Đồ án lưới điện Phân Tích Nguồn Phụ Tải Cân Bằng Công Suất

Trường Đại Học Điện Lực

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ,đời sống nhân dân
được nâng cao nhanh chóng. Nhu cầu về điện trong tất cả các lĩnh vực tăng
cường không ngừng. Một lực lượng đông đảo cán bộ kỹ thuật trong và ngoài
ngành điện đang thiết kế, lắp đặt các công trình điện.
Hiện nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân
được nâng cao phát triển của ngành điện sẽ thúc đẩy nền kinh tế nước ta phát
triển.
Bên cạnh việc xây dụng các nhà máy điện thì việc truyền tải và sử dụng tiết
kiệm, hợp lý, đạt hiệu quả cao cũng hết sức quan trọng. Nó góp phần vào sự
phát triển của ngành điện và làm cho kinh tế nước ta phát triển.
Trong phạm vi của đồ án này trình bày về thiết kế môn học lưới điện.
Đồ án gồm 8 chương :
Chương 1 : Phân tích nguồn và phụ tải
Chương 2 : Cân bằng công suất và dự kiến phương án nối dây
Chương 3 : Tính toán kinh tế các phương án
Chương 4 : Tính toán chi tiêu kinh tế so sánh các phương án
Chương 5 : Chọn máy biến áp và sơ đồ nối điện chính
Chương 6 : Tính toán chính xác các chế độ
Chương 7 : Tính toán điện áp các nút và điều chỉnh điện áp
Chương 8 : Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của phương án

1
1
1
1
1
1
1

1
1

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
Để thực hiện các nội dung nói trên đồ án cần sử lý các số liệu tính toán thiết kế
và lựa chọn các chỉ tiêu, đặc tính kỹ thuật, vạch các phương án và lựa chọn
phương án tối ưu nhất.
Do kiến thức cần hạn chế nên đồ án này của em không tránh khỏi những thiếu
sót, em rất mong các thầy cô trong bộ môn góp ý để bản đồ án của em được
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo ThS NGUYỄN
ĐỨC THUẬN và các thầy cô giáo trong khoa HỆ THỐNG ĐIỆN đã giúp em
hoàn thành đồ án môn học này.
Hà Nội,tháng 05 năm 2015
Sinh viên
Nguyễn Hải Mạnh

2
2
2
2
2
2
2
2

2

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
MỤC LỤC

3
3
3
3
3
3
3
3
3

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực

CHƯƠNG 1
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

Phân tích nguồn điện
- Nguồn điện là hệ thống công suất vô cùng lớn, có hệ số công suất là 0,85.
Phân tích phụ tải điện
- Có 7 phụ tải
+ loại 1 gồm 1,3,4,5,6,7
+ loại 1 gồm 2

1.1
1.2

-Tổng công suất phụ tải :P = 208 MW
-Thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax= 5000
-Tổng công suất phụ tải cực tiểu : Pmin = 145,6MW
-Điện áp định mức thứ cấp phía hạ áp (Uđm= 22 KV)
-Những phụ tải nào có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường: 1,2,3,6,7
-Những phụ tải nào có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường: 4,5
PT

Pmax

Cos

Qmax

Pmin

Qmin

max

min

1

20

0,9

9.7

14

6.8

20+9.7i

14+6.8i

2

27

0,88

14.6

18.9

10.2

27+14.6i

18.9+10.2i

3

30

0,9

14.5

21

10.2

30+14.5i

21+10.2i

4

29

0,9

14.0

20.3

9.8

29+14i

20.3+9.8i

5

32

0,88

17.2

22.4

12.1

32+17.2i

22.4+12.1i

6

34

0,9

16.5

23.8

11.5

34+16.5i

23.8+11.5i

7

36

0,9

17.4

25.2

12.2

36+17.4i

25.2+12.2i

4

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh

Trường Đại Học Điện Lực
1.3 Sơ đồ địa lý
2
1

3
N

4

6

5

7

5

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực

CHƯƠNG 2:
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ DỰ KIẾN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
2.1:Cân Bằng Công Suất Tác Dụng
Pnguồn = Pyêu cầu

Pyêu cầu = m∑Pmax + ∑Pmđ +Pdự trữ
-

Trong đó: + m :là hệ số đồng thời m=1
+ ∑Pmđ :là tổng tổn thất công suất trong mạch điện

2.2 :Cân Bằng Công Suất Phản Kháng
Qyêu cầu = m∑Qmax + ∑QL - ∑QC + Qba +Qdự trữ
-

Trong đó: + ∑QL: Tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây.
+ ∑QC: Tổng CSPK do điện dung của dây dẫn sinh ra.
+ ∑Qba: Tổng tổn thất CSPK ở trong các MBA khi tính toán sơ
bộ lấy =15∑Qmax
Qnguồn = Pnguồn.tg
So Sánh: Qnguồn Qyêu cầu
Nếu: Qnguồn Qyêu cầu thì không phải bù công suất phản kháng.
Qnguồn Qyêu cầu thì phải bù công suất phản kháng

2.3: Dự Kiến Phương Án Nối Dây
- Nếu là phụ tải loại I ta dùng dây kép
- Nêu là phụ tải loại III ta dùng dây đơn

6

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh

Trường Đại Học Điện Lực
2.3.1: Phương Án 1 Hình Tia
2
1

3
N

4

6

5

7

2.3.2: Phương Án 2 Liên Thông
2
1

3
N

4

6

5

7

7

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
2.3.3:Phương Án 3 Lưới Kín
2
1

3
N

4

6

5

7

8

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh

Trường Đại Học Điện Lực

CHƯƠNG 3:
TÍNH TOÁN KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN
3.1: Xét Phương Án 1
3.1.1: Phân Bố Công Suất
N1

= 1 = P1 + iQ1 = 20+9.7i

N2

= 2 = P2 + iQ2 = 27+14.6i

N3

= 3 = P3 + iQ3 = 30+14.5i

N4

= 4 = P4 + iQ4 = 29+14i

N5

= 5 = P5 + iQ5 = 32+17.2i

N6

= 6 = P6 + iQ6 = 34+16.5i

N7

=

7

= P7 + iQ7 = 36+17.4i

3.1.2: Lựa Chọn Điện Áp Định Mức
Ta sử dụng công thức Utt để tính điện áp tối ưu về kinh tế của lưới điện:
U = 4,34

L + 16P

(kV)

Trong đó:
U: điện áp vận hành (kV)
L: Chiều dài đường dây (km)
P: Công suất tác dụng truyền tải trên đường dây (MW)

9

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực

Áp dụng công thức trên ta có bảng tính toán:
Đường Dây

Pi

Li

Utt

Uđm

N-1

20

36.06

81.9

110

N-2

27

64.03

96.7

110

N-3

30

44.72

99.4

110

N-4

29

30.00

96.5

110

N-5

32

44.72

102.4

110

N-6

34

28.28

103.8

110

N-7

36

40.00

107.7

110

Bảng kết quả tính toán cho ta thấy tất cả các giá trị điện áp tính được đều nằm
trong khoảng (80 ÷ 150) kV
3.1.3: Chọn Tiết Diện Dây Dẫn
Trong bài toán quy hoạch thiết kế lưới điện, chọn dây dẫn là bài toán cơ bản
nhất. Chọn dây dẫn bao gồm chọn chọn loại dây dẫn và tiết diện dây dẫn.
Hiện nay các dây hợp kim nhôm không có lõi thép bắt đầu được sử dụng
rộng rãi. Các dây hợp kim nhôm có độ bền cơ rất tốt và lớn hơn nhiều so với độ
bền cơ của dây nhôm. Các dây hợp kim nhôm nhẹ hơn dây nhôm lõi thép, do đó
cho phép giảm giá thành cột của đường dây. Điện trở dây hợp kim nhôm nhỏ

hơn so với dây nhôm lõi thép.
Ta sử dụng các loại dây dẫn trên không, dây, nhôm lõi thép (AC), đặt 2 lộ
trên cùng một cột thép, khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn pha là
Dtb = 5 m.
Tiết diện dây dẫn ảnh hưởng nhiều đến vốn đầu tư để xây dựng đường dây và
chi phí vận hành của đường dây, nhưng giảm tổn thất điện năng và chi phí về
tổn thất điện năng. Vì vậy ta cần phải chọn tiết diện dây dẫn làm sao cho hàm
chi phí tính toán nhỏ nhất. Ta sẽ sử dụng phương pháp mật độ dòng điện kinh tế
để tìm tiết diện dây dẫn:

10

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
Fkt =

I max
J kt

Trong đó
Fkt: tiết diện kinh tế của dây dẫn
Jkt: mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2. Jkt chọn chung cho toàn lưới
theo điều kiện Tmax và dây AC.( Với Tmax = 5000 h, dây AC ta có Jkt = 1 A/mm2)
Imax: dòng điện chạy trên đường dây cho chế độ cực đại, A.
Giá trị dòng điện này được xác định theo công thức sau:
P 2 max + Q 2 max

n 3 U dm

Imax =

× 103

(A)

Trong đó
n: số mạch đường dây(đường dây kép thì n = 2, đường dây đơn thì n = 1)
Uđm: điện áp định mức của lưới điện, kV
Pmax , Qmax: dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng cực đại chạy
trên đường dây, (MW, MVAr)
Sau khi tính tiết diện theo công thức ta tiến hành chọn tiết diện dây dẫn gần nhất
và kiểm tra các điều kiện về: phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố; độ
bền cơ của dây và kiểm tra điều kiện về sự tạo thành vầng quang và tổn thất điện
áp cho phép. Chọn dây dẫn có tiết diện nằm trong dãy tiêu chuẩn: 70 – 95 – 120
– 150 – 185 – 240
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về
vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố,
cần phải có điều kiện sau:
Isc≤ Icp
Isc= =2.Imax
11

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh

Trường Đại Học Điện Lực
Trong đó:
Isc – dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố.
Icp – dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

Đường
Dây

Smaxx

Ilvmax

Fkt

Ftc

Icp (A)

Isc (A)

Kết Luận

N-1

22.2

58.31

58.31

70

265

116.62

AC-70

N-2

30.7

160.99

160.99

150

445

321.98

AC-150

N-3

33.3

87.47

87.47

95

330

174.93

AC-95

N-4

32.2

84.55

84.55

95

330

169.10

AC-95

N-5

36.4

95.40

95.40

95

330

190.80

AC-95

N-6

37.8

99.13

99.13

95

330

198.26

AC-95

N-7

40.0

104.96

104.96

95

330

209.92

AC-95

Nhận xét: Từ các kết quả ta nhận thấy tiết diện chọn của các đường dây
thỏa mãn các điều kiện
+ điều kiện phát sinh vầng quang
+ điều kiện độ bền cơ
+ điều kiện phát nóng lúc sự cố
Thông số của đường dây
•

Điện trở của đường dây:
R=
Điện kháng của đường dây:
X=
Điện dẫn của đường dây:
B=n.B0.l
Trong Đó:

12

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
n. là số mạch đường dây
l. chiều dài đường dây (km)
r0,x0,b0. điện trở tác dụng,điện kháng ,điện dẫn của dây dẫn tra bảng sách
giáo khoa.với DTB=5

Đường
Dây
N-1

Loại
Dây
AC-70

N-2

n

Li

Roi

Xoi

2

36.06

0.46

0.44

AC-150

1

64.03

0.21

N-3

AC-95

2

44.72

N-4

AC-95

2

N-5

AC-95

N-6
N-7

Boi.

R

X

B

2.58

8.29

7.93

0.00019

0.416

2.74

13.45

26.64

0.00018

0.33

0.429

2.65

7.38

9.59

0.00024

30

0.33

0.429

2.65

4.95

6.44

0.00016

2

44.72

0.33

0.429

2.65

7.38

9.59

0.00024

AC-95

2

28.28

0.33

0.429

2.65

4.67

6.07

0.00015

AC-95

2

40

0.33

0.429

2.65

6.60

8.58

0.00021

3.1.4: Tính Tổn Thất Điện Áp
*tổn thất điện áp cho phép trong chế độ làm việc bình thường:
∆Ucp% khi làm việc bình thường = 15%
∆ Ucp% khi có sự cố =25%
*tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ làm việc bình thường:
∆ Ubt% = .100%
∆ Usc% = 2. ∆ Ubt%
Áp dụng cống thức trên ta có bảng tính toán ∆Ubt% ,∆Usc% cho các đường

dây:
Đường Dây

Pi

Qi

Ri

Xi

Ubt%

Usc%

13

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
N-1

20

9.7

8.29

7.93

2.01

4.01

N-2

27

14.6

13.45

26.64

6.20

12.41

N-3

30

14.5

7.38

9.59

2.98

5.96

N-4

29

14.0

4.95

6.44

1.93

3.87

N-5

32

17.2

7.38

9.59

3.32

6.64

N-6

34

16.5

4.67

6.07

2.14

4.27

N-7

36

17.4

6.60

8.58

3.20

6.40

Kết luận: ∆ Ubt max% <15%
∆ Usc max%<25%
3.2:Phương Án 2
3.2.1:Phân Bố Công Suất
-Xét đường dây N-4-5: N-4=4+5=(29+14i)+(32+17,2i) = 61 + 31,2i
= = 32+17,2i

4-5 5
N1

= 1 = P1 + iQ1 = 20+9.7i

N2

= 2 = P2 + iQ2 = 27+14.6i

N3

= 3 = P3 + iQ3 = 30+14.5i

N6

= 6 = P6 + iQ6 = 34+16.5i

N7

=

7

= P7 + iQ7 = 36+17.4i

3.2.2:Chọn Điện Áp Định Mức
-Điện áp tính toán của đường dây được tính toán theo:
Utt =4,34.
Trong đó:
L: là chiều dài đường dây (km)
P: là công suất tác dụng (MW)
Áp dụng công thức trên ta có bảng tính toán:
14

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
Đường Dây
N-1
N-2
N-3
N-4
4-5
N-6
N-7

Pi
20
27

30
61
32
34
36

Li
36.06
64.03
44.72
30
22.36
28.28
40

Utt
81.9
96.7
99.4
137.7
100.3
103.8
107.7

Uđm
110
110
110
110
110

110
110

Bảng kết quả tính toán cho ta thấy tất cả các giá trị điện áp tính được đều
nằm trong khoảng (80 ÷ 150) kV.
3.2.3:Chọn Tiêt Diện Cho Đường Dây
Trong bài toán quy hoạch thiết kế lưới điện, chọn dây dẫn là bài toán cơ bản
nhất. Chọn dây dẫn bao gồm chọn chọn loại dây dẫn và tiết diện dây dẫn.
Hiện nay các dây hợp kim nhôm không có lõi thép bắt đầu được sử dụng
rộng rãi. Các dây hợp kim nhôm có độ bền cơ rất tốt và lớn hơn nhiều so với độ
bền cơ của dây nhôm. Các dây hợp kim nhôm nhẹ hơn dây nhôm lõi thép, do đó
cho phép giảm giá thành cột của đường dây. Điện trở dây hợp kim nhôm nhỏ
hơn so với dây nhôm lõi thép.
Ta sử dụng các loại dây dẫn trên không, dây, nhôm lõi thép (AC), đặt 2 lộ
trên cùng một cột thép, khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn pha là
Dtb = 5 m.
Tiết diện dây dẫn ảnh hưởng nhiều đến vốn đầu tư để xây dựng đường dây và
chi phí vận hành của đường dây, nhưng giảm tổn thất điện năng và chi phí về
tổn thất điện năng. Vì vậy ta cần phải chọn tiết diện dây dẫn làm sao cho hàm
chi phí tính toán nhỏ nhất. Ta sẽ sử dụng phương pháp mật độ dòng điện kinh tế
để tìm tiết diện dây dẫn:
Fkt =

I max
J kt

Trong đó
Fkt: tiết diện kinh tế của dây dẫn
15

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
Jkt: mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2. Jkt chọn chung cho toàn lưới
theo điều kiện Tmax và dây AC.( Với Tmax = 5000 h, dây AC ta có Jkt = 1 A/mm2)
Imax: dòng điện chạy trên đường dây cho chế độ cực đại, A.
Giá trị dòng điện này được xác định theo công thức sau:
P 2 max + Q 2 max

Imax =

n 3 U dm

× 103

(A)

16

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
Trong đó
n: số mạch đường dây(đường dây kép thì n = 2, đường dây đơn thì n = 1)

Uđm: điện áp định mức của lưới điện, kV
Pmax , Qmax: dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng cực đại chạy
trên đường dây, (MW, MVAr)
Sau khi tính tiết diện theo công thức ta tiến hành chọn tiết diện dây dẫn gần nhất
và kiểm tra các điều kiện về: phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố; độ
bền cơ của dây và kiểm tra điều kiện về sự tạo thành vầng quang và tổn thất điện
áp cho phép. Chọn dây dẫn có tiết diện nằm trong dãy tiêu chuẩn: 70 – 95 – 120
– 150 – 185 – 240
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về
vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố,
cần phải có điều kiện sau:
Isc≤ Icp
Isc= =2.Imax
Trong đó:
Isc – dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố.
Icp – dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

Đường
Dây

Smax
(MVA)

Ilvmax

Fkt

Ftc

Icp

Isc

Kết luận

N-1

22.2

58.33

58.33

70

265

116.67

AC-70

N-2

30.7

161.10

161.10

150

445

322.21

AC-150

N-3

33.3

87.44

87.44

95

330

174.89

AC-95

N-4

68.5

179.81

179.81

185

510

359.62

AC-185

4-5

36.3

95.34

95.34

95

330

190.68

AC-95

17

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
N-6

37.8

99.18

99.18

95

330

198.36

AC-95

N-7

40.0

104.93

104.93

95

330

209.86

AC-95

*Nhận xét: Từ các kết quả ta nhận thấy tiết diện chọn của các đường dây thỏa
mãn các điều kiện
+ điều kiện phát sinh vầng quang
+ điều kiện độ bền cơ
+ điều kiện phát nóng lúc sự cố
C.Tính thông số đường dây
Điện trở của đường dây:
R=
Điện kháng của đường dây:
X=
Điện dẫn của đường dây:
B=n.B0.l
Trong Đó:
n. là số mạch đường dây
l. chiều dài đường dây (km)
r0,x0,b0. điện trở tác dụng,điện kháng ,điện dẫn của dây dẫn tra bảng sách
giáo khoa.với DTB=5
Boi.10

Đườn
g Dây

Loại
Dây

n

N-1

AC-95

2

36.06

0.46

0.44

N-2

AC-150

1

64.03

0.21

N-3

AC-95

2

44.72

N-4

AC-185

2

4-5

AC-70

N-6

AC-70

Li (km) Roi(Ω/km) Xoi(Ω/km)

-6

R

X

B

2.58

8.29

7.93

0.00019

0.416

2.74

13.45 26.64 0.00018

0.33

0.429

2.65

7.38

9.59

0.00024

30

0.17

0.409

2.82

2.55

6.14

0.00017

2

22.36

0.33

0.429

2.65

3.69

4.80

0.00012

2

28.28

0.33

0.429

2.65

4.67

6.07

0.00015

s/km

18

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
N-7

AC-95

2

40

0.33

0.429

2.65

6.60

8.58

0.00021

3.2.4: Tính Tổn Thất Điện Áp
*tổn thất điện áp cho phép trong chế độ làm việc bình thường:
∆Ucp% khi làm việc bình thường = 15%
∆ Ucp% khi có sự cố =25%
*tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ làm việc bình thường:
∆ Ubt% = .100%
∆ Usc% = 2. ∆ Ubt%
Áp dụng cống thức trên ta có bảng tính toán ∆Ubt% ,∆Usc% cho các đường
dây:
Đường Dây
N-1
N-2
N-3
N-4
4-5
N-6
N-7

Pi
20
27

30
61
32
34
36

Qi
9.7
14.6
14.5
31.2
17.2
16.5
17.4

Ri
8.29
13.45
7.38
2.55
3.69
4.67
6.60

Xi
7.93
26.64
9.59
6.14
4.80

6.07
8.58

∆Ubt%
2.01
6.21
2.98
2.87
1.66
2.14
3.20

∆ Usc%
4.01
12.43
5.96
5.73
3.31
4.28
6.39

∆ Ubt max% = max
∆ Usc max%= max
3.3.Phương án 3
3.3.1.Phân bố công suất.
* xét đường dây N-4-5-N: bỏ qua ∆U và giả thiết tất cả các đường dây cùng
một loại dây:
- SSN4 = =
= 32,78 + 17,59i
19

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực

- S̊N5=S̊4+ S̊5- SSN4 = (29+14i)+(32+17,2i)-( 32,78 + 17,59i) = 28,22 + 13,61i
- S̊45= SSN4-S̊4 = (32,78 + 17,59i)-( 29+14i) = 3,78+ 3,59i
N1

= 1 = P1 + iQ1 = 20+9.7i

N2

= 2 = P2 + iQ2 = 27+14.6i

N3

= 3 = P3 + iQ3 = 30+14.5i

N6

= 6 = P6 + iQ6 = 34+16.5i

N7

=

7

= P7 + iQ7 = 36+17.4i

3.3.2.Chọn Điện Áp Định Mức Cho Lưới.
-Điện áp tính toán của đường dây được tính toán theo:
Utt =4,34.
Trong đó:
L: là chiều dài đường dây (km)
P: là công suất tác dụng (MW)
Áp dụng công thức trên ta có bảng tính toán:
Đường Dây

Pi

Li

Utt

Uđm

N-1

20

36.06

81.9

110

N-2

27

64.03

96.7

110

N-3

30

44.72

99.4

110

N-4

32.78

30

102.2

110

4-5

3.78

22.36

39.5

110

N-5

28.22

44.72

96.7

110

N-6

34

28.28

103.8

110

N-7

36

40

107.7

110

Kết luận: Ta sẽ chọn cấp điện áp định mức của mạng điện la Udm= 110kV

20

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
3.3.3.Chọn Tiết Diện Cho Đường dây
Trong bài toán quy hoạch thiết kế lưới điện, chọn dây dẫn là bài toán cơ bản
nhất. Chọn dây dẫn bao gồm chọn chọn loại dây dẫn và tiết diện dây dẫn.
Hiện nay các dây hợp kim nhôm không có lõi thép bắt đầu được sử dụng
rộng rãi. Các dây hợp kim nhôm có độ bền cơ rất tốt và lớn hơn nhiều so với độ
bền cơ của dây nhôm. Các dây hợp kim nhôm nhẹ hơn dây nhôm lõi thép, do đó
cho phép giảm giá thành cột của đường dây. Điện trở dây hợp kim nhôm nhỏ
hơn so với dây nhôm lõi thép.
Ta sử dụng các loại dây dẫn trên không, dây, nhôm lõi thép (AC), đặt 2 lộ

trên cùng một cột thép, khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn pha là
Dtb = 5 m.
Tiết diện dây dẫn ảnh hưởng nhiều đến vốn đầu tư để xây dựng đường dây và
chi phí vận hành của đường dây, nhưng giảm tổn thất điện năng và chi phí về
tổn thất điện năng. Vì vậy ta cần phải chọn tiết diện dây dẫn làm sao cho hàm
chi phí tính toán nhỏ nhất. Ta sẽ sử dụng phương pháp mật độ dòng điện kinh tế
để tìm tiết diện dây dẫn:
Fkt =

I max
J kt

Trong đó
Fkt: tiết diện kinh tế của dây dẫn
Jkt: mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2. Jkt chọn chung cho toàn lưới
theo điều kiện Tmax và dây AC.( Với Tmax = 5400 h, dây AC ta có Jkt = 1 A/mm2)
Imax: dòng điện chạy trên đường dây cho chế độ cực đại, A.
Giá trị dòng điện này được xác định theo công thức sau:
P 2 max + Q 2 max

Imax =

n 3 U dm

× 103

(A)

Trong đó
n: số mạch đường dây(đường dây kép thì n = 2, đường dây đơn thì n = 1)

21

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
Uđm: điện áp định mức của lưới điện, kV
Pmax , Qmax: dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng cực đại chạy
trên đường dây, (MW, MVAr)
Sau khi tính tiết diện theo công thức ta tiến hành chọn tiết diện dây dẫn gần nhất
và kiểm tra các điều kiện về: phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố; độ
bền cơ của dây và kiểm tra điều kiện về sự tạo thành vầng quang và tổn thất điện
áp cho phép. Chọn dây dẫn có tiết diện nằm trong dãy tiêu chuẩn: 70 – 95 – 120
– 150 – 185 – 240
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về
vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố,
cần phải có điều kiện sau:
Isc≤ Icp
Isc= =2.Imax
Trong đó:
Isc – dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố.
Icp – dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

Đường
Dây
N-1
N-2

N-3
N-4
4-5

Smax

ILvmax

Fkt

Ftc

Icp

Isc

22.2
30.7
33.3
37.2
5.2

58.33
161.10
87.44
195.26
27.36

58.33
161.10

87.44
195.26
27.36

70
150
95
185
70

265
445
330
510
265

116.67
322.21
174.89
390.51
54.72

Kết
Luận
AC-70
AC-150
AC-95
AC-185
AC-70

22

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
N-5
N-6
N-7

31.3
37.8
40.0

164.44
99.18
104.93

164.44
99.18
104.93

150
95
95

445
330

330

328.89
198.36
209.86

AC-150
AC-95
AC-95

*Nhận xét: Từ các kết quả ta nhận thấy tiết diện chọn của các đường dây thỏa
mãn các điều kiện
+ điều kiện phát sinh vầng quang
+ điều kiện độ bền cơ
+ điều kiện phát nóng lúc sự cố
*Tính Thông số đường dây.
Điện trở của đường dây:
R=
Điện kháng của đường dây:
X=
Điện dẫn của đường dây:
B=n.B0.l
Trong Đó:
n. là số mạch đường dây
l. chiều dài đường dây (km)
r0,x0,b0. điện trở tác dụng,điện kháng ,điện dẫn của dây dẫn tra bảng sách
giáo khoa.với DTB=51
từ đó ta có bảng tính toán thông số các đường dây:
Đường
Dây

Loại
Dây

n

Li

R0i

X0i

B0i.

R

X

B

N-1

AC-70

2

36.06

0.46

0.44

2.58

8.29

7.93

0.00019

N-2

AC-150 1

64.03

0.21

0.416

2.74

13.45

26.64

0.00018

N-3

AC-95

44.72

0.33

0.429

2.65

7.38

9.59

0.00024

N-4

AC-185 1

30

0.17

0.409

2.82

5.10

12.27

0.00008

4-5

AC-70

1

22.36

0.46

0.44

2.58

10.29

9.84

0.00006

N-5

AC-150 1

44.72

0.21

0.416

2.74

9.39

18.60

0.00012

N-6

AC-95

28.28

0.33

0.429

2.65

4.67

6.07

0.00015

2

2

23

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
N-7

AC-95

2

40

0.33

0.429

2.65

6.60

8.58

0.00021

24

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
3.3.4.Tính Tổn Thất Điện Áp.
*tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ làm việc bình thường:
∆ Ubt% = .100%
∆ Usc% = 2. ∆ Ubt%
Áp dụng cống thức trên ta có bảng tính toán ∆Ubt% ,∆Usc% cho các đường
dây:
Đường
Dây
N-1

Pi

Qi

Ri

Xi

∆Ubt%

∆ Usc%

20

9.7

8.29

7.93

2.01

4.01

N-2

27

14.6

13.45

26.64

6.21

12.43

N-3

30

14.5

7.38

9.59

2.98

5.96

N-4

32.78

17.59

5.10

12.27

3.17

6.33

4-5

3.78

3.59

10.29

9.84

0.61

1.23

N-5

28.22

13.61

9.39

18.60

4.28

8.57

N-6

34

16.5

4.67

6.07

2.14

4.28

N-7

36

17.4

6.60

8.58

3.20

6.39

Kết luân: Từ kết quả trên ta nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất trong chế
độ vận hành bình thường là: ∆UN-1btmax = 6,21%
- thất điện áp trong chế độ sự cố từ N-4-5-N là:
∆UscN-4-5-N = ∆UscN-4 + ∆Usc4-5 = 7,56%
- thất điện áp trong chế độ sự cố từ N-4-5-N là:
=> ∆Usc N-4-5-N= ∆Usc N-5 + ∆U4-5 = 9,8%
=>∆Uscmax = 12,43%
Thoả mãn điều kiện ∆Ubtmax <=15% và ∆Uscmax <=25%.

25

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh