Đồ án thiết kế môn học Mạng Điện

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Trường ĐH Bình Dương
Khoa Điện – Điện tử

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
Sinh viên : Phạm Văn Lâm
Lớp
: 09ĐT01. Ngành Điện – Điện tử
Người hướng dẫn : Hồ Văn Hiến
Ngày nhận đề:
Ngày hoàn thành: 19/11/2009
A. Đề tài : Thiết kế mạng điện 22kv
B. Số liệ ban đầu:
1. Nguồn và phụ tải.

Nguồn điện

- Đủ cung cấp cho phụ tải với cosφ
= 0.80
- Điện áp thanh cái cao áp
- 1.05 Uđm lúc phụ tải cực đại

Phụ tải
Pmax (MW)
cosφ
Pmin( % , Pmax)
Tmax (giờ/ năm)

Yêu cầu cung cấp điện
Điện áp định mức phía thứ cấp trạm phân phối
Yêu cầu điều chỉnh điện áp phía thứ cấp

2.
C.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)

- 1.02 Uđm lúc phụ tải cực tiểu
1
2
3
4
16
18
20
22
0.8
0.75
0.8
0.75
40%

5000
LT
LT
LT
LT
22KV
5%

- Giá tiền 1KWh điện năng tổn thất 0.05$
- Giá tiền 1KWh thết bị bù 5$
- Tiền MBA 6$/kva
Sơ đồ vị trí nguồn và phụ tải (xem hình)
Nhiệm vụ thiết kế.
Cân bằng công suất trong mạng điện. Xác định dung lượng bù công suất kháng.
Đề ra phương án nối dây của mạng điện và chọn các phương án thỏa nãm kỹ
thuật.
So sánh kinh tế chọn phương án hợp lý.
Xác định số lượng công suất MBA của trạm phân phối. Sơ đồ nối dây của trạm.
Sơ đồ nối dây của mạng điện.
Xác định dung lượng bù kinh tế và giảm tộn thất điện năng.
Tính toán cân bằng công suất trong mạng điện. Xác định và phân phối thiết bị bù
cưỡng bức.
Tính toán các tình trạng làm việc của mạng điện lúc phụ tải cực đại, cực tiểu và
sự cố.
Điều chỉnh diện áp : Chọn đầu phân áp của MBA.
Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thết kế.

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 1

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

10) Các bản vẽ A3: sơ đồ nối dây các phương án, sơ đồ nguyên lý của mạng điện
thiết kế, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
VỊ TRÍ NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

: 10km
Thông qua khoa

Người hướng dẫn
Ngày

năm 2009

Chủ nhiệm khoa

Sinh viên thực hiện.

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

tháng

Page 2

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

Tọa độ điểm 1: x = 2, y = 2
Tọa độ điểm: x = 3, y = -2
Tọa độ điểm 3: x = -2, y = -2
Tọa độ điểm 4: x = -3, y = 2
Công suất ngắn mạch tại thanh cái N nguồn 110 kv : 800000 MVA
Chiều dài từ N-1: = 31.113 km
Chiều dài từ N-2: = 39.661 km
Chiều dài từ 1-2: = 45.354 km
Chiều dài từ N-3: = 31.113 km
Chiều dài từ N-4: = 39.661 km
Chiều dài từ 3-4: = 45.354 km
Khu vực 1: tải 1,2
Khu vực 2: tải 3,4
Phụ tải 1: P = 16MW
Hệ số công suất: cosϕ = 0.8
Q = 12 MVAr
Yêu cầu cung cấp điện : liên tục
Phụ tải 2: P = 18 MW
Hệ số công suất: cosϕ = 0.75
Q = 15.875 MVAr
Yêu cầu cung cấp điện : liên tục
Phụ tải 3: P = 20 MW
Hệ số công suất: cosϕ = 0.8
Q = 15 MVAr
SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 3

GVHD: HỒ VĂN


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Yêu cầu cung cấp điện : liên tục
Phụ tải 4: P = 22MW
Hệ số công suất: cosϕ = 0.75
Q = 19.402 MVAr
Yêu cầu cung cấp điện : liên tục
Thời gian Tmax = 5000 giờ/ năm
Thời gian tổn hao công suất lớn nhất:
To = (0.124+ Tmax / 10000)2 × 8760 giờ / năm = 3410.934
Tiền điện c = 0.05 $/kwh = 50 $ / Mwh
Công suất ngắn mạch tại thanh cái nguồn N : Snm = 800.00 MVA

Chương 1 – CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Cân bằng công suất tác dụng:
Hệ số đồng thời : m = 0.8
Tổng phụ tải:
∑Ppt = p1 + p 2 + p3 + p 4 = 16 + 18 + 20 + 22 = 76 MW

Tổn hao công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp:

∑∆Pmd = 0.1* m * ∑Ppt = 0.1* 0.8 * 76 = 6.08MW

Tổng công suất tác dụng của nhà máy điện tại thanh cái cao áp của máy biến áp tăng:
∑PF =m*∑Ppt +∑∆Pmd =0.8*76 +6.08 =66.88MW

Cân bằng công suất phản kháng:
Công suất phản kháng của phụ tải 1:

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 4


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Q1 = P1 * tan ϕ1 = 16 * 0.5 = 12 MVAr
Công suất phản kháng của phụ tải 2:
Q2 =P *tanϕ =18*0.5 =15.875MVAr
2
2

Công suất phản kháng của phụ tải 3:

Q3 =P3 ×tanϕ3 =20×0.5 =15MVAr
Công suất phản kháng của phụ tải 4:

Q4 =P4 ×tanϕ4 =22×0.5 =19.402MVAr
Tổng công suất phản kháng của phụ tải có xét hệ số đồng thời:

m×∑ Q pt = 0.8 × (12 + 15.875 + 15 + 19.402) = 49.8213MVAr
Công suất biểu kiến của phụ tải 1:

S1 = P1 = 16 =20MVA
cos ϕ1 0.8
Công suất biểu kiến của phụ tải 2:

S2 = P2 = 18 = 24MVA
cos ϕ2 0.75
Công suất biểu kiến của phụ tải 3:

P3
S3 =
=20 =24MVA
cos ϕ
0.8
3
Công suất biểu kiến của phụ tải 4:

S4 =

P4 = 22 =29.333MVA
cos ϕ4 0.75

Tổng công suất biểu kiến của phụ tải:

∑ S pt = S1 + S2 + S3 + S4 = 22 + 24 + 25 + 29.33 = 49.333MVA
Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp:

∑ ∆QB = 0.12*∑ S pt =0.12*98.333=11.8MVAr

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 5


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Tổng công suất phản kháng phát lên tại thanh cái cao áp của máy biến áp tăng:

∑ QF = m * ∑ Q pt + ∑ ∆QB = 49.8213 + 11.8 = 61.6213MVAr
Hệ số công suất nguồn:

cosϕF = 0.735

Lập bảng:
STT
1
2
3
4

P(MW)
16
18
20
22

Q(MVAR)
12
15.875
15
19.402

cosϕ
0.8
0.75
0.8
0.75

S(MVA)
20
24
25
29.333

CHƯƠNG 2 – DỰ ÁN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KĨ THUẬT

Lựa chọn cấp điện áp tải điện:
Phụ tải 1:
Khoảng cách từ nguồn N đến tải 1: 31.113 km
Cấp điện áp tính toán theo công thức Still:

U = 4.34* l N1 + 0.016* P1 = 4.34* 31.113 + 0.016*16 = 73.5387 KV
Phụ tải 2:
Khoảng cách từ nguồn N đến tải 2: 39.661 km
Cấp điện áp tính toán theo công thức Still:

U = 4.34* l N 2 + 0.016* P2 = 78.5601KV
phụ tải 3:
Khoảng cách từ nguồn N đến tải 3: 31.113 km
Cấp điện áp tính toán theo công thức Still:
U = 4.34 * l N 3 + 0.016 * P3 = 81.3229 KV

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 6


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Phụ tải 4:
Khoảng cách từ nguồn N đến tải 4: 39.661 km
Cấp điện áp tính toán theo công thức Still:

U = 4.34* l N _ 4 + 0.016* P4 = 85.8905 KV
•1

• 4

Hình 2.1:
N •

3

2

•

•

Hình 2.2

•1

•

1

N•

N•

•2

•2

a

b

1

N

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 7

2


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

c

Tính toán các phương án của khu vực 1:
Phương án 1:
Phương án đường dây kép, tia N-1 và N- 2
TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY N-1 CỦA PHƯƠNG ÁN 1:
I MAX
SMAX.COS Φ
N
Pmax + j Qmax

Dòng điện phụ tải 1:

I1 =

( P12 + Q12 ) *1000
3*110

=

162 + 122 *103
3 *110

= 104.973 A

Dòng trên 1 lộ của đường dây N-1= 104.973/2 = 52.4864 A
Tiết diện kinh tế tính toán:

Fkt =

I1 52.4864
=
= 47.7149mm 2
jkt
1.1

Chọn dây : AC-95
Chọn trụ kim loại 2 mạch mã hiệu PIB110_4
Hình dạng trụ xem hình 2.12
Các kích thước : a1=2 m, a2= 3.5 m, a3 = 2 m , b1= 2 m, b2 = 3.5m, b3= 2 m,
h1 = 3 m, h2 = 3 m

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 8


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN

HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Các khoảng cách:

Da'a'' = (a3 + b1)2 + (h1 + h 2)2 = (3.5 + 2)2 + (3 + 3) 2 = 7.2111m
Da'b' = (a 2 − a3) 2 + h 22 = (3.5 − 2) 2 + 32 = 3.354m
Da'b'' = (a3 + b 2) 2 + h 22 = (2 + 3.5)2 + 32 = 6.26498m
Da'c' = ( a1 − a3) 2 + ( h1 + h 2) 2 = (2 − 2) 2 + (3 + 3) 2 = 6m
Da ' c '' = a3 + b3 = 2 + 2 = 4m
Da '' a ' = Da'a'' = 7.2111m
Da''b' = (a 2 + b1)2 + h12 = (3.5 + 2) 2 + 32 = 6.26498m

Da''b'' = (b 2 − b1)2 + h12 = (3.5 − 2)2 + 32 = 3.3541m
Da''c' = a1 + b1 = 2 + 2 = 4m D '' '' = (b1 − b3) 2 + (h1 + h 2)2 = (2 − 2)2 + (3 + 3)2 = 6m
ac
Db'a' = Da'b' = 3.3541m
Db'a'' = (a 2 + b1)2 + h12 = (3.5 + 2)2 + 32 = 6.26498m
Db'c' = (a 2 − a1)2 + h12 = (3.5 − 2)2 + 32 = 3.3541m
Db'c'' = (a 2 + b3) 2 + h 22 = (3.5 + 2) 2 + 32 = 6.26498m
Db'b'' = a 2 + b 2 = 3.5 + 3.5 = 7m
Db''a' = Da'b'' = 6.26498m
Db''a'' = Da''b'' = 3.3541m
Db''c' = (a1 + b2)2 + h12 = (2 + 2) 2 + 32 = 6.26498m

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 9

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Db''c'' = (b 2 − b3)2 + h22 = (3.5 − 2) 2 + 32 = 3.3541m
Db''b' = Db'b'' = 7 m
Dc'b' = Db'c' = 3.3541m
Dc'b'' = (a1 + b 2)2 + h12 = (2 + 2) 2 + 32 = 6.26498m
Dc'a' = Da'c' = 6m
Dc'a'' = Dc'c'' = (a1 + b3)2 + (h2 + h1) 2 = (2 + 2) 2 + (3 + 3) 2 = 7.2111m
Dc''a' = Da'c'' = 4m
Dc''a'' = Da''c'' = 6m
Dc''b' = Db'c'' = 6.26498m
Dc''b'' = Db''c'' = 3.3541m
Dc''c' = Dc'c'' = 7.2111m
Khoảng cách trung bình hình học giữa pha A và pha B:

DAB = 4 Da'b' * Da'b'' * Da''b' * Da''b'' = 4.58404m
Khoảng cách trung bình hình học giữa pha B và pha C:

DBC = 4 Db'c' * Db'c'' * Db''c' * Db''c'' = 4.58404m
Khoảng cách trung bình hình học giữa pha C và pha A:

DCA = 4 Dc' a' * Dc' a'' * Dc'' a' * Dc''a'' = 4.89898m
Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha của đường dây lộ kép có hoán vị:

Dm = 3 DAB * DBC * DCA = 4.6867 m
Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha của đường dây lộ kép có hoán vị lúc sự cố 1 lộ:

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 10


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Dmsuco = 3 Da'b' * Db'c' * Dc'a' = 4.07163m
Bán kính tự thân: ds = 4.9005m
Bán kính trung bình của dây pha A:

DsA = ds *10−3 * Da ' a'' = 4.9005*10−3 * 7.2111 = 0.18798m
Bán kính trung bình của dây pha B:

DsB = ds *10−3 * Db 'b'' = 4.9005*10−3 *7 = 0.18521m
Bán kính trung bình của dây pha C:

DsC = ds *10−3 * Dc ' c'' = 4.9005*10−3 * 7.2111 = 0.18798m
Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị:

Ds = 3 DsA * DsB * DsC = 0.18706m
Cảm kháng của đường dây:

x0 = 2*10−4 * 2* π * f *log

Dm
Ds

x0 = 2*10−4 * 2* π *50*log

Dm
= 0.2024(Ω / km)
Ds

Cảm kháng của đường dây lúc sự cố 1 pha:
−4

x0 _ pha1_ suco (1) = 2*10 * 2* π *50*log

Dm _ suco *103
d s (1)

= 0.4224(Ω / km)

Bán kính dây: r = d/2 = 13.5/2 = 6.75 mm
• Dung dẫn
Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha A:
'
DsA
= r * Da'a'' *10−3 = 6.75* 7.2111*10−3 = 0.2206m

Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha B:

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 11

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

'
DsB
= r * Db'b'' *10−3 = 0.2174m

Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha C:
'
DsC
= r * Dc'c'' *10−3 = 0.2206m

Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị
'
'
'
Ds' = 3 DsA
* DsB
* DsC
= 3 0.2206*0.2174*0.2206 = 0.2195m

Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị

b0 =

2* π * f
18*106 *log

Dm
Ds'

=

2* π *50
= 5.7019*10−6 (1/ Ω.km)
4.6867
18*106 *log
0.2195

Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị lúc sự cố:

b0 _ pha1_ suco (1) =

2* π *50
= 2.7261*10−6 (1/ Ω.km)
Dm _ suco *1000
18*106 *log
r

Đường kính dây: 13.5 mm
Số sợi: 7
Hệ số k = 0.726
Bán kính tự thân: ds = r*k = 13.5*0.726= 4.9005 mm
Dòng điện cho phép: Icp= 335 A
Điện trở r0 = 0.33 /km
Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/Ds)= 0.2024() /km)
Dung dẫn:

b0 =

7.6*10−6
7.6*10−6
=
= 5.7019*10−6 (1/ Ω.km)
Dm
4.6867
log10
log10 '
0.2195
Ds

Điện trở toàn đường dây (lộ đơn):
SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 12


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

R = r0*l1 = 0.33*31.1127 = 10.2672 ( )
Cảm kháng toàn đường dây (lộ kép):
X = x0 * l1 = 0.2024*31.1127 = 6.2968( )
Dung dẫn toàn dường dây (lộ kép):
Y = b0 * l1 = 0.0000057019*31.1127 = 0.000774 (1/ Ω.km)

Điện trở toàn đường dây (lộ kép):
R = 10.2672 / 2 = 5.1336 (R)
Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-1:
Công suất phụ tải cuối đường dây:
SN = 16 + j 12 MVA
Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường dây:

∆Qc 2

Y
0.0001774*1102
2
= *U =
= 1.07327( MVAr )
2
2

Công suất ở cuối tổng trở Z:

S N' = PN + (QN − ∆Qc 2 ) = 16 + j (12 − 1.073) = 16 + j10.927 MVA
Các thành phần của vecto sụt áp:

PN' * R + QN' * X 16*5.51336 + 10.927 *6.2968
∆U =
=
= 1.372kv
U dm
110
PN' * X − QN' * R 16*6.2968 − 10.927 *5.1336
δU =

=
= 0.406kv
U dm
110
Điện áp đầu phát:

U P = (U N + ∆U N )2 + δ U 2 = (110 + 1.372)2 + 0.4062 = 111.37274 KV
Phần trăm sụt áp:

∆U % =

UP −UN
111.37274 − 110
100% =
100 = 1.247%
UN
110

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 13


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Tổn thất công suất tác dụng:

∆P =

PN'2 + QN'2
U N2

R=

162 + 10.9267 2
1102

5.1336 = 0.1593MW

Tổn thất công suất phản kháng:

∆Q =

PN'2 + QN'2
U N2

X =

162 + 10.9267 2
1102

6.2968 = 0.1954MVAr

Kiểm tra phát nóng lúc sự cố đứt 1 lộ:
Dòng điện cưỡng bức:
Icb = 2*52.486 = 104.973 A
Icb = 104.973 A < 0.81* Icp = 0.81* 335 = 271.35 A (thỏa)

Với AC-95 có Icp = 335 A

TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY CỦA N-2 CỦA PHƯƠNG ÁN 1:
I MAX
SMAX.COS Φ
N
Pmax + j Qmax

Dòng phụ tải 2:

I2 =

( P22 + Q22 ) *1000
3*110

=

182 + 15.8752 *103
3 *110

= 125.967 A

Dòng trên 1 lộ của N-2: = 125.9673 / 2 = 62.9837 A
Tiết diện kính tế tính toán:

Fkt =

I 2 62.9837
=
= 57.2579mm 2

jkt
1.1

Chọn dây AC-95
SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 14


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Bán kính tự thân ds = 4.9005mm
Bán kính trung bình của dây pha A:

DsA = ds *10−3 * Da ' a'' = 4.9005*10−3 * 7.2111 = 0.18798m
Bán kính trung bình của dây pha B:

DsB = ds *10−3 * Db 'b'' = 4.9005*10−3 *7 = 0.18521m
Bán kính trung bình của dây pha C:

DsC = ds *10−3 * Dc ' c'' = 4.9005*10−3 * 7.2111 = 0.18798m
Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị:

Ds = 3 DsA * DsB * DsC = 0.18706m
Cảm kháng của đường dây:

x0 = 2*10−4 * 2* π * f *log

Dm
Ds

x0 = 2*10−4 * 2* π *50*log

Dm
= 0.2024(Ω / km)
Ds

Cảm kháng của đường dây lúc sự cố 1 pha:
−4

x0 _ pha1_ suco (2) = 2*10 * 2* π *50*log

Dm _ suco *103
d s (1)

= 0.4224(Ω / km)

Bán kính dây: r = d/2 = 13.5/2 = 6.75 mm
• Dung dẫn
Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha A:
'
DsA
= r * Da'a'' *10−3 = 6.75* 7.2111*10−3 = 0.2206m

Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha B:

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 15


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

'
DsB
= r * Db'b'' *10−3 = 0.2174m

Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha C:
'
DsC
= r * Dc'c'' *10−3 = 0.2206m

Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị
'
'
'
Ds' = 3 DsA
* DsB
* DsC
= 3 0.2206*0.2174*0.2206 = 0.2195m

Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị

b0 =

2* π * f
18*106 *log

Dm
Ds'

=

2* π *50
= 5.7019*10−6 (1/ Ω.km)
4.6867
18*106 *log
0.2195

Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị lúc sự cố:

b0 _ pha1_ suco (2) =

2* π *50
= 2.7261*10−6 (1/ Ω.km)
Dm _ suco *1000
18*106 *log
r

Đường kính dây: 13.5 mm
Số sợi: 7
Hệ số k = 0.726
Bán kính tự thân: ds = r*k = 13.5*0.726= 4.9005 mm
Dòng điện cho phép: Icp= 335 A

Điện trở r0 = 0.33 /km
Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/Ds)= 0.2024() /km)
Dung dẫn:

7.6*10−6
7.6*10−6
b0 =
=
= 5.7019*10−6 (1/ Ω.km)
D
4.6867
log10 ( m' ) log10
0.2195
Ds
Điện trở toàn đường dây (lộ đơn):
R = r0*l1 = 0.33*39.6611 = 13.0882 ( )
SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 16


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Cảm kháng toàn đường dây (lộ kép):
X = x0 * l1 = 0.2024*39.6611 = 8.0269( )
Dung dẫn toàn dường dây (lộ kép):
Y = b0 * l1 = 0.0000057019*39.6611 = 0.00022614 (1/ Ω.km)

Điện trở toàn đường dây (lộ kép):
R = 13.0882 / 2 = 6.5441 (R)
Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-2:
Công suất phụ tải cuối đường dây:
SN = 18+ j 15.875 MVA
Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường dây:

∆Qc 2

Y
0.00022614 *1102
2
= *U =
= 1.36816( MVAr )
2
2

Công suất ở cuối tổng trở Z:

S N' = PN + (QN − ∆Qc 2 ) = 18 + j (15.875 − 1.368) = 18 + j14.506( MVA)
Các thành phần của vecto sụt áp:

PN' * R + QN' * X 18*6.5441 + 14.506*8.0269
∆U =
=
= 2.129kv
U dm
110

PN' * X − QN' * R 18*8.0269 − 14.506*6.5441

δU =
=
= 0.45kv
U dm
110
Điện áp đầu phát:

U P = (U N + ∆U N )2 + δ U 2 = (110 + 2.129) 2 + 0.452 = 112.1299 KV
Phần trăm sụt áp:

∆U % =

UP −UN
112.1299 − 110
100% =
100 = 1.936%
UN
110

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 17


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Tổn thất công suất tác dụng:

∆P =

PN'2 + QN'2
U N2

R=

182 + 14.50632
1102

6.5441 = 0.289 MW

Tổn thất công suất phản kháng:

∆Q =

PN'2 + QN'2
U N2

X =

182 + 14.50632
1102

8.0269 = 0.3545MVAr

Tổng công suất tác dụng của hai đường dây của pha 1:

∆Ptong _ pha1 = 0.289 + 0.1593 = 0.4483( MW )

Kiểm tra phát nóng lúc sự cố đứt 1 lộ:
Dòng điện cưỡng bức:
Icb = 2*62.984 = 125.967 A
Icb = 125.967 A < 0.81* Icp = 0.81* 335 = 271.35 A (thỏa)
Đườn
g dây
N-1
335
N-2
335

S
ố
lộ
2

Mã
hiệu
dây
AC-95

Chiề
u dài
(km)
31.11

r0

x0

(( /km)

(( /km)

0.165

2

AC-95

39.66

0.165

0.20
2
0.20
2

b0*10-6
(1/( km)

R= r0*l
*

X= x0*l
*

Y= b0*l
1/1

5.7019

5.134

6.297

0.0001774

5.7019

6.544

8.027

0.0002261

Đoạn
N-1
N-2

Mã hiệu dây
AC-95
AC-95

Dòng điện cho phép Icp(A)
0.81*335=271.35(A)
0.81*335=271.35(A)

STT

1
2

Tên đường dây
N-1
N-2

Tổn thất ∆P (MW)
0.1593
0.289

Tổng tổn thất trong mạng điện:

∑ ∆P = 0.4483(MW )

PHƯƠNG ÁN 2: ĐƯỜNG DÂY LIÊN THÔNG
Phương án đường dây kép liên thông N-1-2
Hình 2.7: Đường dây tia liên thông lộ kép
SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 18


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Đoạn 2

Đo ạn 1

N

Pa + jQa

Pb + jQb

Tính toán đường dây kép 1-2:
Hình 2.13:Sơ đồ thay thế đường dây tia liên thông
•

•

N S1

•

r1

S1'

j

r

b01l1
2

jx 1

j

•

S1''

•

•

b01l1
2

•

a S2

•

P a + jQa
•

Đ ường dây 1, l1

r2

jx 2

b02l2
2

j

S 2'
j

Đ ường dây 2, l2

Dòng phụ tải 2:

I2 =

( P22 + Q22 ) *1000
3*110

=

182 + 15.8752 *103
3 *110

= 125.967 A

Dòng trên 1 lộ của N-2: = 125.9673 / 2 = 62.9837 A
Tiết diện kính tế tính toán:

Fkt =

I 2 62.9837
=
= 57.2579mm 2

jkt
1.1

Chọn dây AC-95
Bán kính tự thân ds = 4.9005mm
Bán kính trung bình của dây pha A:

DsA = ds *10−3 * Da ' a'' = 4.9005*10−3 * 7.2111 = 0.18798m
Bán kính trung bình của dây pha B:

DsB = ds *10−3 * Db 'b'' = 4.9005*10−3 *7 = 0.18521m
SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 19

•

S 2''

b02l2
2

b
•

Pb + jQ b


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Bán kính trung bình của dây pha C:

DsC = ds *10−3 * Dc ' c'' = 4.9005*10−3 * 7.2111 = 0.18798m
Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị:

Ds = 3 DsA * DsB * DsC = 0.18706m
Cảm kháng của đường dây:

x0 = 2*10−4 * 2* π * f *log

Dm
Ds

x0 = 2*10−4 * 2* π *50*log

Dm
= 0.2024(Ω / km)
Ds

Cảm kháng của đường dây lúc sự cố 1 pha:
−4

x0 _ pha2 _ suco (2) = 2*10 * 2* π *50*log

Dm _ suco *103
d s (1)

= 0.4224(Ω / km)

Bán kính dây: r = d/2 = 13.5/2 = 6.75 mm
• Dung dẫn
Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha A:
'
DsA
= r * Da'a'' *10−3 = 6.75* 7.2111*10−3 = 0.2206m

Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha B:
'
DsB
= r * Db'b'' *10−3 = 0.2174m

Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha C:
'
DsC
= r * Dc'c'' *10−3 = 0.2206m

Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị
'
'
'
Ds' = 3 DsA
* DsB
* DsC
= 3 0.2206*0.2174*0.2206 = 0.2195m

Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị
SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 20


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

b0 =

2* π * f
18*106 *ln

Dm

=

Ds'

GVHD: HỒ VĂN

2* π *50
= 5.7019*10−6 (1/ Ω.km)
4.6867
18*106 *log
0.2195

Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị lúc sự cố:

b0 _ pha 2 _ suco (2) =

2* π *50
= 2.7261*10−6 (1/ Ω.km)
Dm _ suco *1000
18*106 *log
r

Đường kính dây: 13.5 mm
Số sợi: 7
Hệ số k = 0.726
Bán kính tự thân: ds = r*k = 6.75*0.726= 4.9005 mm
Dòng điện cho phép: Icp= 335 A
Điện trở r0 = 0.33 /km
Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/Ds)= 0.2024() /km)
Dung dẫn:

b0 =

7.6*10−6
= 5.7019*10−6 (1/ Ω.km)
Dm
log10 ( ' )
Ds

Điện trở toàn đường dây (lộ đơn):
R = r0*l1 = 0.33*45.3542 = 14.9669 ( )
Cảm kháng toàn đường dây (lộ kép):
X = x0 * l1 = 0.2024*45.3542 = 9.1791( )
Dung dẫn toàn dường dây (lộ kép):
Y = b0 * l1 = 0.0000057019*45.3542 = 0.0002586 (1/ Ω.km)
Điện trở toàn đường dây (lộ kép):

R = 14.9669 / 2 = 7.434 (R)
Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-2:
SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 21


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Công suất phụ tải cuối đường dây:
SN = 18+ j 15.875 MVA
Công suất phản kháng do điện dung ở cuối đường dây:

∆Qc 2

Y
0.0002586*1102
2
= *U =
= 1.56455( MVAr )
2
2

Công suất ở cuối tổng trở Z:

S N' = PN + (QN − ∆Qc 2 ) = 18 + j (15.875 − 1.565) = 18 + j14.310( MVA)
Các thành phần của vecto sụt áp:

PN' * R + QN' * X 18*7.4834 + 14.310*9.1791
∆U =
=
= 2.419kv
U dm
110

PN' * X − QN' * R 18*9.1791 − 14.310*7.4834
δU =
=
= 0.529kv
U dm
110
Điện áp đầu phát:

U P = (U N + ∆U N )2 + δ U 2 = (110 + 2.419) 2 + 0.5292 = 112.4202 KV
Phần trăm sụt áp:

∆U % =

UP −UN
112.4202 − 110
100% =
100 = 2.199%
UN
110

Tổn thất công suất tác dụng:

∆P =

PN'2 + QN'2
U N2

R=

182 + 14.3102
1102

7.4834 = 0.327 MW

Tổn thất công suất phản kháng:

∆Q =

PN'2 + QN'2
U N2

X=

182 + 14.312
1102

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

9.1791 = 0.4011MVAr

Page 22

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Công suất ở đầu tổng trở Z:

S P' = (18 + 0.327) + j (14.711 + 0.401) = 18.327 + j14.711( MVA)
Công suất phản kháng do điện dung ở đầu:

Y
0.0002586*1102
2
∆Qc1 = *U =
= 1.56455( MVAr )
2
2
Công suất đầu phát của đường dây 1-2:

S P = PP' + j (QP' − ∆Qc1 ) = 18.327 + j (14.711 − 1.565) = 18.327 + j13.147( MVA)
Kiểm tra phát nóng lúc sự cố đứt 1 lộ:
Dòng điện cưỡng bức:
Icb = 2*62.984 = 125.967 A
Icb = 125.967 A < 0.81* Icp = 0.81* 335 = 271.35 A (thỏa)

TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY KÉP N-1:
Phụ tải 1: P1 + j Q1 = 16 + j 12 MVA
Phụ tải ở đầu nhận của đường dây N-1:
PN + j QN = (16 + j12)+(18.327 + j 13.147) = 34.327 + j 25.147 MVA

Dòng đầu nhận:

IN =

( PN2 + QN2 ) *1000
3*110

=

34.327 2 + 25.147 2 *103
3 *110

= 223.341A

Dòng điện trên 1 lộ của đường dây 1-2: = 223.3413 / 2 =111.6707 A
Tiết diện kinh tế tính toán Fkt = 111.6707 / 1.1 = 101.5188 mm2
Chọn dây AC-150
Bán kính tự thân ds = 6.528mm
Bán kính trung bình của dây pha A:
SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 23


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

DsA = ds *10−3 * Da ' a'' = 6.528*10−3 * 7.2111 = 0.21697 m

Bán kính trung bình của dây pha B:

DsB = ds *10−3 * Db 'b'' = 6.528*10−3 * 7 = 0.21377 m
Bán kính trung bình của dây pha C:

DsC = ds *10−3 * Dc ' c'' = 6.528*10−3 * 7.2111 = 0.21697 m
Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị:

Ds = 3 DsA * DsB * DsC = 3 0.21697 *0.21377 *0.21697 = 0.21589m
Cảm kháng của đường dây:

x0 = 2*10−4 * 2* π * f *log

Dm
Ds

x0 = 2*10−4 * 2* π *50*log

4.6867
= 0.1934(Ω / km)
0.21589

Cảm kháng của đường dây lúc sự cố 1 pha:
−4

x0 _ pha1_ suco (1) = 2*10 * 2* π *50*log

Dm _ suco *103
d s (1)

= 0.4044(Ω / km)

Bán kính dây: r = d/2 = 17/2 = 8.5 mm
• Dung dẫn
Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha A:
'
DsA
= r * Da'a'' *10−3 = 8.5*7.2111*10−3 = 0.2476m

Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha B:
'
DsB
= r * Db'b'' *10−3 = 0.2439m

Bán kính trung bình hình học giữa các dây thuộc pha C:
'
DsC
= r * Dc'c'' *10−3 = 0.2476m

SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 24


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
HIẾN

GVHD: HỒ VĂN

Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị

'
'
'
Ds' = 3 DsA
* DsB
* DsC
= 3 0.2476*0.2439*0.2476 = 0.2464m

Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị

b0 =

2* π * f
18*106 *ln

Dm

=

Ds'

2* π *50
= 5.925*10−6 (1/ Ω.km)
4.6867
18*106 *log
0.2464

Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị lúc sự cố:

b0 _ pha1_ suco (1) =

2* π *50
= 2.8279*10−6 (1/ Ω.km)
D
*1000
m _ suco
18*106 *log
r

Đường kính dây: 17 mm
Số sợi: 35
Hệ số k = 0.768
Bán kính tự thân: ds = r*k = 8.5*0.768= 6.528 mm
Dòng điện cho phép: Icp= 445 A
Điện trở r0 = 0.21 /km
Cảm kháng : x0 = 2* π *50*2*10-4*ln(Dm/Ds)= 0.1934() /km)
Dung dẫn:

b0 =

7.6*10−6
= 5.925*10−6 (1/ Ω.km)
Dm
log10 ( ' )
Ds

Điện trở toàn đường dây (lộ đơn):
R = r0*lN-1 = 0.21*31.1127 = 6.5337 ( )
Cảm kháng toàn đường dây (lộ kép):
X = x0 * lN-1 = 0.1934*31.1127 = 6.0165( )

Dung dẫn toàn dường dây (lộ kép):
Y = b0 * lN-1 = 0.000005925*31.1127 = 0.00018434 (1/ Ω.km)
SVTH: PHẠM VĂN LÂM

Page 25