Thiết kế mạng điện 110KV

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

BÁO CÁO ĐỒ ÁN 1
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN 110KV
GVHD: TS. Nguyễn Đoàn Quốc Anh
Lớp:13040103

TP.Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2016
1


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
I.
II.

THU THẬP SỐ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH VỀ PHỤ TẢI
PHÂN TÍCH NGUỒN CUNG CẤP ĐIỆN

CHƯƠNG 1: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG
ĐIỆN
I.
II.
III.

MỤC ĐÍCH
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

CHƯƠNG 2: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KĨ THUẬT
I.
II.
III.
IV.
V.

LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN
CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN
CHỌN SỐ BÁT SỨ
CHỈ TIÊU VỀ CÔNG SUẤT KHÁNG DO ĐIỆN DUNG ĐƯỜNG DÂY
TỒN HAO VẦNG QUANG

CHƯƠNG 3: SO SÁNH PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ
I.
II.

III.

NỘI DUNG
PHÍ TỔN TÍNH TOÁN HẰNG NĂM CHO MỖI PHƯƠNG ÁN
1. Phương án 1
2. Phương án 2
BẢNG TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ

CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ
TRẠM BIẾN ÁP
I.

II.

NỘI DUNG
CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG
TRẠM GIẢM ÁP
1. Lựa chọn máy biến áp
2


2. Tính toán các thông số MBA

CHƯƠNG 5: BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN
I.
II.
III.

PHƯƠNG PHÁP TÍNH
TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ
BẢNG KẾT QUẢ BÙ KINH TẾ

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG
SUẤT KHÁNG VÀ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ THIẾT BỊ BÙ
CƯỠNG BỨC
I.
II.

MỤC ĐÍCH
TÍNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT KHÁNG

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG

MẠNG ĐIỆN
I.
II.
III.
IV.

MỞ ĐẦU
TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI
TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU
TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC SỰ CỐ

CHƯƠNG 8: ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN
I.
II.
III.

MỞ ĐẦU
CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP
CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC TÌNH
TRẠNG LÀM VIỆC CỦA MẠNG ĐIỆN

CHƯƠNG 9: TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT
CỦA MẠNG ĐIỆN
I.
II.
III.
IV.

MỞ ĐẦU
TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN
LẬP BẢNG CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KĨ THUẬT

3


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
kĩ thuật phức tạp khi thiết kế mạng điện. Xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu
tiên khi thiết kế hệ thống nhằm mục đích vạch ra sơ đồ, lựa chọn, và kiểm tra các
phần tử của mạng điện như máy phát, đường dây, máy biến áp và các chỉ tiêu kinh
tế kĩ 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
cùa 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.
Ngoài ra cũng cần phải có những tài liệu về đặc tính của vùng, dân số và
mật độ dân số, mức sống của dân cư trong khu vực, sự phát 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 hưởng đến dự kiến về kết cấu sơ đồ nối dây của amng5 điện
sẽ được 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 sự cố
trong mạng điện. Chú ý rằng không phải tất cả các thành phần tiêu thụ điện trong
phụ tải đều yêu cầu phải cung cấp điện liên tục vì 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 những phụ tải tuy quan trọng nhưng việc mất điện chỉ
gây giảm sút về số lượng sản 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.

4


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 xem 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 cho các phụ tải chủ yếu sản xuất như
sau:

- 1 ca thì = 24003000 giờ/năm
- 2 ca thì = 30004000 giờ/năm
- 3 ca thì = 400077000 giờ/năm
Ngoài ra theo sự phát triển của sản xuất và của hệ thống điện mà việc xác
định phải xét một cách toàn diện liên quan đến quy luật phát triển của phụ tải.
Công suất phụ tải dùng 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 dến hệ
số sử dụng vì không phải tất cả các máy móc đều được sử dụng cùng một lúc mà

phụ thuộc vào quá 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 và số liệu dùng cho tính toán là phụ tải cực đại được coi như
phụ tải tính toán , vào thời gian thấp điểm phụ tải có trị số .
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 khi xác định phụ tải tổng của toàn mạng điện phải
xét đến hệ số đồng thời từ đó ước tính được khả năng của nguồn cung cấp.

II.

PHÂN TÍCH NGUỒN CUNG CẤP ĐIỆN
Trong thiết kế môn học thường chỉ thiết kế cho một nhà máy điện
cung cấp điện cho phụ tải trong vùng và 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 thể giả thiết về một loại
nguồn cung cấp để giới thiệu cho đồ 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
5


thống, nhà máy nhiệt điện, nhà máy 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 quy 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 phải tải đi từ
nguồn.

6


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

Nguồn điện

- Đủ cung cấp cho phụ tải với
- Điện áp thanh cái cao áp:
1,1 lúc phụ tải cựa đại
1,05 lúc phụ tải cựa tiểu
__ lúc sự cố

Phụ tải

1

2

3

4

5

6

(MV)

13

14

15

26

27

28

cos

0.76

0.82

0.81

0.8

0.72

0.8

(%)

40%

40%

40%

40%

40%

40%

(giờ/năm)

5500

5500

5500

5500

5500

5500

22

22

Yêu cầu cung cấp điện
Điện áp định mức phía thứ
cấp trạm phân phối (kV)

Yêu cầu điều chỉnh điện áp
phía thứ cấp

Liên tục Liên tục
22

22

7

22

22


CHƯƠNG 1: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG
ĐIỆN
I.

MỤC ĐÍCH:

Cân bằng công suất trong hệ thống điện trước hết là xem xét khả năng
cung cấp điện và tiêu thụ trong hệ thống có cân bằng không. Sau đó sơ bộ
định thức vận hành cho từng máy điện. Trong các chế độ vận hành lúc cực
đại,lúc cực tiểu hay chế độ sự cố dựa vào khả năng cấp điện của từng nguồn
điện. Cân bằng công suất nhằm ổn định chế độ vận hành của hệ thống điện.
Cân bằng công suất tác dụng cần thiết để giữ tần số bình thường trong
hệ thống. Để giữ được điện áp bình thường người ta cần phải có sự cân bằng
công suất phản kháng ở hệ thống nói chung và khu vực nói riêng. Mặc khác
sự thay đổi điện áp cũng ảnh hưởng đến thay đổi tần số và ngược lại.

Để đơn giản 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.
II.

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

Chất lượng điện năng được thể hiện ở tần số, cân bằng công suất cần
thiết để giữ tần số trong hệ thống.
Trong quá trình truyền tải không tránh khỏi tổn thất điện năng do dây
dẫn phát nóng, rò điện, tổn thất vầng quang. Nên để đảm bảo được công suất
trong hệ thống, ta cần phải cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống và
được biểu diễn bằng biểu thức sau:

∑PF = m∑Ppt + ∑∆Pmd + ∑Ptd + ∑Pdt (1.1)
Với :
•

•
•

∑PF : Tổng công suất tác dụng phát ra do các nhà máy phát điện của các
nhà máy trong hệ thống
∑Ppt : Tổng phụ tải tác dụng cực đại của hộ tiêu thụ
m:
Hệ số đồng thời ( giả thiết chọn 0,8)
8

•
•
•

∑∆Pmd : Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến
áp
∑Ptd :
Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện
∑Pdt :
Tổng công suất dự trữ
a, Công suất tự dùng ∑Ptd của nhà máy điện
Công suất tự dùng của các nhà máy điện được tính theo phần trăm của
(m∑Ppt + ∑∆Pmd) :
- Nhà máy nhiệt điện 3 –7 %
- máy thủy điện 1 – 2%
b, Công suất dự trữ cuả hệ thống bao gồm:
- Dự trữ sự cố: bằng công suất của tổ máy lớn nhất.
- Dự trữ tải: (2 - 3)% phụ tải tổng.
- Dự trữ phát triển.
∑Pdt = (10 - 15)%.m.∑Ppt

Theo phạm vi đồ án, giả thiết nguồn 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 áp của nhà máy điện nên bỏ qua ∑Ptd và ∑Pdt
Biểu thức (1.1) viết lại như sau:

∑PF = m∑Ppt + ∑∆Pmd
∑Ppt = +++++
= 13+ 14+ 15+ 26+ 27+ 28 =123 (MV)

∑∆Pmd = (8 10%) m∑Ppt chọn ∑∆Pmd = 10% m∑Ppt
= 0,1

0,8 123 = 9.84 (MV)

∑PF = 0,8 123 + 9,84 = 108.24 (MV)
III.

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 bằng công thức sau:
9


∑QF + Qbù∑ = m∑Qpt + ∑∆QB + (∑∆QL - ∑∆QC) + ∑Qtd + ∑Qdt(1.2)
Trong đó :
•

•
•

•

•
•

∑QF : Tổng công suất phản kháng phát ra từ các nhà máy điện
o ∑QF = . tg

m∑Qpt: Tổng phụ tải phản kháng của mạng điện có xét đến hệ số đồng thời;
∑∆QB: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp có thể ước
lượng
o ∑∆QB = (8-12%)∑Spt
∑∆QL: Tổng tổn thất công suất kháng trên các đoạn đường dây của mạng.
Với mạng điện 110kV trong tính toán sơ bộ có thể coi tổn thất công suất
kháng trên cảm kháng đường dây bằng công suất phản kháng do điện dung
đường dây cao áp sinh ra: ∑∆QL = ∑∆QC.
∑Ptd: Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống
o ∑Ptd= ∑Ptd . tg
Qdt : công suất phản kháng dự trữ của hệ thống
Qdt = ( 5 10%)∑Qpt

Ta có ∆QL= QC ∑∆QL =∑∆QC ∑∆QL - ∑∆QC= 0
Biểu thức 1.2 được viết lại như sau:
∑QF + Qbù∑ = m∑Qpt + ∑∆QB (1.3)
Từ hệ số công suất nguồn: cos= 0.88
 tan= tan( ( 0,88)) = 0.54
 ∑QF = 108,24 0,54 = 58.45 (MVar)
Qpt1 = 13 tan( ( 0,76)) = 11.12 (MVar)
Qpt2 = 14 tan( ( 0,82)) = 9.77 (MVar)
Qpt3 = 15 tan( ( 0,81)) = 10.86 (MVar)
Qpt4 = 26 tan( ( 0,8)) = 19.5 (MVar)
Qpt5 = 27 tan( ( 0,72)) = 26.02 (MVar)
10


Qpt6 = 28 tan( ( 0,8)) = 21 (MVar)
 ∑Qpt = Qpt1+ Qpt2+ Qpt3+ Qpt4+ Qpt5+ Qpt6
= 11.12+ 9.77+ 10.86+ 19.5+ 26.02+ 21= 98.27 (MVar)

∑Spt = +++++
= +++ + +

= + + + + + = 157.7 (MVA)
∑= ( 8 12) ∑Spt
 ∑= 0.1 157.7= 15.77 (Mvar) ( chọn ∑= 10%∑Spt)
Từ biểu thức (1.3)
 = m∑Qpt + ∑∆QB ∑QF
= 0.8 98.27 + 15.77 58.45 = 35.94 (MVar)
Để nâng cao cos cho các phụ tải xa, ta tiến hành phân bố dung lượng đến
từng phụ tải thứ i theo công thức:
= ()
: được tính bằng cách, sau khi nâng lên nhưng phải với điều
kiện ∑.
Ta bù theo nguyên tắc sau:
 Ưu tiên bù cho phụ tải ở xa nguồn.
 Bù cho phụ tải có cos 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 1,4, 5, 6
Phụ tải 1:
= 0.76 nâng lên = 0.93
11


= 13(tan((0.76)) tan((0.93))= 5.98( MVAr)
Phụ tải 4:
= 0.8 nâng lên = 0.93
= 26(tan((0.8)) tan((0.93))= 9.22 ( MVAr)
Phụ tải 5:

= 0,72 nâng lên = 0,93
= 27(tan((0,72)) tan((0,93))= 15,35( MVAr)
Phụ tải 6:
= 0.8 nâng lên = 0.93
= 28(tan((0,8)) tan((0,93))= 9.93( MVAr)
Do lượng chỉ là 35,94 MVAr nên ta chọn bù tại 2 vị trí phụ tải 1,4, 5, 6 có
hệ số thấp như sau:
5.98 MVAr
= 4.68 MVAr
= 15.35 MVAr
= 9.93 MVAr
Công thức biểu kiến của các phụ tải sau khi bù:
=
= = 13.98 (MVA)
= = 29.93 (MVA)
= = 29.03 (MVA)
= = 30.11 (MVA)
Hệ số sau khi bù được tính bằng công thức =
12


= = = 0.93
== = 0.87
== = 0.93
== = 0.93
Khoảng cách từ nguồn đến phụ tải:
Phụ tải 1: = = 50 (km)
Phụ tải 2: = = 41.23 (km)
Phụ tải 3: = = 31.62 (km)
Phụ tải 4: = = 44.72 (km)

Phụ tải 5: = = 41.23 (km)
Phụ tải 6: = = 28.28 (km)
Bảng số liệu phụ tải sau khi bù sơ bộ:
Phụ
tải

P
Q=
cos
(MV) Q*tg
(MVAr)

= ()
(MV
Ar)

1

13

11.12

0.76

5.98

5.14

13.98

0.93

50

2

14

9.77

0.82

0

9.77

17.07

0.82

41.23

3

15

10.86

0.81

0

10.86

18.52

0.81

31.62

4

26

19.5

0.8

4.68

14.82

29.93

0.87

44.72

5

27

26.02

0.72

15.35

10.67

29.03

0.93

41.23

6

28

21

0.8

9.93

11.07

30.1

0.93

28.28

13

Q(MVA
r)

L
(km)


14


CHƯƠNG 2: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KĨ THUẬT
Những vấn đề đầu tiên cần được giải quyết là lựa chọn sơ đồ nối dây của amng5
điện, lựa chọn điện áp tải điện.
I.

LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN:

Theo đề tài đã cho cấp điện áp của mạng điện là 110kV, nên
trong phần này ta cần kiểm tra lại cấp điện áp của mạng có phù
hợp với công suất tải và khoảng cách truyền tải dựa vào công
thức:
U= 4,34
Phụ
tải

P (MW)

L (km)

U (kV)

N-1

13

50

69.7

N-2

14

41.23

70.86

N-3

15

31.62

71.53

N-4

26

44.72

93.16

N-5

27

41.23

94.41

N-6

28

28.28

94.72

Căn cứ vào kết quả tính toán cho cấp điện áp 110 kV là phù
hợp với công suất tải và khỏang cách truyền tải.
II.

CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN:

Sơ đồ nối dây của mạng điện phụ thuộc nhiều yếu tố: số lượng phủ tải, vị
trí phụ tải, mức độ liên tục cung cấp điện, công tác vạch tuyến, sự phát triển của
mạng điện.
Theo dề bài cho, mạng điện cần thiết kế gồm có 6 phụ tải trong đó:
Phụ tải 1, 2, 5, 6 : không yêu cầu cung cấp điện liên tục.
Phụ tải 3,4: yêu cầu cung cấp điện liên tục.
15


16


Tải 3 và 4 mắc thành vòng kín :
Hình
Đoạn N-3:

= = 19.38 (MW)
= = 14.30 (MW)
= 19.38 + 14.30j (MVA)
• Giả sử , có chiều dài như hình vẽ
Hình
= - = 19.38 – 15 = 4.38 (MV)
= - = 14.30 – 10.86 = 3.44 (MV)
 = 4.38 + 3.44j (MVA)
Hình
= - = 26 – 4.38 = 21.62 (MV)
= - = 19.5 – 3.44 = 16.06 (MV)
 = 21.62 + 16.06j (MVA)
Tải 3 và 4 mắc liên thông lộ kép :

Hình
= + = 41+ 30.36j (MVA)
= = 26+ 19.5j (MVA)
Tải 2 và 1 mắc liên thông lộ đơn :
Hình
= + = 27 + 20.89j (MVA)
= = 13+ 11.12j (MVA)
Tải 6 và 5 mắc liên thông lộ đơn:
Hình
= + = 55 + 47.02 (MVA)
= = 27 + 26.02j (MVA)
17


PHƯƠNG ÁN I
Đoạn

N1

N2

N3

N4

N5

N6

34

Chiều dài L
(Km)
Công suất P
(MW)
P*L

50

41.23

31.62

44.72

41.23

28.28

36.06

13

14

19.38

21.62

27

28

4.38

650

577.22

612.8

966.85

1113.21 791.84

157.94

4869.86

PHƯƠNG ÁN II
Đoạn

21

N2

N3

N4

65

N6

34

Chiều dài L
(Km)
Công suất P
(MW)
P*L

31.62

41.23

31.62

44.72

36,06

28.28

36.06

13

27

19.38

21.62

27

55

4.38

411.06

1113.21 612.8

966.85

973.62

1555.4

157,94

5790.88

PHƯƠNG ÁN III
Đoạn

N1

N2

N3

N4

N5

N6

Chiều dài L
(Km)
Công suất P
(MW)
P*L

50

41.23

31.62

44.72

41.23

28.28

13

14

15

26

27

28

650

577.22

474.3

1162.72

1113.21 791.84

4769.29
PHƯƠNG ÁN IV
Đoạn

21

N2

N3

N4

18

65

N6


Chiều dài L
(Km)
Công suất P
(MW)
P*L

31.62

41.23

31.62

44.72

36,06

28.28

13

27

15

26

27

55

411.06

1113.21 474.3

1162.72

973.62

1555.4

5690.31

PHƯƠNG ÁN V
Đoạn

N1

N2

N3

N5

N6

34

Chiều dài L
(Km)
Công suất P
(MW)
P*L

50

41.23

31.62

41.23

28.28

36.06

13

14

41

27

28

26

650

577.22

1296.42 1113.21 791.84

937.56

5372.25

PHƯƠNG ÁN VI
Đoạn

21

N2

N3

34

65

N6

Chiều dài L

(Km)
Công suất P
(MW)
P*L

31.62

41.23

31.62

36.06

36,06

28.28

13

27

41

26

27

55

411.06

1113.21 1296.42 937.56

973.62

1555.4

6287.27

Tổng hợp các phương án ta được:
STT

Phương án

Phụ tải 1,2

19

Phụ tải 3,4

Phụ tải 5,6


1

I

4869.86

Tia

Vòng

Tia

2

II

5790.88

Liên thông

Vòng

Liên thông

3

III

4769.29

Tia

Tia

Tia

4

IV

5690.31

Liên thông

Tia

Liên thông

5

V

5372.25

Tia

Liên thông

Tia

6

VI

6287.27

Liên thông

Liên thông

Liên thông

Qua bảng số liệu so sánh 6 phương án, ta thấy như sau:
Phương án II, IV, V, VI: có lớn nên không chọn.
Vậy ta chọn phương án I, III để tính.
III.

TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC PHƯƠNG ÁN:
1. PHƯƠNG ÁN SỐ 1:
Hình
1.1 Lựa chọn tiết diện dây:
Đối với mạng điện truyền tải cao áp, chọn dây thao mật đồ dòng
kinh tế .
Mật độ dòng kinh tế là số ampe lớn nhất chạy trong 1 đơn vị tiết
diện khinh tế của dây dẫn. Dây dẫn được chọn theo thì mạng điện
vận hành kinh tế nhất, tức thỏa mãn kinh tế nhất, thỏa mãn chi phí
tính toán hàng năm là thấp nhất.
==
- Mật độ dòng kinh tế không phụ thuộc vào điện áp mạng điện.
- tỉ lệ nghịch với điện trở suất nếu dây dẫn có bé thì lớn và ngược lại.
Các tải có chung Tmax = 5500h. Tra bảng mật độ dòng điện kinh tế: jkt = 1
A/mm2.

1.1.1 Chọn tiết diện dây dẫn cho mạch vòng N-3-4-N:
Đoạn N-3:

= = 19.38 (MW)

20


= = 14.30 (MW)
= 19.38 + 14.30j (MVA)
• Giả sử , có chiều dài như hình vẽ
Hình
= - = 19.38 – 15 = 4.38 (MV)
= - = 14.30 – 10.86 = 3.44 (MV)
 = 4.38 + 3.44j (MVA)
Hình
= - = 26 – 4.38 = 21.62 (MV)
= - = 19.5 – 3.44 = 16.06 (MV)
 = 21.62 + 16.06j (MVA)
= = = 126.41 ()
 Chọn dây dẫn AC- 150
= = = 141.36 ()
 Chọn dây dẫn AC- 150
= = = 29.23 ()
 Chọn dây dẫn AC- 70 ( Đối với đướng dây truyền tải cao áp trên
không, do điều kiện hạn chế về tổn hao vầng quang, quy định đường
kính dây tối thiểu đối với điện áp 110kV là d > 9,9 mm)
Chọn tiết diện dây theo tiêu chuẩn, với nhiệt độ tiêu chuẩn của môi
trường xung quanh lúc chế tạo là 25 và nhiệt độ môi trường xung
quanh thực tế là 40 với hệ số điều chỉnh nhiệt độ : k = 0.81
Bảng dòng điện cho phép của dây dẫn đoạn N-3, 3-4, N-4 với k = 0.81
Đoạn

Dây tiêu chuẩn

Dòng cho phép (A)

N-3

AC-150

0.81445= 360.45

21


N-4

AC-150

0.81445= 360.45

3-4

AC-70

0.81275= 222.75

Dòng điện trên mỗi dây của đoạn N-3:
= = = 126,41(A) <
Dòng điện trên mỗi dây dẫn của đoạn N-4:
= = = 141.36 (A) <
Dòng điện trên mỗi đoạn dây dẫn của đoạn 3-4:
= = =29.23 (A) <
Thỏa điều kiện => Dây làm việc bình thường.

Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố: Do đường dây dây liên kết mạch vòng nên
khi đứt 1 khoảng trở thành mạng hở, nhánh dây còn lại phải tải toàn bộ dòng điện
phụ tải còn gọi là dòng điện cưỡng bức , nên ta phải kiểm tra lại cả 2 trường hợp:
TH1: Đứt dây đoạn N-3:
= (+ = (41+30.36j)44.72+ (15+10.86j)36.06= 2374.42+1749.31i
 == 2949.23
= (+ = (41+30.36j)31.62+ (26+19.5j)36.06= 2233.98+ 1633.15
 == 2767.28
 > đứt đoạn N-3 nguy hiểm hơn.
TH1: Đứt đoạn dây N-3
Hình
== 267.77 (A) < => thỏa điều kiện sự cố
== 97.2 (A) < => thỏa điều kiện sự cố
22


TH2: Đứt đoạn dây N-4
Hình
== 267.77 (A) < => thỏa điều kiện sự cố
== 170.58 (A) < => thỏa điều kiện sự cố
1.1.2 Chọn tiết diện dây dẫn cho lộ đơn mạch tia N-1, N-2, N-5,
N-6:
Hình
= = = 89.8 (A) => chọn dây AC-95
= = = 89.6 (A) => chọn dây AC-95
= = = 196.81 (A) => chọn dây AC-240
= = = 183.7 (A) => chọn dây AC-240
Bảng chọn tiết diện dây: với k =0.81
Đoạn

Dây tiêu chuẩn

Dòng cho phép (A)

N-1

AC-95

0.81335= 271.35

N-2

AC-95

0.81335=271.35

N-5

AC-240

0.81610=494.1

N-6

AC-240

0.81610=494.1

BẢNG TỔNG HỢP
STT

Số
lộ

Mã hiệu
dây

Chiều dài
(Km)

(A)

1

Đoạn
đường
dây
N-1

1

AC-95

50

0.81335= 271.35

2

N-2

1

AC-95

41.23

0.81335= 271.35

3

N-3

1

AC-150

31.62

0.81445= 360.45

4

N-4

1

AC-150

44.72

0.81445= 360.45

5

N-5

1

AC-240

41.23

0.81610=494.1

23


6

N-6

1

AC-240

28.28

0.81610=494.1

7

3-4

1

AC-70

36.06

0.81275= 222.75

1.2 Lựa chọn trụ và tính điện trở, cảm kháng, dung dẫn đường dây:
1.2.1 Chọn trụ:
Các đoạn N-1, N-2, N-3, N-4, N-5, N-6, 3-4 chọn trụ kim
loại có mã hiệu Y110-1
Hình
Các khoảng cách:
== 5 + 3.5= 8.5 (m)
= == 8.06 (m)
=== 4.27 (m)
== = 6.64 (m)
Đoạn N-1, N-2 sử dụng dây AC-95 có 6 sợi nhôm và 1 sợi thép (PL2.5), đường
kính ngoài là d = 13.5 mm (PL 2.1) => r = 6.75 mm.
Điện trở dây dẫn ở 20 là : = 0.33 (Ω/km)
Cảm kháng của đường dây:
Bán kính trung bình hình học r’= 0.7266.75= 4.9 mm
=2πfln=2πfln = 0.45 (Ω/km)
Dung dẫn của đường dây:
= = = 2.53 (1/ΩKm)

Đoạn N-3, N-4 sử dụng dây AC-150 có 28 sợ nhôm và 7 sợi thép (PL2.5), đường
kính ngoài là d = 17 mm (PL 2.1) => r = 8.5 mm.
Điện trở dây dẫn ở 20 là : = 0.21 (Ω/km)
Cảm kháng của đường dây:
Bán kính trung bình hình học r’= 0.7688.5= 6.53 mm
=2πfln=2πfln = 0.435 (Ω/km)
Dung dẫn của đường dây:
24


= = = 2.62 (1/ΩKm)
Đoạn N-5, N-6 sử dụng dây AC-240 có 28 sợ nhôm và 7 sợi thép (PL2.5), đường
kính ngoài là d = 21.6 mm (PL 2.1) => r = 10.8 mm.
Điện trở dây dẫn ở 20 là : = 0.132 (Ω/km)
Cảm kháng của đường dây:
Bán kính trung bình hình học r’= 0.76810.8= 8.29 mm
=2πfln=2πfln = 0.42 (Ω/km)
Dung dẫn của đường dây:
= = = 2.72 (1/ΩKm)
Đoạn 3-4 sử dụng dây AC-70 có 6 sợ nhôm và 1 sợi thép (PL2.5), đường kính
ngoài là d = 11.4 mm (PL 2.1) => r = 5.7 mm.
Điện trở dây dẫn ở 20 là : = 0.46 (Ω/km)
Cảm kháng của đường dây:
Bán kính trung bình hình học r’= 0.7265.7= 4.14 mm
=2πfln=2πfln = 0.463 (Ω/km)
Dung dẫn của đường dây:
= = = 2.47 (1/ΩKm)
Bảng số liệu đường dây của phương án I
Đoạn Số
đường lộ

dây

Mã hiệu
dây

Chiều
dài
Ω/km
(Km)

Ω/km

1/ΩK
m

N-1
N-2

1
1

AC-95
AC-95

50
41.23

0.33
0.33

0.45
0.45

N-3

1

AC-150

31.62

0.21

0.435
25

R=

X=

Y=

2.53
2.53

16.5
13.61

22.5
18.55

2.62

6.64

13.75

126.5
104.3
1
82.84