thiết kế đồ án nhà máy điện

Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

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 23 tháng 5 năm 2011.
Sinh viên
Nguyễn Văn Hiệp

Đồ án môn học lưới điện

Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Văn Hiệp
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.
Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

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:
Các số liệu

Các phụ tải

1

2

3

4

5

6

Phụ tải cực đại
(MW)

15

20

35

20

25

30

Phụ tải cực tiểu
(MW)

10,7

14

24,5

14

17,5

21

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

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN
**************************************
CHƯƠNG 1
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, XÂY DỰNG PHƯƠNG
ÁN

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

15 + j9,3

10,7 + j6,634

0,85

2

II

20 + j12,4

14 + j8,68

0,85

3

I

35 + j21,7

24,5 + j15,19

0,85

4

I

20 + j12,4

14 + j8,68

0,85

5

II

25 + j15,5

17,5 + j10,85

0,85

6

I

30 + j18,6

21 + j13,02

0,85

145 + j89,9

101,7 + j63,054

∑

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

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.

Thời gian sử dụng công suất cực đại của các phụ tải là như nhau Tmax=5000h

Tính toán cân bằng công suất
II.1 Cân bằng công suất tác dụng
Đặc điểm của hệ thống điện là chuyển tải tức thời điện năng từ nguồn tới
hộ tiêu thụ và không có khả năng tích trữ lại điện năng với một lượng lớn, có
nghĩa là quá trình sản xuất và tiêu thụ điện xảy ra đồng thời theo một nguyên tắc
đảm bảo cân bằng công suất. Tại từng thời điểm của chế độ xác lập của hệ
thống điện, các nguồn phát điện phải phát ra công suất đúng bằng công suất tiêu
thụ, trong đó bao gồm cả tổn thất công suất trong lưới điện.
Giả sử nguồn điện cung cấp đủ công suất tiêu thụ cho các phụ tải, sự cân
bằng đó được thể hiện bằng phương trình cân bằng công suất sau:
∑PF=m.∑Ppt+∑∆P+∑Ptd +Pdp
Trong đó:
∑PF: là tổng công suất tác dụng phát ra từ các nguồn
∑Ppt: là tổng công suất tác dụng các phụ tải ở chế độ cực đại
m : là hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại, m=1.
→m.∑Ppt = m.(P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6) = 145 (MW)
∑∆P: là tổng công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp, có thể
tính theo số % của phụ tải cực đại:
∑∆P=5%∑Ppt = 0,05.145 = 7,25 (MW)
∑Ptd và Pdp lần lượt là tổng công suất tác dụng tự dùng và dự phòng của
mạng,ở đây, điện được cấp từ thanh cái TBA nên ∑Ptd = Pdp = 0
Vậy ∑PF = m.∑Ppt + ∑∆P + ∑Ptd + Pdp = 145 + 7,25 = 152,25 (MW)
II.2 Cân bằng công suất phản kháng và bù công suất cưỡng bức.
Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn

Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

Như đã biết, việc sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay
chiều không chỉ liên quan đến công suất tác dụng mà còn liên quan đến công
suất phản kháng. Hay đúng hơn là công suất phản kháng trên mạng điện xoay
chiều có ảnh hưởng lớn đến chất lượng điện về độ lớn điện áp U và tần số làm
việc f của hệ thống. Sự thiếu hụt công suất phản kháng sẽ làm U giảm và ngược
lại.
Do đó, ngoài việc cân bằng công suất tác dụng, ta cần phải cân bằng công
suất phản kháng trên lưới để giữ cho chất lượng điện áp được ổn định. Sự cân
bằng công suất phản kháng thể hiện bằng phương trình cân bằng công suất như
sau:
∑QF + Qb∑ = m∑Qpt + ∑∆QB + ∑∆QL - ∑∆QC + ∑Qtd + Qdp
Trong đó:
∑QF: tổng công suất phản kháng các nguồn phát ra, ở đây là do TBA cung
cấp
∑QF = tgφF. ∑PF = 0,62.152,25 = 94,395 (MVAR)
Với cosφF = 0,85 ⟹tgφF = 0,62
m: hệ số đồng thời, m = 1
∑Qpt: tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế đọ cực đại
m. ∑Qpt = m .tgφHT. ∑Ppti = 1.0,62.145 = 89,9 (MVAR)
∑∆QL; ∑∆QC lần lượt là tổng tổn thất công suất phản kháng trên các
đường dây và tổng công suất phản kháng do chính đường dây sinh ra, hai
đại lượng này tương dương nhau do vậy coi gần đúng là: ∑∆QL - ∑∆QC =
0
∑Qtd ; Qdp : lần lượt là công suât phản kháng tự dùng và dự phòng , coi
chúng gần đúng ∑Qtd = Qdp = 0

∑∆QB : tổng tổn thất công suất phản kháng trong TBA, có gia trị bằng
15% m∑Qpt =0,15.89,9 = 13,485 (MVAR)
Vậy ta có: 94,395 + Qb∑ = 89,9 + 13,485
⇒ Qb∑ = 8,99 (MVAR).
Đó chính là lượng công suất phản kháng sơ bộ cần bù để đảm bảo cân bằng
công suất phản kháng trên lưới.
Vậy ta có thể tiến hành bù công suất phản khángtaij các điểm tải theo nguyên
tắc các phụ tải có cosφ càng thấp và ở nơi càng xa thì chia bù càng nhiều công
suất phản kháng, nhưng phải đảm bảo cosφ≤0,95.
Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

Công thức bù như sau: Qbi = Qi – Pi tgϕi mới
Trong đó:
Pi, Qi : là công suất hộ tiêu thụ trước khi bù.
tgφimới : Được tính theo cosφmới là hệ số công suất của hộ thứ i sau khi bù
Ta chọn bù sơ bộ cho vị trí tải 1 và 5.
Bù 3 MVAR tại phụ tải 1:
Spt1 = 15 + j (9,3 – 3) = (40 + j6,3) MVA
Cosφmới = 0,922
Còn lại 5,99 MVAR bù tại phụ tải 5:
Spt 5 = 25 + j (15,5 – 5,99) = (25 + j11,51) MVA
Cosφmới = 0,935

Kết quả bù sơ bộ như sau:

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

Phụ tải

1

2

3

4

5

6

Pmax (MW)

15

20

35

20

25

30

Qmax (MVAR)

9,3

12,4

21,7

12,4

15.5

18,6

Cosϕ

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

Q’max(MVAR)

6,3

12,4

21,7

12,4

9,51

18,6

Cosϕmới

0,922

0,85

0,938

0,85

0,935

0,85

Xây dựng các phương án nối dây
Dự kiến các phương án nối dây
Trong hệ thống cần cung cấp điện (CCĐ), có phụ tải loại I và loại II, do đó,
nhu cầu CCĐ của các phụ tải này cũng khác nhau. Vì vậy, ta sẽ thiết kế hệ
thống CCÐ ðảm bảo các yêu cầu cõ bản nhý:
Độ tin cậy CCĐ phải cao, đảm bảo chất lượng điện năng
Phải đảm bảo CCĐ liên tục cho các phụ tải loại I
Giá thành thiết kế hệ thống, tổn thất điện năng phải nhỏ nhất có thể
An toàn đối với người và thiết bị trong quá trinh vận hành
Linh hoat trong vận hành và phải có khả năng mở rộng đáp ứng sự phát
triển của phụ tải trong tương lai.
Dựa vào vị trí địa lý, tính chất các phụ tải và các điều kiện trên, ta có các
phương án nối dây như sau:

Phương án 1:

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

Phương án 2:

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

Phương án 3:

Phương án 4:

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

Phương án 5:

Phân tích, giữ lại một số phương án để tính toán tiếp
Ta có:
Sơ đồ hình tia : có ưu điểm là đơn giản về sơ đồ nối dây, bố trí thiêt bị
đơn giản; Các phụ tải khong liên quan đến nhau, khi sự cố trên một
đường dây không ảnh hưởng đến các đường dây khác, tổn thất nhỏ hơn so
với sơ đồ liên thông. Tuy vậy, để xây dựng sơ đồ hình tia ta phải mất
nhiều thời gian và chi phí cho việc khảo sát thiết kế
Sơ đồ liên thông: có ưu điểm là thiết kế, khảo sát và chi phí thiết bị, dây
dẫn giảm nhiều so với sơ đồ hình tia.Tuy vậy, nhược điểm là cần có thêm
các trạm chung gian, thiết bị bố trí đòi hỏi bảo vệ rơle; thiết bị tự động
hóa phức tạp hơn, độ tin cậy cung cấp điện thấp hơn sơ đồ hình tia.
Sơ đồ mạng kín: có ưu điểm là độ tin cậy cung cấp điện cao, khả năng
vận hành lưới linh hoạt, tổn thất ở chế độ bình thường thấp. Tuy vậy, bố
Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

trí bảo vệ rơle và tự động hóa phức tạp. Khi xảy ra sự cố tổn thất lưới sẽ
cao, nhất là ở nguồn có chiều dài dây cấp điện lớn.
Dựa vào các ưu nhược điểm của các phương án ở trên, kết hợp với 5
phương án nối dây vừa xây dựng được, ta chọn phương án 1 và phương án 2 để
tính toán tiếp.
CÁC ĐỊNH HƯỚNG KỸ THUẬT CƠ BẢN

Do khoảng cách giữa nguồn cung cấp điện đến các phụ tải, giữa các phụ
tải với nhau khá xa nên ta dùng đường dây trên không để cấp điện đến các phụ
tải. Để đảm bảo độ bền cơ học cũng như khả năng dẫn điện ta sử dụng loại dây
AC để truyền tải, cột điện thép.
Đối với các phụ tải loại I có mưc độ yêu cầu đảm bảo CCĐ cao ta cần bố
chí cấp điện từ một đường dây lộ kép hoặc mạch vòng. Còn các phụ tải loại II
thì chỉ cần sử dụng đường dây đơn để cung cấp điện mà vẫn có thể đáp ứng
được nhu cầu của phụ tải.
Khi chọn máy biến áp (MBA) cho TBA hạ áp của các hộ phụ tải loại I, ta
sẽ dùng hai MBA vận hành song song, còn phụ tải loại II thì chỉ cần một MBA.

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KINH TẾ- KỸ THUẬT, CHỌN
PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

CÁC YÊU CẦU VỀ MẶT KỸ THUẬT
Đối với mỗi phương án dữ lại để so sánh về mặt kỹ thuật ta sẽ tính toán các
nội dung như sau:
Lựa chọn điện áp tải điện
Ta sử dụng công thức kinh nghiệm sau để xá định cấp điện áp định mức
của đường dây:
U = 4,34
Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

L + 16

P
n (kV)
Sv :Nguyễn Văn

Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

Trong đó:
P: Là công suất tác dụng truyền tải trên đường dây (MW)
L: Là khoảng cách truyền tải (km)
n: Là số lộ đường dây truyền tải
Tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn điện theo phương pháp mật độ dòng
kinh tế (Jkt)
I lv
Fkt ≥ J kt

Trong đó:
Ilv: là dòng điện làm việc trên đường dây (A)

I lv =

Sijmax
n. 3.U dm

Sijmax: là cống suất cực đại truyền trên đoạn dây ij.
n : là số mạch đường dây
Udm: điện áp định mức trên đường dây (kV)
Jkt: mật độ kinh tế của dòng điện (A/mm2), Jkt = 1,1.
Sau đó dựa vào tiết diện đã tính toán được, chọn tiết diện dây dẫn phù hợp
nhất .
Tính tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường và lúc có sự cố nghiêm
trọng nhất

Tổn thất điện áp được tính theo công thức:

∆U% =

P.R + Q. X
.100
2
U dm

Trong đó:
P,Q : Công suất tác dụng và công suất phản kháng truyền trên đoạn đường
dây đó.
R,X: Điện trở và điện kháng của đoạn đường dây đó
Udm: Điện áp định mức của mạng điện
Trường hợp mạng điện gặp sự cố nghiêm trọng là khi lộ kép( hoặc
mạch vòng kín) bị đứt một lộ đường dây
Kiểm tra phát nóng của dây dẫn lúc sự cố: Ta phải tính được dòng điện
chạy trong đoạn đường dây đó lúc có sự cố nặng nề nhất ( Isc ). Sau đó so
sánh giá trị tính được với dòng điện cho phép chạy trong dây dẫn đó ( Icp )
Nếu là đường dây lộ kép thì: Isc = 2.Ibt
Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, các phương án phải đáp ứng được các
điều kiện sau:
Tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải xa nhất lúc vận hành bình thường
∆Ubt% ≤ 10%, và lúc gặp sự cố ∆Usc% ≤ 20%
Dây dẫn phải đảm bảo được: Isc ≤ K1.K2.Icp
Isc, Icp : Lần lượt là dòng điện chạy trên dây dẫn lúc sự cố và dòng điện cho phép
chạy lâu dài trên dây dẫn
K1,K2: Là hệ số điều chỉnh nhiệt độ K1 = 0,88 và hệ số xét đến sự đặt gần nhau
của dây dẫn K2 = 1 ( nếu có phụ tải gần nhau thì K2 = 0,92 ) .

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

I.Đối với phương án nối dây 1
I.1 Tính toán phân bố công suất, chọn cấp điện áp định mức của
lưới.:
1.Tính toán phân bố công suất

c
Từ sơ đồ nối dây, ta xác định được công suất truyền tải trên các đoạn
đường dây như sau:

S0−1 = S5 + S1 = (25 + j 9,51) + (15 + j 6,3) = 40 + j15,81( MVA)

S1-5 = S5 = 25 + j9,51(MVA)
S0-3 = S2 + S3 = (20 + j12,4) + (35 + j21,7) =55 + j34,1(MVA)
S3-2 = S2 = 20 + j12,4 (MVA)
S0-4 = S4 = 20 + j12,4(MVA)
Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

S0-6 = S6 = 30 + j18,6(MVA)
Ta có bảng tổng hợp:

Phương án 1

Công suất (MVA)

Chiều dài ( km)

0_1

40 + j15,81

40

1_5

25 + j9,51

31,6

0-3

55 + j34,1

31,6

3_2

20 + j12,4

40

0_4

20 + j12,4

20

0_6

30 + j18,6

31,6

2.Chọn cấp điện áp định mức lưới:

L + 16

P
n (kV) , ta có thể tính được điện áp định

Áp dụng công thức : U = 4,34
mức cần thiết trên các đoạn đường dây của từng phương án như sau:

U0-1 = 4,34.

40 + 16.

40
2 = 82,35 (kV)

U1-5 = 4,34. 31, 6 + 16.25 = 90,16 (kV)

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

U0-3 = 4,34.

31, 6 + 16.

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

55
2 = 94,25 (kV)

U3-2 = 4,34. 40 + 16.20 = 82,35 (kV)
U0-4 = 4,34. 20 + 16.20 = 80 (kV)
U0-6 = 4, 34 31, 6 + 16.30 = 98,17 (kV)
Vậy ta có thể chọn cấp điện áp 110 (kV ) làm điện áp định mức lưới.
I.2 Chọn tiết diện dây dẫn theo từng lộ, kiểm tra các điều kiện phát nóng
Lộ 0-1-5:
Lộ 0-1:
Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế.

P012 + Q012

I max =

Ftt =

3.U dm

402 + 15,812
=
.103 = 112,8( A)
2.110. 3

I max 112,8
=
= 102, 6( mm 2 )
J

1,1

Chọn dây AC-120 có Icp =380 (A)
Khi có sự cố :
Isc = 2.Imax = 2.112,8 = 225,6(A)
Kiểm tra điề kiện phát nóng khi tải cưỡng bức
Isc ≤ 0,88.Icp. → 225,6 < 0,88.380 = 334,4 (thỏa mãn)

Vậy ta chọn dây AC-120 cho lộ 0-1, dây có thông số : r0 = 0,27
= 0,423

Ω

; b0 = 2,69.10-6

1
Ω

Ω

.

Lộ 1-5 :
Chọn tiết diện :

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn

; x0


Trường Đại Học Điện Lực

I max =

Ftt =

P12−5 + Q12−52
3.U dm

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

=

252 + 9,512
.103 = 140, 4( A)
110. 3

I max 140, 4
=
= 127, 6( mm 2 )
J
1,1

Chọn dây AC- 120 có Icp = 380 (A)
Khi có sự cố :
Isc =2.Imax = 2.140,4 = 280,8(A)
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức

Isc ≤ 0,88.Icp → 280,8 < 0,88.380 = 334,4 (thỏa mãn)
Vậy ta chọn dây AC-185 cho lộ A-2, dây có thông số là: r0 = 0,27 Ω ; x0
= 0,423 Ω ; b0 = 2,69.10
Lộ 0-3-2 :
Lộ 0-3 :
Chọn tiết diện dây dẫn :

I max =

P02−3 + Q02−3
2. 3.U dm

Ftt =

-6

1
Ω

552 + 34,12
=
.103 = 169,8( A)
2.110. 3

I max 169,8
=
= 154, 4(mm 2 )
J
1,1

Vậy chon dây AC-185 có Icp = 5100 (A) ta có:
Isc =2.Imax = 2.169,8 = 339,6(A)
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức
Isc ≤ 0,88.Icp → 339,6 < 0,88.510 = 448,8 (thỏa mãn)
Vậy đoạn 0-3 là dây AC-185
Thông số của dây là: r0 = 0,17 Ω , x0 = 0,423 Ω ; b0 = 2,78.10
Lộ 3-2 :

I max =

P32− 2 + Q32−2
3.U dm

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

=

-6

1
Ω

202 + 12, 42
.103 = 123,5( A)
110. 3
Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

Ftt =

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

I max 123,5
=
= 112,3( mm 2 )
J
1,1

Vậy chọn dây AC-120 có Icp = 123,5 (A).
Isc = Imax = 123,5(A)
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức
Isc ≤ 0,88.Icp → 123,5 < 0,88.380 = 334,4 (thỏa mãn)
Vậy đoạn 3-2 là dây AC-120
Thông số của dây là: r0 = 0,27 Ω , x0 = 0,423 Ω b0 = 2,69.10
Lộ 0-4 :
Chọn tiết diện dây dẫn :

I max =

P02− 4 + Q02− 4
3.U dm

-6

1
Ω

20 2 + 12, 4 2 3
=
.10 = 123,5( A)
110. 3

Lộ A-5 là dây kép nên Isc = 2.Imax = 224,6 (A)

I max 123,5
=
= 112,3(mm 2 )
J
1,1

Ftt =

Vậy chọn dây AC-120 có Icp = 380 (A)
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức
Isc ≤ 0,88.Icp → 224,6 < 0,88.380 = 334,4 (thỏa mãn)
Vậy đoạn 0-4 là dây AC-120.
Thông số của dây là: r0 = 0,27 Ω , x0 = 0,423 Ω ; b0 = 2,69.10

-6

Lộ 0-6 :
Chọn tiết diện dây dẫn :

I max =

P02− 6 + Q02− 6
3.U dm

302 + 18,62 3
=
.10 = 185,3( A)
110. 3

Lộ 0-6 là lộ dây kép nên Isc =2. Imax = 2.185,3= 370,6 (A)

Ftt =

I max 185,3
=
= 168, 6(mm 2 )
J
1,1

Vậy chọn dây dẫn AC-240 có Icp = 610 (A)
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức
Isc ≤ 0,88.Icp → 370,6 < 0,88.610 = 536,8 (thỏa mãn)
Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn

1
Ω


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

Vậy chọn dây AC-240 cho đoạn 0-6
1
Ω

Thông số dây là: : r0 = 0,12 Ω , x0 = 0,401 Ω ; b0 = 2,84.10-6
Từ kết quả của việc lựa chọn tiết diện dây dẫn ta lập được bảng thông số
đường dây của phương án 1 như sau :
Lộ ĐD

L( km)

Ftt

Fch

ro

xo

b o . 10−6

Công suất

0–1

40

102,6

120

0,27

0,423

2,69

40 + j15,81

1–5

31,6

127,6

120

0,27

0,423

2,69

25 +j9,51

0–3

31,6

154,4

185

0,17

0,409

2,78

55 + j34,1

3–2

40

112,3

120

0,27

0,423

2,69

20 + j12,4

0–4

20

112,3

120

0,27

0,423

2,69

20 + j12,4

0–6

31,6

168,6

240

0,12

0,401

2,84

30 + j18,6

I.3 Kiểm tra tổn thất lúc vận hành bình thường và khi có xự
cố nguy hiểm nhất
Ta có công thức tính tổn thát điện áp ∆U %
Pi .Ri + Qi . X i
.100
∆U % =
U2

Lúc làm việc bình thường và khi có sự cố lần lượt tính toán ∆U %
cho các lộ như sau :
Lộ 0_ 1_5
P0−1.R0−1 + Q0−1. X 0−1 P1−5 .R1−5 + Q1−5 . X 1−5
+
∆U i % = ∆U 0−1 + ∆U1−5 =
U dm
U dm
(40.0, 27 + 0, 423.15,81).40 (25.0, 27 + 9,51.0, 423).31, 6
+
110
110
=
∆U sc

= 6,4 + 3,1 = 9,5 (kV)
= 2. ∆ U0-1 + ∆U1−5 = 2.6,4 +3,1
= 15,9 (kV)

Lộ 0-3-2

∆U i % = ∆U 0−3 + ∆U 3−2

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

(55.0,17 + 34,1.0, 409).31, 6 (30.0, 27 + 12, 4.0, 423).40
+
110
110
=

= 6,68 + 3,8 = 10,48 (kV)
∆U sc = 2.∆U 0−3 + ∆U 3− 2

= 2.6,68 + 3,8 = 17,16 (kV)
Lộ 0-4
∆U i % = ∆U 0− 4

(20.0, 27 + 12, 4.0, 423).20
= 1,94(kV )
110

=

∆U sc = 2∆U 0− 4 = 3,88(kV)

Lộ 0-6

(30.0,12 + 18, 6.0, 401).31,6
= 3,18(kV )
∆U i % = ∆U 0−6 =
110
∆U sc = 2.∆U 0−6 = 6,36(kV )

Từ kết quả tính toán ta có :

∆U max bt = ∆U 0−3− 2bt = 10, 48(kV )
∆ U max bt % =

10,8
.100 = 9,53%
110
< 10%

Khi sự cố thì trường hợp nặng nhất là đứt lộ 0-3-2
∆U
∆U
sc max =
0-3-2 sc = 17,16 (kV)
17,16
.100 = 15, 6%
∆U sc max% = 110
< 20%

⇒ Kết luận : phương án 1 thỏa mãn các tiêu chuẩn kĩ thuật

II. Đối với phương án nối dây 2
II.1 Tính toán phân bố công suất, chọn cấp điện áp định mức
của lưới.:
Tính toán phân bố công suất:

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

Từ sơ đồ nối dây, ta xác định được công suất truyền tải trên các đoạn đường
dây như sau:
S1.(l1− 5 + l5 − 0 ) + S5 .l5 − 0
l1− 5 + l5 − 0 + l1− 0
S0-1 =
(15 + j 6,3).(31,6 + 42, 4) + (25 + j 9,51).42, 4
31,6 + 42,4 + 40
=

= 19,1 + j7,63(MVA)
S1-5 = S0-1 - Spt1 = (19,1 + j7,63) - (15 + j6,3) = 4,1 + j1,33 (MVA)
S0-5 = Spt5 – S1-5 = (25 + j9,51) – (4,1 + j1,33) = 20,9 + j8,18 (MVA)
S0-3 = Spt3 + Spt2 = (20 + j12,4) + (35 +j21,7) = 55 + j34,1 (MVA)

S3-2 = Spt2 = 20 + j12,4 (MVA)
S0-4 = Spt4 = 20 + j12,4 (MVA)
S0-6 = Spt6 = 30+ j18,6 (MVA)
Vậy ta có bảng số liệu như sau:

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

Đường dây

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

Công suất(MVA)

Chiều dài(km)

0-1

19,1+j7,63

40

1-5

4,1+j1,33

31,6

0-5

20,9+j8,18

42,4

0-3

55+j34,1

31,6

3-2

20+j12,4

40

0-4

20+j12,4

20

0-6

30+j18,6

31,6

Chọn cấp điện áp định mức lưới

Áp dụng công thức : U = 4,34

L + 16

P
n (kV) , ta có thể tính được điện áp

định mức cần thiết trên các đoạn đường dây của từng phương án như sau:

U 0 −1 = 4,34. 40 + 16.19,1 = 80,68( kV )
U1− 5 = 4,34. 31,6 + 16.4,1 = 42,8( kV )
U 0 −5 = 4,34. 42, 4 + 16.20,9 = 84, 26( kV )
U 0 −3 = 4,34. 31,6 + 16.

55
= 94, 25( kV )
2

U 3 − 2 = 4,34. 40 + 16.20 = 82,35( kV )
U 0 − 4 = 4,34. 20 + 16.

20
= 58, 23( kV )
2

U 0 − 6 = 4,34 31,6 + 16.

30
= 71,5( kV )
2

Vậy ta cũng chọn cấp điện áp định mức của lưới là 110 (kV)
II.2 Chọn tiết diện dây dẫn theo từng lộ, kiểm tra các điều kiện phát nóng
Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

Sv :Nguyễn Văn


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

Xét mạch vòng 0-1-5
Xét sự cố đứt dây 0-1 ,ta có công suất trên các nhánh là:
S0−5 = S1 + S5 = 40 + j15,81(MVA)
S1−5 = S1 = 15 + j 6,3( MVA)

Xét sự cố đứt dây 0-5 ,ta có công suất trên các nhánh là:
S0−1 = S1 + S5 = 40 + j15,81( MVA)

S1−5 = S 2 = 25 + j 9,51( MVA)

Xét sự cố đứt dây 1-5 ,ta có công suất trên các nhánh là:
S0−5 = S5 = 25 + j9,51( MVA)

S0−1 = S1 = 15 + j 6,3( MVA)

Vậy sự cố max trên các nhánh là:
S0-1 sc = 40 + j15,81 (MVA)
S0-5 sc = 25 + j15,81 (MVA)
S5-1 sc = 25 + j9,51 (MVA)
Tính chọn tiết diện dây dẫn:
a)Lộ 0-1

I max =

P02−1 + Q02−1
3.U dm

→ Ftt =

19,12 + 7, 632
=
.103 = 108( A)
110. 3

I max 108
=
= 98,18(mm 2 )
J
1,1

I0-1 sc =

402 + 15,812

.103 = 225,75( A)
110. 3

Vậy ta chọn dây AC-120 có Icp = 380 (A)
Thấy I0-1 sc = 225,75(A) < 334.4 = 0,88.Icp nên ta chọn dây AC-120 làm dây dẫn
đoạn 0-1, thông số của dây: r0 = 0,27 Ω ; x0 = 0,416 Ω ; b0 = 2,69.10

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

-6

Sv :Nguyễn Văn

1
Ω


Trường Đại Học Điện Lực

GVHD: PGS.TS: Phạm Văn Hòa

b) Lộ 1-5
Tính chọn tiết diện dây dẫn:

I max =

Ftt =

P12−5 + Q12−5

3.U dm

4,12 + 1,332
=
.103 = 22, 6( A)
110. 3

I max 22,6
=
= 20,57(mm 2 )
J
1,1

I1−5 sc =

252 + 9,512
.103 = 140, 4( A)
110. 3

⇒ chọn dây AC-170 có Icp = 265 (A).
Thấy I1-5 sc = 140,4 < 233 = 0,88.Icp nên ta chọn loại dây AC-70 làm dây
dẫn cho lộ 1-5.
1
Dây có thông số là: r0 = 0,45 Ω ; x0 = 0,44 Ω ; b0 = 2,58.10 Ω
-6

c)Lộ 0-5:
20,92 + 8,182
.103 = 117,8( A)
110. 3

Imax =
→ Ftt =

129, 6
= 107,1(mm 2 )
1,1

402 + 15,812
.103 = 225, 75( A)
110. 3

I0-5 sc
Vậy chọn dây AC-120 có Icp = 380(A)
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức
I0-5 sc ≤ 0,88. Icp → 225, 75 < 334 (thỏa mãn)
Vậy đoạn 0-5 chọn dây AC-120 có thông số
1
r0 = 0,27 Ω ; x0 =0,423 Ω ; b0 = 2,65.10 Ω
-6

d)Lộ 0-3:

I max =

Đồ án môn học lưới điện
Hiệp

P02−3 + Q02−3
2. 3.U dm

552 + 34,12
=
.103 = 170( A)
2.110. 3

Sv :Nguyễn Văn