Đồ án lưới điện long

Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Lời nói đầu
*******
Ngày nay, điện năng là một phần vô cùng quan trọngtrong hệ thống năng
lượng của một quốc gia. Trong điều kiện nước ta hiện nay đang trong thời kì
công nghiệp hoá và hiện đại hoá thì điện năng lại đóng vai trò vô cùng quan
trọng.Điện năng là điều kiện tiên quyểt cho việc phát triển nền nông nghiệp cũng
như các ngành sản xuất khác.Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang
phát triển và việc phát triển điện năng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu
thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện cũng như điện phân phối điện
cho các hộ tiêu thụ cần phải được tính toán kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lý về
kĩ thuật cũng như về kinh tế.
Đồ án môn học này đã đưa ra phương án có khả năng thực thi nhất trong việc
thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ điện loại I và loại
III. Nhìn chung, phương án đưa ra đã đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của
một mạng điện.
Dù đã cố gắng song đồ án vẫn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và hạn
chế, em rất mong nhận được sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy, để em có thể tự
hoàn thiện thêm kiến thức của mình trong các lần thiết kế đồ án sau này.
Trong quá trình làm đồ án, em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo, đặc
biết cám ơn thầy giáo Lê Thành Doanh đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án
này.
Sinh viên
Đinh Văn Long

1
GVHD: T.S Lê Thành Doanh

Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Chương I : Phân tích nguồn và phụ tải
1.1 Phân tích nguồn
1.1.1 Sơ đồ phân tích nguồn và phụ tải

1

2

N

3

5

4

(1 ô = 10 x 10 km)
1.1.2 Nguồn công suất vô cùng lớn (VCL)
- Nguồn có công suất VCL có khả năng đáp ứng được mọi yêu cầu về công suất
của phụ tải và đảm bảo chất lượng điện áp:
- Nguồn có công suất VCL đảm bảo điện áp trên thanh góp cao áp không đổi
khi xảy ra mọi biến động về công suất phụ tải dù xảy ra ngắn mạch
- Nguồn có công suất (≥5÷7)lần công suất phụ tải
1.2 Phân tích phụ tải
1.2.1 Số liệu về các phụ tải trong bảng sau:

Trong đó:

Smin=80%Smax
Pmax=Smax.cos

Pmin=Smin.cos

2
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Qmax=Smax.sin

Đinh Văn Long

Qmin=Smin.sin

Các phụ tải
Các số liệu
1

2

3

4

5

6

Phụ tải cực đại (MW)

32

30

34

36

38

37

Phụ tải cực tiểu (MW)

25.6

24

27.2

28.8

30.4

29.6

Loại hộ

I

III

I

I

I

I

cos

0,88

0,88

0,88

0,88

0,88

0,88

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 80% phụ tải cực đại
Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax=4000 giờ.
Giá 1 kWh điện năng tổn thất: 1000 đ/kWh
Giá 1 kVAR thiết bị bù: 150 đ/ kVAR
Hệ số dồng thời m=1; Jkt=1,1A/mm2
Có 6 phụ tải chia thành 2 loại .
 Phụ tải loại I (gồm 5 phụ tải:1,3, 4, 5, 6 chiếm 83,3% ) :là loại phụ tải

rất quan trọng phải cung cấp điện liên tục.Nếu gián đoạn cung cấp điện
thì sẽ gây hậu quả nghiêm trọng ảnh hưởng đến an ninh, quốc phòng,an
ninh,chính trị,tính mạng con người,và thiệt hại nhiều về kinh tế.Vì thế
mỗi phụ tải loại I phải được cấp điện bằng 1 lộ đường dây kép và TBA
có 2 máy biến áp làm việc song song để đảm bảo độ tin cậy và chất lượng
điện năng.
 Phụ tải loại III ( gồm phụ tải 2 chiếm 16,7% ): là loại phụ tải có mức quan
trọng thấp hơn,để giảm chi phí đầu tư thì mỗi phụ tải chỉ cần cấp điện
3
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

bằng 1đường dây đơn và 1 máy biến áp.
Hệ số công suất cosφ = 0.9.
Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax của các phụ tải là 4000(h)
Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp bằng 10 kV. Phụ tải cực tiểu bằng
80% phụ tải cực đại.

Yêu cầu điều chỉnh điện áp:
 Trong mạng thiết kế mạng điện cho hộ phụ tải (1, 3, 4, 5, 6) yêu cầu điều

chỉnh điện áp khác thường (KT) nên độ lệch điện áp thỏa mãn:
-

Chế độ phụ tải cực đại : ĐL% = + 5%

-

Chế độ phụ tải cực tiểu : ĐL% = 0%

-

Chế độ sự cố

: ĐL% = 0 ÷ 5%

 Phụ tải (2) yêu cầu điều chỉnh điện áp thường (T) nên phạm vi điều chỉnh

điện áp thỏa mãn :
- Chế độ phụ tải cực đại : ĐL% ≥ + 2, 5%
- Chế độ phụ tải cực tiểu : ĐL% ≤ + 7, 5%
- Chế độ sự cố

: ĐL% ≥ - 2, 5%

Kết quả tính giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ cực đại và cực
tiểu. ta có bảng thống số của các phụ tải .
Phụ

Qmax
Phụ
Pmax
Pmin
Qmin
Smax
Smin
tải
tải
(MW)
(MW)
(MVA)
(MVAr) (MVAr) (MVA)
loại
1
I
32.00 25.60
15.50
12.40
35.56
28.44
2
III
30.00 24.00
14.53
11.62
33.33
26.67
3
I

34.00 27.20
16.47
13.17
37.78
30.22
4
I
36.00 28.80
17.43
13.95
40.00
32.00
5
I
38.00 30.40
18.40
14.72
42.22
33.78
6
I
37.00 29.60
17.92
14.34
41.11
32.89
Tổng
207.00
165.60
100.25

80.20
230.00
184.00

4
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Từ những phân tích cụ thể về nguồn và phụ tải ta có thể có cách nhìn tổng
quan hơn về đặc điểm của nguồn và phụ tải.Từ đó có những cơ sở thực tế hơn cho
việc tính toán cũng như các phương án cho các chương tiếp theo.
1.3 Cân bằng công suất
Để hệ thống làm việc ổn định đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải thì nguồn điện
phải đảm bảo cung cấp đủ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q cho
các hộ tiêu thụ và cả tổn thất công suất trên các phần tử của hệ thống. Nếu sự
cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng phát ra với công suất tiêu
thụ bị phá vỡ thì các chỉ tiêu chất lượng điện năng bị giảm dẫn đến thiệt hại kinh
tế hoặc làm tan vỡ hệ thống. Vì vậy ta cần phải cân bằng công suất.
1.3.1Cân bằng công suất tác dụng (P):
Một đặc điểm quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện
năng từ các nguồn điện đến các hộ tiêu thụ và không thể tích luỹ điện năng
thành số lượng nhìn thấy được.Tính chất này xác định sự đồng bộ 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 của hệ
thống cần phải phát công suất bằng công suất tiêu thụ của các hộ tiêu thụ
điện, kể cả tổn thất công suất trong mạng điện, nghĩa là cần thực hiện đúng

sự cân bằng công suất giữa công suất phát và công suất tiêu thụ.
Ngoài ra để hệ thống vận hành bình thường cần phải có sự 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 phát triển cuả hệ thống điện.
Cân bằng sơ bộ công suất tác dụng được thực hiện trong chế độ phụ tải cực
đại của hệ thống.
Ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống :
6

 PF   Pyc  m  Ppt i   P   Ptd   Pdt
i 1

Trong đó:
5
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

m là hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại, ở đây m=1.
 PF : là tổng công suất tác dụng phát ra từ nguồn về các phụ tải.

 Pyc

: là tổng công suất tác dụng yêu cầu củ hệ thông.

6

 Ppt i

: là công suất tác dụng của phụ tải thứ i trong chế độ phụ tải.

i 1

 P : là tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện.
 Ptd : là tổng công suất tự dùng trong nhà máy điện.
 Pdt : là tổng công suất dự trữ trong mạng điện.
6

Trong tính toán sơ bộ ta lấy

 PF   Ppt  15%  Ppt
i 1

Theo bảng số liệu về số liệu phụ tải đã cho ở trên ta có :
6

 PF   Pyc   Ppt  15%  Ppt
i 1

=207 + 15%.207 =238,05 ( MW)
Việc cân bằng công suất giúp cho tần số của lưới điện luôn được giữ ổn định.
1.3.2 Cân bằng công suất phản kháng.
Trong hệ thống, chế độ vận hành ổn định chỉ tồn tại khi có sự cân bằng công
suất phản kháng và tác dụng.
Cân bằng công suất tác dụng, trước tiên để giữ được tần số bình thường trong
hệ thống, còn để giữ được điện áp bình thường thì cần phải có sự cân bằng
công suất phản kháng ở hệ thống nói chung và từng khu vực nói riêng. Sự

thiếu hụt công suất phản kháng sẽ làm cho điện kháng giảm.Mặt khác sự thay
đổi điện áp ảnh hưởng tới tần số và ngược lại. Như vậy giảm điện áp sẽ làm
tăng tần số trong hệ thống và giảm tần số sẽ làm tăng điện áp.Vì vậy để đảm
bảo chất lượng của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ
thống ,cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng.

6
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống được biểu diễn bằng biểu
thức sau:

 QF   Qyc
6

 m  Q pt   Qb   QL   Qc   Qtd   Q dt
i 1

Trong đó:
 QF : là tổng công suất phản kháng phát ra từ nguồn tới các phụ tải.
 Qyc :là tổng công suất yêu cầu của hệ thống.
6

 Q pt i : là tổng công suất phản kháng cực đại

của phụ tải thứ i của mạng

i 1

có xét đến hệ số đồng thời ra ở đây m=1.
 QL :là tổng công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây
trong mạng lưới điện.
 Qc : Tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dâysinh ra.

 Qb : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các tram biến áp.
 Qtd : tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện.
 Qdt : Tổng công suất dự trữ trong hệ thống.
Trong tính toán sơ bộ ta có thể tính công suất phản kháng yêu cầu trong hệ
thống bằng công thức sau:
6

 Qyc 

6

 Q pt i  15%  Q pt i
i 1

i 1

= 100,25 +15%.100,25=115,2875 (MW)
Ta lại có: ∑

=∑

.

= 238,05.0,484 = 115,2162( MVAr)

 Từ kết quả tính toán trên ta nhận thấy tổng công suất phản kháng do nguồn
phát ra vừa nhỏ hơn lượng công suất phản kháng yêu cầu của hệ thống do
đó ta không phải tiến hành bù công suất phản kháng.

7
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Chương 2 : ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU
KỸ THUẬT
2.1.Mở đầu:
Như ta đã biết các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất
nhiều vào sơ đồ của nó. Vì vậy 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 điện, thuận tiện và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển
trong tương lai và tiếp nhận các phụ tải mới.
Trong chương 2 chúng ta sẽ đề xuất 5 phương án nối dây tương ứng với 5 sơ
đồ. Sau đó tiến hành tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật cho từng phương án
2.2.Đề xuất các phương án nối dây:

Trong thực tế có nhiều phương án nối dây( nối dây theo kiểu hình tia,kiểu
mạng kín…). Căn cứ vào phụ tải khi nối dây ta thấy phụ tải loại 1 được cung cấp

điện bằng đường dây kép hoặc có 2 nguồn cấp điện(mạch vòng), phụ tải loại 3 thì
chỉ cần sử dụng mạch đơn
5phương án nối dây là:
Phương án 1

8
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Phương án 2

Phương án 3

Phương án 4

9
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Phương án 5

Dựa vào 5 phương án đề xuất ta chọn phương án 1, 2, 5 để tính toán

10
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Chương 3 : Chọn phương án tối ưu

3.1 Chọn điện áp định mức của mạng.
Lựa chọn điện áp định mức là một vấn đề quan trọng trong quá trình thiết kế
mạng điện vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của
mạng điện như vốn, đầu tư, tổn thất điện áp, tổn thất điện năng, chi phí vận
hành…
Điện áp định mức của mạng điện được phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công
suất các phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải với nguồn cấp, vị trí tương đối
giữa các phụ tải với nhau, phụ thuộc vào sơ đồ của mạng điện thiết kế. Như
vậy, chọn điện áp định mức của mạng điện được xác định chủ yếu bằng các
điều kiện kinh tế. Điện áp định mức của mạng điện cũng có thể được xác định
đồng thời với sơ đồ cung cấp điện hoặc theo giá công suất truyền tải và khoảng
cách truyền tải công suất trên mỗi đoạn đường dây trong mạng điện.
Để chọn cấp điện áp hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu sau:
 Đáp ứng được các yêu cầu của phụ tải
 Phù hợp với lưới điện hiện tại và lưới điện quốc gia
 Mạng điện có chi phí tính toán là nhỏ nhất

Có thể tính toán được công thức điện áp định mức theo công thức thực
nghiệm sau:

U i  4,34 li  16 Pi (kV)

Trong đó:
Pi : công suất truyền trên đoạn đường đường dây thứ i (MW)
li : chiều dài đoạn đường dây thứ i (km)
Chọn tiết diện dây dẫn.

11
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Chọn tiết diện dây dẫn của mạng điện thiết kế được tiến hành có chú ý đến
các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật, khả năng tải của dây dẫn theo điều kiện phát
nóng trong các điều kiện sau sự cố, độ bền cơ của các đường dây trên không
và các điều kiện tạo thành vầng quang điện.

Dây dẫn lựa chọn là dây nhôm lõi thép, loại dây này dẫn điện tốt lại đảm
bảo được dộ bền cơ, do đó được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Vì mạng điện
thiết kế là mạng điện 110KV, có chiều dài lớn nên tiết diện dây dẫn được chọn
theo mật độ dòng kinh tế (Jkt)

FkTi 

I max i
J kt

Với :
Fkt là tiết diện dây dẫn được tính theo đường dây thứ i
Imax là dòng điện chạy trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại, A
Jkt là mật độ dòng kinh tế, phụ thuộc vào thời gian sử dụng công suất lớn
nhất và loại dây dẫn (A/mm2 ), ta có Jkt = 1,1 ( A/mm2 ). Tmax = 4000
-

Đối với đường dây đơn I max 

-

Đối với đường dây kép I max 

Smax
.103
3.U dm

Smax
.103
2 3.U dm

Với Smax là công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, (MVA).
Kiểm tra tiết diện dây dẫn theo điều kiện vầng quang và điều kiện phát nóng dây
dẫn:

12
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

 Theo điều kiện vầng quang: đối với cấp điện áp 110 kV, để đảm bảo

không phát sinh vầng quang thì dây dẫn phải có tiết diện F ≥ 70 mm2.
 Theo điều kiện phát nóng dây dẫn: Sự cố dùng để kiểm tra điều kiện kỹ
thuật với lộ kép là khi đứt một nhánh trong lộ kép của đường dây, còn
với mạch vòng thì ta phải xét đến sự cố xảy ra trên các nhánh.
Kiểm tra điều kiện phát nóng dòng điện làm việc trên dây dẫn khi xảy ra sự cố
phải thỏa mãn điều kiện:

I sc  I cp
Trong đó :
Icp : là giá trị dòng điện tải cho phép
Isc : là giá trị dòng điện trên đường dây khi xảy ra sự cố.
3.3 Tổn thất điện áp trong lưới điện
-

Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i khi vận hành bình thường.
U ibt % 

Pi * R i  Qi * X i
.100
2
U dm

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.

Đối với đường dây có hai mạch, nếu gặp sự cố trên một đường dây thì tổn thất
điện áp trên đường dây bằng.
U isc %  2* U ibt %

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:

ΔUmax bt = 10 ÷ 15%

13
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

ΔUmaxsc = 10 ÷ 20%
 Đối với trường hợp dùng máy biến áp điều áp dưới tải thì:

ΔUmaxbt = 15 ÷ 20%
ΔUmaxsc = 20 ÷ 25%
3.4 Tính toán chi tiết các phương án

Phương án 1

a. Lựa chọn cấp điện áp vận hành
Để thuận tiện cho tính toán, ta chỉ lựa chọn điện áp cho một

phương án và lấy kết quả đó dùng cho các phương án còn lại.
Trong bản thiết kế này, ta sử dụng công thức kinh nghiệm để
tính:
U i  4,34 li  16 Pi

U N 1  4,34 22,36  16.32  100,3244(kV)

Đường dây
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5

Tương tự cho các nhánh ta có kết quá trong bảng 3
Smax(MVA) Pmax(MW)
Li(km)
Ui(kV)
Uđm(kV)
32+j15.5
32
22.36
100.32
110
30+j14.53
30
20
97.05
110
34+j16.47

34
20
103.07
110
36+j17.43
36
36.06
107.37
110
38+j18.4
38
30
109.62
110
14

GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

N-6
37+j17.92
37
28.28
108.09
110
Nhận xét: Từ bảng kết quả trên ta thấy hầu hết các giá trị điện áp tính

cho từng đoạn đều nằm trong khoảng (60-110) kV. Để đảm bảo cho toàn
mạng ta chọn điện áp chung cho các phương án là cấp 110 kV.( Áp dụng
cho các phương án sau)

b. Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Dòng điện chạy trong nhánh N-1
Smax1  32  15,5  35.56(MVA)

=> I N 1 

35,56
.103  93,33(A)
2 3.110

Tiết diện của dây dẫn
Fkt 

I N 1 93, 32

 84,83(mm 2 )
J kt
1,1

Tương tự cho các nhánh còn lại ta có bảng kết quả
Qmax
Đường
Số
Pmax
Smax
Ii

Fkti
Ftc
Icp
dây
lộ
(MW) (MVAr) (MVA) (A)
(mm2) (mm2)
(A)
N-1
2
32 15.50
35.56 93.31 84.83
AC - 95 330
N-2
1
30 14.53
33.33 174.95 159.05 AC-185 510
N-3
2
34 16.47
37.78 99.14 90.13
AC - 95 330
N-4
2
36 17.43
40.00 104.97 95.43
AC-120 380
N-5
2
38 18.40

42.22 110.80 100.73 AC-120 380
N-6
2
37 17.92
41.11 107.89 98.08
AC-120 380

 Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố.

Sự cố nguy hiểm nhất của mạng điện xảy ra khi đứt 1 đường dây trong
lộ kép của đường dây hai mạch. Khi đó, dòng điện sự cố sẽ tăng lên hai
lần so với dòng điện của mạch điện khi chưa xảy ra sự cố.
Đoạn N-1.

IscN-1 = 2 * IN-1 = 2 * 93,21 = 186,62 (A)

Tương tự cho các đoạn N-1 đến N-6.
Ta có bảng 3.3
15
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đường dây

Đinh Văn Long

Số lộ

Ii (A)

Isc (A)

Icp (A)

N-1
2
93.31
186.62
330
N-2
1
174.95
174.95
510
N-3
2
99.14
198.28
330
N-4
2
104.97
209.95
380
N-5
2
110.80
221.61

380
N-6
2
107.89
215.78
380
Từ bảng kết quả trên ta thấy tiết diện của dây dẫn các đường dây
thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép khi đường dây có sự cố.
Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn đạt tiêu chuẩn, ta xác định các
thông số đơn vị của đường dây là r0, x0, b0 và tiến hành tính các
thông số tập trung R, X.
r0
b0
B/2
Đường
Số
li
Dây
(Ω/
x0
(10R(Ω) X(Ω) (10dây
lộ
(km) dẫn
km (Ω/km) 6/Ωkm)
6/Ω)
)
N-1
2
22.36
AC - 95 0.3

0.43
2.65
3.47 4.81 59.25
1
N-2
1
20
AC-185 0.1
0.41
2.84
3.40 8.20 28.40
N-3
2
20
AC - 95 0.3
0.43
2.65
3.10 4.30 53.00
1
N-4
2
36.06
AC-120 0.2
0.423
2.69
4.87 7.63 97.00
N-5
2
30
AC-120 0.2 0.423

2.69
4.05 6.35 80.70
N-6
2
28.28
AC-120 0.2 0.423
2.69
3.82 5.98 76.07
7 dây ở chế độ vận hành bình
Kiểm tra tổn thất điện áp trong trên các đoạn
thường và khi sự cố:
 Xét khi mạng điện làm việc bình

thường.
Tính tổn thất điện trên các nhánh áp dụng công thức

 U ibt % 

Pi . R i  Q i . X i
.100
2
U dm

Đoạn N-1: SN-1 = S1 = 32+15,5j (MVA)
UN 1bt % 

P1.R1  Q1.X1
32.3,47 15,5.4,81
.100 
.100  1,534%

2
Udm
1102

 Xét khi mạng điện có sự cố:
16
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

U N 1sc %  2.U N 1bt %  2.1, 534  3, 068%

Tính tương tự cho các đoạn còn lại, kết quả cho trong bảng sau.

Đường

Pi
Qi
Số lộ (MW) (MVAr) R(Ω)
X(Ω)
dây
N-1
2
32 15.50
3.47 4.81
N-2
1

30 14.53
3.40 8.20
N-3
2
34 16.47
3.10 4.30
N-4
2
36 17.43
4.87 7.63
N-5
2
38 18.40
4.05 6.35
N-6
2
37 17.92
3.82 5.98
 Tổn thất điện áp lớn nhất lúc bình thường .

ΔUibt%

ΔUisc%

1.53
1.83
1.46
2.55
2.24
2.05

3.06
2.91
5.09
4.47
4.11

Umaxbt %  UN4bt %  2,55%  10%
 Thoả mãn điều kiện tổn điện áp cho phép lúc bình thường.
 Tổn thất điện áp lớn nhất lúc sự cố.
ΔUmaxsc% = ΔUN-4 sc % = 5,09 % < 20%
Kết luận: Vậy phương án I thoả mãn các chỉ tiêu kỹ thuật.

17
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Phương án II

a) Lựa chọn cấp điện áp vận hành
Để thuận tiện cho tính toán, ta chỉ lựa chọn điện áp cho một phương
án và lấy kết quả đó dùng cho các phương án còn lại.
Trong bản thiết kế này, ta sử dụng công thức kinh nghiệm để tính:
U i  4,34 li  16 Pi

Xét đoạn N-3 ta có

SN-3 = Ṡ 3 + Ṡ 4= (34+j16.47)+( 36+j17.43)= 70+j33,9 MVA
LN-3= 20km
 U N 3  4,34 20  16.70  146,54(kV)
Xét đoạn 3-4
S3-4 = S4 = 36+j17.43 (MVA)
L3-4 = 30km
 U 3 4  4,34 30  16.36  106,84(kV)
Tương tự cho các nhánh còn lại ta có kết quả cho trong bảng.
Đường
Smax
Pmax (MW)
li (km)
Ui (kV)
dây (MVA)

Uđm
(kV)
18

GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

N-1
N-3
N-6
1_2
3_4
6_5

Đinh Văn Long

62+j30.03
70+j33.9
75+j36.32
30+j14.53
36+j17.43
38+j18.4

32
34
37
30
36
38

22.36
20
28.28
22.36
30
31.62

100.32
103.07
108.09
97.27
106.84
109.76

110
110
110
110
110
110

b) Lựa chọn tiết diện dây dẫn
- Dòng điện chạy trong nhánh N-1 là
Smax N 1  622  30, 032  68, 69( MVA)



68, 69
.103  180, 79(A) Tiết diện kinh tế của dây dẫn :
2 3.110
180, 79

 164,35(mm 2 )
1,1

I N 1 
Fkt 

I N 1
J kt

Tính toán ta được bảng số liệu dưới đây bảng 3.4
Đường

Số
Pmax Q
Smax
Fkti
Ii (A)
max
dây
lộ
(MW)
(MVA)
(mm2)
N-1
2
62
30.03
68.89
180.79 164.35
N-3
2
70
33.9
77.78
204.11 185.56
N-6
2
75
36.32
83.33
218.69 198.81
1_2

3_4
6_5

1
2
2

30
36
38

14.53
17.43
18.4

33.33
40.00
42.22

174.96
104.97
110.80

Ftc
Icp
(mm2)
(A)
AC-185 510
AC-240 605
AC-240 605

159.05 AC-185
95.42 AC-120
100.73 AC-120

510
380
380

 Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố.

Sự cố nguy hiểm nhất của mạng điện xảy ra khi đứt 1 đường dây trong lộ
kép của đường dây hai mạch. Khi đó, dòng điện sự cố sẽ tăng lên hai lần
so với dòng điện của mạch điện khi chưa xảy ra sự cố.
Đoạn N-1

I Nsc1  2.I N 1  2.180, 79  361, 58(A)

Tương tự cho các bảng còn lại ta có bảng 3.5

19
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đường
dây
N-1
N-3

N-6
1_2
3_4
6_5

Đinh Văn Long

Số lộ

Ii (A)

Iisc (A)

Icp (A)

2
2
2
1
2
2

180.79
204.11
218.69
174.96
104.97
110.80

361.58

408.22
437.38
174.96
209.93
221.60

510
445
445
330
380
265

Từ bảng kết quả trên ta thấy tiết diện của dây dẫn các đường dây
thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép khi đường dây có sự cố.
Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn đạt tiêu chuẩn, ta xác định các
thông số đơn vị của đường dây là r0, x0, b0 và tiến hành tính các
thông số tập trung R, X.
b0
Đường
Số
li
Dây r0
x0
R
(10dây
lộ
(km) dẫn
(Ω/km) (Ω/km)
(Ω)

6/Ωkm)
N-1
2 22.36
AC-185 0.17
0.41
2.84 1.90
N-3
2
20
AC-240 0.13
0.39
2.86 1.30
N-6
2 36.06
AC-240 0.13
0.39
2.86 2.34
1_2
1 22.36
AC-185 0.17
0.41
2.84 3.80
3_4
2
30
AC-120 0.27
0.423
2.69 4.05
6_5
2 31.63

AC-120 0.27
0.423
2.69 4.27
Kiểm tra tổn thất điện áp trong trên các đoạn dây ở chế độ vận hành
bình thường và khi sự cố:

B/2
X
(10(Ω)
4/Ω)
4.58 63.50
3.90 57.20
7.03 103.13
9.17 31.75
6.35 80.70
6.69 85.08

 Xét khi mạng điện làm việc bình thường.

Tính tổn thất điện trên các nhánh áp dụng công thức:
P .R  Q .X
 U ibt %  i i 2 i i .100
U dm
Đoạn N-3 : Ṡ N-3 = Ṡ 3 + Ṡ 4 = 70+j33.9 (MVA)
U N 3bt % 

P3 .R 3  Q3 .X 3
70.1,3  33,9.3,9
.100 
.100  1,845%

2
U dm
1102

Đoạn 3-4 ta có S3-4 = Ṡ 4 = 36 + j17.43 (MVA)
20
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

U 3 4bt % 

Đinh Văn Long

36.4, 05  17, 43.6, 35
.100  2,12%
1102

Tính tương tự cho các đoạn còn lại, kết quả cho trong bảng sau.(Bảng 3.10)
Đường
dây

Số lộ

Pi
(MW)

Qi
(MVAr)

R
(Ω)

X
(Ω)

ΔUibt%

ΔUisc%

N-1
2
62
30.03
1.9
4.58
2.11
4.22
N-3
2
70
33.9
1.3
3.9
1.84
3.69
N-6
2
75

36.32
2.34
7.03
3.56
7.12
2-1
1
30
14.53
3.8
9.17
2.04
3-4
2
36
17.43
4.05
6.35
2.12
4.24
6-5
2
38
18.4
4.27
6.69
2.36
4.72
 Tổn thất điện áp lớn nhất lúc bình thường .
ΔUmaxbt % = ΔUN-6 bt % + ΔU6-5 bt % = ( 3,56+2,36 ) % = 5,92 % <

10%
 Thoả mãn điều kiện tổn điện áp cho phép lúc bình thường.
 Tổn thất điện áp lớn nhất lúc sự cố.
ΔUmaxsc% = ΔUN-6 sc % + ΔU6-5 sc % = ( 7,12 +4,72 ) % = 11,84% <
20%
 Kết luận:Vậy phương án II thoả mãn các chỉ tiêu kỹ thuật.

Phương án 5

21
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

a) Lựa chọn cấp điện áp vận hành
Để thuận tiện cho tính toán, ta chỉ lựa chọn điện áp cho một phương
án và lấy kết quả đó dùng cho các phương án còn lại.Trong bản
thiết kế này, ta sử dụng công thức kinh nghiệm để tính:

U i  4,34 li  16 Pi
Xét mạch vòng kín N-6-5
Tính phân bố công suất tự nhiên theo công thức
S N  6 

Dòng công suất trên đoạn N-6

S6 .(l65  lN 5 )  S5 .lN 5 (37  j17, 92).(31, 62  30)  (38  j18, 4).30


l N  6  lN 5  l65
36, 056  30  31, 62

SN 6  35,127  j17, 01(MVA)

Dòng công suất trên đoạn N-5.
Ṡ N-5 = ( Ṡ 6 + Ṡ 5 ) - Ṡ N-6 = (37 +j17,92 + 38 +j18,4) - (35,127 +
j17,01)
= 39,873+j19,31(MVA)
22
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Dòng công suất trên đoạn 5-6

-

Ṡ 5-6 = Ṡ 6 - Ṡ N-6 = Ṡ N-6 = (37 + j17,92) -(35,127 +
j17,01)=1,873+j0,91
Điểm phân công suất trọng mạng điện kín N-6-5-N là điểm 5.
+) LN-6 = 36,056 (km)
 U N 6  4.34 36, 056  16.35,127  106,14  kV 
+) L5-6 = 31,62 (km)
 U 65  4.34 31,62  16.1,873  34,06  kV 
Tương tự các nhánh còn lại ta có kết quả (Bảng 3.11)

Đường
dây
N-1
N-3
N-5
N-6
1_2
3_4
6_5

Smax(MW)

Pmax(W) li(km) Ui(kV) Uđm(kV)

62+j30.03
70+j33.9
39.873+j19.31
35.172+j17.01
30+j14.53
36+j17.43
1.873+j0.91

62
70
39.873
35
30
36
1.873

22.36
20
30
36.056
22.36
30
31.62

138.22
146.54
112.17
105.96
97.27
106.84
34.06

110
110
110
110
110
110
110

b) Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Dòng điện chạy trong nhánh 6-5
Ta có
 I 6 5 

Smax 65  1,8732  0,912  2, 08(MVA)

2,08
.103  10,92(A)
3.110

Tiết diện kinh tế của dây dẫn :
F6 5 

I 6 5 10,92

 9, 23(mm 2 )
J kt
1,1

Theo điều kiện tổn thất vầng quang ta chọn dây cho đoạn 6-5 là dây AC-70 .
23
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Bảng 3.12
Đường
dây

số
lộ

Pmax(W)

Qmax(MVAr)

Ii(A)

Fkti(mm2)

Dây dẫn

Icp

N-1
N-3
N-5
N-6
1-2
3-4
6-5

2
2
1
1
1
2
1

62
70
39.873

35
30
36
1.873

30.03
33.9
19.31
17.01
14.53
17.43
0.91

180.79
204.11
232.53
204.25
174.96
104.97
10.93

164.35
185.56
211.39
185.68
159.05
95.42
9.94

AC-185

AC-240
AC-240
AC-240
AC-185
AC-120
AC-70

510
605
605
605
510
380
265

Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố.
Sự cố nguy hiểm nhất của mạng điện xảy ra khi đứt 1 đường dây trong lộ
kép của đường dây hai mạch. Khi đó, dòng điện sự cố sẽ tăng lên hai lần so
với dòng điện của mạch điện khi chưa xảy ra sự cố.
Xét mạch vòng kín N-6-5-N.
Đối với mạch vòng này dòng điện chạy trên đoạn 6-5 sẽ có giá trị lớn nhất
khi ngừng đường dây N-5. Vì ( Ṡ 5 > Ṡ 6 )
Ṡ 6-5 = Ṡ 5 = 38+j18,4 (MVA)
I sc 6 5 

42, 22
.103  221,598(A)
3.110

Công suất trên đoạn N-6 sẽ bằng.

Ṡ N-6 = Ṡ 6 + Ṡ 5 = (37 +j17,92+38 +j18,4 ) = 75 + j36,32
(MVA)
Dòng sự cố chạy trên đoạn N-6
I scN 6 

83,33
.103  437,369(A)
3.110

Bảng 3.13
24
GVHD: T.S Lê Thành Doanh


Đồ Án Lưới Điện Khu Vực

Đinh Văn Long

Đường dây

Số lộ

N-1
N-3
N-5
N-6
1_2
3_4
6_5

2
2
1
1
1
2
1

Ii (A)

Isc (A)

180.79
204.11
232.53
204.25
174.96
104.97
10.93

Icp (A)

361.58
408.22
232.53
437.369
174.96
209.94
221.659

510
605
605
605
510
380
265

.
Từ bảng kết quả trên ta thấy tiết diện của dây dẫn các đường dây thoả
mãn điều kiện phát nóng cho phép khi đường dây có sự cố.
Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn đạt tiêu chuẩn, ta xác định các thông
số đơn vị của đường dây là r0, x0, b0 và tiến hành tính các thông số
tập trung R, X.
Bảng 3.14
Đườ
ng dây
N-1
N-3
N-5
N-6
1_2
3_4
6_5

Số

li
Dây
(km) dẫn

r0
(Ω/k
m)

2
2
1
1
1
2
1

22.3
20
30
36.0
22.3
30
31.6

0.17
0.13
0.13
0.13
0.17
0.21
0.45

lộ

AC-185
AC-240
AC-240
AC-240
AC-185
AC-120
AC-70

x0
(Ω/km
)
0.409
0.39
0.39
0.39
0.409
0.423
0.441

b0
(106/Ωk
m)
2.84
2.86
2.86
2.86
2.84
2.69
2.58

R
(Ω)

X
(Ω)

1.90 4.57
1.30 3.90
3.90 11.70
4.69 14.06
3.80 9.15
3.15 6.35
14.23 13.94

B/2
(104/Ω)
1.27
1.14
0.86
1.03
0.64
1.61
0.82

Kiểm tra tổn thất điện áp trong trên các đoạn dây ở chế độ vận hành
bình thường và khi sự cố:
 Xét khi mạng điện làm việc bình thường.

Tính tổn thất điện trên các nhánh áp dụng công thức:

25
GVHD: T.S Lê Thành Doanh