thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm nguồn và bảy phụ tải

Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, điện năng là một phần vô cùng quan trọng trong hệ thống năng
lượng của một quốc gia. Trong điều kiện nước ta hiện nay đang trong thời kì công
nghiệp hoá và hiện đại hoá thì điện năng lại đóng một vai trò vô cùng quan trọng.
Điện năng là điều kiện tiên quyết cho việc phát triển nền công nghiệp cũng như các
ngành sản xuất khác. Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và
việc sản xuất điện năng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc
truyền tải điện, cung cấp điện cũng như phân phối điện cho các hộ tiêu thụ cần phải
được tính toán kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lí về kĩ thuật cũng như về kinh tế.
Đồ án môn học này đã đưa ra phương án có khả năng thực thi nhất trong việc
thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm nguồn và bảy phụ tải. Nhìn chung,
phương án được đưa ra đã đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của một mạng điện.
Trong quá trình làm đồ án em được sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô giáo
đặc biệt là thầy Nguyễn Duy Bình đã trực tiếp hướng dẫn em trên lớp. Qua đây em
xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô đặc biệt là thầy Nguyễn Duy
Bình đã tận tình hướng dẫn để cho em hoàn thành được đồ án này .

Hưng Yên,tháng năm
2016
Sinh viên: Hoàng Văn Thành

Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 1


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

MỤC LỤC

Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 2


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, CÂN
BẰNG CÔNG SUẤT HỆ THỐNG
Mở đầu
Trong thiết kế lưới điện, phân tích nguồn và phụ tải là công việc đầu tiên phải
thực hiện, nó cũng là một phần rất quan trọng trong thiết kế lưới điện, việc nắm
vững những đặc điểm của nguồn và phụ tải giúp chúng ta có thể xác định, tính toán ,
xây dựng ,vận hành lưới điện an toàn và hợp lý
1.1 Nguồn điện
Trong phạm vi đồ án môn học, hệ thống điện thiết kế được cung cấp bởi một
nguồn điện NĐ là thanh góp hệ thống có công suất vô cùng lớn, hệ số công suất
Cosφ = 0,85
1.2 Phụ tải

2
3

1
NÐ

5
6
4

Hình 1.1: Sơ đồ mặt bằng vị trí các nguồn điện và phụ tải.
(01 ô = 10 km x 10 km)
Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 3


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

Bảng 1.1: Số liệu các phụ tải
Điện áp thứ cấp
22kV
Phụ tải
1
2
3
4
5
6
Pmax (MW)
50

52
54
55
54
52
Pmin (MW)
50% Pmax
cosφ
0,83
Loại hộ
1
2
1
1
2
1
Điều chỉnh điện áp
KT
KT
KT
KT
KT
KT
Trong lưới điện thiết kế có tất cả 6 phụ tải. Trong đó, có 4 phụ tải là phụ tải loại 1và
2 phụ tải là phụ tải loại 2, với hệ số cosφđm = 0,83.
Phụ tải loại1: bao gồm các phụ tải số 1, 3, 4, 6 là những phụ tải quan trọng, phải
được cung cấp điện một cách liên tục. Khi có sự cố ngừng cung câp điện sẽ làm
hỏng các thiết bị đắt tiền phá vỡ quy trình công nghệ, gây thiệt hại lớn cho nền kinh
tế quốc dân gây ảnh hưởng không tốt về chính trị ngoại giao. Theo yêu cầu và đội
tin cậy cung cấp điện nên các phụ tải loại I phải được cung cấp cấp điện từ 2 nguồn

đọc lập, sử dụng đường dây kép hoặc trạm biến áp có hai máy biến áp làm việc song
song để đảm bảo cung cấp điện liên tục, cũng như đảm bảo chất lượng điện năng ở
mọi chế độ vận hành. Thời gian ngưng cung cấp điện cho các phụ tải loại I chỉ được
phép trong thời gian đóng tự động nguồn dự trữ
Phụ tải loại 2: bao gồm phụ tải số 2, 5. Đây là loại phụ tải nếu mất điện sẽ
gây thiệt hại về kinh tế như sản xuất sản phẩm bị thiếu hụt ,thứ phẩm tăng ,gây ra
lãng công và không sử dụng hết công suất thiết bị.
Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:
;
;
;
Pmin =50% Pmax ;
Từ cosφđm = 0,83=> tanφđm = 0,672
Dựa vào bảng số liệu phụ tải đã cho, ta có thông số của các phụ tải ở chế độ cực đại
và cực tiểu như sau:

Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 4


ỏn : Thit k mng li in

GVHD : Nguyn Duy Bỡnh

Bng 1.2: tớnh toỏn s liu ph ti ch cc i v cc tiu
Ph
ti

Pmax

MVA

1
2
3
4
5
6
Tng

50
52
54
55
54
52
317

Qmax
MVA
r
33.60
34.94
36.29
36.96
36.29
34.94
213.0
2

Smax
MVA

Pmax+jQmax
MVA

60.241
62.651
65.060
66.265
65.060
62.651
381.92
8

50+33.6i
52+34.944i
54+36.288i
55+36.96i
54+36.288i
52+34.944i
317+213.024
i

Pmin
MV
A
25
26
27

27.5
27
26
158.5

Qmin
MVAr

Smin
MVA

Pmin+jQmin
MVA

16.8
17.472
18.144
18.48
18.144
17.472
106.51
2

30.120
31.325
32.530
33.133
32.530
31.325
190.96

4

25+16.8i
26+17.472i
27+18.144i
27.5+18.48i
27+18.144i
26+17.472i
158.5+106.512
i

1.3 Cõn bng cụng sut h thng
Cõn bng cụng sut tiờu dựng
Giả sử nguồn điện cung cấp đủ công suất tiêu dùng cho các phụ tải, do đó sự cân
bằng công suất điện biểu diễn bằng biểu thức sau:

P

F

P

YC

=
Trong đó:

P

F

: Công suất tiêu dùng phát ra của nguồn

P

YC

: Tổng công suất tiêu dùng yêu cầu của hệ thống

P

YC

P

Pt

P

P P
td

dt

Mà:
=m
+
+
mđ +
m : Là hệ số đồng thời ( ở đây lấy m = 1)

P

Pt

P

: Tổng công suất tiêu dùng trong chế độ phụ tải cực đại

Pt

= P1 + P2 +P3 + P4 + P5 + P6
= 50 + 52 +54 +55 +54 +52 = 317 (MW)

Sinh viờn : Hong Vn Thnh

Page 5


ỏn : Thit k mng li in

GVHD : Nguyn Duy Bỡnh

P
: Tổng tt công suất điện năng trong mạng điện (tính theo số % của phụ tải

mđ

cực đại)

P

P

Pt

= 5%

= 317 . 5% =15,85 (MW)

mđ

P P

dt

td

,

P

: Tổng công suất tự dùng và công suất dự trữ của mạng.

dt

ở đây:

P

P

td

=

P

F

F

= 0 Vì

P

coi nh lấy từ thanh cái cao áp.

YC

Vậy:
=
= 317 +15,85 = 332,85 (MW)
Cõn bng cụng sut phn khỏng
Sự cân bằng công suất phản kháng trong HTĐ đợc biểu diễn bằng công thức sau:

Q

F

Q

YC

=
Trong ú công suất phản kháng do nguồn phát ra:
QF PF

= tg F.
(cos F = 0,85 tg F = 0,6197)
QF
Vậy :
= 332,85. 0,6197 = 206,27 (MVAR)

Q

YC

Q

i max

Q

BA

Q

L

Q

Q

dt

=m
+
+
+QtđC+
Trong đó: m = 1 ( là hệ số đồng thời)
Qi max
= Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ cực đại.
Qi max
= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6
Từ số liệu đã cho ta tính đợc các công suất phản kháng của các hệ phụ tải
i

bằng công thức Qi = Pi .Tg
i
i

Theo đề Cos = 0,83
Tg = 0,672

Sinh viờn : Hong Vn Thnh

Page 6

ỏn : Thit k mng li in

GVHD : Nguyn Duy Bỡnh

Q

i max

Vậy :

= 213,02
Giả sử tổng tổn thất công suất phản kháng của các đờng dây bằng công
suất phản kháng do đờng dẫn của đd sinh ra.
QL QC
=
Vì ta có từ thanh cái cao áp của trạm BA tăng của NMĐ nên
Qtd Qdt
=
=0
QBA
: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm hạ áp đợc tính
theo công thức:
QBA
Qi max
=15%
= 213,02 . 15% = 31,95 (MVAR)

Q

YC

Vậy

= 213,02+31,95 = 244,97 (MVAR)

So sánh

Q

Q Q
F

Q

YC

F

với

ta thấy:

YC

<
Do đó chúng ta phải tiến hành bù sơ bộ

Q

YC

Qb =

đến cos



-

Q

F

= 244,97 - 206,27 =38,7(MVAR)

Ta phải tiến hành bù u tiên cho những hộ ở xa, cos thấp hơn và bù
= 0,9. Còn thừa lại ta bù cho các hộ ở gần
Bảng tính khoảng cách từ nguồn đến các tải phụ:

L (Km)

Phụ tải 1
44,72

Phụ tải 2
67,08

Phụ tải 3
85,44

Công thức tính Qbi:



Qbi = Pi (tg 1 - tg 2) = Qi - Pi tg 2

1,
2: Các pha trớc và sau khi bù


Cos 2 = 0,9
tg 2=0,484
Sinh viờn : Hong Vn Thnh

Page 7

Phụ tải 4
50,99

Phụ tải 5
41,23

Phụ tải 6
67,08


ỏn : Thit k mng li in
Phụ tải 3 : Qb3 = Q3 -P3 tg

GVHD : Nguyn Duy Bỡnh

3

=36,29-54.0,484 =10,154(MVAR)

Phụ tải 2 : Qb2 = Q2 -P2 tg 2 =34,94-52.0,484 =9,77(MVAR)

Phụ tải 6: Qb6= Q6 -P6 tg 5 =34,94-52.0,484 =9,77 (MVAR)
Phụ tải 4: Qb4 = Qb -( Qb2 + Qb3 +Qb6)
=38,7-(10,154+9,77+9,77)
=9,006 (MVAR)

Đối với phụ tải 4 : Qb4 =Q4 -P4 tg 2
Q4 Qb 4 36,96 9,006
P4

55
Nên tg 2 =
=
=0,508

Do đó Cos



1
1 + tg 2 2

1
1 + 0,5082

=

Vậy phụ tải 4 có cos =0,891

Phụ tải 1
Phụ tải 2
Phụ tải 3
Phụ tải 4
Phụ tải 5
Phụ tải 6

=

2

P

Trớc khi bù
Q

50
52
54
55
54
52

33.60
34.94
36.29
36.96
36.29
34.94

= 0,891



P

Sau khi bù
Qb

Cos
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83

50
52
54
55
54

52

0
9,77
10,154
9,006
0
9,77


Cos
0,85
0,9
0,9
0,891
0,85
0,9

1.4 Kt lun
Qua vic phõn tớch s b c im ca ngun v ph ti nh trờn ta ó cú c
cỏi nhỡn tng quan v mng in thit k vi s liu v ngun v ph ti xỏc nh.
T õy ta s tin hnh xut phng ỏn ni dõy v tớnh toỏn cỏc ch tiờu k thut
Trong chng II ta s tin hnh xut cỏc phng ỏn ni dõy v tớnh toỏn cỏc ch
tiờu k thut ca cỏc phng ỏn ni dõy.

Sinh viờn : Hong Vn Thnh

Page 8

Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ TÍNH TOÁN CHỈ
TIÊU KỸ THUẬT

-

2.1 Mở đầu
Mục đích của tính toán thiết kế là nhằm tìm ra phương án phù hợp và đảm bảo
những yêu cầu quan trọng nhất như cung cấp điện kinh tế với chất lượng và độ tin
cậy cao.Muốn làm được điều đó thì vấn đề đầu tiên cần phải giải quyết là lựa chọn
sơ đồ cung cấp điện. Trong đó có những công việc phải tiến hành đồng thời như lựa
chọn điện áp định mức, tiết diện dây dẫn, tính tổn thất điện áp.
Trong quá trình thành lập các phương án nối điện cần phải chú ý tới các nguyên
tắc như:
Mạng điện phải đảm bảo tính an toàn, cung cấp điện với độ tin cậy cao.
Đảm bảo chất lượng điện năng như tần số, điện áp,…
Chỉ tiêu kinh tế cao, vốn đầu tư nhỏ, tổn thất nhỏ, chi phí vận hành nhỏ.
Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, vận hành đơn giản, linh hoạt, có khả năng
phát triển và thuận lợi cho thi công.
Đảm bào kinh tế.
2.2 Đề xuất các phương án nối dây.
Khi dự kiến các phương án nối dây phải dựa trên các ưu khuyết điểm của một số
sơ đồ mạng điện cũng như phạm vị sử dụng của chúng:
Sơ đồ hình tia có ưu điển đơn giản về sơ đồ nối dây, bố trí các thiết bị đơn giản.
Các phụ tải không liên quan đến nhau, khi sự cố trên một đường dây, không gây ảnh
hưởng tới các đường dây khác. Dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ, vận hành. Tổn
thất nhỏ hơn so với sơ đồ nối liên thông.Tuy nhiên, sơ đồ hình tia có nhược điểm :

Vốn đầu tư cao, khảo sát, thiết kế, thi công mất nhiều thời gian, nhiều hành lang
tuyến, nhiều thiết bị đi kèm, lãng phí khả năng tải.
Sơ đồ liên thông có ưu điểm :việc thiết kế, khảo sát giảm nhiều chi phí hơn so
với sơ đồ hình tia. Việc lắp đặt thiết bị và dây dẫn cũng giảm nhiều chi phí hơn. Tuy
nhiên, loại sơ đồ này có nhược điểm: cần có thêm trạm trung gian, thiết bị bố trí đòi
hỏi phải bảo vệ bằng rơ le. Thiết bị cắt tự động khi gặp sự cố cũng phức tạp hơn. Độ
tin cậy khi cung cấp điện thấp hơn so với sơ đồ hình tia.

Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 9


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

Sơ đồ mạng kín có ưu điểm: độ tin cậy khi cung cấp điện cao, khả năng vận hành
lưới linh hoạt, tổn thất ở chế độ bình thường thấp. Nhưng với loại sơ đồ này, có
nhược điểm: tổn thất trong trường hợp có sự cố là rất lớn, nhất là đối với phụ tải ở
xa nguồn có chiều dài dây lớn. Việc bố trí rơ le và thiết bị tự động cắt cũng khó
khăn, phức tạp.
Dự kiến các phương án:
a) Phương án 1:

2
3

1
NÐ

5
6
4
b) Phương án 2:

2
3

1
NÐ

5
6
4
Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 10


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

c) Phương án 3

2
3

1

NÐ

5
6
4
d) Phương án 4

2
3

1
NÐ

5
6
4

Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 11


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

e) Phương án 5

2
3

1
NÐ

5
6
4
2.3 Lựa chọn điện áp định mức, tiết diện dây dẫn, tính tổn thất điện áp các
phương án.

a) Phương án 1:

2
3

1
NÐ

5
6
4
B¶ng tÝnh kho¶ng c¸ch tõ nguån ®Õn c¸c t¶i phô:
Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 12


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

L (Km)

Phô t¶i 1
44,72

Phô t¶i 2
67,08

GVHD : Nguyễn Duy Bình
Phô t¶i 3
85,44

Phô t¶i 4
50,99

Phô t¶i 5
41,23

Phô t¶i 6
67,08

* Tính phân bố công suất
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ- 1:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ- 2:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 3:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 4:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 5:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 6:

-

-

* Tính điện áp định mức trên đường dây
Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ
thuật, cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện.Điện áp định mức của mạng
điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố:công suất của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải
với nhau và khoảng cách từ các phụ tải đến nguồn.
Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất
trên mỗi đường dây trong mạng điện và theo chiều dài từ nguồn tới phụ tải.
Không xét đến tổn thất điện áp trên lưới điện. Khi đó điện áp vận hành trên từng
đường dây có thể được tính với công thức tính toán sau:
(kV)

•
•

Trong đó:
U i - điện áp tính toán của đường dây thứ i, kV

li - chiều dài đường dây thứ i, km
Pi - công suất tác dụng trên đường dây truyền tải thứ i, MW
- Áp dụng công thức, ta có điện áp định mức tính trên đường dây HT-1 :
- Tính điện áp trên các đường dây còn lại, ta tiến hành tương tự như trên, kết quả tính toán
được ghi lại trong bảng sau:

Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 13

Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

Bảng 2.1: Tính điện áp định mức phương án 1
Đường
Smax(MW)
Pmax(W)
Li(km)
Ui(kV) Udm(kV)
dây
50+33.6i
NĐ-1
50
44.72
126.14
110
52+34.944i
NĐ-2
52
67.08
130.13
110
54+36.288i
NĐ-3
54
85.44
133.73
110
55+36.96i

NĐ-4
55
50.99
132.42
110
54+36.288i
NĐ-5
54
41.23
130.58
110
52+34.944i
NĐ-6
52
67.08
130.13
110
 Kết luận : Qua tính toán ta thấy mạng điện thiết kế dùng cấp điện áp 110kV để
truyền tải là hợp lí.
* Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Chọn dây dẫn cho đường dây từ NĐ đến phụ tải 1:
Ta có: SNĐ-1= 50+33.6i (MVA) nên suy ra dòng điện cực đại chạy trên đường dây NĐ-1 là :


Chọn Jkt = 1,1
Tiết diện của dây dẫn là:
Dựa theo tiết diện tiêu chuẩn, ta chọn dây dẫn AC – 120.
* Kiểm tra tiết diện dây dẫn :
Với dây AC-120 ta có: ro= 0,27Ω/km, xo= 0,423 Ω/km và Icp= 380A

o

Thoả mãn điều kiện vầng quang.

oKiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn: Đường dây hai mạch sự cố nặng nề nhất xảy ra là khi

đứt một mạch, khi đó:
Isc = 2× INĐ-1 max = 2× 158,09= 316,18(A)
Dây dẫn AC –120 đặt ngoài trời có
Icp = 380 (A), với k1 = 0,88; k2 = 1, do đó k1× k2× Icp= 0,88 × 380 = 334,4 (A).
Ta thấy: Isc < k1× k2× Icp
→ dây dẫn đã chọn đạt yêu cầu.
Tính toán tự tương cho các đường dây còn lại ta được kết quả ghi trong bảng sau:

Bảng 2. 2: kiểm tra tiết diện dây dẫn phương án 1
Pmax

Qmax

Smax

MV

MVA
r

MVA

50

33.6

ĐD
NĐ1

60.241

Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Uđm

Imax

n

kV

A

2

110

158.09

Jkt

Fn

Dây

dẫn

Icp

r0

x0

Isc

k1.k2.ic

0.27

0.423

316.182

334.4

A
1.1

Page 14

143.719

AC120

380

Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện
NĐ2

52

34.94

NĐ3

54

36.29

NĐ4

55

36.96

NĐ5

54

36.29

NĐ6

52

34.94

62.651
65.060
66.265
65.060
62.651

GVHD : Nguyễn Duy Bình

2

110

164.41

1.1

149.463

AC120

380

0.27

0.423

328.818

334.4

2

110

170.74

1.1

155.22

AC150

445

0.21

0.416

341.483

391.6

2

110

173.90

1.1

158.091

AC150

445

0.21

0.416

347.801

391.6

2

110

170.74

1.1

155.22

AC150

445

0.21

0.416

341.483

391.6

2

110

164.41

1.1

149.463

AC120

380

0.27

0.423

328.818

334.4

Các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng và đảm bảo khả năng phát sinh vầng
quang.
* Tính tổn thất điện áp
Tổn thất điện áp:

∆U % =

P.R + Q. X
100 ( % )
U 2 dm

Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-1:
Với dây AC-120 ta có: ro= 0,27 Ω/km, xo= 0,423 Ω/km, n= 2 và lNĐ-1= 44,72 km nên ta có:

Vậy tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường với phụ tải max trên đoạn NĐ-1 là:

Tổn thất điện áp khi xảy ra sự cố: ∆USC = 2× = 2 × 5,12% = 10,24%
Tổn thất công suất tác dụng

P 2 + Q2
∆P =
× R ( MW )
2
U dm
Tổn thất công suất trên đoạn ND-1 là:
Tính toán tương tự ta có thông số của các đường dây như sau:

Bảng 2.3 Tính tổn thất điện áp phương án 1
ĐD

Loạ
i

Pma
x

Qmax

Sinh viên : Hoàng Văn Thành

R0

X0

Page 15

L

R

X

∆Ubt% ∆Usc%

∆P


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

dây

NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6

AC120
AC120
AC150
AC150
AC150
AC120

MV

MVA
r

n

(Ω/km
)

(Ω/km
)

50

33.6

2

0.27

0.423

52

34.94

2

0.27

0.423

54

36.29

2

0.21

0.416

55

36.96

2

0.21

0.416

54

36.29

2

0.21

0.416

52

34.94

2

0.27

0.423

(km)

(Ω)

44.7
2
67.0
8
85.4
4
50.9
9
41.2
3
67.0
8

6.0
4
9.0
6
8.9
7
5.3
5
4.3
3
9.0
6

(Ω)
9.46

5.12

10.24

1.81

7.99

15.98

2.94

9.33

18.67

3.14

5.67

11.35

1.94

8.58

4.50

9.01

1.51

14.1
9

7.99

15.98

2.94

14.1
9
17.7
7
10.6
1

∆Umaxbt%
∆Umaxsc%
Σ∆P,MW

9.33
18.67
14.28
Nhận xét: Từ bảng trên, ta thấy:

∆Umax bt % = 9,33% < ∆UBT – CP = 15%
∆Umax sc% = 18,67% < ∆USC – CP = 20%
Kết luận: Phương án 1 đạt yêu cầu về kĩ thuật

b) Phương án 2:

2
3

1
NÐ

5
6
4

Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 16


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

* Tính phân bố công suất
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ- 1:
Dòng công suất chạy trên đoạn 2-3:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 3:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 4:

Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 5:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 6:
* Tính điện áp định mức trên đường dây
Áp dụng công thức
(kV)

đã được đưa ra ở phương án 1,
- Tính điện áp trên các đường dây còn lại, ta tiến hành tương tự như trên, kết quả tính toán
được ghi lại trong bảng sau:

Bảng 2.4 Tính điện áp định mức phương án 2
Đường
dây
NĐ-1
3-2
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6

Smax(MW)
50+33.6i
52+34.944i
106+71.23
2i
55+36.96i
54+36.288i
52+34.944i

Pmax(W

)
50
52

Li(km)

Ui(kV)

44.72
58.31

126.14
129.50

Udm(kV
)
110
110

106

85.44

183.18

110

55
54
52

50.99
41.23
67.08

132.42
130.58
130.13

110
110
110

* Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Chọn dây dẫn cho đường dây từ 3 đến phụ tải 2:
Ta có: S3-2= 52+34.944i (MVA) nên suy ra dòng điện cực đại chạy trên đường dây 3-2 là :


Chọn Jkt = 1,1
Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 17


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

Tiết diện của dây dẫn là:
Dựa theo tiết diện tiêu chuẩn, ta chọn dây dẫn AC – 150

* Kiểm tra tiết diện dây dẫn :
Với dây AC-120 ta có: ro= 0,21Ω/km, xo= 0,416 Ω/km và Icp= 445A

o

Thoả mãn điều kiện vầng quang.

oKiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn: Đường dây hai mạch sự cố nặng nề nhất xảy ra là khi

đứt một mạch, khi đó:
Isc = 2× I3-2max = 2× 149,45= 298,9(A)
Dây dẫn AC –120 đặt ngoài trời có
Icp = 445 (A), với k1 = 0,88; k2 = 1, do đó k1× k2× Icp= 0,88 × 445 = 391,6A.
Ta thấy: Isc < k1× k2× Icp
→ dây dẫn đã chọn đạt yêu cầu.
Tính toán tự tương cho các đường dây còn lại ta được kết quả ghi trong bảng sau:

Bảng 2.5 Kiểm tra tiết diện dây dẫn phương án 2
Sma
x
MVA n

Pmax

Qmax

MV

MVAr

NĐ
1

50

33.6

60.24

2

3-2

52

34.94

62.65

2

106

71.23

127.7

2

55

36.96

66.26

2

54

36.29

65.06

2

52

34.94

62.65

2

ĐD

NĐ
3
NĐ
4
NĐ

5
NĐ
6

U

Imax

kV
11
0
11
0
11
0
11
0
11
0
11
0

A
158.
1
164.
4
335.
2
173.

9
170.
7
164.
4

Jkt

Fn

1.1

143.7

1.1

149.5

1.1

304.7

1.1

158.1

1.1

155.2

1.1

149.5

Dây
dẫn
AC120
AC120
ACO
-300
AC150
AC150
AC120

Icp
A
38
0
38
0
69
0
44
5
44
5
38
0

r0

x0

Isc

k1.k2.icp

0.27

0.423

316.18

334.4

0.27

0.423

328.82

334.4

0.108

0.402

603.3

607.2

0.21

0.416

347.8

391.6

0.21

0.416

341.48

391.6

0.27

0.423

328.82

334.4

Các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng và đảm bảo khả năng phát sinh vầng
quang.
* Tính tổn thất điện áp
Tổn thất điện áp:
Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 18


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện
∆U % =

GVHD : Nguyễn Duy Bình

P.R + Q. X
100 ( % )
U 2 dm

Tính tổn thất điện áp trên đường dây 3-2:
Với dây AC-120 ta có: ro= 0,27Ω/km, xo= 0,423 Ω/km, n= 2 và l3-2= 58,31 km nên ta có:

Vậy tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường với phụ tải max trên đoạn 3-2 là:

Tổn thất điện áp khi xảy ra sự cố: ∆USC = 2× = 2 × 6,95% = 13,9%
Tổn thất công suất tác dụng

P 2 + Q2
× R ( MW )
2
U dm

∆P =
Tổn thất công suất trên đoạn 3-2 là:

Tính toán tương tự ta có thông số của các đường dây như sau:

Bảng 2.6: Tính tổn thất điện áp phương án 2
Loại
dây

ĐD

NĐ-1
23
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6

AC120
AC120
AC0300
AC150
AC150
AC120

Pma
x

Qmax

MV

MVAr n

R0

X0

L

R

X

(Ω/km
)

(Ω/km
)

(km)

(Ω)

(Ω)

∆Ubt%

∆Usc%

∆P

50

33.6

2

0.27

0.423

44.72

6.04

9.46

5.12

10.24

1.81

52

34.94

2

0.27

0.423

58.31

7.87

12.33

6.94

13.89

2.55

106

71.232

2

0.108

0.402

75.4
4

3.24

12.44

9.31

18.63

4.37

55

36.96

2

0.21

0.416

50.99

5.35

10.61

5.67

11.35

1.94

54

36.29

2

0.21

0.416

41.23

4.33

8.58

4.50

9.01

1.51

52

34.94

2

0.27

0.423

67.08

9.06

14.19

7.99

15.98

2.94

∆Umaxbt%

9.31

∆Umaxsc%

18.63

Σ∆P,M
W

Sinh viên : Hoàng Văn Thành

15.13
Page 19


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

Nhận xét: Từ bảng trên, ta thấy:
∆Umax bt % = 9.31% < ∆UBT – CP = 15%
∆Umax sc% = 18.63% < ∆USC – CP = 20%
Kết luận: Phương án 2 đạt yêu cầu về kĩ thuật

a) Phương án 3

2
3

1
NÐ

5
6
4
* Tính phân bố công suất
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ- 1:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 2:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 3:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 4:

Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 20


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

Dòng công suất chạy trên đoạn 4- 5:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 6:
* Tính điện áp định mức trên đường dây
Áp dụng công thức
(kV)

đã được đưa ra ở phương án 1,
- Tính điện áp trên các đường dây còn lại, ta tiến hành tương tự như trên, kết quả tính toán
được ghi lại trong bảng sau:

Bảng 2.7: Tính điện áp định mức phương án 3
Đường
dây
NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4
45
NĐ-6

Smax(MW)

Pmax(W)

Li(km)

Ui(kV)

Udm(kV)

50+33.6i
52+34.944i
54+36.288i
109+73.248i
54+36.288i
52+34.944i

50
52
54
109
54
52

44.72
67.08
85.44
50.99
50.00
67.08

128.75
132.83
136.50
187.69
133.93
132.83

110
110
110
110
110
110

* Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Chọn dây dẫn cho đường dây từ NĐ đến phụ tải 1:
Ta có: SNĐ-1= 50+33.6i (MVA) nên suy ra dòng điện cực đại chạy trên đường dây NĐ-1 là :


Chọn Jkt = 1,1
Tiết diện của dây dẫn là:
Dựa theo tiết diện tiêu chuẩn, ta chọn dây dẫn AC – 120.
* Kiểm tra tiết diện dây dẫn :
Với dây AC-120 ta có: ro= 0,27Ω/km, xo= 0,423 Ω/km và Icp= 380A

o

Thoả mãn điều kiện vầng quang.

oKiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn: Đường dây hai mạch sự cố nặng nề nhất xảy ra là khi

đứt một mạch, khi đó:
Isc = 2× INĐ-1 max = 2× 158,09= 316,18(A)
Dây dẫn AC –120 đặt ngoài trời có
Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 21


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

Icp = 380 (A), với k1 = 0,88; k2 = 1, do đó k1× k2× Icp= 0,88 × 380 = 334,4 (A).
Ta thấy: Isc < k1× k2× Icp
→ dây dẫn đã chọn đạt yêu cầu.
Tính toán tự tương cho các đường dây còn lại ta được kết quả ghi trong bảng sau:

Bảng 2.8: Kiểm tra tiết diện dây dẫn phương án 3
ĐD
NĐ
-1
NĐ
-2
NĐ
-3
NĐ
-4

Pmax

Qmax

Smax

Uđ

m

MV

MVAr

MVA

n kV

A

33.6

60.24

2 110

158.1

1.1

143.7

34.944

62.65

2 110

164.4

1.1

149.5

36.288

65.06

2 110

170.7

1.1

155.2

73.248

131.3

2 110

298.2

1.1

271.1

36.288

65.06

2 110

170.7

1.1

155.2

34.944

62.65

2 110

164.4

1.1

149.5

50
52
54
109

45

54

NĐ
-6

52

Imax

Jkt

Fn

Dây
dẫn

Icp

r0

x0

Isc

k1.k2.icp

380

0.27

0.423

316.2

334.4

380

0.27

0.423

328.8

334.4

445

0.27

0.416

341.5

391.6

690

0.10

8

0.402

596.5

607.2

445

0.21

0.416

341.5

391.6

380

0.27

0.423

328.8

334.4

A
AC120

AC120
AC150
AC0300
AC150
AC120

Các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng và đảm bảo khả năng phát sinh vầng
quang.
* Tính tổn thất điện áp
Tổn thất điện áp:

∆U % =

P.R + Q. X
100 ( % )
U 2 dm

Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-1:
Với dây AC-120 ta có: ro= 0,27 Ω/km, xo= 0,423 Ω/km, n= 2 và lNĐ-1= 44,72 km nên ta có:

Vậy tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường với phụ tải max trên đoạn NĐ-1 là:

Tổn thất điện áp khi xảy ra sự cố: ∆USC = 2× = 2 × 8,65% = 10,24%
Tổn thất công suất tác dụng
Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 22


Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

P2 + Q2
∆P =
× R ( MW )
2
U dm
Tổn thất công suất trên đoạn ND-1 là:
Tính toán tương tự ta có thông số của các đường dây như sau:

Bảng 2.9: Tính tổn thất điện áp phương án 3
ĐD

Loại
dây

Pma
x
MV

NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4
45
NĐ-6

AC120
AC120

AC150
AC0300
AC150
AC120

50
52
54
109
54
52

Qmax
MVA
r
33.6
34.944
36.288
73.248
36.288
34.944

R0

X0

L

R

X

n

(Ω/km
)

(Ω/km
)

(km)

(Ω)

(Ω)

2

0.27

0.423

6.04

9.46

2

0.27

0.423

2

0.27

0.416

2

0.108

0.402

2

0.21

0.416

2

0.27

0.423

44.7
2
67.0
8

85.4
4
50.9
9
50.0
0
67.0
8

9.06
11.5
3
2.75
5.25
9.06

∆Umaxbt%

14.1
9
17.7
7
10.2
5
10.4
0
14.1
9

∆Ubt%

∆Usc%

∆P

5.12

10.24

1.81

7.99

15.98

2.94

9.6

19.21

4.03

8.68

17.37

3.92

5.46

10.92

1.84

7.99

15.98

2.94

9.60

∆Umaxsc%
Σ∆P,M
W

19.21
17.48

Nhận xét: Từ bảng trên, ta thấy:
∆Umax bt % = 9.6% < ∆UBT – CP = 15%
∆Umax sc% = 19.21% < ∆USC – CP = 20%
Kết luận: Phương án 3 đạt yêu cầu về kĩ thuật

d) Phương án 4:

Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 23

Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

2
3

1
NÐ

5
6
4
* Tính phân bố công suất
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ- 1:
Dòng công suất chạy trên đoạn 2-3:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 3:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 4:
Dòng công suất chạy trên đoạn 4- 5:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ - 6:
* Tính điện áp định mức trên đường dây
Áp dụng công thức
(kV)

đã được đưa ra ở phương án 1
Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 24

Đồ án : Thiết kế mạng lưới điện

GVHD : Nguyễn Duy Bình

- Tính điện áp trên các đường dây còn lại, ta tiến hành tương tự như trên, kết quả tính toán
được ghi lại trong bảng sau:

Bảng 2.10: Tính điện áp định mức phương án 4
Đường
dây
NĐ-1
23
NĐ-3
NĐ-4
45
NĐ-6

Smax(MW)
50+33.6i
52+34.944i
106+71.23
2i
109+73.24
8i
54+36.288i
52+34.944i

Pmax(W

)
50
52

Li(km)

Ui(kV)

44.72
58.31

128.75
132.18

Udm(kV
)
110
110

106

85.44

186.98

220

109

50.99

187.69

220

54
52

50.00
67.08

133.93
132.83

110
110

* Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Chọn dây dẫn cho đường dây từ NĐ đến phụ tải 1:
Ta có: SNĐ-1= 50+33.6i (MVA) nên suy ra dòng điện cực đại chạy trên đường dây NĐ-1 là :


Chọn Jkt = 1,1
Tiết diện của dây dẫn là:
Dựa theo tiết diện tiêu chuẩn, ta chọn dây dẫn AC – 120.
* Kiểm tra tiết diện dây dẫn :
Với dây AC-120 ta có: ro= 0,27Ω/km, xo= 0,423 Ω/km và Icp= 380A

o

Thoả mãn điều kiện vầng quang.

oKiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn: Đường dây hai mạch sự cố nặng nề nhất xảy ra là khi

đứt một mạch, khi đó:
Isc = 2× INĐ-1 max = 2× 158,09= 316,18(A)
Dây dẫn AC –120 đặt ngoài trời có
Icp = 380 (A), với k1 = 0,88; k2 = 1, do đó k1× k2× Icp= 0,88 × 380 = 334,4 (A).
Ta thấy: Isc < k1× k2× Icp
→ dây dẫn đã chọn đạt yêu cầu.
Tính toán tự tương cho các đường dây còn lại ta được kết quả ghi trong bảng sau:

Bảng 2.11: Kiểm tra tiết diện dây dẫn phương án 4
Sinh viên : Hoàng Văn Thành

Page 25