đồ án lưới điện thiết kế hệ thống lưới điện

Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

111Equation Chapter 1 Section 1 PHẦN MỞ ĐẦU
Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng
quốc gia, nó được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh
tế, đời sống sinh hoạt, nghiên cứu khoa học…
Hiện nay nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa,
nên nhu cầu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao về số lượng cũng như chất
lượng. Để đáp ứng được về số lượng thì ngành điện nói chung phải có kế hoạch
tìm và khai thác tốt các nguồn năng lượng có thể biến đổi chúng thành điện
năng.Mặt khác, để đảm bảo về chất lượng có điện năng cần phải xây dựng hệ
thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại, có phương thức vận hành tối ưu
nhất đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cũng như kinh tế. Xuất phát từ điều đó,
bên cạnh những kiến thức giảng dạy trên giảng đường, mỗi sinh viên ngành Hệ
thống điện đều được giao đồ án môn học về thiết kế điện cho mạng điện khu
vực. Quá trình thực hiện đồ án giúp chúng ta hiểu biết tổng quan nhất về mạng
lưới điện khu vực, hiểu biết hơn về những nguyên tắc chủ yếu để xây dựng hệ
thống điện như xác định hướng và các thông số của các đường dây, chọn hệ
thống điện áp cho mạng điện chính…những nguyên tắc tổ chức và điều khiển
hệ thống, tổng vốn đầu tư và các nguồn nguyên vật liệu để phát triển năng
lượng …
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy PGS-TS Phạm Văn Hòa, cùng
toàn thể các thầy cô trong khoa Hệ thống Điện đã tận tình hướng dẫn giúp em
hoàn thành bản đồ án.
Hà Nội, ngày 25 tháng 5 năm 2011.
Sinh viên
Đinh Thị Kiều Oanh

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 1


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN
Họ và tên sinh viên: Đinh Thị Kiều Oanh
Lớp

: Đ3-H1

Giáo viên hướng dẫn: PGS-TS PHẠM VĂN HÒA
Đầu đề thiết kế đồ án:
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một nhóm gồm sáu phụ tải, nguồn điện
là nguồn công suất vô cùng lớn.
Sơ đồ mặt bằng vị trí nguồn điện và các phụ tải:

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
-Tính toán cân bằng công suất, xây dựng phương án.
-Tính toán kinh tế kỹ thuật, chọn phương án tối ưu.
-Chọn máy biến áp và sơ đồ nói điện chính.
-Tính toán chế độ xác lập lưới điện.
-Tính toán lựa chọn đầu phân áp.
-Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
Các số liệu phụ tải:
SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 2


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa
Các phụ tải

Các số liệu
1

2

3

4

5

6

Phụ tải cực đại (MW)

40

25

45

30

25

35

Phụ tải cực tiểu (MW)

28

17,5

31,5

21

17,5

24,5

Loại hộ

I

II

I

I

II

I

cosϕ

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

Trong đó: Điện áp trên thanh cái của nguồn điện khi phụ tải cực đại, khi sự
cố nặng nề là: UA=1,1Udm ; khi phụ tải cực tiểu là UA=1,05Udm.
Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại
Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax=5000 giờ.
Giá 1 kWh điện năng tổn thất: 700 đ/kWh
Giá 1 kVAR thiết bị bù: 150 đ/ kVAR
Hệ số dồng thời m=1; Jkt=1,1A/mm2

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 3

Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN
**************************************
CHƯƠNG 1
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, XÂY DỰNG PHƯƠNG
ÁN
1.1 Phân tích nguồn và phụ tải
Việc quyết định sơ đồ nối dây của mạng điện cũng như là phương thức vận
hành của nhà máy điện hoàn toàn phụ thuộc vào vị trí và tính chất của nguồn
cung cấp điện. Nguồn cung cấp điện cho các hộ phụ tải ở đây là một nguồn có
công suất vô cùng lớn, hệ số công suất của nguồn là cos=0,85.
Tổng công suất tính toán của phụ tải được tính trong bảng sau, với
Smin=70%Smax:
Thứ tự
phụ tải

Loại phụ
tải

Smax ( MVA)

Smin ( MVA)

cos

1

I

40 +j.24,789

28 +j.17,352

0,85

2

II

25 +j.15,493

17,5 +j.10,845

0,85

3

I

45 +j.27,888

31,5 +j.19,521

0,85

4

I

30 +j.18,592

21 +j.13,014

0,85

5

II

25 +j.15,493

17,5 +j.10,845

0,85

6

I

35 +j.21,691

24,5 +j.15,183

0,85

200 +j.120,847

140 +j.86,76

∑

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 4


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

Trong sáu phụ tải này, có bốn phụ tải loại I (các phụ tải 1,3,4,6), là những
phụ tải quan trọng, cần được cấp điện liên tục trong mọi trường hợp, vì nếu mất
điện thì sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng về kinh tế, chính trị… Còn lại hai phụ
tải loại hai(phụ tải 2 và 5) có mức yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện thấp hơn, vì
không gây thiệt hại lớn khi mất điện.
Chú ý: Các phụ tải loại 1 thì được cấp bằng đượng dây đôi hoặc mạch vòng.
Các phụ tải loại 2 thi được cấp bằng dây đơn.
1.2. Tính toán cân bằng công suất.
1.2.2: Cân bằng công suất tác dụng.
- Đặc điểm quan trọng của hệ thống điện là phải truyền tải điện năng từ
nguồn cung cấp tới nơi tiêu thụ một cách tức thời, mà không thể tích trữ điện
nặng thành số lượng thấy được . Tính chất này đặc trưng cho sự đồng bộ hóa
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 điện của
hệ thống cần phải phát ra công suất bằng với công suất tiêu thụ của các hộ thiêu
thụ, kể cả tổn thất 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 được bình thường, cần phải có
dự trữ nhất định của công suất tác dụng trong hệ thống. Dự trữ trong hệ thống
điện là một vấn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển
của hệ thống .
- Vì Vậy ta có:
6

6

∑P

PTram

= m.

j =1

∑ ∆P

Ptj

+

Mang

j =1

Trong đó:
M là hệ số đồng thời (M=1).
6

∑P
j =1

Ptj

=

P1

+

P2

+

P3

+

P4

+

P5

+

P6

=200(MW)

6

∑ ∆P
j =1

Mang

= 10,75(Là tổng tổn thất công suất trong mạng điện, thường
được lấy 5% so với công suất của các phụ tải) .
Như vậy:

PTram

= 200+10 = 210(MW)

1.2.3: Cân bằng công suất phản kháng và bù công suất cưỡng bức.
SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 5


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

- Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân
bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm. Sự cân
bằng không chỉ đòi hỏi với công suất tác dụng mà còn đối với công suất phản

kháng.
- Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Phá hoại sự cân
bằng công suất phản kháng sẽ dẫn tới thay đổi điện áp trong mạng điện. Nếu
công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thị điện áp
sẽ tăng và ngược lại.Vì vậy để đảm bảo chất lượng cần thiết của điện áp ở các
hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống điện cần tiến hành sơ bộ cân bằng
công suất phản kháng.
Vì vậy ta có :
QTram

+

Σ
QBu

= m.
= m.
=

QTram
Σ
QBu

=

=

PTram

.tg

ϕ Ht

∑Q

pt

∑Q

pt

+

Σ∆QMBA

+15% m.

∑Q

pt

1,15 ∑ Ppt tgϕ

= 130,15(MW)

1,15 ∑ Ppt tgϕ

-

QTram 142,54 − 130,15 = 12,39 MVAr

=

Σ

⇒ QBu

= 12,39(MVAR)

- Q∑bù là tổng công suất phản kháng, cần đặt bù vào lưới để đảm bảo cân
bằng công suất chung. Nếu Q∑bù có giá trị âm thì không phải bù sơ bộ, ngược
lại, nếu có giá trị dương thì cần đặt thêm thiết bị bù để đảm bảo cân bằng công
suất phản kháng trong hệ.
Σ

⇒ QBu

= 13,32(MWA), như vậy ta phải bù cho các phụ tải, thoả mãn điều

kiện : 0.85
ϕ moi

< 0.95.

- Ta tiến hành bù cho phụ tải số: 3;4;5;
Bù vào phụ tải 3 là 3,54 MVAr
Bù vào phụ tải 4 là 6,14 MVAr
Bù vào phụ tải 5 là 3,64 MVAr
SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 6


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

-Công suất sau khi bù là:

S&3 = 45 + j21,89 MVAr
S& = 30 + j15,39 MVAr
4

S&5 = 25 + j12,3 MVAr
1.3. Các phương án nối dây
1.3.1 Dự kiến các phương án
-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 và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương
lai, tiếp nhận phụ tải mới.
- Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I,
cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự
động. Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I có thể sử dụng đường
dây hai mạch hoặc mạch vòng.
Trong sơ đồ một cạnh ô vuông nhỏ tương ứng 10km ngoài thực địa.
Sơ đồ mạch điện phương án I.

Sơ đồ mạch điện phương án II.

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 7


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

Sơ đồ mạch điện phương án III.

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 8


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

Sơ đồ mạch điện phương án IV.

Sơ đồ mạch điện phương án V.

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 9


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

Ưu, nhược điểm của các sơ đồ đi dây:
• Sơ đồ hình tia: Đơn giản về sơ đồ đi dây, bố trí thiết bị đơn giản, các phụ
tải không liên quan tới nhau cho nên khi sự cố trên 1 đường dây thì không ảnh
hưởng đến các đường dây khác.
Nhưng sơ đồ hình tia có nhược điểm là: khảo sát, thiết kế và thi công mất
nhiều thời gian và tốn nhiều chi phí.
• Sơ đồ liên thông: Thiết kế và khảo sát giảm nhiều so với sơ đồ hình tia,
thiết bị và dây dẫn có chi phí giảm.
Tuy vậy nó có nhược điểm là cần thêm trạm trung gian, bố trí thiết bị đòi
hỏi bảo vệ rơle, thiết bị tự động hóa phức tạp hơn, độ tin cậy thấp hơn sơ đồ
hình tia.
• Mạng kín có ưu điểm độ tin cậy cao, khả năng vận hành lưới linh hoạt, tổn
thất ở chế độ bình thường thấp.
Nhưng nó có nhược điểm là bố trí bảo vệ rơle và tự động hóa phức tạp, khi
xảy ra sự cố tổn thất lưới cao, nhất là ở nguồn có chiều dài dây cấp điện lớn.
Dựa vào các ưu nhược điểm của các sơ đồ đi dây như trên, ta chọn ra
phương án 1 và phương án 4 để tính toán tiếp.

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN
PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
(TIẾN HÀNH CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN)
PHƯƠNG ÁN 1
2.1 Tính toán công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp .
2.1.1 Tính toán công suất sơ bộ:
.

.

S&N1 = S1 + S2 = 65 + j40, 28 MVA;
.

S&12 = S2 = 25 + j 15,49MVA;
.

SN3 = 45 + j21,89 MVA;
.

SN 4 = 30 + j15,39 MVA;

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 10


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

.

SN5 = 25 + j12,3 MVA;
.

SN6 = 35 + j21,69 MVA

2.1.2 Chọn cấp điện áp.
Áp dụng công thức kinh nghiệm sau để tính điện áp định mức của đoạn dây:

× L i + 16 ×

Uđmi = 4,34

Pi
a

k

Trong đó :
Uđmi : Điện áp định mức của đoạn dây thứ i, kV
Li

: Chiều dài đoạn dây thứ i, km

Pi

: Công suất truyền tải trên đoạn dây thứ i, MW

A

: Số lộ đường dây

Đối với dây kép a= 2 :
Điện áp trên đoạn nguồn 1
U N1 = 4,34 L A1 + 16.

PA1
65
= 4,34. 30 + 16.

= 101,78 kV;
2
2

Đối với dây đơn a= 1 :
Điện áp trên đoạn nguồn 2
U12 = 4,34 L12 + 16.P12 = 4,34. 31,62 + 16.25 = 90,17 kV;

Tương tự ta có điện áp đối vơi các đoạn khác

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 11


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

Đường dây

L (km)

Pmax+j.Qmax(MVA)

N1

30

65 +j.40,28

101,78

1-2

31,62

25 +j.15,49

90,17

N3

40

45 +j.21,89

86,8

N4

50

30 +j.15,39

73,91

N5

53,85

25 +j.12,3

92,46

N6

41,23

35 +j.21,69

77,79

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 12

Uđmi (kV)

Uđm (kV)

110


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

Dựa vào kết quả trên ta chọn điện áp cho toán lưới là 110 kV.
Do các phương án khác có cấu trúc lưới tương tự cho nên ta có thể dùng

cấp điện áp này tính toán cho các phương án đó.
2.2 Chọn tiết diện dây dẫn (theo từng nhánh).
2.2.1 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế
Các mạng 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng đường dây trên không.
Các dây dẫn sử dụng chủ yếu là dây nhôm lõi thép (AC) đồng thời các dây dẫn
được đặt trên cột bê tông ly tâm hoặc trên cột thép tùy theo địa hình đường dây
chạy qua, khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là Dtb = 5m. Đối với
mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của
dòng điện. Nghĩa là:
Ftt =

I max
mm 2
J kt

Trong đó:
Ftt - Tiết diện tính toán của dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện
(mm ).
2

Ibt - Dòng điện chạy trên dây dẫn ở chế độ phụ tải cực đại (A).
Jkt - Mật độ kinh tế của dòng điện (A/mm2).
Mật độ kinh tế của dòng điện là giá trị dòng mà 1mm2 dây dẫn mang tải sẽ
đem lại chi phí tính toán là nhỏ nhất. Mật độ kinh tế phụ thuộc vào vật liệu chế
tạo dây dẫn, thời gian chế độ phụ tải cực đại… Đối với dây AC ở trên ta cho
thời gian Tmax = 5000h thì ta tìm được giá trị Jkt là 1,1 A/mm2.
Dòng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại được xác định theo
công thức:
Imax =

S.103
(A)
n. 3U dm

Trong đó:
n - Số lộ đường dây.
S - Công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại (MVA).
Udm - Điện áp định mức của mạng điện (kV).
Khi đó:
Ftt =

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

I max
mm 2
J kt

Page 13


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

I : Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại, A
Jkt : Mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm2
n : Số mạch
Dòng chạy trên đường dây nguồn 1 bằng:
P12 + Q12

IN-1 =

3.U

.103 =

652 + 40, 282
2. 3.110

.103 = 200, 68

A

Tiết diện của dây dẫn

FN – 1 =

I N −1 220, 75
=
= 1182, 4
J kt
1,1

mm2

Vậy ta chọn dây dẫn trên nhánh N-1 là: AC-185
Dòng chạy trên đường dây nguồn 2 bằng:
P22 + Q22

I1-2 =

3.U

.103 =

252 + 15, 492
3.110

.103 = 154,36

A

Tiết diện của dây dẫn

FN1– 2 =

I1− 2 154,36
=
= 140,33
J kt
1,1

mm2

Vậy ta chọn dây dẫn trên nhánh 1-2 là: AC-150
Tính toán đối với các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như đối
với đường dây Nguồn -1, N- 2

Bảng 4.2. Chọn tiết diện theo mật độ dòng điện kinh tế

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 14


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

Nguồn

N1

1-2

N3

N4

N5

N6

Số lộ dây

2

1

2

2

1

2

I max

200,68

154,3

131,33

88,48

146,23

108,06

F(mm²)

182,44

140,27

119,39

80,44

132,93

98,23

Mã dây AC

185

150

120

95

150

95

r0 Ω/km

0,17

0,21

0,27

0,33

0,21

0,33

x0 Ω/km

0,409

0,416

0,423

0,429

0,416

0,429

Icp (A)

510

445

380

330

445

330

L (km)

30

31,62

40

50

53,85

41,23

R(Ω)

2,55

6,64

5,4

8,25

11,31

6,8

X(Ω)

6,135

13,15

8,46

10,73

22,4

8,84

(A)

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 15


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

2.2.2 Kiểm tra điều kiện phát nóng, dòng khi có sự cố và tổn thất điện áp
trên các nhánh.
1) Kiểm tra điều kiện vầng quang :
Tổn thất vầng quang đối với dây 110kV điều kiện vầng quang là
Ftc ≥

2

70 mm để giảm tối thiểu tổn thất vầng quang.

Trên bảng ta có :
F

tc min

2

=95 >70 mm

⇒

cách chọn thỏa mãn điều kiện vầng quang

2)Để kiểm tra điều kiện phát nóng khi phụ tải cưỡng bức ta dùng công
thức:
max
Icb
≤ k1.k 2 .I cp

Trong đó: : dòng điện cưỡng bức lớn nhất.
k1= 0,88 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ.
k2 =1 hệ số xét sự đặt gần nhau của dây dẫn.
1) Kiểm tra điều kiện phát nóng.
Nhánh N-1: 0,88.510 = 448,8 A > IcbA1 = 2ImaxA1 =401,36 A.
Nhánh 1-2: 0,88.445 = 448 A > Icb12 = Imax12 =154,3 A.
Nhánh N-3: 0,88.380 = 334,4 A > IcbA3 =2 ImaxN3 = 226,66 A.

Nhánh N-4: 0,88.330 = 290,4 A > IcbN4 = 2ImaxN4 =176,96 A.
Nhánh N-5: 0,88.445 = 448 A > IcbN5 = ImaxN5 = 146,23 A.
Nhánh N-6: 0,88.330 = 290,4 A > IcbN6 =2 ImaxN6 =216,12 A.
Qua kết quả ở trên ta thấy rằng các thiết diện dây đều thỏa mãn chỉ tiêu
phát nóng.
3) Tổn thất điện áp trên nhánh
* Tính tổn thất điện áp trong chế độ bình thường.
+ Tính tổn thất điện áp max cho lưới điện hình tia: tính ∆U từ nguồn đến
tất cả các nút phụ tải.

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 16


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

∆Ui% =

Pi .Ri + Qi . X i
.100
2
U dm

Trong đó:
∆Ui%

: Tổn thất điện áp từ nguồn đến nút i

Pj

: Công suất tác dụng chạy trên đường dây thứ j , MW

Qj

: Công suất phản kháng chạy trên đường dây thứ j , MVAr

Ri

: Điện trở của đường dây thứ j , Ω

Xj

: Điện kháng của đường dây thứ j , Ω

Uđm

: Điện áp định mức của mạng điện , ( 110kV).

* Tính tổn thất điện áp trong chế độ sự cố:
+ Đối với đường dây cấp điện cho một phụ tải : sự cố đứt một đường dây
trong đường dây kép, tổn thất điện áp sự cố bằng tổn thất điện áp nhân đôi:
∆Usc% = 2×∆Ubt%
Chỉ tiêu kỹ thuật : ∆Umaxbt% ≤ 10%
∆Umaxsc% ≤ 14%

Trường hợp bình thường:
Nguồn

N1

1-2

N3

N4

N5

N6

R(Ω)

2,55

6,64

5,4

8,25

11,31

6,8

X(Ω)

6,135

13,15

8,46

10,73

22,4

8,84

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 17


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

∆UbtN-1% =

Đoạn N -1

∆UbtN-2% =

Đoạn 1-2:

∆UbtN-3% =

Đoạn N-3 :

∆UbtN-4% =

Đoạn N-4:

∆UbtN-5% =

Đoạn N-5:

∆UbtN-6% =

Đoạn N-6:

65.2,55 + 40, 28.6,135
.100% = 3, 41%
1102

25.6, 64 + 15, 49.13,15
.100% = 3, 06%
1102

45.5, 4 + 21,89.8, 46
.100% = 3,54%
1102
32.8, 25 + 15,39.10, 73
.100% = 3,55%
1102

25,11,31 + 12,3.22, 4

.100% = 4, 61%
1102

35.6,8 + 21, 69.8,84
.100% = 3,55%
1102

Trường hợp sự cố:
Đứt một mạch trên đường dây kép:
Đoạn N-1: ∆UscN-1% = 2.∆UbtN-1% = 2.1,71% = 6,84%
Đoạn N-3: ∆UscN-3% = 2.∆UbtN-3% = 2.3,54 % = 7,08%
Đoạn N-4: ∆UscN-4% = 2.∆UbtN-4% = 2.3,41 % = 6,82%
Đoạn N-6: ∆UscN-6% = 2.∆UbtN-6% = 2.3,55% = 7,1%
Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong bảng sau:

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 18


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa
Bảng 4.5. Tổn thất điện áp trên các đường dây
∆Ui bt

∆Ui sc ĐD

%

%

N-1

3,41

6,82

1-2

3,06

3,06

N-3

3,54

7,08

N-4

3,41

6,82

N-5

4,61

4,61

N-6

3,55

7,1

Đường dây

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 19


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

Từ các kết quả trong bảng trên nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất
trong chế độ vận hành bình thường bằng:
∆Umax bt % = ∆UbtN-5 % = 4,16% < 10%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố bằng:
∆Umax sc % = ∆UscN-3 % = 7,1% < 14%
Kết luận: Phương án 1 thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật.
Để thuận tiện, trong mỗi phương án còn lại chỉ trình bày phương pháp
xác định các thông số chế độ đối với những trường hợp đặc biệt có trong sơ đồ
mạng điện.
Tính tổn thất công suất, tổn thất điện năng
1) Tổn thất công suất

∆PN 2
Đoạn N- 1:

∆P1− 2
Đoạn 1- 2:

Đoạn N-3:

P12 + Q12
652 + 40, 282
=
R. =
2,55 = 1, 23
U2
1102

P122 + Q122
252 + 15, 492
=
R
.
=
.6, 64 = 0, 475
U2
1102

MW

PN2−3 + QN2 −3

452 + 27,892
∆PN 3 =
R. =
.5, 4 = 1, 251
U2
1102
∆PN − 4

Đoạn N-4:

∆PN −5
Đoạn N-5:

∆PN −6
Đoạn N-6:

MW

MW

PN2−4 + QN2 −4
302 + 15,392
=
R. =
.8, 25 = 0, 775
U2
1102

MW

PN2−5 + QN2 −5
252 + 12,32
=
R. =
.11,31 = 0, 726
U2
1102

PN2−6 + QN2 −6
352 + 21, 692
=
R. =
.6,8 = 0,95
U2
1102

MW

MW

Tổng tổn thất công suất của phương án I
∆PΣ = ∆PN-1 + ∆PN-2 + ∆PN-3 + ∆PN-4 + ∆PN-5 + ∆PN-6 = 5,407 MW
Thời gian tổn thất công suất cực đại
τ = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 = 3410,9 h
2) Tổn thất điện năng trên đường dây
SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 20

Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

∆A = ∆PΣ.τ = 5,407. 3410,9 = 18442,74 MWh

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 21


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

PHƯƠNG ÁN 4
2.3 Tính toán phân bố công suất sơ bộ,chọn cấp điện áp.
2.3.1 Phân bố công suất sơ bộ
.

.

S&N1 = S1 + S2 = 65 + j40, 28 MVA;
.

S&12 = S2 = 25 + j 15,49MVA;

Đối với cụm N-3-4 :
SN −3 =

S3 (L34 + L N − 4 ) + S4 L N− 4
L∑

(45 + 21,89)(41, 23 + 50) + (30 + j15,39)50
41,23 + 50 + 40
= 42,71 + j21,08(MVA)
=

.

S3− 4 = 45+j21,89-42,71-21,08=2,29+j0,81 MVA
.

SN −4 = 30 + j15,39 + 2, 29 + j0,81 = 32, 29 + j16, 2 MVA;
.

SN5 = 25 + j12,3 MVA;
.

SN6 = 35 + j21,69 MVA

2.1.2 Chọn cấp điện áp
Áp dụng công thức kinh nghiệm sau để tính điện áp định mức của đoạn dây:
× L i + 16 ×

Uđmi = 4,34

Pi
a

kV

Trong đó :
Uđmi : Điện áp định mức của đoạn dây thứ i, kV
Li

: Chiều dài đoạn dây thứ i, km

Pi

: Công suất truyền tải trên đoạn dây thứ i, MW

A

: Số lộ đường dây

Đối với dây kép a= 2 :
SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 22


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

Điện áp trên đoạn nguồn 1
U N1 = 4,34 L A1 + 16.

PA1

65
= 4,34. 30 + 16.
= 101,78 kV;
2
2

Đối với dây đơn a= 1 :
Điện áp trên đoạn nguồn 2
U12 = 4,34 L12 + 16.P12 = 4,34. 31,62 + 16.25 = 90,17 kV;

Tương tự ta có điện áp đối vơi các đoạn khác
Đường dây

L (km)

Pmax+j.Qmax(MVA)

N1

30

65 +j.40,28

101,78

1-2

31,62

25 +j.15,49

90,17

N3

40

42,71+j21,08

116,73

3-4

41,23

2,29+j0,81

N4

50

32,29 +j.16,2

73,91

N5

53,85

25 +j.12,3

92,46

N6

41,23

35 +j.21,69

77,79

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 23

Uđmi (kV)

39

Uđm (kV)

110


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

Dựa vào kết quả trên ta chọn điện áp cho toán lưới là 110 kV
2.4 Chọn tiết diện dây dẫn (theo từng nhánh).

2.2.1 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế
Các mạng 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng đường dây trên không.
Các dây dẫn sử dụng chủ yếu là dây nhôm lõi thép (AC) đồng thời các dây dẫn
được đặt trên cột bê tông ly tâm hoặc trên cột thép tùy theo địa hình đường dây
chạy qua, khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là Dtb = 5m. Đối với
mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của
dòng điện. Nghĩa là:
Ftt =

I max
mm 2
J kt

Trong đó:
Ftt - Tiết diện tính toán của dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng
điện (mm ).
2

Ibt - Dòng điện chạy trên dây dẫn ở chế độ phụ tải cực đại (A).
Jkt - Mật độ kinh tế của dòng điện (A/mm2).
Mật độ kinh tế của dòng điện là giá trị dòng mà 1mm2 dây dẫn mang tải sẽ
đem lại chi phí tính toán là nhỏ nhất. Mật độ kinh tế phụ thuộc vào vật liệu chế
tạo dây dẫn, thời gian chế độ phụ tải cực đại… Đối với dây AC ở trên ta cho
thời gian Tmax = 5000h thì ta tìm được giá trị Jkt là 1,1 A/mm2.
Dòng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại được xác định theo
công thức:
Imax =

S.103
(A)

n. 3U dm

Trong đó:
n - Số lộ đường dây.
S - Công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại (MVA).
Udm - Điện áp định mức của mạng điện (kV).
Khi đó:
Ftt =

I max
mm 2
J kt

I : Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại, A
SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 24


Đồ án lưới điện

GVHD:PGS.TS Phạm Văn Hòa

Jkt : Mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm2
n : Số mạch
Dòng chạy trên đường dây nguồn 1 bằng:
P12 + Q12

IN-1 =

3.U

.10 =
3

652 + 40, 282
2. 3.110

.103 = 200, 68

A

Tiết diện của dây dẫn

FN – 1 =

I N −1 220, 75
=
= 1182, 4
J kt
1,1

mm2

Vậy ta chọn dây dẫn trên nhánh N-1 là: AC-185
Dòng chạy trên đường dây nguồn 2 bằng:
P22 + Q22

I1-2 =

3.U

.103 =

252 + 15, 49 2
3.110

.103 = 154,36

A

Tiết diện của dây dẫn

FN1– 2 =

I1− 2 154,36
=
= 140,33
J kt
1,1

mm2

Vậy ta chọn dây dẫn trên nhánh 1-2 là: AC-150
Tính toán đối với các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như đối với
đường dây Nguồn -1, N- 2
Bảng 4.2. Chọn tiết diện theo mật độ dòng điện kinh tế

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 25