Thiết kế mạng điện 110kv

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN 1

TÊN ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN 110KV

Giảng viên hướng dẫn: Ts.Nguyễn Đoàn Quốc Anh
Khoá

: 2013-2018
TP.Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2016

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy Nguyễn Đoàn
Quốc Anh-giảng viên Trường Đại học Tôn Đức Thắng và thầy


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

cũng là người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện Đồ án 1 về
Thiết kế mạng điện 110kV. Đồ án này là kết quả của quá trình
học tập trong gần 4 học kỳ tại trường. Do đó, em cũng xin gửi
lời cảm ơn tới toàn thể tất cả thầy, cô khoa Điện-Điện tử của
Trường Đại học Tôn Đức Thắng- những người đã tham gia vào
quá trình giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức để em
có thể hoàn thành đồ án này.

Tiếp đến là lời cảm ơn tới người thân, bạn bè đã động viên
em trong suốt thời gian làm đồ án cũng như thời gian học tập.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên

MỤC LỤC

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 2


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

PHẦN MỞ ĐẦU
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

I.

THU THẬP SỐ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH VỀ PHỤ TẢI
Phụ tải điện là số liệu ban đầu để giải quyết những vấn đề tổng hợp kinh tế kỹ
thuật phức tạp khi thiết kế mạng điện . Xác định phụ tải là giai đoạn đầu tiên khi
thiết kế hệ thống nhằm mục đích vạch ra sơ đồ , lựa chon và kiểm tra các phần tử
của mạng điện như máy phát , đường dây , máy biến áp và các chỉ tiêu kỹ thuật .
Vì thế công tác phân tích phụ tải chiếm một vị trí hết sức quan trọng cần được thực
hiện một cách chu đáo .
Việc thu thập số liệu về phụ tải chủ yếu là để nắm vững vị trí và yêu cầu của
các hộ tiêu thụ lớn , dự báo nhu cầu tiêu thụ ,sự phát triển của phụ tải trong tương

lai .Có nhiều phương pháp dựa trên cơ sở khoa học để xác định phụ tải điện.

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 3


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

Ngoài ra cũng cần phải có những tài liệu về dặc tính của vùng , dân số và mật
độ dân số , mức sống của dân cư trong khu vực , sự phat triển của công nghiệp, giá
điện .. các tài liệu về khí tượng ,địa chất , thủy văn , giao thông vận tải . Những
thông tin này có ảnh hưởn đến dự kiến về kết cấu sơ đồ nối dây của mạng điện sẽ
lựa chọn.
Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện , phụ tải phân ra làm ba loại :
Loại một :bao gồm các phụ tải quan trọng . Việc ngưng cung cấp điện cho các
phụ tải này có thể gây nguy hiểm cho tính mạng con người , thiệt hại đến sản xuất ,
ảnh hưởng đến an ninh quốc phòng . Vì phải đảm bảo liên tục cung cấp điện nên
các đường dây phải bố trí sao cho vẫn đảm bảo cung cấp ngay cả khi có sự cố
trong mạng điện . Chú ý rằng không phải tất cả các thành phần tiêu thụ điện trong
phụ tải đều yêu cầu cung cấp điện liên tục vì vậy có thể cắt bớt một phần nhỏ các
thành phần không quan trọng của phụ tải để đảm bảo cung cấp trong trường hợp có
sự cố nặng nề trong mạng điện.
Loại hai : bao gồm các phụ tải quan trọng nhưng việc mất điện chỉ làm suy
giảm về số lượng sàn phẩm . Vì vậy mức độ đảm bảo cung cấp điện an toàn và
liên tục cho các phụ tải này cần được cân nhắc mới có thể quyết định được.
Loại ba : bao gồm các phụ tải không quan trọng , việc mất điện không gây ra
những hậu quả nghiêm trọng . Trong trường hợp này không cần phải xét đến các

phương tiện dự trữ để đảm bảo cung cấp.
Tuy phân ra làm ba loại phụ tải nhưng khi nghiên cứu sơ đồ nên tận dụng các
điều kiện đảm bảo mức độ cung cấp điện cao nhất có thể được cho tất cả các phụ
tải trong đó kể cả các phụ tải loại ba .
Thời gian sử dụng công suất cực đại T max cho các phụ tải chủ yếu sản xuất như
sau :
1 ca thì Tmax = 2400÷ 3000 giờ /năm
2 ca thì Tmax = 3000÷ 4000 giờ /năm
3 ca thì Tmax = 4000÷ 7700 giờ /năm

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 4


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

Ngoài ra theo sự phát triển của sản xuất và của hệ thống điện mà việc xác định
Tmax phải được xét một cách toàn diện liên quan đến quy luật phát triển của phụ tải
Công suất phụ tải dung để tính toán thiết kế không phải là tổng công suất đặt
của các thiết bị trong xí nghiệp , nhà máy , thiết bị gia dụng mà phải kể đến hệ số
sử dụng vì không phải tất cả các máy móc đều sử dụng cùng một lúc mà phụ thuộc
vào qui trình công nghệ . Nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán qua các
hệ số dựa vào kinh nghiệm hay dựa vào thống kê được đưa ra nhằm có được số
liệu tin cậy ban đầu dùng cho thiết kế . Phụ tải tiêu thụ điện thay đổi theo đồ thị
phụ tải về số liệu dùng cho tính toán lúc phụ tải cực đại P max được coi như phụ tải
tính toán Ptt vào thời gian thấp điểm phụ tải có giá trị Pmin.
Ngoài ra do phụ tải cực đại của các phụ tải trong vùng có sự phân tán nghĩa là

xảy ra không đồng thời nên kh xác định phụ tải tổng của toàn mạng điện phải xét
đến hệ số đông thời từ đó ước tính được khả năng cung cấp .

I.

PHÂN TÍCH NGUỒN CUNG CẤP ĐIỆN :
Trong thiết kế môn học thường chỉ có một nhà máy điện cung cấp điện cho phụ
tải trong vùng cả chỉ yêu cầu thiết kế từ thanh góp cao áp của trạm tăng áp của nhà
máy điện trở đi , nên cũng không cần phân tích về nguồn cung cấp điện . Tuy vậy
cũng có giả thiết về một loại nguồn cung cấp để giới thiệu cho đò án. Nguồn đó có
thể là lưới điện quốc gia mà mạng điện sắp được thiết kế được cung cấp từ thanh
góp của hệ thống , nhà máy nhiệt điện , thủy điện , giả thiết về nguồn nhiên liệu
cho nhà máy nhiệt điện, thủy năng sẵn có đối với nhà máy thủy điện…
Nguồn điện được giả thiết cung cấp đủ công suất tác dụng theo nhu cầu của phụ
tải với một hệ số công suất được qui định . Điều này cho thấy nguồn có thể không
cung cấp đủ yêu cầu về công suất kháng và việc đảm bảo nhu cầu điện năng phản
kháng có thể thực hiện trong quá trình thiết kế bằng cách bù công suất kháng tại
các phụ tải mà không cần đi từ nguồn .

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 5


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

Theo đề tài đã cho ta có các số liệu ban đầu như sau :
-

Nguồn điện

Đủ cung cấp cho tải với cosφ=0.89
Điện áp thanh cái cao áp:
1,1 x Uđm lúc phụ tải cực đại
1,05 x Uđm lúc phụ tải cực tiểu
Uđm lúc sự cố

Phụ tải

1

2

3

4

5

6

Pmax(MW)

10

15

30

25

22

15

Cos φ

0.79

0.84

0.81

0.8

0.72

0.73

Pmin(%Pmax)

40%

40%

40%

40%

40%

40%

Tmax(giờ/năm)

5500

5500

5500

5500

5500

5500

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 6


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
Yêu cầu cung cấp
điện
Điện áp định mức
phía thứ cấp trạm 22
phân phối ( KV)

Yêu cầu điều chỉnh
±5%
điện áp phía thứ cấp

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh
Kép

Kép

Vòng

Vòng

22

22

22

22

22

±5%

±5%

±5%

±5%

±5%

CHƯƠNG I
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
MỤC ĐÍCH

Cân bằng công suất trong hệ thống điện nhằm xét khả năng cung cấp của các
nguồn phụ tải thông qua mạng điện.
Tại mỗi thời điểm phải luôn đảm bảo cân bằng giữa lượng điện năng sản
xuất và lượng điện năng tiêu thụ . Mỗi mức cân bằng công suất tác dụng P và
công suất phản kháng Q xác định một giá trị tần số và điện áp .
Quá trình biến đổi công suất và các chỉ tiêu chất lượng điện năng khi cân
bằng công suất bị phá hoại xảy ra rất phức tạp vì giữa chúng có mối quan hệ
tương hỗ.
SVTH– Lớp : 13040103

Trang 7


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

Để đơn giản hóa bài toán, ta coi sự thay đổi công suất tác dụng P ảnh hưởng
chủ yếu đến tần số, còn sự cân bằng công suất phản kháng Q ảnh hưởng chủ
yếu đến điện áp . Cụ thể là khi nguồn phát không đủ công suất P cho phụ tải thì
tần số bị giảm đi , và khi thiếu công suất Q thì bị sụt áp và ngược lại.
Trong thiết kế môn học thường chỉ cho một nhà máy điện, hơn nữa chỉ yêu
cầu thiết kế từ thanh cái cao áp của trạm tăng áp nhà máy điện trở đi, nên ta

không cần phân tích về nguồn cung cấp điện.
I.

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG
Trong mạng điện , chất lượng điện năng được thể hiện ở tần số :
+ Do ảnh hưởng của công suất tác dụng P và trị số điện áp U.
+ Do ảnh hưởng của công suất phản kháng Q .
Sự sản xuất , truyền tải, phân phối điện năng xảy ra tức thời, tức là khi phụ
tải tiêu thụ điện năng lượng điện bao nhiêu thì nguồn điện phải sản xuất ra bấy
nhiêu để truyền tải trên mạng điện. Ngoài ra, trong quá trình truyền tải sẽ không
tránh khỏi tổn thất điện năng do dây dẫn phát nóng, rò điện và tổn thất vầng
quang . Nên đảm bải được công suất trong hệ thống và mạng điện có chất
lượng, ta phải cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống.
Cân bằng công suất cần thiết để giữ tần số trong hệ thống . Cân bằng công
suất trong hệ thống được biểu diễn qua biểu thức sau :
∑PF= m∑Ppt + ∑∆Pmd + ∑Ptd + ∑Pdt

(1.1)

Với : ∑PF : tổng công suất tác dụng phát ra do các máy phát điện của các nhà
máy trong hệ thống
∑Ppt : tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ
m : hệ số đồng thời ( giả thiết chọn 0.8 )
∑Pmd : tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp
∑Ptd :tổng công suất tự dụng của các nhà máy điện
∑Pdt : tổng công suất dự trữ
SVTH– Lớp : 13040103

Trang 8

Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
1.
2.

3.

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

Xác định hệ số đồng thời của một khu vực phải căn cứ vào tình hình thực tế
của các phụ tải
Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp ∑P md .Theo tài
liệu thống kê thì tổn thất công suất tác dụng của đường dây và máy biến áp
trong trường hợp mạng cao áp khoảng 8 ÷ 10 % ∑Ppt.
Công suất tự dụng của các nhà máy điện :
Tinh theo phần trăm của ( m∑Ppt + ∑∆Pmd)

4.

II.

+ Nhà máy nhiệt điện 3 ÷ 7 %
+ Nhà máy thủy điện 1÷ 2 %
Công suất dự trữ hệ thống
+ Dự trữ sự cố thường lấy bằng công suất của một tổ máy lớn nhất trong hệ
thống điện.
+ Dự trữ phụ tải dự trù cho phụ tải tăng bất thường ngoài dự báo : 2-3% phụ
tải tổng
+ Dự trữ phát triển nhằm đáp ứng phát triển phụ tải 5-15 năm sau
Tổng quát dự trữ hệ thống lấy bằng 10-15% tổng phụ tải của hệ thống.

Trong thiết kê môn học giả thiết nguôn điện đủ cung cấp hoàn toàn cho nhu
cầu công suất tác dụng và chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của trạm biến áp
tăng của nhà máy điện nên tính cân bằng công suât tác dụng như sau :
∑PF= m∑Ppt + ∑∆Pmd (1.2)
Chọn m = 0.8
∑Ppt = Pmax1 + Pmax2 + Pmax3 + Pmax4 + Pmax5 + Pmax6
= 10 + 15 + 30 + 25 + 22 + 15 = 117 (MW)
∑∆Pmd = 8 ÷ 10% m∑Ppt
Chọn (∑∆Pmd = 10% m∑Ppt)
= 0,1 x 0,8 x 117 = 9,36 ( MW )
 ∑PF= 0,8 x 117 + 9,36 = 102,96 ( MW )

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường trong hệ
thống . Cân bằng công suất phản kháng được biểu diễn bằng biểu thức sau:
∑QF + Qbù∑ = m∑Qpt + ∑∆QB + ∑∆QL - ∑QC + ∑Qtd + ∑Qdt ( 1.3)
Trong đó :

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 9


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
•
•
•
•
•
•

•
•
•








GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

∑QF : tổng công suất phản kháng của nguồn cung cấp cho phụ tải phat ra
của các máy phát điện.
Qbù∑ : công suất kháng cần bù.
m : hệ số đồng thời ( giả thiết chọn 0,8 )
m∑Qpt : tổng phụ tải phản kháng của mạng điện có xét hệ số đồng thời .
∑∆QB : tổng tổn thất công suât phản kháng trong máy biến áp có thể ước
lượng : ∑∆QB= 8-12% ∑Spt
∑∆QL: tổng tổn thất công suất kháng trên các đường dây của mạng điện.
∑∆QC: tổng công suất phản kháng do điện dung đường dây cao áp sinh
ra.
∑∆Qtd : tổng công suất tự dụng của các nhà máy điện trong hệ thống.
∑∆Qdt : tổng công suất phãn kháng dự trữ của hệ thống
Trong thiết kê môn học , chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của nhà máy
điện có thể không tính Qtd và Qdt.
Theo đề bài cho, mạng điện cao áp 110kV, nên trong tính toán sơ bộ có
thể xem tổn thất công suất kháng đường dây bằng công suât phãn kháng
do diện dung đường dây cao áp sinh ra :

∑∆QL = Qc => ∑∆QL = ∑∆QC => ∑∆QL - ∑∆QC = 0
Suy ra biểu thức (1.3) được viết lại như sau:
∑QF + Qbù∑ = m∑Qpt + ∑∆QB (1.4)
Tính :
Ta có : ∑QF= ∑PFxtanφF
Cos φF = 0.89 => tanφF=tan(cos-1(0.89))
∑QF = 102,96 x tan(cos-1(0.89)) = 52,75 ( MVAr)
Qpt1 = 10 x tan(cos-1(0.79)) = 7,76 ( MVAr)
Qpt2 = 15 x tan(cos-1(0.84)) = 9,7 ( MVAr)
Qpt3 = 30 x tan(cos-1(0.81)) = 21,72 ( MVAr)
Qpt4 = 25 x tan(cos-1(0.8)) = 18,75 ( MVAr)
Qpt5 = 22 x tan(cos-1(0.72)) = 21,2 ( MVAr)
Qpt6 = 15 x tan(cos-1(0.73)) = 14 ( MVAr)
∑Qpt = Qpt1 + Qpt2 + Qpt3 + Qpt4 + Qpt5 + Qpt6
= 7,76 + 9,7 + 21,72 + 18,75 + 21,2 + 14 = 93,13 ( MVAr)
∑Spt =
= = 149,54 ( MVAr )
∑∆QB= 8-12% ∑Spt
∑∆QB = 0,1 x 149,54 = 14,9 (MVAr) chọn ∑∆QB = 10%∑Spt
Từ biểu thức (1.4)
Qbù∑ = m∑Qpt + ∑∆QB - ∑QF

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 10


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

= 0,8 x 93,13 + 14,9 – 52,75 = 36,6 ( MVAr)
Qbù∑ > 0 => hệ thống cần đặt thêm thiết bị bù để cân bằng công

suất kháng. Việc tính toán chính xác phân bố thiết bị bù sẽ được
tính trong phần cân bằng chính xác công suất trong hệ thống .
Trong phần này chỉ thực hiện bù sơ bộ, dự kiến bù sơ bộ theo
nguyên tắc : bù ưu tiên phụ tải ở xa , cosφ thấp và bù đến
cosφ’= 0,90 ÷ 0,95. Công suất bù sơ bộ cho phụ tải thứ i được
tính : Qbi = Pi x ( tanφi – tanφi’)
+ tanφi’ : được suy ra bằng cách , sau khi nâng cosφi lên cosφi’
=>tanφi’, nhưng phải với điều kiện : ∑Qbi = Qbù∑
Ta bù theo nguyên tắc sau :
•
•
•

Ưu tiên bù cho phụ tải ở xa nguồn .
Bù cho phụ tải có cosφ thấp .
Bù cho phụ tải lớn .

Theo đề bài và xét các điều kiện ưu tiên nên ta chọn thứ tự ưu tiên như sau :
Phụ tải 1 ,2,4,6 xét theo điều kiện phụ tải ở xa nguồn , phụ tải 5 phụ tải có cosφ
thấp, phụ tải 3 phụ tải có công suất lớn .












Phụ tải 1
Cosφ1 = 0,79 nâng lên cosφ1’ = 0,9
-1
-1
 Qb1 = 10 x (tan(cosφ (0,79)) – tan(cosφ (0,9)))= 2,92 ( MVar)
Phụ tải 2
Cosφ2 = 0,84 nâng lên cosφ2’ = 0,9
-1
-1
 Qb2 = 15 x (tan(cosφ (0,84)) – tan(cosφ (0,9)))= 2,42 (Mvar)
Phụ tải 3
Cosφ3 = 0,81 nâng lên cosφ3’ = 0,9
-1
-1
 Qb3 = 30 x (tan(cosφ (0,81)) – tan(cosφ (0,9)))= 7,2 (Mvar )
Phụ tải 4
Cosφ4 = 0,8 nâng lên cosφ4’ = 0,9
-1
-1
 Qb4 = 25 x (tan(cosφ (0,8)) – tan(cosφ (0,9)))= 6,64 ( Mvar)
Phụ tải 5
Cosφ5 = 0,72 nâng lên cosφ5’ = 0,9
-1
-1

 Qb5 = 22 x (tan(cosφ (0,72)) – tan(cosφ (0,9))) = 10,55 ( MVar)
Phụ tải 6
Cosφ6 = 0,73 nâng lên cosφ6’= 0,9
-1
-1
 Qb6 = 15 x (tan(cosφ (0,73)) – tan(cosφ (0,9))) = 6,8 ( Mvar )

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 11


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
•
•
•

Phụ
tải
1
2
3
4
5
6

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

Công suất biểu kiến của phụ tải sau khi bù :
Si’ =

Hệ số cosφ’ sau bù tính bằng công thức :
Cosφi’ =
Khoảng cách từ nguồn đến phụ tải :
 Phụ tải 1 : l1 = = 50 (km)
 Phụ tải 2 : l2 = = 41,23 (km)
 Phụ tải 3 : l3 = = 31,62 (km)
 Phụ tải 4 : l4 = = 41,23 (km)
 Phụ tải 5 : l5 = = 36,06 (km)
 Phụ tải 6 : l6 = = 41,23 (km)
Bảng số liệu phụ tải sau khi bù sơ bộ :

P(MW)
10
15
30
25
22
15

Q(MVAr) Cosφ
7,76
9,7
21,72
18,75
21,2
14

SVTH– Lớp : 13040103

0,79

0,84
0,81
0,8
0,72
0,73

Qb
Q-Qb
(MVAr) (MVAr)
2,92
4,84
2,42
7,28
7,2
14,52
6,64
12,11
10,55
10,65
6,8
7,2

Trang 12

S’(MVA
)
11,1
16,67
33,3
27,78

24,4
16,64

Cosφ’
0,9
0,89
0,9
0,89
0,9
0,9

L
(km)
50
41,23
31,62
41,23
36,06
41,23


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

CHƯƠNG 2
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT
Những vấn đề đầu tiên cần được giải quyết là lựa chọn sơ đồ nối dây của mạng
điện , lựa chọn điện áp tải điện .
I.

LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN
Vì chưa có sơ đồ nối dây cụ thể , sơ bộ vẽ một đường dây hình tia nối từ
nguồn đến phụ tải ở xa hoặc có có công suất lớn . Cấp điện áp tải điện phụ
thuộc vào công suất và khoảng cách truyền tải. Dựa vào công thức Still để tìm
điện áp tải điện U(KV) :
U= 4,34 x ( 2.1)
Với : P là công suất truyền tải KW ; l là khoảng cách truyền tải Km .
Phụ tải
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6

P ( MW )
10
15
30
25
22
15

L ( Km )
50
41,23
31,62
41,23
36,06

41,23

U= 4,34 x
62,89
72,78
98,16
91,16
85,49
72,78

Từ bảng số liệu trên ta chọn cấp điện áp 110 Kv ; Uđm = 110 Kv

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 13


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

II.

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN
Sơ đồ nối dây của mạng điện phụ thuộc nhiều yếu tố : số lượng phụ tải , vị
trí phụ tải , mức độ liên tục cung cấp điện , công tác vạch tuyến , sự phát triển
của mạng điện .
Theo yêu cầu của đề bài , mạng điện cần thiết kế gồm có 6 phụ tải , trong đó:






Phụ tải 1,2 : không yêu cầu cung cấp điện liên tục .
Phụ tải 3,4 : yêu cầu cung cấp điện liên tục theo hệ thống mạch kép .
Phụ tải 5,6 : yêu cầu cung cấp điện liên tục theo hệ thống mạch vòng .
Dựa vào cấp độ quan trọng của từng phụ tải , ta chia làm 3 khu vực :
1) Khu vực 1 : bao gồm phụ tải 5,6 là các loại phụ tải loại 1 nên phải
đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải theo phương án mạch
vòng. Ta có sơ đồ nối dây như sau :
Phương án 1a

5
LN5=36,06km
N
6

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 14

LN6=41,23km
L56=31,62km


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

|

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

| : 10km
Do đề bài cho phụ tải 1,2 là lộ đơn liên kết mạch vòng nên ta chỉ có
phương án 1a là liên thông mạch vòng giữ nguồn – phụ tải 1- phụ tải 2

2)

Khu vực 2 : Bao gồm các phụ tải 3,4 là các phụ tải loại 1 nên phải
đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải này theo phuong pháp
mạch kép
Ta có các phương án nối dây sau:
Phương án 2a

Phương án 2b

N
4
N
4

3

Phương án

2c

3

N

LN3=31,62km
4

LN4=41,23km
L34=36,05km

3

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 15


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
|

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

| 10km

Phương án 2a , 2b và 2c là những phương án có các đường dây lộ kép hình tia , lộ
kép liên thông mạch nhưng do phương án 2b có tổng chiều dài đường dây lớn hơn
tổng chiều dài đường dây của 2 phương án 2a và 2c nên ta loại phương án 2b.Vậy
ta chỉ chọn 2 phương án 2a và 2c để tính toán .
3)

Khu vực 3: bao gồm các phụ tải 1,2 là các phụ tải loại 3 , cung cấp
điện không liên tục . Ta có các phương án nối dây sau :
Phương án 3a

Phương án 3b

2
1
2

N

1

N
Phương án 3c
2

LN1=50km

1

LN2=41,23km
N

|

L12=31,62km

| : 10km
Phương án 3a,3b,3c là các phương án có đường dây lộ đơn hình tia ,
lộ đơn liên thông mạch , nhưng do phương án 3a có tổng chiểu dài

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 16


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

đường dây lớn hơn tổng chiều dài đường dây của 2 phương án 3b,3c
nên ta loại bỏ phương án 3a. Vậy ta chỉ chọn lại 2 phương án 3b,3c để
tính toán .
 Từ các phương án trên ta kết hợp được những phương án
đi dây như sau :
Phương án I

2
1
5
N
6

4

3

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 17

Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

Phương án II

2
1
5
N
6

4

3

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 18


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

Phương án III

2
1
5

N
6

4

3

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 19


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

Phương án IV

2
1
5
N
6

4

3

Chọn phương án tối ưu : ta tính ∑P iLi của từng phương án sau đó so sánh các
phương án với nhau , chọn 2 phương án tối ưu nhất dựa vào ∑P iLi nhỏ nhất và

đảm bảo yêu cầu đề bài :
-

Phụ tải 1,2 kết nối lộ đơn cấp điện không liên tục
Phụ tải 3,4 kết nối mạch kép cấp điện liên tục
Phụ tải 5,6 kêt nối mạch vòng cấp điện liên tục

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 20


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
III.


TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN
Tải 1,2 liên thông lộ đơn
N
1

S1= 10+7,76j
S12= S2 = 15+9,7j

SN1 =S1+S2 = 25 + 17,46j

2

1

S2= 15+9,7j
S21 = S1 = 10+7,76j

S1= 10+7,76j

;

SN2 =S1+S2 = 25 + 17,46j

Tải 3,4 mắc liên thông lộ kép
N

3

4

S3= 30+21,72j

S4=25+18,75j

S34= S4= 25 + 18,75j


2

S2= 15+9,7j

;

N



GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

;

SN3 = S3 + S4 = 55 + 40,47j

Tải 5,6 mắc thành vòng kín
N
LN5=36,06km
5
L56=31,62km

S5=22+21,2j

S6=15+14j

Phân bố công suất sơ bộ theo chiều dài
Đoạn N5
SN5 = +
= +
= 20,39 + j19,48 (MVA)
SVTH– Lớp : 13040103

6

Trang 21

LN6=41,23km

N


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

Giả sử S56 , SN5,SN6 có chiều như hình vẽ
SN5

S56

SN6

S5=22+21,2j

S6=15+14j

S56= S5 – SN5 = 22+j21,2- (20,39+j19,48) = 1,61 + 1,72j (MVA)


SN6= S56 + S6 = 1,61 + 1,72j + 15 + 14j = 16,61 + 15,72j (MVA)

Đoạn
Chiều dài
L (km)
Công suất
P ( KW)

P*L
∑Pi*Li

Đoạn
Chiều dài
L (km)
Công suất
P ( KW)
P*L
∑Pi*Li

Đoạn
Chiều dài
L (km)

PHƯƠNG ÁN I
N3
N4

N2

21

41,26

31,62

31,62

25

10

30

1031,5

316,2

948,6

N5

N6

56

41,23

36,06

41,23

31,62

25

20,39

16,61

1,61

1030,75 735,26
4798,01

684,8

50,9

N5

N6

56

PHƯƠNG ÁN II
N3
34

N1

12

50

31,62

31,62

36,06

36,06

41,23

31,62

25

15

55

25

20,39

16,61

1,61

1250

474,3

1739,1

901,5
735,26

5835,86

684,8

50,9

N5

N6

56

36,06

41,23

31,62

N2

21

41,26

31,62

SVTH– Lớp : 13040103

PHƯƠNG ÁN III
N3

34
31,62

36,06

Trang 22


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
Công suất
P ( KW)
P*L
∑Pi*Li

Đoạn
Chiều dài
L (km)
Công suất
P ( KW)
P*L
∑Pi*Li

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

25

10

55

1031,5

316,2

1739,1

25

20,39

16,61

1,61

901,5
735,26
5459,62

684,8

50,9

N5

N6

56

PHƯƠNG ÁN IV
N3

N4

N1

12

50

31,62

31,62

41,23

36,06

41,23

31,62

25

15

30

25

20,39

16,61

1,61

1250

474,3

948,6

1030,75 735,26
5174,61

684,8

50,9



Tổng hợp các phương án ta được :

Phương án

∑Pi*Li

Phụ tải 1,2

Phụ tải 3,4

Phụ tải 5,6

I

4798,01

Liên thông

Tia

Vòng

II

5835,36

Liên thông

Liên thông

Vòng

III

5459,62

Liên thông

Liên thông

Vòng

IV

5174,61

Liên thông

Tia

Vòng

Qua bảng số liệu so sánh của 4 phương án , ta thấy như sau :
-

Phương án II , III có ∑Pi*Li lớn nên ta không chọn => vậy ta chọn phương
án I,IV để tính toán .

TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC PHƯƠNG ÁN

IV.
1.

PHƯƠNG ÁN I

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 23


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

2
1
5
N
6

4

3

1.1

LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY

Đối với mạng truyền tải cao áp , chọn dây theo phương pháp mật độ dòng
kinh tế Jkt
Mật độ kinh tế Jkt là số ampe lớn nhất chạy trong 1 đơn vị tiết diện kinh tế
của dây dẫn. Dây dẫn được chọn theo Jkt thì mạng điện vận hành kinh tế
lớn nhất , tức thỏa mãn kinh tế nhất , thỏa mãn chi phí tính toàn hang
năm là thấp nhất.

Jkt= =
•

Mật độ dòng kinh tế không phụ thuộc điện áp của mạng điện

SVTH– Lớp : 13040103

Trang 24


Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện 110 KV
•

GVHD:T.S Nguyễn Đoàn Quốc Anh

Jkt tỷ lệ nghịch với điện trở suất nếu dây dẫn có
ngược lại.

bé thì Jkt lớn và

Quy tắc Kelvin : Khi dây dẫn có tiết diện tối ưu , phần giá cả phụ thuộc
tiết diện dây dẫn bằng chi phí hiện thời hóa do tổn thất công suất và tổn
thất điện nắng trong thời gian sống của đường dây
Điều kiện thỏa hiệp tối ưu : =

tức là

= =

=0

Lấy đạo hàm theo Vt = V + Cp = A + BU + CLf + 3I2max LR\ f , ta
được điều kiện tối ưu quy tắc Kelvin : K” . Fcp = 3I2max LR\ fcp
Lúc này chọn dây dẫn thì sẽ thỏa mãn chi phí tính toán hang năm thấp
nhất .
Nếu thời gian Tmax của các phụ tải khác nhau , thì ta tính Tmaxtb :

Tmaxtb =
Do đề bài cho các phụ tải có 5500 ( giờ/ năm )


Tmaxtb = Tmaxi = 5500 ( giờ/ năm )
Đồng thời ở đây sử dụng dây nhôm lỏi thép nên chọn mật độ
dòng kinh tế jkt = 1,0 ( tra bảng 2.3 / trang 18 / sách hướng dẫn
đồ án môn học điện 1 – thiết kế mạng điện của tác giả Hồ Văn
Hiến ).
1.1.1 Chọn tiết diện dây cho mạch vòng N-5-6-N :
Phân bố công suất trên đoạn N-5-6-N như sau :

N

LN5=36,06km

5

L56=31,62km

S5=22+21,2j

S6=15+14j

Phân bố công suất sơ bộ theo chiều dài
SVTH– Lớp : 13040103

6

Trang 25

LN6=41,23km

N