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

AAA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
++
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
---  ---

ĐỒ ÁN
MÔN: LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
Giáo viên hướng dẫn
: TH.S NGUYỄN ĐỨC
THUẬN
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA
Lớp
: D8 – H3

Năm học: 2015 – 2016


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

+ Thiết kế hệ thống cung cấp điện giúp chúng ta thiết kế, tính toán hệ thống
mạng lưới truyền tải điện, cung cấp và phân phối điện. Từ đó có phương án xây
dựng nắp đặt các mạng lưới sao cho tiết kiệm và hiệu quả nhất. Thiết kế hệ
thống cung cấp điện là một công việc quan trọng và rất khó khăn, một hệ thống
nhỏ cũng yêu cầu kiến thức từ rất nhiều chuyên ngành hẹp như Lý thuyết mạch,
Mạng điện.. Mạng lưới thiết kế dư thừa sẽ gây lãng phí về kinh tế và tổn hao
lớn. Thiết kế sai sẽ dẫn đến độ tin cậy dẫn điện thấp hư hỏng cháy nổ…
Sau thời gian học tập tìm hiểu kiến thức môn dưới sự hướng dẫn chỉ bảo nhiệt
tình của thầy Nguyễn Đức Thuận em đã hoàn thành Đồ án thiết kế lưới điện khu

vực
Trong đồ án môn học này em trình bày về:
Thiết kế hệ thống điện có 1 nguồn và 7 phụ tải.

1.
2.
3.
4.

Đồ án gồm:
Chương 1: Phân tích các nguồn cung cấp điện và phụ tải
Chương 2: Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng trong hệ thống điện
Chương 3: Xây dựng các phương án tối ưu
Chương 4: Đề án giảm tổn thất công suất cho phương án tối ưu và tính toán tài
chính cho đề án.

Em thấy đây là môn học rất hay và thú vị.Trong 3 năm học tập, nghiên cứu đây là
lần đầu tiên chúng em được tiếp cận với những kiến thức thực tế nhất về ĐIỆN-thứ sẽ
theo em từng ngày của cuộc sống. Tuy nhiên, do lượng kiến thức và kinh nghiệm thực
tế của em còn hạn chế nên bài đồ án của em không tránh khỏi những sai sót và hạn
chế. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo và giúp đỡ của thầy, để em hoàn thiện
thêm kiến thức của mình.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy!
Hà Nội, tháng 1 năm 2016
Sinh viên
Nguyễn ĐỨC NGHĨA

.

ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Contents


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NGUỒN CUNG CẤP VÀ CÁC
PHỤ TẢI
I. Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải
1. Nguồn điện

Nguồn hệ thống: Hệ thống điện (HT) có công suất vô cùng lớn, có
hệ số công suất của HT là 0,85.
2. Phụ tải
Trong hệ thống điện có 7 phụ tải có đặc điểm trong bảng sau
3. Sơ đồ mặt bằng của nguồn điện và phụ tải
7

N
D

1

5

4
2

6

3

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

4 Phân tích phụ tải
Trong hệ thống điện thiết kế gồm 7 phụ tải ( từ phụ tải 1 đến phụ tải 7).
+ Trong đó có tất cả các loại phụ tải đều loại I
Tổng =172 (MW)
Thời gian sử dụng công suất lớn nhất :4900 (h)
Điện áp phía hạ :22 (KV)
Dựa vào bảng số liệu phụ tải, sau khi tính toán ta được bảng số liệu sau:
Hộ tiêu
thụ

1
2
3
4
5
6
7

Cosφ

Chế độ cực đại

Chế độ cực tiểu

Pmax

Qmax

Smax

Pmin

Qmin

Smin

MW

MVAr

MVA

MW

MVAr

MVA

0.9

0.484

20

9.68

22.219

14

6.734

15.535

0.9

0.484

23

11.132

25.55

16.1

7.792

17.886

0.9

0.484

21

10.164

23.33

14.7

7.115

16.331

0.9

0.484

28

13.552

31.11

19.6

9.486

21.775

0.88

0.540

30

16.2

34.1

21

11.34

23.866

0.88

0.540

32

17.28

36.368

22.4

12.096

25.457

0.85

0.620

18

11.16

21.179

12.6

7.812

14.825

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

II

CHƯƠNG 2. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

I.1

Cân bằng công suất tác dụng:

=m + +
m : hệ số đồng thời (m=1)
:tổng tổn thất công suất tác dụng
=5%
=công suất tác dụng dự trữ
=0
Công suất của nguồn
Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại được xác định từ bảng 1.2.1
bằng:
∑Pmax= 172 MW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:
P=0,05∑Pmax= 0,05172 = 8.6 MW
Do đó công suất yêu cầu trong mạng điện có giá trị :
= m + + =172+8.6=180.6 (MW)
1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng
=m ++ - +
: tổng tổn thất công suất phản kháng trong MBA
=15%
:tổng tổn thất phản kháng trên đường dây
:tổng tổn thất phản kháng do đường dây sinh ra
=
:công suất phản kháng dự trữ
= 0
=
Ta có
Tổng công suất phản kháng tiêu thụ tính toán của các phụ tải trong chế độ cực đại

= 89.168 MVAr
Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp
=0.15 × 89.168 = 13.375MVAr
= = 180.6 0.62 =111.972 MVAr
So sánh <
KL : Không cần bù công suất phản kháng
CHƯƠNG 3 : XÂY DỰNG CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ SO SÁNH CÁC
PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KINH TẾ -THUẬT
I. Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện
1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Theo yêu cầu thiết kế, ta phải đảm bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện loại I
, đây là loại phụ tải quan trọng nhất. Đối với loại phụ tải này nếu ngừng cung cấp điện có
thể gây nguy hiểm đến tính mạng con người , làm hư hỏng thiết bị và để phục hồi lại
trạng thái làm việc bình thường thì bắt buộc xí nghiệp phải ngừng sản xuất trong thời
gian dài, vv....Vì mức độ quan trọng của các hộ phụ tải này nên các đường dây của mạng
điện phải được bố trí hợp lí sao cho khi gặp sự cố hỏng ở bộ phận nào đó thì đường dây
vẫn phải đảm bảo cung cấp điện được liên tục, phải luôn đảm bảo sự cung cấp điện được
liên tục cho các hộ phụ tải.
Việc lựa chọn các phương án nối dây của mạng điện phải đảm bảo các yêu cầu
chính sau:
+ Cung cấp điện liên tục
+ Đảm bảo chất lượng điện năng
+ Đảm bảo tính linh hoạt của mạng điện
+ Đảm bảo tính kinh tế và có khả năng phát triển trong tương lai
+ Đảm bảo an toàn cho người và cho thiết bị

Dựa theo mặt bằng thiết kế và yêu cầu của các phụ tải, ta đưa ra 4 phương án nối
dây sau:
Phương án 1
N
Đ

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Phương án 2
7
ND

1

5

4
6
2
3

Phương án 3
7
NĐ

1

5

4
6

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA
2

3

II. So sánh các phương án về mặt kĩ thuật

Để so sánh các phương án về mặt kĩ thuật, ta phải xét tới các nội dung sau:
- Chọn lựa cấp điện áp định mức của hệ thống
- Chọn lựa tiết diện dây dẫn
- Tính toán tổn thất điện áp
- Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố
Chọn lựa cấp điện áp của hệ thống:
Vấn đề lựa chọn cấp điện áp cho hệ thống ảnh hửog trực tiếp đến cả về mặt kĩ
thuật cũng như về mặt kinh tế. Nếu như chọn U cao thì tổn thất trên lưới giảm nhưng chi
phí cao. Còn nếu chọn U thấp thì chi phí giảm nhưng tôn thất trên lưới lại cao. Vì vậy ta
phải lựa chọn U sao cho hợp lý.
Ta sử dụng công thức kinh nghiệm sau:
U i = 4.34. Li + 16.Pi

, kV
Trong đó:
Pi là công suất truyền tải trên đường dây thứ i, MW
Li là chiều dài đường đây thứ i, km
Nếu U = 70÷160 (kV) thì ta sẽ chọn cấp điện áp của hệ thống là Udm=110kV.
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn của các đoạn đường dây:
Mạng điện mà ta đang xét là mạng điện khu vực, do đó người ta thường lựa chọn
tiết diên dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện.Ta dự kiến sử dùng loại dây dẫn AC
Công thức tính tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện là:
Fkti =

I max i
J kt

, mm2.

Với mạng điện ta đang xét sử dụng dây AC và thời gian sử dụng công suất cực đại
là Tmax = 4900h nên ta có Jktế = 1,1 A/mm2.
Trong công thức trên thì Imaxi là dòng điện lớn nhất trên đoạn đường dây thứ i và
được tính như sau:
S max i
Pi 2 + Qi 2
Imax =

n × 3.U dm

=

n × 3 .U dm

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Trong đó :
Jkt : mật độ kinh tế của dòng điện.
Uđm : điện áp định mức của dòng điện. (kV)
Smaxi : công suất trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại.(MVA)
n - số lộ đường dây.
2

Pi + Qi

2

Smaxi =
, (MVA)
Khi xác định được tiết diện dây dẫn của các đoạn đường dây, ta tiến hành so sánh
với tiết diện tiêu chuẩn để chọn ra tiêu chuẩn gần nhất.
3. Tính tổn thất điện áp của hệ thống:
Tổn thất điện áp được tính theo biểu thức sau:
ΣPi Ri + ΣQi X i
100
2
n.U dm

∆U% =
%

Trong đó:
Pi, Qi là công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường dây thứ i.
Ri, Xi là điện trở tác dụng và điện kháng của đường dây thứ i.
Chú ý rằng tổn thất điện áp chỉ tính cho phạm vi 1 cấp điện áp và ta sẽ tính tổn
thất điện áp cực đại lúc bình thường và khi xảy ra sự cố nặng nề nhất, các trị số của tổn
thất điện áp phải thoả mãn các yêu cầu sau:
Đối với trường hợp dùng máy biến áp thường:
∆Umaxbt ≤ 10%
∆Umaxsc ≤ 20%
Đối với truường hợp dùng mba điều áp dưới tải thì:
∆Umaxbt≤ 15-20%
∆Umaxsc ≤ 20-25%
4. Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang và điều kiện phát nóng của dây dẫn:
Ta tiến hành kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang của dây dẫn
F ≥ 70mm 2

Ta tiến hành kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố nặng nề nhất
theo biểu thức sau:
Đường đây đơn Imax ≤ Khc.Icp
Đường đây kép Isc ≤ Khc. Icp
Trong đó:
Isc là dòng điện lớn nhất khi có sự cố( là khả năng một trong hai dây của đường
dây hai mạch bị đứt)
Icp là dòng điện cho phép lâu dài chạy qua dây dẫn
Khc là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ làm việc, ta lấy Khc=0.8
1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA
III. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho từng phương án
3.1 Phương án 1
+Sơ đồ phân bố công suất
7

1

5

4
2

6

3

III.1.1 Lựa chọn điện
Xét đoạn N-1:
PN-1= P1= 20 MW ;
LN-1= 36.056 km;
⇒UN-1 = 4,34. = 81.893 kV

Xét tương tự với các đoạn đường dây khác ta có bảng tổng kết sau:
Ta có bảng

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Đường dây
NĐ -1
NĐ -2
NĐ -3
NĐ -4
NĐ -5
NĐ -6
NĐ -7

(MVA)

(MW)

Li(km)

U(KV)

20+j9.68

20

36.056

81.893

23+j11.132
21+j10.164

23
21

51.000
72.801

88.838
87.750

28+j13.552
30+j16.2

28
30

50.000
63.246

96.851
101.155

32+j17.28

32

78.102

105.427

18+j14.16

18

51.000

79.908

Uđm(KV)

110

3.1.2Lựa chọn tiết diện dây dẫn
a - Đoạn đường dây N-1
• Chọn tiết diện dây dẫn.
S max 1
n × 3.U dm
Imax N-1 =
= 58.31 (A)
I max
J kt

Fkt =
= 58.31
Chọn dây dẫn loại AC- 70,có tiết diện chuẩn là 70mm2 và dòng điện cho
phép Icp=265A.

- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
≥

Ftc=70mm2 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: vì đoạn N-1 là đường dây kép nên khi
hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường.
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng
điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 116.62 (A)
Isc < Icp = 265A ( thỏa mãn điều kiện ).
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω

Ω

Với loại đường dây AC- 70 ta có: ro=0.45 /km, xo=0.44 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=

1
.
2

Ω

ro.l =8.113( ).

1
.
2

Ω

X = xo .l =7.932( ).
- Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường :
1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA
P .R +Q .X
1 1

1 1 ×100

U 2đm

∆U1bt % =
= 1.96%
- Tổn thất điện áp ở chế độ sự cố :

∆U1sc % =2. ∆U1bt % = 2. 1.96 % = 3.92%
a - Đoạn đường dây N-2
• Chọn tiết diện dây dẫn.
S max 1
n × 3.U dm
Imax N-2 =
= 67.057 (A)
I max
J kt

Fkt =
= = 67.057
Chọn dây dẫn loại AC- 70,có tiết diện chuẩn là 70mm2 và dòng điện cho
phép Icp=265A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
≥

Ftc=70mm2 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: vì đoạn N-2 là đường dây kép nên khi
hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường.
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng
điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 134.115 (A)
Isc < Icp = 265A ( thỏa mãn điều kiện ).
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω

Ω

Với loại đường dây AC- 70 ta có: ro=0.45 /km, xo=0.44 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=

1
.
2

Ω

ro.l =11.475 ( ).

1
.
2

Ω

X = xo .l =11.22( ).
- Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường :
P .R +Q .X
1 1

1 1 ×100

U 2đm

∆U1bt % =
= 3.213%
- Tổn thất điện áp ở chế độ sự cố :

∆U1sc % =2. ∆U1bt % = 2. 4 % = 6.427%
Đoạn đường dây N-3
• Chọn tiết diện dây dẫn:
1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

S max
Imax =

n×

3.U dm

=67.349(A)

I max
J kt

Fkt =
= 67.349
Chọn dây dẫn loại AC-70 có tiết diện chuẩn là 70mm2 và dòng điện cho
phép Icp= 265 A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
≥

Ftc=70mm2
70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : vì đoạn N-6 là đường dây đơn nên khi
xảy ra sự có sẽ dẫn đến mất điện, không tính đến Isc.
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω

Ω

Với loại đường dây AC- 70 ta có: ro=0.45 /km, xo=0.44 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :

R=

1
.
n

Ω

ro.l =16.2 ( ).

1
n

Ω

X = xo .l =15.84 ( )..
- Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường
P .R +Q .X
1 1

∆U1bt % =

1 1 ×100

U 2đm

= 4.142%

Không tính đến tổn thất điện áp ở chế độ sự cố .
Các đoạn dây còn lại tính tương tự, ta có các bảng số liệu tính toán

-

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Đường dây

S
(MAR)

Số
mạch

NĐ-1

20+j9.68

58.31

2

58.31

AC -70

0.45

0.44

NĐ-2

23+j11.13
2

67.057

2

67.057

AC -70

0.45

0.44

NĐ-3

21+j10.16
4

67.349

2

67.349

AC -70

0.45

0.44

NĐ-4

28+j13.55
2

81.635

2

81.635

AC -95

0.33

0.429

NĐ-5

30+j16.2

89.475

2

89.475

AC -95

0.33

0.429

NĐ-6

32+17.28

95.44

2

95.44

AC -120

0.423

0.27

NĐ-7

18+11.16

55.58

2

55.58

AC -70

0.45

0.44

Kết quả điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố
1

Loại dây


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Đường dây
NĐ-1

58.31

116,64

265

NĐ-2

67.057

134,13

265

NĐ-3

67.349

122,47

265

NĐ-4

81.635

163,29

330

NĐ-5
NĐ-6
NĐ-7

89.475
95.44
55.58

178,93
190,86
107,36

330
380
265

Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây
Đường dây

R

X

NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6
NĐ-7

8.113
13.686
16.2
8.25
10.436
10.544

11.475

7.932
13.382
15.84
10.725
13.566
16.519
11.22

%
1.096
3.213
4.142
3.110
4.404
5.148
3.020

2.192
6.426
8.284
6.220
8.808
10.296
6.040

Theo bảng trên ta thấy:
∆Ubt max%= 5.148 < 10%
∆Uscmax% = 10.296< 20% (thỏa mãn điều kiện)

Vậy phương án I đạt yêu cầu kĩ thuật

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

3.2 Phương án 2
+ Sơ đồ nối dây

7

1

5

4
6
2
3

3.2.1 Lựa chọn điện áp định mức
Xét đoạn N-1:
SN-1 = S2 + S1 = (23 + j11.132) + (20+j9.68) = 43+j20.812 MVA
LN-1 = 36.056 km;
⇒UN-1 = 4,34.= 115,480kV
Xét đoạn 1-2 :
S1-2 = S2 =23+j11.132MVA
L1-2 = 51 km

⇒U1-2 = 4,34.=88,840kV

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Xét tương tự với các đoạn đường dây khác ta có bảng tổng kết sau:
Đường dây
(MVA)
(MW)
Li(km)
U(KV)
NĐ -1
42+j20.812
42
36.056
115,480
1-2
23+j11.132
23
51.000
88,840
NĐ -3
NĐ -4
NĐ -5
NĐ -6
NĐ -7

21+j10.164

21

72.801

87,750

28+j13.552
30+j16.200

28
30

50.000
63.246

96,850
101,160

32+j17.28

32

78.102

105,430

18+j14.16

18

51.000

79,910

Uđm(KV)

110

3.2.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn
a) Đoạn đường dây 1 -2
Chọn tiết diện dây dẫn
= 23+j11.132 (MVA)
• Chọn tiết diện dây dẫn.
S max 1
n × 3.U dm
Imax N-2 =
= 67.057(A)
I max
J kt

Fkt =
= = 67.057
Chọn dây dẫn loại AC- 70,có tiết diện chuẩn là 70mm2 và dòng điện cho
phép Icp=265A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
≥

Ftc=70mm2 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).

- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: vì đoạn N-2 là đường dây kép nên khi
hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường.
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng
điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 134.115 (A)
Isc < Icp = 265A ( thỏa mãn điều kiện ).
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω

Ω

Với loại đường dây AC- 70 ta có: ro=0.45 /km, xo=0.44 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=

1
.
2

Ω

ro.l = .0.45 .51=11.475( ).

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

1

.
2

Ω

X = xo .l = . 0,44 .51=11.22( ).
- Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường :
P .R +Q .X
1 1

1 1 ×100

U 2đm

∆U1bt % =

==3.213%
- Tổn thất điện áp ở chế độ sự cố :
∆U1sc % =2. ∆U1bt % = 2. 2.25 % = 6.426%
b)–đoạn đường dây N-1
• Chọn tiết diện dây dẫn.
= = (20+J 9.68)+(23+J 11.132) =43 +J 20.812(MVA)
==125.368 (A)
Fkt==
Chọn dây dẫn loại AC- 150,có tiết diện chuẩn là 150mm2 và dòng điện
cho phép Icp=445A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
≥

Ftc=150mm2 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).

- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: vì đoạn N-1 là đường dây kép nên khi
hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :
Isc = 2.Ibt max = 2.125.368 = 250.736 (A)
Isc • Tính tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω

Ω

Với loại đường dây AC-150 ta có: ro=0,21 /km, xo=0,416 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=
1
n

1
.
n

1
2

Ω

ro.l = .0,21 . 36.056=3.786 ( ).

1
2

Ω

X = xo .l = .0,416.36.056=7.5( )
Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường
.100=.100 = 2.635%
Tổn thất điện áp ở chế độ sự cố
=2 . =5.27 %
Các đoạn đường dây còn lại đã tính ở phương án I, ta có các bảng số liệu:
1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Bảng chọn tiết diện dây dẫn
đoạn
đường
dây

số lộ

l
(km)

Smax
(MVA)

Imax
(A)

Fkt

Loại dây
(

ro
Ω
km

)

(

xo
Ω
km

)

NĐ-1

2 36.056

43 +j20.812 125.368 125.368 AC -150

0.21

0.416

1-2

2 51.000

23+j11.132

67.057

67.057 AC -70

0.45

0.44

NĐ-3

1 72.801

21+j10.164

67.349

67.349 AC -70

0.45

0.44

NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6

2 50.000
2 63.246

28+j13.552
30+j16.200

81.635
89.475

81.635 AC -95
89.475 AC -95

0.33
0.33

0.429
0.429

2 78.102

32+j17.280

95.44

95.44 AC -120

0.27

0.423

NĐ-7

1 51.000

18+j14.16

55.59

55.59 AC -70

0.45

0.44

Kết quả điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố
Đường dây
NĐ-1
1-2
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6
NĐ-7

123,011
67,057
122,453
81,635
89,475

95,440
120,205

445
265
265
330
330
380
265

246,023
134,115
244,906
163,270
178,950
190,880
240,410

Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây
Đường dây

R

X

NĐ-1
1-2
NĐ-3
NĐ-4

NĐ-5
NĐ-6
NĐ-7

3,786
11,475
16,380
8,250
10,436
10,544
11,475

7,50
11,22
16,02
10,73
13,57
16,52
11,22
1

%
2,604
3,213
4,188
3,110
4,404
5,147
3,020

5,208
6,427
8,376
6,221
8,807
10,295
6,040


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Theo bảng trên ta thấy:
∆Ubt max%= 5.147 < 10%
∆Uscmax% = 10.295< 20% (thỏa mãn điều kiện)
Vậy phương án II đạt yêu cầu kĩ thuật
Phương án 3
+ Sơ đồ phân bố công suất

7

1

5

4
2

6

3

3.3.1 Chọn điện áp định mức

Tính dòng công suất chạy trên các đoạn dây mạch kín N-3-4-N
Để thuận tiện ta ký hiệu chiều dài các đoạn dây như hình vẽ. Để xác định các dòng
công suất ta cần giả thiết rằng mạng điện là đồng nhất.
Dòng công suất chạy trên đoạn N-3 bằng:
.

s (L
3

.

S

=

3− 4

.

+ LN −4 ) + S 4 LN −4

LN −3 + LN −4 + L3−4

=

(21 + j10.164).( 31.623 + 50) + ( 28 + j13.552).50

72.801 + 50 + 31.623

N-3

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

=20.166+j9.76 (MVA)
72.801 + 16 × 20.166

⇒UN-3 = 4,34.

=106.267 (Kv)

Dòng công suất chạy trên đoạn N-4 bằng:
.

.

S
N-4

=

.

S

+

3

.

S
4

-

S
N-3

⇒UN-4 = 4,34.

= (21+j10.164)+(28+j13.552)-(20.166+j9.76)
=28.834+J13.956 MVA
50 + 16 × 28.834

=98.14 (kV)

Dòng công suất chạy trên đoạn 3-4 bằng:
.

.

S
3-4

=

.

S
N-3

–

S
3

= (20.166+j9.76) –(21+j10.164) =-0.834-j0.404 (MVA).

31.623 + 16 × 0.834

⇒U4-3 = 4,34.
=29.1 (Kv)
Điểm phân công suất trong mạng điện kín N-3-4-N là điểm 3
Đường dây
NĐ -1
NĐ-2
NĐ -3
NĐ -4
NĐ -5
NĐ -6

(MVA)

(MW)

Li(km)

U(KV)

20

36.056

81.893

23+j11.132
20.166+j9.76

23
20.166

51
72.801

88.838
86.306

28.834+j13.956
30+j16.2

28.834
30

50
63.246

98.14
101.115

32+j17.28

32

78.102

105.427

18+j17.28

18

51

105.427

0.834

31.623

29.1

20+j9.68

NĐ -7
3-4

0.834 + j0.404

Uđm(KV)

110

3.3.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn:

a - Đoạn đường dây N-3
• Chọn tiết diện dây dẫn.
S max

Imax =

2
2
Pmax
+ Qmax

3.U dm

Fkt =

=

I max
J kt

3.U đm

20.166 2 + 9.76 2

=

. = 117.589

1

3.110

.103=117.589 (A)


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Chọn dây dẫn loại AC-120 ,có tiết diện chuẩn là 120mm2 và dòng điện
cho phép Icp=380A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
Ftc=120mm2 > 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : đối với đường dây N-3 có 2 trường
hợp vận hành sự cố :
+ trường hợp sự cố đoạn 4-3
+ trường hợp sự cố đoạn N-4
Ta thấy rằng trường hợp sự cố đoạn N-4 nguy hiểm hơn vì phải tải một
lượng công suất tới phụ tải 6.Khi có sự cố đoạn N-4,công suất chạy trên đoạn còn
lại là

.

S N −4

.

=

.

S3+ S4

=(30+J14.53)+(27+J14.573)=57+J29.103 (MVA)
S N −4 max

57 2 + 29.103 2 .10 3

3.U dm

3.110

IscN-3 =
=
=335.912 A
Isc N-3=335.912 < Icp =510A(thỏa mãn điều kiện)
b- Đoạn đường dây N-4
28.834 2 + 13.956 2
3.110

Imax =

I max
J kt

.10 3

=168.134 A

168.134
1

Fkt =
. =
=168.134
Chọn dây dẫn AC-185, Icp=510A
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
Ftc=185mm2 >70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : đối với đường dây N-4 có 2 trường hợp
vận hành sự cố :
+ trường hợp sự cố đoạn 3-4
+ trường hợp sự cố đoạn N-3
Cũng giống như đường dây N-3,sự cố nguy hiểm nhất là đoạn N-3 .Khi có sự cố
.

S N −4

.

S N −3

đoạn N-3,công suất chạy trên đoạn còn lại là

=
=57+J29.103 (MVA)
IscN-3 = IscN-4 =335.912A
Isc N-3= 335.912< Icp(thỏa mãn điều kiện)
c- Đoạn đường dây 3-4

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

0.834 2 + 0.4042
3.110

Imax =
Fkt =

-

I max
J kt

. =

23.499
1

.10 3

=4.864 A
=4.864

Tiết diện tối thiểu cho cấp điện áp 110 kV là 70 mm2 .Chọn dây dẫn AC-70 để
thỏa mãn điều kiện vầng quang với Icp=265A
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : với đường dây này có 2 TH vận hành sự cố
+ trường hợp sự cố đoạn N-3
+ trường hợp sự cố đoạn N-4
Sự cố đường dây N-3 nguy hiểm hơn do phụ tải của nó lớn hơn
212 + 10.164 2

Isc =

3.110

.10 3

=122.453
Các đoạn đường dây còn lại được chọn ở phương án I , ta có bảng số liệu sau
đoạn
đườn
g dây

NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6

NĐ-7
3-4

số lộ

l
(km)

Smax
(MVA)

Imax
(A)

Fkt

Loại dây
(

2
2
1
1
2
2
2
1

36.05
6

51
72.80
1
50
63.24
6
78.10
2
51
31.62
3

23+j9.68
23+j11.132

58.31
67.057

ro
Ω
km

)

(

xo
Ω
km

)

28.834+j13.956 168.134

58.31
67.057
117.58
9
168.13
4

30+j16.2

89.475

89.475

AC -95

0.33

0.429

32+j17.28
18+j17.28

95.44
55.58

95.44

55.58

AC -120
AC -70

0.27
0.45

0.416
0.44

0.834 + j0.404

4.864

4.864

AC-70

0.45

0.44

20.166+j9.76 117.589

1

AC -70
AC -70

0.45
0.45

0.44
0.44

AC -120

0.27

0.423

AC -185

0.17

0.409