8
25,6
27,2
27,2
22,4
20,8
24

Qmin
(MVAr)
10,45
12,78
10,07
12
12,39
13,16
13,16
10,84
10,07
11,62

Cân bằng công suất

1.2.1. Cân bằng công suất tác dụng
Ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đai
đối với hệ thống điện thiết kế có dạng:
Png= P tt = P NĐ +P HT = m∑P max + ∑∆P+P td +P dt
(1-4)
Trong đó:
P tt là công suất tiêu thụ trong mạnh điện.
PNĐ: tổng công suất tác dụng nhà máy nhiệt điện .
PHT: công suất tác dụng lấy từ hệ thống.
m : hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m=1).
∑Pmax: tổng công suất tác dụng của các phụ tải ở chế độ cực đại.
∑∆P: tổng tổn thất công suất trong mạng điện, khi tính sơ bộ có thể lấy
∑∆P= 5%∑Pmax
Ptd: công suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy bằng 10% công suất
phát của nhà máy.
Pdt: công suất dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy
Pdt=10%∑Pmax, đồng thời công suất dự trữ cần phải lớn hơn hoặc bằng công suất
định mức của tổ máy phát lớn nhất đối với hệ thống điện không lớn.
Vì hệ thống điện có công suất vô cùng lớn nên Pdt = 0
Tổng công suất của các phụ tải ở chế độ cực đại được xác định từ bảng 1-1:
∑P max = 301 (MW)
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện :
Lê Xuân Thành – Đ6H3

6


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

∑∆P= 5%∑P max = 0,05.301 = 15,05 (MW)
Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện :
P td = 10%P đm =
24(MW)

0,1.240 =

Vậy công suất tiêu thụ trong mạng điện:
P tt = 301+15,05+24 =340,05(MW)
Tổng công suất do nhiệt điện phát ra là:
P NĐ = P kt = 240(MW)
Như vậy trong chế độ phụ tải cực đại Hệ Thống cần cung cấp công suất cho các phụ
tải bằng:
P HT =P tt –P NĐ =340,05-240 = 100,05(MW)

1.2.2. Cân bằng công suất phản kháng
Ta có phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng thiết kế có dạng:
Qtt = QF+QHT = m∑Qmax+∑∆Qb+∑∆QL-∑ ∆ QC+Qtd+Qdt
(1-5)
Trong đó:
-m: hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại.
-QF: tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra.
−∑∆QL: tổng tổn thất công suất phản kháng trên các đường dây trong mạng điện.
−∑∆QC: tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra
−∑∆QB: tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp.
-Qtd: Công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện
-Qdt: Công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ có thể
lấy bằng 15% tổng công suất phản kháng ở phần bên phải của phương trình (1-5)
Tổng công suất phản kháng do nhà máy điện phát ra bằng:
Q NĐ =P NĐ .tgφ F

Vì cosφF =0,8→ tgφF =0,75→QF= 240.0,75= 180 (MWAr)
Công suất phản kháng do hệ thống cung
cấp

QHT = PHT . tan ϕ HT
Vì cosφHT =0,85→ tgφHT =0,62→ QHT =100,05.0,62= 62,03 (MWAr)
Tổng công suất phản kháng của phụ tải trong chế độ cực đại là:
∑Q max =145,68 (MWAr)
Lê Xuân Thành – Đ6H3

7


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp bằng:
∑∆Q b =15%∑Q max =0,15.145,68=21,85 (MWAr)
Công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện :

Qtd = Ptd .tan ϕ
Đối với cosφtd=0,75→tgφtd= 0,88. Do đó:
Q td =24.0,88=21,12 (MWAr)
Tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện:
Q tt =145,68 +21,85 +21,12 =188,65 (MWAr)
Tổng công suất phản kháng do hệ thống và nhiệt điện có thể phát ra
Q NĐ +Q HT =180 +62,03 =242,03 (MWAr)

1.3. Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn
1.3.1. Chế độ phụ tải cực đại
Dựa vào tổng công suất của các phụ tải xung quanh nhà máy nhiệt điện và tổng

công suất của nhà máy nhiệt điện, chúng ta cho nhà máy nhiệt điện vận hành 85%
công suất định mức và cả 4 tổ máy đều vận hành.
Ta có công suất yêu cầu của phụ tải:
∑P yc = ∑P pt max +∑∆P = 301+15,05 = 316,05(MW )
Công suất phát của nhà máy nhiệt điện là:

Pkt = 85%.Pdm = 0,85.Pdm = 0,85.240 = 204( MW)
Công suất phát lên lưới của nhà máy nhiệt điện là :
P NĐ = P kt -P td = 204-0,1.204 =183,6 (MW)
Q NĐ = Q kt -Q td = 204.0,75-20,4.0,88= 135,48 (MVAr)
Công suất tác dụng của hệ thống phát lên lưới là:
P HT =∑P yc -P NĐ = 316,05-183,6 = 132,45(MW)

1.3.2. Chế độ phụ tải cực tiểu
Công suất yêu cầu của phụ tải ở chế độ cực tiểu :
∑P yc = ∑P pt min +∑∆P = 240,8+0,05.240,8 = 252,84 (MW)
Nhà máy nhiệt điện vận hành với 4 tổ máy thì công suất phát kinh tế là:

Pkt = 0, 7.Pdm = 0, 7.240 = 168 (MW )
Lê Xuân Thành – Đ6H3

8


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

Công suất phát lên lưới của nhà máy nhiệt điện là:
P NĐ = P kt -P td = 168-0,1.168 = 151,2 (MW)
Q NĐ = Q kt - Q td = 168.0,75-16,8.0,88 = 111,22 (MVAr)
Công suất hệ thống phát lên lưới là :

P HT = ∑P yc -P NĐ = 252,84-151,2= 101,64 (MW)

1.3.3. Chế độ sự cố
Xét trường hợp sự cố ngừng 1 tổ máy thỏa mãn trong chế độ tải cực đại và các máy
còn lại sẽ phát với 100%
Tổng công suất yêu cầu của phụ tải là:
∑P yc = ∑P pt +∑∆P = 301+15,05 = 316,05 (MW)
Công suất định mức nên công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt
điện
P kt = P đm = 3.60= 180 (MW)
Công suất phát lên lưới của nhà máy nhiệt điện là :
P NĐ = P kt -P td = 180-0,1.180 = 162 (MW)
Q NĐ = Q kt - Q td = 180.0,62-18.0,88 = 95,76 (MVAr)
Công suất hệ thống phát lên lưới là:
P HT = ∑P yc -P NĐ = 316,05-162 = 154,05 (MW)
Từ các kết quả trên ta có bảng tổng kết sơ bộ chế độ làm việc của nguồn:
Bảng 1-2: Bảng tổng kết chế độ làm việc của nguồn
Chế độ vận hành

Nhà máy nhiệt điện

Hệ thống

Phụ tải cực đại

4 tổ máy làm việc
Phát 183,6 MW

132,45 MW

Phụ tải cực tiểu

4 tổ máy làm việc
Phát 151,2 MW

101,64 MW

Chế độ sự cố

3 tổ máy làm việc
Phát 162 MW

154,05 MW

Lê Xuân Thành – Đ6H3

9


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

CHƯƠNG 2 :
ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ CHỌN ĐIỆN ÁP
TRUYỀN TẢI
2.1. Đề xuất các phương án nối dây
Một trong các yêu cầu của thiết kế mạng điện là đảm bảo cung cấp điện an
toàn và liên tục, nhưng vẫn phải đảm bảo tính kinh tế. Muốn đạt được yêu cầu này
người ta phải tìm ra phương án hợp lý nhất trong các phương án vạch ra đồng thời
đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật.
Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với các mạng là độ tin cậy và chất lượng

cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Khi dự kiến sơ đồ của mạng điện
thiết kế, trước hết cần chú ý đến hai yêu cầu trên. Để thực hiện yêu cầu về độ tin
cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I, cần đảm bảo dự phòng 100% trong
mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự động. Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ
tiêu thụ loại I có thể sử dụng đường dây hai mạch hay mạch vòng. Các hộ tiêu thụ
loại III được cung cấp điện bằng đường dây một mạch.
Để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện ta sử dụng phương pháp chia lưới
điện thành các nhóm nhỏ, 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 tổng hợp các
phương án tối ưu của các nhóm lại ta được sơ đồ tối ưu của mạng điện.
Mạng hình tia
 Ưu điểm: đơn giản về sơ đồ nối dây, bố trí thiết bị đơn giản; các phụ tải
không liên quan đến nhau, khi có sự cố trên một đường dây khác, thuận tiện khi
phát triển và thiết kế cải tạo các mạng điện hiện có.
 Nhược điểm : độ tin cậy cung cấp điện thấp,khảo sát thiết kế thi công mất
nhiều thời gian và tốn nhiều chi phí
Mạng liên thông
 Ưu điểm : Việc tổ chức thi công sẽ thuận lợi hơn vì hoạt động trên cùng 1
đường dây
 Nhược điểm : Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng lớn,cần thêm trạm
trung gian,thiết bị bố trí đòi hỏi bảo vệ rơle, thiết bị tự động hóa phức tạp hơn,độ
tin cậy thấp hơn mạng hình tia
Mạng điện vòng :
 Ưu điểm : độ tin cậy cung cấp điện cao, khả năng vận hành lưới linh hoạt,
tổn thất ở chế độ bình thường thấp
 Nhược điểm: bố trí bảo vệ rơle và thiết bị tự động hóa phức tạp, khi xảy ra
sự cố thì tổn thất lưới cao, nhất là nguồn có chiều dài dây cấp điện lớn
*Lưạ chọn cấp điện áp định mức:
- Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

của mạng điện.
- Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố:công suất của phụ tải,
chiều dài đường dây
- Điện áp tính toán của đường dây được xác định bằng công thức sau
Lê Xuân Thành – Đ6H3

10


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

U nhi = 4,34 Li + 16.Pnhi
Trong đó:
- Li: khoảng cách truyền tải của đoạn đường dây thứ i , (km)
- Pnhi : công suất truyền tải đoạn đường dây thứ I , (MW)
- Ui: điện áp vận hành trên đoạn đường dây thứ i , (kV)
2.1.1. Phương án 1

2

1

44
,72

km
44
,72
km

km

,72
44

6

82,4
6km

HT

7

3

36
,06

5km
63,2

km

NÐ
41,23km
m

9

m
7k
,5
56

8

3km
41,2

36
,0
6k

5km
53,8

10
5

4

1. Phân bố công suất trên đường dây
Tính toán cho đường dây liên lạc HT-8-NĐ:
P NĐ- 8 = P F – P td – PN -∆P N
PF: tổng công suất phát kinh
tế của nhà máy NĐ.
Lê Xuân Thành – Đ6H3

11

Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

Ptd: công suất tự dùng trong
nhà máy điện .
PN: tổng công suất của các phụ tải nối với NĐ
P NĐ- 8 = P F - 0,1.P F - PN -∆P N = 0,9.P F - P N -0,05P N
Mà : P F = 0,85.P đm =0,85.240 = 204( MW)
P N = P3 + P4 +P 5 +P 7 +P 9 + P 10
=26+31+32+34+26+30 = 179 (MW)
Vậy: P NĐ- 8 = 0,9.204 -179-8,95 =-4,35 (MW)
Q NĐ- 8 = P NĐ- 8 .tgφ pt = -4,35.0,484 = -2,11 (MWAr)
Vậy : S NĐ- 8 = -4,35 -j.2,11 (MVA)
•

•

•

S HT −8 = S 8 − S ND −8 =28+13,55j+4,35+j2,11=32,35+15,66j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-1 là:
•

•

S HT −1 = S1 = 27 + 13, 07 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-2 là:
•

•

•

•

S HT −2 = S 2 = 33 + 15, 97 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-6 là:
S HT −6 = S 6 = 34 + 16, 46 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-8 là:
•

•

S HT −8 = S8 = 32, 35 + 15, 66 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-8 là:
S NĐ- 8 = -4,35-j.2,11 (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-7 là:
•

•

S ND −7 = S7 = 34 + 16, 46 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-10 là:
•

•

S ND −10 = S10 = 30 + 14, 52 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-5 là:

•

•

•

•

•

•

S ND −5 = S5 = 32 + 15, 49 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-4 là:
S ND −4 = S 4 = 31 + 15 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-9 là:
S ND −9 = S9 = 26 + 12, 58 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-3 là:
•

•

S ND −3 = S3 = 26 + 12,58 j (MVA)
2. Chọn cấp điện áp
Điện áp trên đoạn đường dây HT-1 bằng
U HT −1 = 4,34 44, 72 + 16.27 = 94,74 (kV)
Tính toán tương tự cho các đường dây khác ta có bảng sau :
Lê Xuân Thành – Đ6H3

12

Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

Bảng 2-1: Điện áp tính toán của phương án 1

Đường dây

Pmax (MW)

L (Km)

Số lộ

Utt ( kV)

HT-1
HT-2
HT-6
HT-8
ND-3
ND-4
ND-5
ND-7
ND-8
ND-9
ND-10

27
33

34
32,35
26
31
32
34
-4,35
26
30

44,72
44,72
44,72
82,46
63,25
56,57
41,23
36,06
53,85
41,23
36,06

2
1
2
2
2
2
2
1

2
2
2

94,76
103,86
105,30
106,31
95,01
102,02
102,08
104,53
48,22
92,80
92,28

Udm (kV)
110
110
110
110
110
110
110
110
110
110
110

Với đường dây ND-8 trong tính toán có điện áp nhỏ . Nhưng các đường dây

trên đều thoải mãn với cấp điện áp . Vì vậy để thuận tiện và kinh tế nên ta chọn cấp
điện áp 110kV là hợp lí .

Lê Xuân Thành – Đ6H3

13


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

2.1.2.Phương án 2
2

44,
72k
m

m
72k
44,

6

1

44,
72k
m

HT

90km

82,4
6k

m

7

3

36
,06
km

5km
63,2

NÐ
41,23km

5km
53,8

km
57

36
,0

,
56

8

km
41,23

6k
m

9

10
5

4

1. Phân bố công suất chạy trên đường dây
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-1 là:
•

•

S HT −1 = S1 = 27 + 13, 07 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-2 là:
•

•

•

•

•

•

S HT −2 = S 2 = 33 + 15, 97 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-6 là:
S HT −6 = S 6 = 34 + 16, 46 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-8 là:
S HT −8 = S8 = 32, 35 + 15, 66 j (MVA)
Lê Xuân Thành – Đ6H3

14


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-10 là:
•

•

S ND −10 = S10 = 30 + 14, 52 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-5 là:
•

•

•

•

•

•

S ND −5 = S5 = 32 + 15, 49 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-4 là:
S ND −4 = S 4 = 31 + 15 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-9 là:
S ND −9 = S9 = 26 + 12, 58 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-8 là:
S NĐ- 8 = -4,35 -j.2,11 (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-3 là:
•

•

•

S ND −3 = S3 + S7 = 26 + 12,58 j + 34 + 16, 46 j = 60 + 29, 04 j ( MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây 3-7 là:
•

•

S 3−7 = S 7 = 34 + 16, 46 j (MVA)
2. Chọn cấp điện áp
Bảng 2-2: Điện áp tính toán của phương án 2

Đường
dây
HT-1
HT-2
HT-6
HT-8
ND-10
ND-5
ND-4
ND-9
ND-3
ND-8
3_7

Pmax
(MW)
27
33
34
32,35
30
32
31
26
60
-4,35

34

L(km)

Số lộ

Utt (kV)

Udm (kV)

44,72
44,72
44,72
82,46
36,06
41,23
56,57
41,23
63,25
53,85
90

2
1
2
2
2
2
2
2

2
2
1

94,76
103,86
105,3
106,31
98,59
102,08
102,02
92,8
138,83
48,22
109,28

110
110
110
110
110
110
110
110
110
110
110

Smax
(MVA)

30
36,66
37,77
31,11
33,33
35,55
34,44
28,88
66,66
4,83
37,77

Như vậy ta chọn cấp điện áp 110kV là hợp lí

Lê Xuân Thành – Đ6H3

15


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

2.1.3. Phương án 3
2

2km

44,
72k
m

44,
7

6

1

40km

HT

82,4
6km

7

3

36
,06
km

5km
63,2

NÐ
41,23km

m
7k

,5
56

8

9

k
41,23

36
,06
km

5km
53,8

m

10
5

4

1. Phân bố công suất chạy trên đường dây
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-1
•

•

•

S HT −1 = S 1 + S 2 = 27 + 13, 07 j + 33 + 15,97 j = 60 + 29, 04 j ( MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây 1-2 là:
•

•

S1−2 = S2 = 33 + 15,97 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-6 là:
•

•

S HT −6 = S6 = 34 + 16, 46 j
Lê Xuân Thành – Đ6H3

16


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-8 là:
•

•

S HT −8 = S8 = 32, 35 + 15, 66 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-8 là:
S NĐ- 8 = -4,35 -j.2,11 (MVA)

Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-7 là:
•

•

S ND −7 = S7 = 34 + 16, 46 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-10 là:
•

•

S ND −10 = S10 = 30 + 14, 52 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-5 là:
•

•

•

•

•

•

S ND −5 = S5 = 32 + 15, 49 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-4 là:
S ND −4 = S 4 = 31 + 15 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-9 là:
S ND −9 = S9 = 26 + 12, 58 j (MVA)

Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-3 là:
•

•

S ND −3 = S3 = 26 + 12,58 j (MVA)
2. Chọn cấp điện áp

Đường
dây
HT-1
HT-2
HT-6
HT-8
ND-10
ND-5
ND-4
ND-9
ND-3
ND-8
3_7

Bảng 2-3: Điện áp tính toán của phương án 3
Pmax
L(km)
Số lộ
Utt (kV) Udm (kV)
(MW)
27
44,72

2
94,76
110
33
44,72
1
103,86
110
34
44,72
2
105,3
110
32,35
82,46
2
106,31
110
30
36,06
2
98,59
110
32
41,23
2
102,08
110
31
56,57

2
102,02
110
26
41,23
2
92,8
110
60
63,25
2
138,83
110
-4,35
53,85
2
48,22
110
34
90
1
109,28
110

Smax
(MVA)
30
36,66
37,77
31,11

33,33
35,55
34,44
28,88
66,66
4,83
37,77

Như vậy ta chọn cấp điện áp 110kV là hợp lí

Lê Xuân Thành – Đ6H3

17


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

2.1.4. Phương án 4
2

1

km

44
,72
km

,72
44

6

44
,72

km

m

HT

82,4
6k

7

3

36
,0

5k m
63,2

6k
m

NÐ
41,23km

m

9

57

8

,
56

36
,0
6k

5km
53,8

km

10
5

30km

4

1. Phân bố công suất chạy trên đường dây
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-1 là:
•

•

S HT −1 = S1 = 27 + 13, 07 j (MVA)

Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-2 là:
•

•

S HT −2 = S 2 = 33 + 15, 97 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-6 là:
•

•

•

•

S HT −6 = S 6 = 34 + 16, 46 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-8 là:
S HT −8 = S8 = 32,35 + 15, 66 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-4 là:
•

•

•

S ND − 4 = S 4 + S 5 = 31 + 15 j + 32 + 15, 49 j = 63 + 30, 49 j

(MVA)

Công suất toàn phần chạy trên đường dây 4-5 là:
Lê Xuân Thành – Đ6H3

18


Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp
•

•

S 4−5 = S5 = 32 + 15, 49 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-8 là:
S NĐ- 8 = -4,35 -j.2,11 (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-7 là:
•

•

S ND −7 = S7 = 34 + 16, 46 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-10 là:
•

•

S ND −10 = S10 = 30 + 14, 52 j (MVA)

Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-9 là:
•

•

•

•

S ND −9 = S9 = 26 + 12, 58 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây ND-3 là:
S ND −3 = S3 = 26 + 12, 58 j (MVA)
2. Chọn cấp điện áp
Bảng 2-4: Điện áp tính toán của phương án

Đường
dây
HT-1
HT-2
HT-6
HT-8
ND-3
ND-4
ND-7
ND-8
ND-9
ND-10
4_5

Pmax

(MW)
27
33
34
32,35
26
63
34
-4,35
26
30
32

Utt
(kV)
94,76
103,8
6105,3
0106,3
195,01
141,6
0104,5
348,22
92,80
98,59
101,0
4
Như vậy ta chọn cấp điện áp 110kV là hợp lí

Lê Xuân Thành – Đ6H3

L
(km)
44,72
44,72
44,72
82,46
63,25
56,57
36,06
53,85
41,23
36,06
30

Số
lộ
2
1
2
2
2
2
1
2
2
2
2

Udm

(kV)
110
110
110
110
110
110
110
110
110
110
110

Smax
(MVA)
30
36,66
37,77
31,11
28,89
69,99
37,77
4,83
28,88
33,33
35,55

19

Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện: Thiết kế lưới điện cho khu vực và trạm biến áp

2.1.5. Phương án 5
40km

2

1

44,
44
,7 2

44
,72

m

km

7 2k

6

km

6km

HT

7

82,4

3

36

,0 6

5km
63,2

km

NÐ
41,23km

m
7k
,5
56

8

3km
41,2

6k
m

9

36
,0

5km
53,8

10
5

4

1. Phân bố công suất chạy trên đường dây
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-6 là:
•

•

S HT −6 = S 6 = 34 + 16, 46 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-8 là:
•

•

S HT −8 = S8 = 32, 35 + 15, 66 j (MVA)
Công suất toàn phần chạy trên đường dây HT-2 là:
•

S HT − 2

•

•

S 2 (l21 + lHT 1 ) + S1.lHT 1
=
l21 + l HT 1 + lHT 2
=

(33 + 15,97 j )(40 + 44, 72) + (27 + 13, 07 j)44, 72
40 + 44, 72 + 44, 72

Lê Xuân Thành – Đ6H3

20