NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT NHÀ XÍ NGHIỆP

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
Họ và tên sinh viên

: Bùi Duy Đoàn

Lớp

: Đ3-LT Quản Lý Năng Lượng

Ngành học

: Quản Lý Năng Lượng

Giáo viên hướng dẫn : T.S Nguyễn Văn Điệp
1. Đầu đề thiết kế:ải
Thiết kế hệ thống điện có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải.
2. Các số liệu ban đầu:

ϕ

Hệ thống có công suât vô cùng lớn, hệ số công suất(cos )trên thanh góp 110KV
bằng 0,85.
ϕ

Nhà máy nhiệt điện có công suất 3x100MW; Uđm = 10,5KV; cos = 0,85
Các số liệu về phụ tải cho ở phần phụ lục.
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán
a. Phân tích các đặc điểm của nguồn phụ tải.
b. Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng trong mạng điện.
c. Chọn phương án cung cấp điện hợp lý.

d. Chọn số lượng , công suất các máy biến áp trong các trạm, chon sơ đồ các trạm
và mạng điện.
e. Phân tích chế độ vận hành của mạng điện.
f. Chọn phương thức điều chỉnh điện áp trong mạng điện.
g. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của mạng điện.

PHỤ LỤC


Các số liệu phụ tải:
Sơ đồ mặt bằng của các nguồn điện và các phụ tải cho trên hình 1, các số liệu về phụ tải
cho trong bảng 1.
8
6

9

5

7 7

1
3

2

4

1

2

3

4

5

6

Hình 1

7

8

9

10 11 12 13 14 15

tỷ lệ: 1 đơn vị= 10km

Bảng 1
Các số liệu
Phụ tải cực đại(MW)
ϕ

Hệ số công suất( cos )
Mức đảm bảo cung cấp điện
Yêu cầu điều chỉnh điện áp

Điên áp danh định của điện thứ cấp(KV)

Các hộ tiêu thụ
1 2 3 4 5
6 7 8 9
36 52 34 40 33, 36 38 42 51
5
0,9

Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại; Tmax=5000h.
Giá 1kWh điện năng tổn thất:500 đồng.
Giá 1kVAr công suất thiết bị bù: 150*103 đồng.

Loại I
KT
10


LỜI NÓI ĐẦU
Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa của nước ta ttrong giai đoạn hiện nay không
ngừng yêu cầu tăng sản lượng điện . Để thực hiện yêu cầu đó cần phát triển các nhà
máy điện cũng như các mạng và hệ thống điện có công suất lớn. Điều này đặt ra những
nhiệm vụ quan trọng đối với các kỹ sư. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó cùng với các
kiến thức em đã được học tại khoa, em đã được nhận đồ án môn học: “Thiết kế hệ thống
điện có 2 nguồn va 9 phụ tải” .
Đồ án gồm 4 chương:
Chương I: Phân tích nguồn và cân bằng công suất trong hệ thống điện.
Chương II: Xây dựng các phương án nối dây.
Chương III: Chọn tiết diện dây dẫn.
Chương IV: Tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật và chọn phương án tối ưu.

Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân, cùng với sự chỉ
bảo hướng dẫn của thầy giáo: T.S Nguyễn Văn Điệp, em đã hoàn thành song đồ án môn
học cuả mình. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em còn những khiếm
khuyết nhất định. Em rất mong có những nhận xét và đóng góp ý kiến của thầy để em
thêm hoàn thiện và rút ra những kinh nghiệm cho bản thân.
Em xin trân thành cảm ơn thầy !
Hà nội, ngày 19 tháng 05 năm 2010
Sinh viên

Bùi Duy Đoàn


CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT HỆ THỐNG ĐIỆN
I.Phân tích nguồn điện
Phân tích nguồn và phụ tải của mạng điện là một phần quan trọng trong tính toán thiết
kế. Tính toán thiết kế có chính xác hay không hoàn toàn phụ thuộc vào mức độ chính
xác của công tác thu thập và phân tích phụ tải. Phân tích nguồn là việc làm cần thiết
nhằm định hướng phương thức vận hành của nhà máy điện cũng như quyết định sơ đồ
nối dây của mạng điện. Phân tích về những đặc điểm kinh tế - kỹ thuật của từng nhà
máy điện như: công suất, hiệu suất, hệ số công suất cos

ϕ

,khả năng điều chỉnh.

Trong hệ thống điện thiết kế có 2 nguồn cung cấp, đó là hệ thống điện và nhà máy nhiệt
điện.
1.Hệ thống điện:
Hệ thống điện (HT) có công suất vô cùng lớn, hệ số công suất trên thanh góp 110Kv

bằng 0,85. Vì vậy,cần có sự liên kết giữa HT và nhà máy điện để có thể trao đổi công
suất giữa 2 nguồn cung cấp khi cần thiết, đmr bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình
thường trong các chế độ vận hành. Mặt khác vì HT có công suất vô cùng lớn cho nên
chọn HT là nút cân bằng công suất và nút cơ sở về điện áp. Ngoài ra do HT có công suất
vô cùng lớn cho nên không cần phải dự trữ công suất trong các nhà máy nhiệt điện, nói
cách khác công suất tác dụng va phản kháng dự trữ sẽ được lấy từ hệ thống điện.
2.Nhà máy nhiệt điện;
Nhà máy nhiệt điện (NĐ) có 3 tổ máy phát. Mỗi máy phát có công suất định mức
ϕ

Pđm=100MW, cos = 0,85,Uđm= 10,5kV. Như vậy, tổng công suất định mức của NĐ
bằng: 3 x 100 = 300 (MW).
Nhiên liệu của NĐ có thể là than đá, dầu và khí đốt. Hiệu suất của các nhà máy NĐ
tương đối thấp (khoảng 30% - 40%). Đồng thời công suất tự dùng của NĐ thường chiếm
khoảng từ 6% đến 15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện.
≥

Đối với nhà máy NĐ, các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải P 70% Pđm ; khi phụ
tải P < 30% Pđm các máy phát ngừng làm việc.


Công suất phát kinh tế của các nhà máy NĐ thường bằng (80% - 90%) Pđm. Khi thiết
kế chọn công suất phát kinh tế bằng 80% Pđm, nghĩa là:
Pđm = 80% Pđm
Do đó khi phụ tải cực đại cả 3 máy phát đều vận hành và tổng công suất tác dụng phát
ra của NĐ bằng;

Pkt =

80

*3*100 = 240MW
100

Trong chế độ phụ tải cực tiểu, dự kiến ngừng một máy phát để bảo dưỡng, 2 máy phát
còn lại sẽ phát 80%Pđm, nghĩa là tổng công suất phát NĐ bằng:

Pkt =

80
* 2*100 = 160 MW
100

Khi sự cố ngừng 1 máy phát, 2 máy phát còn lại sẽ phát 100%Pđm, như vậy:
PF = 2 * 100 = 200MW
Phần công suất thiếu trong các chế độ vận hành sẽ được cung cấp từ hệ thống điện.
3.Các phụ tải điện
Trong hệ thống điện thiết kế co 9 phụ tải. Tất cả các hộ phụ tải đều là hộ loại I và co
ϕ

hệ số cos = 0,9. Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax = 5000h. Các phụ tải đều có nhu
cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp của trạm
biến áp bằng 10kV. Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại. Các phụ tải hầu hết đều
phân bố tập trung xung quanh các nguồn điện. Một phần phụ tải nhận công suất từ nhà
máy NĐ, phần còn lại nhận từ thanh góp 110kV của hệ thống.

Kết quả tính giá trị công suất của phụ tải trong các chế độ cực đại và cực tiểu như
bảng sau:
Bảng: Thông số của các phụ tải

Hộ tiêu
Thụ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Tổng

Smax= Pmax+ j*Qmax
MVA
36 + j * 17,42
52 + j * 25,17
34 + j * 16,46
40 + j * 19,36
33,5 + j * 16,21
36 + j * 17,42
38 + j * 18,39
42 + j * 20,33
51 + j *24,68
362,5 + j * 175,44

Smax
MVA
40
57,77

37,77
44,44
37,22
40
42,22
46,66
56,66

Smin= Pmin+ j*Qmin
Smin
MVA
MVA
25,2 + j * 12,19
28,00
36,4 + j * 17,62
40,44
23,8 + j * 11,52
26,44
28 + j * 13,55
31,11
23,45 + j * 11,35
26,05
25,2 + j * 12,19
28,00
26,6 + j * 12,87
29,55
29,4 + j * 14,23
32,66
35,7 + j *17,28
39,66

253,75 + j * 122,81

II.Cân bằng công suất trong hệ thống điện
1.Cân bằng công suất tác dụng:
Đặc điểm rất quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từ các
nguồn đến hộ tiêu thụ và không thể dự trữ điện năng thành số lượng nhận thấy được.
Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng.
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của hệ thống điện
cần phải phát công suất bằng với công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất
trong các 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 phải có dự trữ nhất
địnhcủa công suất tác dụng trong hệ thống. Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề rất
quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống.
Vì vậy, phương trình cân bằng công suất tác dụng ttrong chế độ phụ tải cực đại đối
với hệ thống điện thiết kế có dạng:
PNĐ + PHT = Ptt = m * ∑Pmax + ∑
Trong đó:

∆

P + Ptd + Pdt


PNĐ : tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra.
PHT :công suất tác dụng lấy từ hệ thống.
Ptt :công suất tiêu thụ trong mạng điện.
m :hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại(m =1).
∑Pmax : tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại.
∑

∆

P : tổng tổn thất trong mạng điện, khi tính sơ bộ có thể lấy ∑

∆

P=5%∑Pmax

Ptd

:công suất tự dùng trong các nhà máy điện, có thể lấy bằng 10% tổng công
suất đặt của nhà máy

Pdt

: công suất dự trữ trong hệ thống điện, khi cân bằng có thể lấy
Pdt=10%∑Pmax, đồng thời công suất dự trữ cần phải bằng công suất định
mức của các tổ máy phát lớn nhất đối với hệ thống điện. Bởi vì hệ thống
điện có công suất vô cùng lớn, cho nên công suất dự trữ lấy ở hệ thống,
nghĩa là Pdt = 0.

Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại được xác định từ bảng thông số
của các phụ tải.
Pmax = 362,5 MW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:
∑

∆

P = 5%∑Pmax = 5% * 362,5 = 18,13 MW

Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng:
Ptd = 10% * Pđm = 10% * 300 = 30 MW
Do đó công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị bằng:
Ptt = 362,5 + 18,13 + 30 = 410,63 MW
Trong mục 1 đã tính được tổng công suất do NĐ phát ra theo chế độ kinh tế bằng:
PNĐ = Pkt = 240 MW


Như vậy trong chế độ phụ tải cực đại hệ thống cần cung cấp công suất cho các phụ tải
bằng:
PHT = Ptt - PNĐ = 410,63 – 240 = 170,63 MW
Nếu trong mạng thiết kế có 2 nhà máy điện, khi đó cần chọn một nhà máy điện làm
nhiệm vụ cân bằng công suất trong HT, nhà máy điện còn lại sẽ phát công suất theo dự
kiến. Trong thực tế thường chọn các nhà máy điện có công suất lớn và khả năng điều
chỉnh công suất tác dụng là nút cân bằng công suất.
Để thực hiện khi tính, nút cơ sở về điện áp thường được chọn trùng với nút cân bằng
công suất.
Cân bằng công suất trong hệ thống điện trước hết là xem khả năng cung cấp điện và
tiêu thụ trong hệ thống có cân bằng không. Sau đó sơ bộ định hướng phương thức vận
hành của từng nhà máy điện trong các chế độ vận hành lúc phụ tải cực đại, cực tiểu hay
sự cố dựa vào khả năng cung cấp điện của từng nguồn điện. Cân bằng công suất chính
là nhằm ổn định chế độ vận hành của hệ thống điện.
Cân bằng công suất tác dụng cần thiết để giữ tần số ổn định trong hệ thống điện.Để
giữ được điện áp bình thường ta cần phải co sự cân bằng công suất phản kháng. Ở hệ
thống nói chung và khu vực nói riêng.Mặt khác sự thay đổi điện áp cũng ảnh hưởng tới
sự thay đổi tần số và ngược lại.
2.Cân bằng công suất phản kháng
Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng giữa

diện năng sản suất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm. Sự cân bằng đòi hỏi không
những chỉ đối với công suất tác dụng , mà cả đối với công suất phản kháng.
Sự cân bằng công suất phẩn kháng có quan hệ với điện áp. Phá hoại sự cân bằng
công suất phản kháng sẽ dẫn tới sự thay đổi điện áp trong mạng điện. Nếu công suất
phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng điện sẽ
tăng, ngược lai nếu thiếu công suất phản kháng phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm.
Vì vậy để đảm bảo chất lượng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và
trong hệ thống cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng.
Phương trinh cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế có dạng:
QF = QHT = Qtt = m * ∑Qmax +∑

∆

QL - ∑ QC + ∑

∆

Qb +Qtd + Qdt (*)


Trong đó:
m=1
QF

: tổng công suất phản kháng do NĐ phát ra.

QHT

: công suất phản kháng do HT cung cấp.

Qtt

: tổng công suất phản kháng tiêu thụ.

∑

∆

QL : tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây
trong mạng điện.

∑ Qc

: tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra,khi
tính sơ bộ lấy ∑

∑

∆

∆

Qb = 15% * ∑Qmax

: công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện ( cos
Lấy cos

Qdt

QL = ∑ Qc.

Qb : tổng tổn thất công suất trong trạm biến áp, trong tính toán sơ bộ lấy :
∑

Qtd

∆

ϕ
td

ϕ
td

= 0,75 -0,8).

= 0,75.

: công suất phản kháng dự trữ trong HT, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy bằng
15% tổng công suất phản kháng ở phần bên phải của chương trình (*).

Đối với mạng điện thiết kế, công suất Pdt sẽ lấy ở hệ thống, nghĩa là Qdt = 0.
Như vậy tổng công suất do NĐ phát ra bằng:
QF = PF * tg

ϕ

= 240 * 0,62 = 148,8 MVAr

Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp bằng:

QHT = PHT * tg

ϕ
HT

= 170,63 * 0,484 = 82,58 MVAr

Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định theo
bảng trên bằng:
∑Qmax = 175,44 MVAr
Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp bằng:


∑

∆

Qb = 15% * 175,44 = 26,32 MVAr

Tổng công suất phản kháng tự dùng trong các nhà máy điện có giá tri bằng:
Qtd = Ptd * tg
Đối với cos

ϕ
td

= 0,75 thì tg

ϕ
td

ϕ
td

= 0,88. Do đó:

Qtd = 30 * 0,88 = 26,4 MVAr
Như vậy, tổng công suất phản kháng tiêu thụ trong trạm điện bằng:
Qtt = 175,44 + 26,32 + 26,4 = 228,16 MVAr
Tổng công suất phản kháng do HT và NĐ có thể phát ra bằng:
Q∑ = QF + QHT = 148,8 + 82,58 = 231,38 MVAr
Từ kết quả tính toán trên nhận thấy các nguồn có khả năng phát ra công suất phản
kháng lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ. Vì vậy, không cần phải bù công suất phản
kháng trong mạng điện đang thiết kế.

CHƯƠNG II
XÂY DỰNG CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Phương án cung cấp điện được lựa chon có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh
tế - kỹ thuật của hệ thống. Một phương án cung cấp điện được xem là hợp lý phải thỏa
mãn các yêu cầu:
• Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kỹ thuật.
• Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
• Đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế.
• Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành.
• An toàn cho người và thiết bị.
• Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải.
I.Xây dựng các phương án nối dây


Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nó.

Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất đảm bảo độ tin cậy cung
cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ, thuận tiện an
toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các phụ tải mới.
Dựa vào việc phân tích nguồn và phụ tải ở chương I ta thấy:
Các phụ tải phân bố tập trung gần 2 nguồn và đều là các hộ loại I có yêu cầu cung
cấp điện rất cao. Do đó, phải sử dụng lộ đường dây mạch kép hoặc mạch vòng để cung
cấp điện cho phụ tải.
Các phụ tải 3,4,5,6,7 phân bố gần nhà máy nhiệt điện do đó sẽ lấy điện từ nhà máy.
Các phụ tải 1,2,8,9,phân bố gần hệ thống có công suất vô cùng lớn nên sẽ nhận điện từ
thanh góp 110kV của hệ thống.
Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và chế độ vận hành linh hoạt giữa hệ thống và
nhà máy nhiệt điện ta sẽ sử dụng một đường dây liên lạc giữa chúng.Đường day liên lạc
này sử dụng mạch kép.
Khi dự kiến các phương án nối dây phải dựa trên các ưu, khuyết điểm của một số
mạng điện cũng như phạm vi sử dụng của chúng.
Từ vị trí tương quan giữa các phụ tải với nhau, giữa các phụ tải với nguồn và các
nhận xét ở trên ta vạch ra 6 phương án như sau:
1. Phương án 1

6

8

m
25
k
63.

7

50 km
HT

m
63.
25
k

km

4

2

.31
58

km
85
53.

60.8
3 km

NÐ

3

50
km

km
85
53.

km
41.23

9
km
50.99

5

1


2.

Phương án 2

6

7

50 km
HT

m

km

25
k

km
.31
58

85
53.

60.8
3 km

NÐ

63.

9
50
km

km
85
53.

km
41.23

8
km
50.99

3km
41.2

5

1

2

3
4

3. Phương án 3

6

8

m
25
k
63.

7

km

50 km
HT

km

3

2

.31
58

4

3 km

km
85
53.

60.8

NÐ

41.23km

50
km

85
53.

km
41.23

9
km
50.99

5

1


4. Phương án 4

6

km
41.23

5

8

7

km

50 km
HT
km
.31
58

85
53.

60.8
3 km

NÐ

km

1

2

3

41.23km

9

50
km

85

53.
km
41.23

41.2
3km

4

5. Phương án 5

6

7

HT

m
63.
25
k

km

2

km
.31
58

60.8
3 km

85
53.

4

9

50 km

NÐ

3

km

50
km

km
85
53.

km
41.23

41.23

8
km
50.99

5

km
41.23

1


6. Phng ỏn 6

km
41.23

5

6

7

m

9

50 km
HT

km

km
85
53.

.31
58

Né

km
41.23

41.23
k

50
km

km
85
53.

km
41.23

8

3

2

41.23km

1

4

II. Chn cp in ỏp cho li in
1._Phõn tớch,gi li mt s phng ỏn tớnh toỏn tip (gi li 3 phng ỏn)
Phõn tớch mt s u - nhc im ca cỏc s cung cp in c bn :
- Sơ đồ 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 sự cố trên 1 đờng dây không ảnh hởng đến đờng dây khác; Tổn thất
nhỏ hơn sơ đồ liên thông.
Nhợc điểm: khảo sát, thiết kế, thi công mất nhiều thời gian và tốn nhiều chi phí.
- Sơ đồ liên thông :
Ưu điểm là: thiết kế, khảo sát giảm nhiều so với sơ đồ hình tia; thiết bị, dây dẫn có chi
phí giảm.
Nhợc điểm: cần có thêm trạm trung gian, thiết bị bố trí đòi hỏi bảo vệ rơle; Thiết bị tự
động hóa phức tạp hơn; độ tin cậy cung cấp điện thấp hơn sơ đồ hình tia.


- Mạng kín:
Ưu điểm là độ tin cậy cung cấp cao, khả năng vận hành lới linh hoạt.
Nhợc điểm: bố trí bảo vệ rơle và tự động hóa phức tạp. Mạng kín có công suất lớn thì
tổn thất điện áp khi xảy ra sự cố rất lớn.
T ú ta gi li 3 phng ỏn l phng ỏn 1, phng ỏn 5 v phng ỏn 6 tớnh
toỏn tip.

2. Chn cp in ỏp cho phng ỏn 1

6

8

m
63.
25
k

7

50 km
HT

m
5k
63.
2

km

2

.31
58

km
85

53.

60.8
3 km

Né

3

50
km

km
85
53.

km
41.23

9
km
50.99

5

1

4

in ỏp nh mc ca mng in nh hng ch yu n cỏc ch tiờu kinh t- k

thut, cng nh cỏc c trng k thut ca mng in.
in ỏp nh mc ca mng in ph thuc vo nhiu yu t: cụng sut ca ph ti,
khong cỏch gia cỏc ph ti vi nhau v khong cỏch t ph ti n ngun.
in ỏp nh mc ca mng in thit k c chn ng thi vi s cung cp
in. iờn ỏp s b nh mc ca mng in cú th xỏc nh theo giỏ tr ca cụng sut
trờn mi ng dõy trong mng in v theo chiu di t ngun n ph ti.
Cú th tớnh in ỏp nh mc ca ng dõy theo cụng thc k inh nghim sau õy:


Ui = 4,34 x

li + 16 Pi

Trong đó:
Ui : điện áp của đường dây thứ I (kV)
li : chiều dài của đoạn dường dây thứ i (km)
Pi : công suất tác dụng truyền tải trên đoạn đường dây thứ I (MW)
Nếu điện áp tính toán nằm trong khoảng: 70 kV < U < 150 kV thì ta sẽ chọn điện áp
định mức của mạng điện là 110 kV.
Thông số của các phụ tải cho như sau:

Các số liệu
Pmax
Qmax
Smax

MW
MVAr
MVA

1
36
17,42
40

2
52
25,17
57,77

Các hộ tiêu thụ
3
4
5
34
40
33,5
16,46 19,36 16,21
37,77 44,44 37,22

6
36
17,42
40

7
38
18,39
42,22

8
42
20,33
46,66

9
51
24,68
56,66

Phương án 1 là mạng hình tia nên công suất truyền tải trên các lộ nối từ nguồn đến
phụ tải tương ứng chính la các Pi. Với đoạn đến phụ tải 7 sẽ được tính như sau:
Xét đoạn liên lạc NĐ-7-HT: PNĐ = Pkt - Ptd - PN -

∆

PN

Trong đó:
PNĐ : tổng công suất phát kinh tế của NĐ.
Ptd : công suất tự dùng trong nhà máy điện.
PN : tổng công suất của các phụ tải nối với NĐ ( PN = P3 + P4 + P5 + P6 ).
∆

∆

PN : tổn thất công suất trên các đường dây do nhiệt điện cung cấp ( PN =5%PN)

Theo kết quả tính toán ở phần trước, ta có:

Pkt = 240 MW; Ptd = 30 MW .

Từ sơ đồ mạng điện của phương án 1, ta có:
PN = P3 + P4 + P5 + P6 = 34 +40 +33,5 +36 =143,5 MW.


∆

PN =5%PN = 5% * 143,5 = 7,18 MW.

Do đó:

PNĐ-7 = 240 – ( 30 + 143.5 + 7,18) = 59,32 MW

Công suất phản kháng do NĐ truyền vào đường dây NĐ-7 có thể tính gần đúng như
sau:

QNĐ-7 = PNĐ-7 * tg

ϕ
7

= 59,32 * 0,62 = 36,78 MVAr

•

S ND-7

Như vậy:

= 59,32 + j36,78 MVA

Dòng công suất truyền tải trên đoạn đường dây HT-7 bằng:
•

S HT-7

•

=

S7

•

-

S ND-7

= 38 + j18,39 – 59 – j36,78 = - 21 – j19,38 MVA

Do đó phụ tải 7 phải lấy công suất tác dụng và công suất phản kháng từ hệ thống với giá
•

trị là:

S

= 21 + j19,38 MVA

Điện áp trên đoạn đường dây NĐ -7 bằng:UNĐ-7 = 4,34*
Đối với đường dây HT-7:

UHT-7 = 4,34*

Đối với đường dây HT-1:

UHT-1 = 4,34*

41, 23 + 16*59,32 = 136,58

KV

50 + 16* 21 = 85, 28
58,31 + 16*36 = 109,32

Tính điện áp cho các đường dây còn lại, tính tương tự như đường dây trên.
Kết quả tính toán điện áp định mức của các đường dây trong phương án 1 cho bởi
bảng sau:
Đường dây

Công suất
•

S

HT-1
HT-2
HT-8

truyền tải
MVA
36 + j * 17,42
52 + j * 25,17
42 + j * 20,33

Chiều dài
đường dây l,
km

Điện áp tính
toán U
kV

58,31
60,83
50,99

109,32
129,68
116,7

Điện áp định
mức của mạng
Uđm, KV


HT-9
HT-7
NĐ-3

NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6
NĐ-7

51 + j *24,68
21 + j19,38
34 + j * 16,46
40 + j * 19,36
33,5 + j * 16,21
36 + j * 17,42
59,32 + j36,78

50
50
53,85
63,25
53,85
63,25
41,23

127,72
85,28
106,2
115,1
105,4
109,7
136,58

110

Từ bảng kết quả trên, ta thấy điện áp vận hành của các đường dây gần với cấp điện áp
110 kV, nên ta chon điện áp định mức cho mạng điện cần thiết là Uđm = 110 kV.
3. Chọn cấp điện áp cho phương án 5

6

7

HT

m

km

2

km
.31
58

60.8
3 km

85
53.

63.
25
k

9

50 km

NÐ

3

km

50
km

km
85
53.

km
41.23

41.23

8
km
50.99

5

km

41.23

1

4

Từ sơ đồ phương án 5, ta tính được công suất truyền tải trên các đường dây như sau:
- Các đường dây: HT-1, HT-2, NĐ-2, NĐ-3, NĐ-4 như đã được tính trong phương
án 1.
- Hai nhánh liên lạc NĐ-7 và HT-7 có công suất như đã tính trong phương án 1
- Đường dây NĐ-5: có SNĐ-5 = 69,5 + j33,63 MVA.
- Đường dây 5-6 : có S5-6 = 36 +j17,42 MVA.
- Tính dòng công suất chạy trên đoạn đường dây trong mạch vòng HT-8-9-HT.
 Để xác định các dòng công suất ta giả thuyết rằng, mạng điện đồng nhất và tất cả
các đoạn dường dây đều có cùng một tiết diện
Như vậy dòng công suất chạy trên đoạn HT-8 bằng:


SHT-8 =

S8 * ( l8−9 + l9 ) + S9 * l8 ( 42 + j 20,33) *(41, 23 + 50) + (51 + j 24, 68) *50,99
=
l8 + l9 + l8−9
50,99 + 50 + 41, 23

SHT-8 = 45,23+j21,89 MVA
Dòng công suất chạy trên HT-9 bằng:
SHT-9 = (S8+S9) - SHT-8 = 47,77 + j23,12 MVA
Công suất chạy trên đoạn 8-9 ( áp dụng định luật kirchor đối với nút 8 và 9 bằng:
S8-9 = SHT-8 – S8 = (45,23+j21,89) – (42+j20,33) = 3,23+j1,56 MVA

Dựa vào các số liệu đã có và các kết quả tính toán được, ta có kết quả tính toan
điện áp của phương án 5 như sau:

Đường dây

Công suất truyền
•

tải
HT-1
HT-2
HT-8
HT-9
8-9
HT-7
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
5-6
NĐ-7

S

MVA
36 + j * 17,42
52 + j * 25,17
45,23 + j * 21,89
47,77 + j *23,12
3,23+j1,56
21 + j19,38

34 + j * 16,46
40 + j * 19,36
69,5 + j33,63
36 +j17,42
59,32 + j36,78

Chiều dài
đường dây l,
km

Điện áp tính
toán U
kV

58,31
60,83
50,99
50
41,23
50
53,85
63,25
53,85
41,23
41,23

109,32
129,68
120,79
123,85

41,83
85,28
106,2
115,1
148,19
107,82
136,58

Điện áp định
mức của mạng
Uđm, KV

110

Từ bảng kết quả trên, ta thấy điện áp vận hành của các đường dây gần với cấp điện áp
110 kV, nên ta chon điện áp định mức cho mạng điện cần thiết là Uđm = 110 kV.
4. Chọn cấp điện áp cho phương án 6


km
41.23

5

6

7

41.23
k

9

50 km
HT

km

km
85
53.

.31
58

NÐ

km
41.23

m

50
km

km
85
53.

km

41.23

8

3

41.23km

2

1

4

Từ sơ đồ phương án 6, ta tính được công suất truyền tải trên đường dây mạch vòng như
sau:
-Hai nhánh liên lạc NĐ-7 và HT-7 có công suất như đã tính ở phương án 1.
+ Đường dây NĐ-5: có SNĐ-5 = 69,5 + j33,63 MVA.
Đường dây 5-6 : có S5-6 = 36 +j17,42 MVA.
+ Đường dây NĐ-3:
Đường dây 3-4 :
+ Đường dây HT-9 :
Đường dây 9-8 :
+ Đường dây HT-1:
Đường dây 1-2 :

có SNĐ-3 = 74 + j35,82 MVA.
có S3-4 = 40 +j19,36 MVA.
có SHT-9 = 93 + j45,01 MVA.
có S9-8 = 42 + j20,33 MVA.

có SHT-1 = 88 + j42,59 MVA.
có S1-2 = 52 + j25,17 MVA.

Dựa vào các số liệu đã có và các kết quả tính toán được, ta có kết quả tính toan
điện áp của phương án 6 như sau:

Đường dây

Công suất truyền
•

tải
HT-1

S

MVA
88 + j42,59

Chiều dài
đường dây l,
km

Điện áp tính
toán U
kV

58,31

166,19

Điện áp định
mức của mạng
Uđm, KV


1-2
HT-9
9-8
HT-7
NĐ-3
3-4
NĐ-5
5-6
NĐ-7

52 + j25,17
93 + j45,01
42 + j20,33
21 + j19,38
74 + j35,82
40 +j19,36
69,5 + j33,63
36 +j17,42
59,32 + j36,78

41,23
50
41,23
50

53,85
41,23
53,85
41,23
41,23

128,25
170,21
115,92
85,28
152,68
113,27
148,17
107,81
136,58

110

Từ bảng kết quả trên, ta thấy điện áp vận hành của các đường dây gần với cấp điện áp
110 kV, nên ta chon điện áp định mức cho mạng điện cần thiết là Uđm = 110 kV.
CHƯƠNG III
CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN CHO MẠNG ĐIỆN

Các mạng điên 110kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không. Các
dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), đồng thời các dây dẫn thường đặt trên
các cột bê tông ly tâm hay cột thép tùy theo địa hình đường dây đi qua. Đối với đường
dây 110kV khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn các pha bằng 5m
(Dtb=5m).
Dòng điện cực đại chạy trên mỗi đoạn đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được
tính theo công thức sau: