Thiết kế lưới điện

Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

Chương 1 
CÁC LỰA CHỌN KỸ THUẬT CƠ BẢN

1.1.PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

Mạng điện được thiết kế bao gồm hai nhà máy nhiệt điện cung cấp
cho 9 phụ tải. Nà máy nhiệt điện I gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất
định mức là 52MW, công suất đặt: PĐNĐ=4.50 = 200 MW. Hệ số công
suất Cosử = 0,85 điện áp phát định mức là Uđm=10,5 KV.
Nhà máy nhiệt điện II gồm 3 tổ máy mỗi tổ máy có công suất định
mức là PFđm=50MW, công suất đặt là PĐNĐ=3.50 = 150MW. Hệ số công
suất Cosử=0,85 điện áp phát định mức là 10,5 KV.
Hai nhà máy đặt cách nhau 185 Km theo đường thẳng.
Đặc điểm của nhà máy nhiệt điện là hiệu suất thấp (Khoảng 30%)
thời gian khởi động lâu (nhanh nhất cũng mất từ 4 đến 10 giờ ), nhưng
điều kiện làm việc của nhà máy nhiệt điện là ổn định, công suất phát ra
có thể thay đổi tuỳ ý, điều đó phù hợp với sự thay đổi của phụ tải trong
mạng điện.
Thời gian xuất hiện phụ tải cực tiểu thường chỉ vài giờ trong ngày,
nên muốn đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải nằm rải rác xung
quanh nhà máy nhiệt điện ta dùng nguồn điện dự phong nóng.
Chế độ làm việc của nhà máy nhiệt điện chỉ đảm bảo được tính
kinh tế khi nó vận hành với (80 - 85%Pđm). Trong 9 phụ tải của mạng điện
đều là hộ loại 1, các hộ nằm rải rác xung quanh nhà máy nên nó tạo điều
kiện thuận lợi cho việc vạch các phương án nối dây, kết hợp với việc
cung cấp điện cho phụ tải nố liền giữa hai nhà máy.

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



1


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi

Khoa ®iÖn

§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Để đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ta phải quan tâm đến
tính chất của các phụ tải, tạo ra phương thức cung cấp điện đáp ứng yêu
cầu của các hộ phụ tải.
Trong điạ bàn ta thiết kế mạng điện, căn cứ vào vị trí đặt của 2 nhà
máy nhiệt điện cũng như vị trí đặt của phụ tải ta thấy rằng:
-

Các phụ tải ở gần nhà máy nhiệt điện nào có xu hướng nối trực
tiếp với nhà máy, phụ tải ở xa có thể nối liên thông từ phụ tải
khác đến.

-

Phụ tải số 3 nằm giữa hai nhà máy nên đường dây liên lạc giữa
hai nhà máy nhiệt điện có thể thông qua phụ tải này, do nhà
máy I cung

1.2.CÁC LỰA CHỌN KỸ THUẬT
1.2.1.Kết cấu lưới : Các phụ tải được cấp điệnbằng hại đường dây song

song từ hai thanh cái độc lập của nhà máy, hoặc trạm trung gian, hoặc
bằng hai đường dây mạch vòng kín từ trạm trung gian và phụ tải khác
sang, qua máy cắt tổng, máy cắt liên lạc, máy cắt đường dây.
Đường dây liên lạc giữa hai nhà máy thiết kế bằng hai đường song
song, cấp điện cho phụ tải số 3 nằm giữa hai nhà máy.
Chọn loại đường dây đi trên không (ĐDK). Dây dẫn loại AC để tạo
độ bền cơ học và cột bê tông li tâm cốt thép, xà, sứ do việt nam sản xuất.
1.2.2.Kết cấu trạm biến áp :

Để đảm bảo cấp điện liên tục các trạm trung gian cấp điện cho phụ
tải đều dùng hai máy biến áp, thanh cái độc lập qua máy cắt liên lạc.
Máy cắt sử dụng loại cùng cấp điện áp do nước ngoài sản xuất.
1.3.LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC CHO MẠNG ĐIỆN

Việc chọn cấp điện áp vận hành cho mạng điện là một vấn đề rất
quan trọng, nó ảnh hưởng đến tính vận hành kinh tế kỹ thuật của mạng
điện.

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



2


Trờng Đại học Bách khoa h nội

Đồ án Tốt Nghiệp - Lới Điện

Khoa điện

Tu thuc vo giỏ tr cụng sut cn chuyn ti v di ti in m
ta chn ln ca in ỏp vn hnh sao cho kinh t nht.
Nờn cụng sut chuyờn ti ln v ti i xa ta dựng cp in ỏp ln
li hn, vỡ rng gim c ỏng k lng cụng sut tn tht trờn ng
dõy v trong mỏy bin ỏp, tuy nhiờn tn tht do vng quang in tng v
chi phớ cho cỏch in ng dõy v mỏy bin ỏp cng tng. Do vy ta
cn cõn nhc k lng chn ra cp in ỏp vn hnh hp lý nht cho
mng in.
õy in ỏp vn hnh ca mng in c xỏc nh theo cụng
thc kinh nghim ca Still (M) sau :
U = 4,34. L + 16.P
-

P l cụng sut ng dõy cn chuyn ti (MW).

-

L l khong cỏch cn chuyn ti cụng sut.

-

U l in ỏp nh mc vn hnh (KV) .

Ta tớnh toỏn in ỏp nh mc cho tng tuyn dõy, sau ú chn
in ỏp chuyờn ti chung cho ton mng. Chn cp in ỏp nh mc
ca li in tớnh cho tng nhỏnh, tớnh t nh mỏy in gn nht n nỳt

ti.
Kt qu cho bi bng sau:
Tuyn

Chiu di L

Cụng sut P

in ỏp tớnh toỏn

in ỏp

ng dõy

(Km)

(MW)

(Kv)

chn (Kv)

-1

58,31

29

99,19

-2

72,11

29

100,49

-3

80

38

113,84

-4

58,31

18

80,76

-5

108,17

38

116,14

-9

76,16

18

82,82

II-6

62,27

29

100,03

II-7

40,31

18

78,04

II-8

54,08

29

98,78

Nguyễn Văn Tân - HTĐ2/K43.



110

3


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

Chương 2 
CÂN BĂNG SƠ BỘ CÔNG SUẤT
TÍNH BÙ CƯỠNG BỨC CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

2.1.CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

Để đảm bảo cho mạng điện làm việc ổn định, đảm bảo cung cấp
điện cho các hộ phụ tải thì nguồn điện phải cung cấp đầy đủ cả về công
suất tác dụng và công suất phản kháng cho các phụ tải, tức là mỗi thời
điểm luôn luôn tồn tại cân bằng giữa nguồn công suất phát và nguồn
công suất tiêu thụ cộng với công suất tiêu tán trên đường dây và máy
biến áp.

Mục đích của phần này ta tính toán xem nguồn điện có đáp ứng đủ
công suất tác dụng và công suất phản kháng không. Từ đó sinh ra
phương thức vận hành cụ thể cho nhà máy điện, nhằm đảm bảo cung
cấp điện liên tục cho các phụ tải cũng như chất lượng điện năng.
Khi tính toán sơ bộ ta coi tổn thất công suất tác dụng trên đường
dây và máy biến áp là không đổi. Nó được tính theo % công suất của phụ
tải cực đại.
Cân bằng công suất tác dụng trong mạng điện được biểu diễn
bằng công thức sau:
ΣPF = m .ΣPPT + ΣΔPMĐ + ΣPTD+ ΣPDt
Trong đó :
- m là hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại cùng 1 lúc, lấy
m =1
- ΣPF là tổng công suất các nhà máy phát ra ở chế độ đang xét (
Sự cố, cực đại, cực tiểu )

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



4


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

ΣPF = (4.50) + (3.50) = 350 MW
- ΣPPT : tổng công suất tác dụng của các phụ tải

ΣPPT=ΣPPti=246 MW
- ΣΔPMĐ : tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện ( Từ 5÷
8 %ΣPPT). ở đây ta lấy bằng 8%ΣPPT .
ΣΔPMĐ=8%.246 = 19,68 MW
- ΣPTD: Tổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện. ( Đối
với nhiệt điện ta lấy bằng 8 %(m .ΣPPT + ΣΔPMĐ )
ΣPTD=8%.(246 + 19,68) = 21,25 MW
- ΣPDT : Tổng công suất tác dụng dự trữ
ΣPDt =ΣPF - m .ΣPPT - ΣΔPMĐ - ΣPTD
= 350 - 246 - 19,68 - 21,25
= 63,07 MW.
Thấy rằng : ΣPDt = 63,07 MW = 25,6%.ΣPPT , và lớn hơn công suất
của một tổ máy lớn nhất trong mạng điện. Vậy nguồn có đủ khả năng
cung cấp công suất tác dụng cho phụ tải.
2.2.CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

Phương trình cân bằng CSPK được viết như sau:
ΣQF+ΣQb = mΣQPT + ΣΔQL - ΣΔQC + ΣΔQBA + ΣQTD + ΣQDT
Trong đó :
- ΣQF Là tổng CSPK của NMNĐ phát ra
ΣQF = ΣPF . tg ϕF=350×0,62 = 217 (MVAr).
- m: Là hệ số đồng thơì, lấy m = 1.
- ΣQPT : Là tổng CSPK của phụ tải.
- ΣΔQL: Là tổng tổn thất CSPK trên cảm kháng của đường dây.
- ΔQC : Là tổng CSPK do dung dẫn của đường dây sinh ra. Trong khi
tính sơ bộ ta lấy : ΣΔQL = ΣΔQC . Vì Vậy :

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.

5


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

ΣΔQL - ΣΔQC = 0
- ΣΔQBA: Là tổng tổn thất CSPK trên các MBA.
- ΣQTD: Là tổng CSPK tự dùng của NMĐ.
- ΣQDT: Là tổng CSPK dự trữ cho mạng, có thể lấy bằng công suất
phản kháng của một tổ máy phát lớn nhất.
Ta có:
ΣQPT = ΣPPT . tg ϕPT = 246 × 0,62 = 152,446 (MVAR)
( Với Cos ϕ = 0,85 → tgϕ = 0,62 )
ΣΔQBA = 15%ΣQPT = 0,15 × 152,446 = 22,867 (MVAR)
ΣQTD =ΣPTD . tg ϕ.= 21,25 × 0,882 = 18,743 (MVAR)
( Với Cos ϕ = 0,75 → tgϕ = 0,882 ).
ΣQDT=0,62 × 50 = 30,985 (MVAR)
Vậy tổng CSPK Qb là :
ΣQb = ΣQF - (mΣQPT + ΣΔQL - ΣΔQC + ΣΔQBA + ΣQTD + ΣQDT)
= 217-(152,446 + 22,867 + 18,743 +30,985)
= -8,041 MVAr < 0
Thấy rằng 2 nhà máy có đủ khả năng cung cấp công suất phản kháng
cho phụ tải nên không cần bù sơ bộ.

ΣQ YC = ΣQPT + ΣΔQBA + ΣQTD = 167,04 + 25,056 + 22,5
= 214,59 (MVAR)

Khi nhà máy NĐ hoà vào HT với Cos ϕ = 0,85 → tgϕ = 0,62, khi đó
CSPK của cả HT và NMNĐ phát ra là:
QHT + ΣQF =ΣPYC . tg ϕ = 395,4 × 0,62 = 245,14 (MVAR)
So sánh giữa cung và cầu ta thấy : Lượng CSPK phát ra so với
lượng CSPK yêu cầu như sau :
QHT + ΣQF = 245,14 (MVAR) > ΣQ YC = 214,59 (MVAR)

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



6


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi

Khoa ®iÖn

§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Kết luận :Vậy không cần đặt thêm thiết bị bù CSPK vì đã có
QHT + ΣQF > ΣQ YC

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



7

Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

Chương 3 
THÀNH LẬP CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN

3.1.DỰ KIẾN PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH CỦA CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN

Để đảm bảo việc cấp điện cho phụ tải được an toàn, và ổn định ta
dự kiến phương thức vận hành của các nhà máy điện trong các điều kiện
làm việc khác nhau. Cụ thể được xét như sau:
3.1.1.Chế độ phụ tải cực đại :

Hai nhà máy điện đều là nhiệt điện, nhà máy II có công suất nhỏ
hơn nên bố trí nhà máy I là nhà máy chủ đạo. Ta có công suất yêu cầu
của phụ tải (Pyc) không kể công suất dự trữ (Pdt) là :
ΣPyc = ΣPpt +ΣÄPmđ +ΣPtd
Thay số vào ta có :
ΣPyc = 246 + 19,68 + 21,25 = 286,9
Lượng công suất yêu cầu trong chế độ phụ tải cực đại chiếm
(

286,9
.100% = 81,97% tổng công suất đặt của 2 nhà máy).
350

Giả sử nhà máy 1 phát lên lưới 80% công suất, ta có :
PF1=87%×200 = 174 MW

Lượng tự dùng của nhà máy 1 là :
Ptd1=8%×200 = 16 MW
Nhà máy 2 phải đảm nhận một lượng công suất phát là :
PF2 = ΣPyc- PF1 = 286,9 - 174 = 112,9 MW

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



8


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

Lượng công suất yêu cầu phát ra của nhà máy 2 chiếm
112,9
.100% = 75,3% công suất đặt của nhà máy.
150

Lượng tự dùng của nhà máy 2 là :
Ptd2=ΣPtd - Ptd1 = 21,25 - 16 = 5,25 MW.
3.1.2.Chế độ phụ tải cực tiểu :

Ta có : ΣPyc = 50%×ΣPycMax=50%×286,9 = 143,45 MW.
Chiếm

143,45

.100% = 40,98% tổng công suất đặt của cả 2 nhà máy, ở
350

chế độ min cho phép phát đến 50% công suất đặt của nhà máy, nên cắt
bớt một số tổ máy. Giả sử cắt bớt ở NN1 3 tổ máy, tổ máy còn lại phát
với 60% công suất định mức.
Suy ra, công suất phát của nhà máy 1 là:
PF1=70%×50 = 35MW
Lượng tự dùng của NM1 là :
Ptd1=50%× Ptd1max = 8 MW
Nhà máy 2 phải đảm nhận một lượng công suất phát là :
PF2 = ΣPyc- PF1 = 143,45 - 35 = 108,45 MW
Cho nhà máy NĐ2 vận hành3 tổ máy, như vậy NĐ2 đảm nhận
72,3% công suất định mức của chúng. Với lượng công suất tự dùng là
2,625 MW.
3.1.3.Chế độ sự cố :

Giả thiết rằng nhà máy nhiệt điện 1 bị sự cố hỏng 1 tổ máy.Khi đó
3 tổ máy còn lại phát với 85% công suất định mức.
⇒ PF1sc= 95% .150 = 142,5 MW
Do : ΣPyc = 286,9 ⇒ nhà máy 2 cần phát :
PF2sc= 286,9 - 142,5 = 144,4 MW
Vậy nhà máy 2 phải vận hành cả 3 tổ máy với 96,2% công suất
định mức của chúng.

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



9

Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn
3.1.4.Tổng kết về phương thức vận hành :

Từ các lập luận cùng với các tính toán ở trên ta có bảng tổng kết
phương thức vận hành của 2 nhà máy trong các chế độ như sau :

Chế độ vận hành

Phụ tải cực đại

Phụ tải cực tiểu

Chế độ sự cố

Nhà máy điện 1

Nhà máy điện 2

- 4 tổ máy

- 3 tổ máy

- Phát 174 MW

- Phát 112,9 MW

- Chiếm 87% công suất đặt.

- Chiếm 75,3% công suất đặt.

- 1 tổ máy

- 3 tổ máy

- Phát 35 MW

- Phát 108,45 MW

- Chiếm 70 % công suất đặt

- Chiếm 73,2 % công suất đặt

- 3 tổ máy

- 3 tổ máy

- Phát 142,5 MW

- Phát 144,4 MW

- Chiếm 95 % công suất đặt

- Chiếm 96,2 % công suất đặt

3.2.THÀNH LẬP CÁC PHƯƠNG ÁN LƯỚI ĐIỆN

3.2.1.Nguyên tắc chung thành lập phương án lưới điện :

Tính toán lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý phải dựa trên
nhiều nguyên tắc, nhưng nguyên tắc chủ yếu và quan trọng nhất của
công tác thiết kế mạng điện là cung cấp điện kinh tế với chất lượng và độ
tin cậy cao. Mục đích tính toán thiết kế là nhằm tìm ra phương án phù
hợp. Làm được điều đó thì vấn đề đầu tiên cần phải giải quyết là lựa
chọn sơ đồ cung cấp điện. Trong đó những công việc phải tiến hành
đồng thời như lựa chọn điện áp làm việc, tiết diện dây dẫn, tính toán các
thông số kỹ thuật, kinh tế ...
Trong quá trình thành lập phương án nối điện ta phải chú ý tới các
nguyên tắc sau đây :

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



10


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi

Khoa ®iÖn
-

§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Mạng điện phải đảm bảo tính án toàn cung cấp điện liện tục,
mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện phụ thuộc vào hộ tiêu
thụ. Đối với phụ tải loại 1 phải đảm bảo cấp điện liên tục không

được phép gián đoạn trong bất cứ tình huống nào, vì vậy trong
phương án nối dây phải có đường dây dự phòng.

-

Đảm bảo chất lượng điện năng (tần số, điện áp, ...)

-

Chỉ tiêu kinh tế cao, vốn đầu tư thấp, tổn thất nhỏ, chi phí vận
hành hàng năm nhỏ.

-

Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Vận hành đơn giản, linh
hoạt và có khả năng phát triển.

Kết hợp với việc phân tích nguồn và phụ tải ở trên nhận thấy: cả 9
phụ tải đều là hộ loại I, yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao. Do đó phải
sử dụng các biện pháp cung cấp điện như: lộ kép, mạch vòng.
Trong phần cân bằng công suất nhận thấy ở chế độ vận hành bình
thường mạng khu vực cần hệ thống cung cấp 144,6MW, nên bố trí các
phụ tải gần hệ thống sẽ được cung cấp điện từ hệ thống (phụ tải 4,5,6).
Để có sự liên kết giữa nhà máy làm việc trong hệ thống điện thì
phải có sự liên lạc giữa nhà máy và hệ thống. Khi phân tích nguồn và
phụ tải có phụ tải 3 nằm tương đối giữa nhà máy và hệ thống nên sử
dụng mạch đường dây NĐ-3-HT để liên kết nhà máy với hệ thống.
Với các nhận xét và yêu cầu trên đưa ra các phương án nối dây sau:

3.2.2.Các phương án lưới điện : (10 phương án ).

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



11


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

PHƯƠNG ÁN 1
1

2

2

3

4

5

6

1Km

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

22

23

2

3

4

5

8

1
6

7

8

N§1

N§2

3

9

10

11

4
12

13

7
6

14

5
15

16

9

17

PHƯƠNG ÁN 2
1

2

2

3

4

5

6

1Km

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

2

3

4

5

8

1
6

7

8

N§1

N§2

3

9

10

11

4
12

13

7
6

14

5
15

16

9

17

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



12


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

PHƯƠNG ÁN 3
1

2

2

3

4

5

6

7

1Km

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

2

3

4

5

8

1
6

7

8

N§1

N§2

3

9

10

11

4
12

13

7
6

14

5
15

16

9

17

PHƯƠNG ÁN 4
1

2

2

3

4

5

6

1Km

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

2

3

4

5

8

1
6

7

8

N§1

N§2

3

9

10

11

4
12

13

7
6

14

5
15

16

9

17

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



13


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

PHƯƠNG ÁN 5
1

2

2

3

4

5

6

1Km

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

2

3

4

5

8

1
6

7

8

N§1

N§2

3

9

10

11

4
12

13

7
6

14

5
15

16

9

17

PHƯƠNG ÁN 6
1

2

2

3

4

5

6

1Km

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

2

3

4

5

8

1
6

7

8

N§1

N§2

3

9

10

11

4
12

13

7
6

14

5
15

16

9

17

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



14


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

PHƯƠNG ÁN 7
1

2

2

3

4

5

6

1Km

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

2

3

4

5

8

1
6

7

8

N§1

N§2

3

9

10

11

4
12

13

7
6

14

5
15

16

9

17

PHƯƠNG ÁN 8
1

2

2

3

4

5

6

1Km

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

2

3

4

5

8

1
6

7

8

N§1

N§2

3

9

10

11

4
12

13

7
6

14

5
15

16

9

17

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



15


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

PHƯƠNG ÁN 9
1

2

2

3

4

5

6

7

1Km

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

2

3

4

5

8

1
6

7

8

N§1

N§2

3

9

10

11

4
12

13

7
6

14

5
15

16

9

17

PHƯƠNG ÁN 10
1

2

2

3

4

5

6

1Km

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

2

3

4

5

8

1
6

7

8

N§1

N§2

3

9

10

11

4
12

13

7
6

14

5
15

16

9

17

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



16


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

3.3.SO SÁNH SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔMEN PHỤ
TẢI
3.3.1.Công thức tính :

Việc phân tích các phương án thì chủ yếu dựa vào hai tiêu chuẩn
chính là : Kinh tế và kỹ thuật, và muốn so sánh chặt chẽ ta phải làm một
số tính toán cụ thể. Việc đó sẽ dẫn đến mất rất nhiều thời gian, khi mà số
phương án đề ra là khá nhiều.
Để có thể sơ bộ loại 1 số phương án, mà không cần phải tính toán
chi tiết, ta có thể dùng mô men phụ tải PL để phân tích. Dùng mô men
phụ tải có thể nói lên được khối lượng kim khí và tổn thất điện năng trong
mạng.
Khối lượng kim loại màu dùng cho mạng điện có thể được tính
theo công thức sau:
V=

3

.∑ Pm .l m = a. ∑ Pm .l m
J kt .U.Cosϕ

Trong đó:
Pm: Là công suất chuyên chở trên lộ dây m,
Lm: Là chiều dài của lộ dây m,
a=

3
J kt .U.Cosϕ

3.3.2. Kết quả tính toán :
Từ công thức chung trên thay số ta dễ dàng tính toán được khối
lượng kim loại màu cho từng phương án (10 phương án kể trên), kết quả
tính toán được em tổng kết ở bảng sau :

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



17


Trờng Đại học Bách khoa h nội
Đồ án Tốt Nghiệp - Lới Điện

Khoa điện
Phng

Khi lng kim loi

ỏn

mu, V

1

21442,83

2

21448,15

3

21602,05

4

22118,83

5

22747,49

6

22971,69

7

22153,03

8

25379,02

9

25218,06

10

21580,13

T bng tng kt trờn ta thy rng, cỏc phng ỏn 1,2,3,4,10 cú
khi lng kim loi mu tớnh s b l ớt hn c. Chớnh vỡ vy, ta chn 5
phng ỏn ny tớnh toỏn k thut phn tip theo.
3.4.TNH TON CH TIấU K THUT CHO CC PHNG N

Sau khi s b so sỏnh cỏc phng ỏn bng phng phỏp mụmen
ph ti PL, ta ó la chn c 5 phng ỏn (1,2,3,4 v 10) tớnh toỏn
v so sỏnh v mt k thut.
Theo thit k d kin dựng loi dõy nhụm lừi thộp (AC) t trờn
khụng vi khong cỏch trung bỡnh hỡnh hc Dtb=5 m. Thi gian s dng
cụng sut ln (Tmax=5500h), in ỏp cao v cụng sut truyn ti ln, nờn
tit din dõy c chn theo iu kin mt dũng in kinh t(Jkt) sau
ú kim tra li iu kin phỏt núng, tn tht in ỏp lỳc bỡnh thng cng
nh khi s c, iu kin bn c, tn tht vng quang.
chn tit din thỡ da vo biu thc sau :

Ftt =

Nguyễn Văn Tân - HTĐ2/K43.

I max
.
J kt



18


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

Trong đó:Ftt- tiết diện tính toán của dây dẫn (mm2).
Imax- dòng điện chạy qua dây dẫn trong chế độ phụ tải
max (A).
Jkt- mật độ dòng điện kinh tế (A/mm2)(tra bảng).
Theo phụ lục 3.1 trang 72 - Sách mạng và hệ thống điện (TG:
Nguyễn văn Đạm, Phan đăng Khải ) ta chọn được Jkt=1.0 (A/mm2).
Dòng điện làm việc lớn nhất được tính theo biểu thức:
I lv max =

Smax
n. 3.U

=

2
+ Q 2max
Pmax

n. 3.U

.10 3.

Trong đó : Smax- công suất chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải
max(MVA).
n- số mạch trên một đường dây.
Uđm-điện áp định mức của mạng(110KV).
Tổn thất điện áp trên các lộ được xác định theo biểu thức:
ΔU% =

P.R + Q.X
.100
2
n.U dm

Với: P,Q- công suất tác dụng và phản kháng chạy trên các lộ.
R = l.r0- điện trở của đường dây.
X = l.x0- điện kháng của đường dây.
n- Số mạch trên một đường dây.
Điều kiện để phương án được chấp nhận. Do các phụ tải đều là hộ
loại I nên dùng máy biến áp điều áp dưới tải:
⎧ΔU% bt max ≤ 10 − 15%
⎨

⎩ΔU% sc max ≤ 20 − 25%

Với điện áp U ≥ 110kv, tiết diện dây dẫn cần chọn có F ≥ 70 mm2.
Để tránh tổn thất vầng quang trong điều kiện làm việc bình thường.

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



19


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn
3.4.1.Phương án 1 :
1

2

2

3

4

5

6

7

1Km

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

2

3

4

5

8

1
6

7

8

N§1

N§2

3

9

10

11

4
12

13

7
6

14

5
15

16

9

17

3.4.1.1. Tính chọn dây dẫn :
♠ Lộ dây liên lạc giữa hai nhà máy:
Trong chế độ phụ tải cực đại, nhà máy điện NĐ1 phát 87% công suất
định mức, tức là :
Pf1= 87%.200 = 174MW, Ptd1=16 MW,

Tổn thất trong máy biến áp tăng áp tính sơ bộ theo % công suất phát
là :
Äpba1=8%.174=13,92 MW
Tổng công suất cung cấp cho các phụ tải 1,2,4,5, và 9 là :132MW
Vậy công suất truyền tải tới phụ tải 3 trên đường dây NĐ1-3 như sau:
PI-3=174-16-13,92-132 = 12,08 MW
Công suất truyền tải trên đường dây NĐ2-3 là :
PII-3= 38 - 12,08 = 25,92 MW.
Công suất phản kháng phát ra bởi nhà máy I là:

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



20


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

QfI = 0,87.200.tg(arccos(0,85)) = 107,836 MVAr.
Công suất phản kháng tự dùng của nhà máy I là :
Q td 1 = PtdI .tgϕ tdI = 16.0,6197 = 9,9159MVAr

Tổng công suất phản kháng cấp cho các phụ tải 1,2,4,5,và 9 là :
Qft =132. tg(arccos(0,85)) = 81,81 MVAr
Tổn thất công suất trong máy biến áp tăng áp tính sơ bộ bằng 10%
công suất phát :

ΔQ baI = 10%.107,836 = 10,784 MVAr.

Vậy công suất truyền tải trên đoạn dây I-3 là :
Q'I−3 = Q fI − Q tdI − Q ft − ΔQ baI = 107,836 − 9,9159 − 81,81 − 10,784

= 5,326 MVAr
Công suất truyền tải trên đường dây NĐ2-3 là :
QII-3= 38.tg(arccos(0,85)) - 5,326 = 18,224 MVAr.
Ta có công suất biểu kiến trên đoạn đường dây I-3 là :
SI-3= P1−3 2 + Q1−3 2 = 12,08 2 + 5,326 2 = 13,202 MVA
Dòng làm việc lớn nhất chạy trong dây dẫn nối giữa NĐ1 và 3 là :
I lv max =

S max
n. 3.U

=

13,202
2. 3.110

.10 3 = 34,65A

Tiết diện dây dẫn được tính như sau:
Ftt =

I max
34,65
= 34,65 mm2
.=

1.0
J kt

Thấy rằng tiết diện tính toán của dây dẫn là 34,65 mm2, tuy nhiên để
đảm bảo điều kiện tổn thất vầng quang thì ta chọn tiết diện tiêu chuẩn là
70mm2

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



21


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

♠ Tính toán tương tự cho các nhánh dây còn lại ta được bảng tổng
kết sau:
Lộ dây

P(MW)

Q(MVAr)

S(MVA)

I(A)

Ftt(mm2)

Ftc(mm)2

n

I÷1

29

17.973

34.118

89.536

89.536

95

2

I÷2

29

17.973

34.118

89.536

89.536

95

2

I÷3

12,08

7.487

14.212

37.296

37.296

70

2

I÷4

18

11.155

21.176

55.574

55.574

70

2

I÷5

38

23.550

44.706

117.323

117.323

120

2

I÷9

18

11.155

21.176

55.574

55.574

70

2

II ÷ 6

29

17.973

34.118

89.536

89.536

95

2

II ÷ 7

18

11.155

21.176

55.574

55.574

70

2

II ÷ 8

29

17.973

34.118

89.536

89.536

95

2

II ÷ 3

25,92

16.064

30.494

80.026

80.026

95

2

3.4.1.2.Kiểm tra điều kiện phát nóng :
Đối với đường dây kép chỉ cấp cho phụ tải ta xét sự cố là bị cắt một
mạch đường dây khi phụ tải cực đại, khi đó dòng chạy trên đường dây
còn lại sẽ tăng gấp đôi.
♠ Lộ dây I -1 :
Khi sự cố đứt một dây, lúc đó dòng điện sự cố sẽ là:
Isc = 2.89,536 = 179,071A
Dòng cho phép của dây AC95 là :
I cp = 336 A.

Ta thấy I cp = 0,8.336 = 268.8 > 179,071A . Như vậy dây AC95 chọn cho
đoạn I -1 thoả mãn điều kiện phát nóng.

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



22


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn

♠ Tính tương tự cho các đoạn đường dây còn lại ta có bảng kết quả :
Lộ

Loại dây

I cp (A)

I÷1

AC-95

336

268.8

179.072

I÷2

AC-95

336

268.8

179.072

I÷3

AC-70

275

220

74.592

I÷4

AC-70

275

220

111.148

I÷5

AC-120

380

304

234.646

I÷9

AC-70

275

220

111.148

II ÷ 6

AC-95

336

268.8

179.072

II ÷ 7

AC-70

275

220

111.148

II ÷ 8

AC-95

336

268.8

179.072

II ÷ 3

AC-95

336

268.8

160.052

dây

0,8. I cp (A)

Isc (A)

Như vậy tiết diện dây dẫn đã chọn đều thoả mãn điều kiện phát nóng
3.4.1.3.Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp :
Ta có bảng thông số của các đoạn đường dây ứng với tiết diện đã
chọn như sau :
Lộ dây

l(km)

ro(Ω/km)

xo(Ω/km)

Rtđ (Ω)

Xtđ (Ω)

I÷1

58,31

0.335

0.322

9.767

9.388

I÷2

72,11

0.335

0.322

12.078

11.610

I÷3

80

0.47

0.433

18.800

17.320

I÷4

58,31

0.47

0.433

13.703

12.624

I÷5

108,17

0.274

0.416

14.819

22.499

I÷9

76,16

0.274

0.416

10.434

15.841

II ÷ 6

62,27

0.335

0.322

10.430

10.025

II ÷ 7

40,31

0.47

0.433

9.473

8.727

II ÷ 8

54,08

0.335

0.322

9.058

8.707

105

0.335

0.322

17.588

16.905

II ÷ 3

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



23


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn
♠ Lộ dây I-1:
Tổn thất khi vận hành bình thường
ΔU btI −1 % =

PI −1 .R tdI −1 + Q I −1 .X tdI −1
29.9,767 + 17,97.9,388
100% =
100% = 3,74%
2
U dm
110 2

Khi sự cố đứt một mạch đường dây lúc phụ tải cực đại tổn thất điện
áp sẽ tăng gấp đôi. ΔUscI-1% = 2.3,74%=7,47%
♠ Đối với đường dây liên lạc ta có :
- Sự cố đứt một mạch đường dây
ΔU scddI−3 % = 2.

18,8.12,08 + 17,32.5,326
100% = 2,64% ;
110 2

ΔUscddII-3% = 6,31%
Tương tự cho các phụ tải khác ta có bảng sau
Lộ dây P (MW) Q(MVAr) ΔUbt% ΔUsc%
I÷1

29

17.973

3.735

7.471

I÷2

29

17.973

4.619

9.238

I÷3

12,08

7.487

2.949

2.64

I÷4

18

11.155

3.202

6.405

I÷5

38

23.550

9.033

18.066

I÷9

18

11.155

3.013

6.025

II ÷ 6

29

17.973

3.989

7.978

II ÷ 7

18

11.155

2.214

4.427

II ÷ 8

29

17.973

3.464

6.928

II ÷ 3

25,92

16.064

6.012

6.31

Thấy rằng các dây dẫn vừa chọn đều thoả mãn điều kiện về tổn thất
điện áp là :
⎧ΔU% bt max ≤ 10 − 15%
⎨
⎩ΔU% sc max ≤ 20 − 25%

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



24


Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa hμ néi
§å ¸n Tèt NghiÖp - L−íi §iÖn

Khoa ®iÖn
3.4.2. Các phương án còn lại :

Các phương án 2,3,4,10 tính toán tương tự như phương án 1, ta
được kết quả tổng kết cho ở bảng sau:

Tuyến

dây

Imax(A) 2

Ftt(mm )

IScmax(A)

Ftc

R(Ω)

(mm2)

X(Ω)

ÄUbt%

ÄUsc%

ICP(A)

Phương án 1

I÷1

89.536

179.071

95

9.767

9.767

3.735

7.471

330

I÷2

89.536

179.071

95

12.078

12.078

4.619

9.239

330

I÷3

37.296

74.592

70

18.800

18.800

2.949

5.897

265

I÷4

55.574

111.148

70

13.703

13.703

3.202

6.405

265

I÷5

117.323

234.645

120

14.819

14.819

9.033

18.066

380

I÷9

55.574

111.148

70

10.434

10.434

3.013

6.025

265

II ÷ 6

89.536

179.071

95

10.430

10.430

3.989

7.978

330

II ÷ 7

55.574

111.148

70

9.473

9.473

2.214

4.428

265

II ÷ 8

89.536

179.071

95

9.058

9.058

3.464

6.929

330

II ÷ 3

80.026

160.053

95

17.588

17.588

6.012

12.024

330

Phương án 2
I÷1

89.54

179.07

95

9.767

9.388

3.735

7.471

330

I÷2

89.54

179.07

95

12.078

11.610

4.619

9.239

330

I÷3

37.30

74.59

70

18.800

17.320

2.949

5.897

265

I÷4

172.90

345.79

185

5.190

11.720

5.763

11.527

510

4÷5

117.32

234.65

120

6.850

10.400

4.175

8.351

380

9.939

19.878

I÷4÷5

I÷9

55.57

111.15

70

10.434

15.841

3.013

6.025

265

II ÷ 6

89.54

179.07

95

10.430

10.025

3.989

7.978

330

II ÷ 7

55.57

111.15

70

9.473

8.727

2.214

4.428

265

II ÷ 8

89.54

179.07

95

9.058

8.707

3.464

6.929

330

II ÷ 3

80.03

160.05

95

17.588

16.905

6.012

12.024

330

NguyÔn V¨n T©n - HT§2/K43.



25