Đồ án môn học Lưới điện Nguyễn Thanh Quảng

Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Lời nói đầu
Trong giai đoạn công nghiệp hoá hiện đại hoá nớc ta hiện nay, nhu cầu điện
năng trong tất cả các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, sinh hoạt luôn
luôn không ngừng lên, và nó ngày càng đóng vai trò không thể thiếu đợc trong nền
kinh tế quốc dân. Vì lý do đó mà trớc khi xây dựng một khu dân c hay một khu công
nghiệp... ngời ta đều phải xây dựng hệ thống cung cấp điện. Mạng điện đợc thiết kế
sao cho kinh tế nhất vận hành hiệu quả nhất, không những giải quyết tốt nhu cầu
dùng điện hiện tại mà còn dự trù cho phát triển tơng lai.
Đồ án môn học lới điện là một bớc tập dợc quan trọng cho các sinh viên
ngành điện bớc đầu làm quen với các ứng dụng thực tế. Đây là một tiền đề quan
trọng cho một kĩ s điện tơng lai có thể vận dụng nhằm đa ra một phơng án tối u nhất.
Trong đồ án sinh viên không những ôn tập vận dụng các kiến thức đã đợc học mà
còn có dịp khảo nghiệm thực tế, phần nào đó đã giúp sinh viên tiếp cận với công việc
mà sau này mình phải làm. Tuy là một mạng điện thiết kế đơn giản, nhng để làm đợc
nó, sinh viên phải vận dụng toàn bộ kiến thức của môn học lới điện một và tham
khảo một số tài liệu khác.
Nội dung của bản đồ án gồm các phần nh sau:
Chơng I: Cân bằng công suất trong hệ thống điện.
Chơng II: Lựa chọn phơng án hợp lý về kinh tế kĩ thuật.
Chơng III: Lựa chọn MBA và sơ đồ nối dây.
Chơng IV: Tính chính xác trạng thái vận hành của lới điện.
Chơng V: Chọn phơng pháp điều chỉnh điện áp.
Chơng VI: Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của mạng điện.
Do nhận thức còn hạn chế chắc chắn bản đồ án này không tránh khỏi sai sót
do đó rất mong đợc sự hớng dẫn, chỉ bảo của các thầy cô để bản đồ án đợc hoàn
thiện hơn.
Trong quá trình làm bản đồ án em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ

môn và cô giáo hớng dẫn trên lớp. Em xin chân thành cám ơn cô Đặng Dịu Hơng đã
giúp em hoàn thành bản đồ án này.
Sinh viên
Nguyễn Thanh Quảng.

3


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Chơng I
Cân bằng công suất trong hệ thống điện
Điều kiện để chế độ xác lập bình thờng tồn tại là có sự cân bằng công suất tác
dụng và phản kháng trong mọi thời điểm.
I, Cân bằng công suất tác dụng.
Giả thiết rằng nguồn điện cung cấp đủ công suất tác dụng cho các phụ tải, do
đó ta có công thức cân bằng công suất tác dụng là:
PF = Pyc
trong đó:
PF : Công suất tác dụng phát ra của nguồn.

P

yc

mà:

P

yc

với:

: Công suất tác dụng yêu cầu của phụ tải.

=m Ppt + Pmd + Ptd + Pdt .

m

: Hệ số đồng thời, ở đây m=1.
Ppt : Tổng công suất tác dụng trong chế độ cực đại.

P = P + P +P +P +P +P =172(MW).
P : Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây và trong trạm
biến áp, đợc lấy bằng 5% P .
5
P = 100 172=8.6 (MW).
P : Tổng công suất tự dùng của nhà máy điện, ở đây P =0.
P : Tổng công suất dự trữ của mạng điện ở đây ta coi hệ thống có
công suất vô cùng lớn nên P =0.
1

pt

2

3

4

5

6

md

pt

md

td

td

dt

dt

Vậy:

P = P
F

yc

=172+8.6=180.6(MW).

Do giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng nên ta không cân bằng

chúng.
II, Cân bằng công suất phản kháng.
Để mạng điện vận hành ổn định thì ngoài cân bằng công suất tác dụng ta phải
cân bằng công suất phản kháng, ta có phơng trình cân bằng sau:

4


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Q = Q
F

trong đó:

Q

mà:
với:

F

yc

: Tổng công suất phản kháng do nguồn phát ra.

Q
Q

F

=tg F PF (Với cosF =0.85 tgF =0.6197 ).

F

=0.6197.180.6=111.92(MVAr).

Q

yc

: Tổng công suất phản kháng yêu cầu của phụ tải.

Q

yc

=m Qpt +Q
+BA Q
-

l

Q
+ c Q +td Q

dt

.

m: là hệ số đồng thời m=1.
Qpt :tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ cực đại.
mà:

Q

pt

= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6

Qi=Pi.tg i ( cos i=0.8 tg i=0.75) do đó ta có bảng sau:

Phụ tải 1
Pi(MW)
28
Qi(MW)
21

Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6
29
31
30
28
26
21,75
23,25
22,5
21

19,5
Bảng 1.1
do đó: Q pt =129(MVAr).

Q

BA

: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm hạ áp đợc

tính bằng 15% Q pt ,ta có:
15
QBA = 100 129=19.35 (MVAr)
Ql , Qc :Tổng tổn thất công suất phản kháng trên đờng dây và dung
dẫn do đờng dây sinh ra và chúng cân bằng nhau: Ql = Q c .

Q

+ Qdt : Tổng công suất tự dùng và dự trữ của nhà máy, trong
trờng hợp này chúng bằng 0.
Q yc =129+19.35=148.35(MVAr)
td

Ta thấy Q yc > Q F nên chúng ta phải tiến hành bù sơ bộ, công suất phản
kháng cần bù là:
Qb= Q yc - Q F =148.35-111.92=36.43(MVAr).

5

Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Từ sơ đồ mặt bằng nhà máy ta có khoảng cách từ nhà máy đến phụ tải là:
Đoạn
l(km)

N-1
50.99

N-2
N-3
64.03
60.83
Bảng 1.2
Ta tiến hành bù các phụ tải sau:
1, Phụ tải 5:
Ta bù cho đến khi đạt cos 5 =0.9

N-4
58.31

N-5
70.71

N-6
60.83

Q5 -Q b5

1 0.92
Q5-Qb5=13.56(MVAr)
Ta có:
tg5 =
=
P5
0.9
Qb5=7,44(MVAr).
2, Phụ tải 2:
Bù đạt cos 2=0.9.
Q 2 -Q b2
1 0.92
tg 2 =
=
P2
0.9
Qb2=7.7(MVAr).
3, Phụ tải 6:
Bù đạt cos 6=0.9.
Ta có:

Q6 -Qb6
1 0.92
=
P6
0.9
Qb6=6.91(MVAr).
4, Phụ tải 3:
Bù đạt cos 3=0.9.
Ta có:

tg6 =

Q2-Qb2=14.05(MVAr)

Q6-Qb6=12.59(MVAr)

Q3 -Q b3
1 0.92
Q3-Qb3=15.01(MVAr)
Ta có:
tg3 =
=
P3
0.9
Qb3=8.24(MVAr).
5 Phụ tải 4:
Ta có:
Qb4=Qb-( Qb5 +Qb2 +Qb6 +Qb3)=6,14(MVAr).
Qb4=6,14(MVAr).
Q -Q
22.5 6.14
tg 4 = 4 b4 =
= 0,5453 cos 4=0,88
P4
30
Nh vậy ta có bảng các thông số của các phụ tải thiết kế sau khi đã bù sơ
bộ nh sau:
Phụ tải

Li(km)

Pi(MW)

Qi(MVAR)

cosi

6


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

1
2
3
4
5
6

50,99
64,03
60,83
58,31
70,71
60,83

28

29
31
30
28
26
Bảng 1.3.

21
14,05
15,01
16,36
13,56
12,59

0,8
0,9
0,9
0,88
0,9
0,9

Chơng II
lựa chọn phơng án hợp lý về kinh tế kĩ thuật
I, Lựa chọn sơ đồ cấp điện.
Ta có theo yêu cầu cung cấp điện cho hộ loại một, ma hộ loại một là những
hộ là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu nh ngừng cung cấp điện có
thểgây nguy hiểm đến tính mạng và sức khoẻ con ngời, gây thiệt hại nhiều về
kinh tế, h hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn quá trình công
nghệ phức tạp. Do đó các phơng án cung cấp cho các hộ phải đợc cấp từ hai
nguồn.

Các phơng án nối dây:
Phơng án 1

PT1

S2

PT3

m
60.83k
58,
3

PT4
S4

PT5
S5

PT2
S2

60,83k

N

58,
3

PT3

m

S3

1km

m
1k
,7
70

S6

km

3km

S1

60.83km

m
60.83k

PT6

S3

1km

70
.7
1

50,99k
m

m
3k
0
.
64

N

PT141,2

PT2

S1

50,99k
m

Phơng án 2

PT6

PT4
S4

PT5
S5

S6

7


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Phong án 3

Phơng án 4

S1

S2

N

S6

60.83km

PT6

20km

60.83km

S4

PT4

S2

PT5

58.
31
km
70
.7
1k
m

PT6

S5

PT3

60.83km

N

S3

58.
31k
m

S4

PT3

60.83km

PT2

m

m
3k
.0
4
6

50,99k
m

PT2

2k
31.6

50,99k
m

PT1

S6

S3
PT4

S4

PT5

S5

Phơng án 5

S1

PT2

m
3k
0
,
64

S2

60,83km

N

2km
31,6

50,99km

PT1

PT3

S3

58,
31k
m
,
70
km
71

m
60,83k

PT6

PT4

S4

PT5
S5

S6

II, Chọn cấp điện áp định mức cho hệ thống.
Để chọn điện áp định mức của hệ thống ta dựa vào công thức kinh nghiệm
sau:
ị Ui= 4,34 li +16Pi
trong đó:
li : là khoảng cách từ NĐ đến phụ tải i

8


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Pi: là công suất truyền tải trên đờng dây đến phụ tải i.
Sau đây ta tính chọn điện áp định mức cho mạng hình tia.

PT1
50,99k
m

S1

km
03
.
64

PT2
S2

PT3

60.83km

N

S3

58,
3

m
60.83k

1km
70
.7
1k
m

PT6

PT4
S4

PT5
S5

S6

Ta có bảng số liệu nh sau:
Đoạn
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6

l(km)
50,99
64,03
60,83
58,31
70,71
60,82

P(MW)
28
29
31

30
28
26
Bảng 2.1

U(KV)
96,95
99,73
102,21
100,69
98,84
94,77

Vì điện áp nằm trong khoảng từ 70-160(KV) nên ta chọn điện áp chung cho
toàn mạng là Uđm= 110(KV). Mặt khác các phơng án thiết kế ở trên đều có
công suất phụ tải nằm trong khoảng 15 ữ 65KW và có khoảng cách nhỏ hơn
100km đó các phơng án sau sử dụng kết quả tơng tự nh phơng án này.

III, So sánh các phơng án về mặt kĩ thuật.
1, Phơng án 1.
Ta có sơ đồ:

9


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

PT1

50,99k
m

S1

km
.03
4
6

PT2
S2

PT3

m
60.83k

N

S3

58,
31k
m

m
60.83k

70

.7
1k
m

PT6

PT4
S4

PT5
S5

S6

1.1, Xét đoạn NĐ-1:
a, Chọn tiết diện dây dẫn.
Mạng điện mà ta đang xét là mạng điện khu vực, do đó ngời ta thờng lựa
chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện.Ta dự kiến sử dụng
loại dây dẫn (AC-ACO) đặt trên đỉnh của tam giác đêù có cạnh là 5 m.
Tiết diện kinh tế đợc tính theo công thức sau: Fkt=Imax/Jkt
với:
Imax: là dòmg điện lớn nhất chạy qua dây dẫn ở chế độ phụ tải cực đại.
Jkt: là mật độ dòng điện kinh tế.
Căn cứ vào tiết diện kinh tế ta chọn tiết diện gần nhất. Sau khi chọn xong tiết
diện tiêu chuẩn của dây dẫn ta tiến hành kiểm tra 2 điều kiện sau:
+ Điều kiện vầng quang: theo điều kiện này tiết điện dây dẫn đợc chọn phải
lớn hơn hoặc bằng tiết diện cho phép của cấp điện áp, ở đây cấp điện áp
110KV là 70mm2
+ Điều kiện phát nóng: Tiết diện dây dẫn sau khi đợc chọn cũng phải thoả
mãn Iscmax< ICP. Mà đối với mạng hình tia hoặc mạng liên thông thì I scmax là

dòng điện lớn nhất chạy qua dây dẫn khi xẩy ra sự cố đứt một trong hai mạch
của đờng dây (khi đó Iscmax=2Imax), còn đối với mạng kín đó là dòng điện đứt
một trong hai đoạn đầu đờng dây.
S1
P1
I NĐ-1 =
=
Ta có:
n 3U đm
n 3U đm cos j 1
thay số vào ta đợc: INĐ-1=91,85A.
Với Tmax= 5000h ta tra đợc Jkt =1,1A/mm2 ị F1kt=91,85/1,1=83,5(mm2)
ta chọn loại dây dẫn là nhôm lõi thép ( AC).
Tra bảng( bảng B33- Mạng lới điện Nguyễn Văn Đạm NXBKHKT) ta
chọn đợc tiết diện tiêu chuẩn gần nhất là: Ftc=95mm2 có ICP=330A.
Mà Iscmax=2.91,85=184,7(A) < ICP

10


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Mặt khác tiết diện hồ quang là 70mm 2 do đó tiết diện này hoàn toàn thoả
mãn về mặt kĩ thuật.
b, Tính Ubt, Usc:
Với khoảng cách hai dây là 5m thì đờng dây AC-95 có thông số kĩ thuật nh
sau:
x0=0,43 /km, r0=0,33 /km, b0=2,65.10-6S /km.

Vì đờng dây hai mạch nên:
R=r0.lNĐ-1/2=0,33.50,99/2= 8,41( );
X=x0lNĐ-1/2=0,43.50,99/2=10,96( );
Vậy:
PR
+Q X
8,41.28 + 21.10,96
U bt = 1 ND1 2 1 ND 1 100 =
100
U dm
110 2
Ubt =3,85%
Sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt một mạch trong hai mạch của đờng dây ta có:
Usc=2 Ubt= 2.3.85=7,7%.
1.2, Tính tơng tự cho các đoạn NĐ-2, NĐ-3, NĐ-4, NĐ-5, NĐ-6 ta đợc bảng
sau:
Đoạn
NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-5

l(km)

50,99

64,83

60.83

58,31

70,71

60,82

Imax(A)

91,85

84,56

82,18

89,47

81,65

75,81

Isc(A)

183,7

169,12

164,36

178,94

163,3

151,62

Fkt(mm2)

83,5

76,87

74,7

81,34

74,23

68,92

Mã dây

AC-95

AC-70

AC-70

AC-70

AC-70

AC-70

R( )

8,41

14,73

13,99

13,41

16,26

13,99

X( )

10,96

14,09

13,38

12,83

15,56

13,38

2

2

2

2

2

2

ICP(A)

330

265

265

265

265

265

P(MW)

28

29

31

30

28

26

Q(MW)
Ubt%
Usc%

21
3,85
7,7

14,05
5,17
10,34

15,01
5,24
10,48

16,36
5,06

10,12

13,56
5,51
11,02

12,59
4,4
8,8

số mạch

bảng 2.2
Từ bảng ta có: Utbmax%=5,51%; Uscmax%=11,02%.
2, Phơng án 2:
11


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Ta có sơ đồ:

PT141,2
50,99k
m

3km

PT2

S1
S2

PT3

m
60,83k

N

58,
31

S3
km

1k
,7
70
m

60.83km

PT6

PT4
S4

PT5
S5

S6

Tính tơng tự phơng án 1 cho các đoạn NĐ-3; NĐ-4; NĐ-5; NĐ-6.
2.1, Xét đoạn 1-2:
ta có:
l1-2=41,23(km);
S2
P2
I12 =
=
n 3U dm n 3U dm cos2
I12=84,56(A).
Fkt=84,56/1,1=76,87(mm2)
Isc=2 I12=169,12(A)
Chọn Ftc=70(mm2);
Với AC-70 ta có: x0=0,44( /km); r0=0,46( /km); b0=2,58.10-6(S/km); và
dòng điện cho phép là 265(A);
Ta thấy ICP>Iscvà tiết diện này lớn hơn tiết diện vầng quang do đó tiết diện ta
chọn phù hợp về mặt kĩ thuật.
suy ra:
R12=r0.l12/2=0,46.41,32/2=9,48( );
X12=x0.l12/2=0,44.41,32/2=9,07( );
Vậy:
P R + Q 2 X12
29.9,48 + 14,05.9,07
U bt % = 2 12
.100 =

100
U dm
110 2
Utb%=3,33%.
Usc%= 6,66%.
2.2, Xét đoạn NĐ-1.
Ta có: INĐ-1= 176,41(A);
Fkt=INĐ-1/Jkt=176,41/1,1=160,37(mm2).
Isc=2.INĐ-1=352,82(A)

12


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Vậy ta chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất là: Ftc=150(mm2).
Với AC_150 có: x0=0,42( /km); r0=0,21( /km); b0=2,74.10-6(S/km);
ICP=512(A).
Ta thấy ICP>Isc nên tiết diện ta chọn là phù hợp.
Khi đó ta có:
RNĐ1=r0.lNĐ1/2=0,21.50,99/2=5,35( );
XNĐ1=x0.lNĐ1/2=0,42.50,99/2=10,71( );
Suy ra:
(P + P )R + (Q1 + Q 2 )X ND1
57.5,35 + 35,05.10,71
U bt % = 1 2 ND1
.100 =
100

U dm
110 2
Utb%=5,62%
Usc%= 2 Utb%=11,24%.
Đối với đoạn NĐ-1-2 thì tổn thất ở chế độ bình thờng là:
Utb%=3,33+5,62=8,95%.
Tổn thất sự cố lớn nhất khi đứt một dây ở đoạn đầu gần nguồn là:
Usc%=11,24+3,33=14,57%.
2.3, Ta có bảng tổng kết nh sau:
Đoạn
NĐ-1
1-2
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-5
l(km)

50,99

41,23

60.83

58,31

70,71

60,82

Imax(A)

176,41

84,56

82,18

89,47

81,65

75,81

Isc(A)

352,82

169,12

164,36

178,94

163,3

151,62

Fkt(mm2)

160,37

76,87

74,7

81,34

74,23

68,92

Mã dây

AC-150

AC-70

AC-70

AC-70

AC-70

AC-70

R( )

5,35

9,48

13,99

13,41

16,26

13,99

X( )

10,71

9,07

13,38

12,83

15,56

13,38

2

2

2

2

2

2

ICP(A)

440

265

265

265

265

265

P(MW)

57

29

31

30

28

26

Q(MW)
Ubt%
Usc%

35,05
5,62
11,24

14,05
3,33
6,66

15,01
5,24
10,48

16,36
5,06
10,12

13,56
5,51
11,02

12,59
4,4

8,8

số mạch

Bảng 2.3
Vậy Ubtmax%=8,95% và Uscmax%=14,57%
3, Phơng án 3:
Ta có sơ đồ:

13


SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

50,99k
m

Đồ án môn học lới điện

PT2

S1

km
03
.
64

S2

PT3

60.83km

N

58.
3

S3

S4
PT6

S6

PT4
20km

60.83km

1k
m

PT5

S5

Tơng tự ta có bảng:
Đoạn

NĐ-1

NĐ-2

NĐ-3

NĐ-4

4-5

NĐ-5

l(km)

50,99

64,83

60,83

58,31

20

60,82

Imax(A)

91,85

84,56

82,18

171,11

81,65

75,81

Isc(A)

183,7

169,12

164,36

342,22

163,3

151,62

Fkt(mm2)

83,5

76,87

74,7

155,56

74,23

68,92

Mã dây

AC-95

AC-70

AC-70

AC-150

AC-70

AC-70

R( )

8,41

14,73

13,99

6,12

4,6

13,99

X( )

10,96

14,09

13,38

12,25

4,4

13,38

2

2

2

2

2

2

ICP(A)

330

265

265

440

265

265

P(MW)

28

29

31

58

28

26

Q(MW)
Ubt%
Usc%

21
3,85
7,7

14,05
5,17
10,34

15,01
5,24
10,48

29,92
5,96
11,92

13,56
1,56
3,12

12,59
4,4
8,8

số mạch

Bảng 2.4
Vậy ta có: Ubtmax%=5,49+1,56=7,05% và Uscmax%=11,92+1,56=13,48%.
4, Phơng án 4.
Sơ đồ:

14


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

PT2

S4

2km

S2

31.6

50,99k
m

PT1

PT3

60.83km

N

60.83km

58.
31
km
70
.7
1k
m

S3
PT4

S4

PT5

PT6

S5

S6
Ta có bảng tổng kết:
Đoạn

NĐ-1

3-2

NĐ-3

NĐ-4

NĐ-5

NĐ-5

l(km)

50,99

64,83

60.83

58,31

70,71

60,82

Imax(A)

91,85

84,56

174,95

89,47

81,65

75,81

Isc(A)

183,7

169,12

349,90

178,94

163,3

151,62

Fkt(mm2)

83,5

76,87

159,05

81,34

74,23

68,92

Mã dây

AC-95

AC-70

AC-150

AC-70

AC-70

AC-70

R( )

8,41

7,27

6,39

13,41

16,26

13,99

X( )

10,96

6,96

12,77

12,83

15,56

13,38

2

2

2

2

2

2

ICP(A)

330

265

440

265

265

265

P(MW)

28

29

60

30

28

26

Q(MW)

Ubt%
Usc%

21
3,85
7,7

14,05
2,55
5,10

29,06
6,24
12,48

16,36
5,06
10,12

13,56
5,51
11,02

12,59
4,4
8,8

số mạch

Bảng 2.5

Vậy ta có: Ubtmax%=6,24+2,55=8,79% và Uscmax%=12,48+2,55=15,03%.
5, Phơng án 5.

15


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Ta có sơ đồ:

PT1
6

PT2

m
3k
0
,
4

S2

2
31,6

50,99km

S1

km

PT3

60,83km

N

S3

58,
31k
m
m
1k
,7
70

m
60,83k

PT6

PT4

S4

PT5

S5

S6

Các đoạn NĐ-1, NĐ-4, NĐ-5, NĐ-6 tính tơng tự, ta cần tính cho mạch kín
NĐ23. Ta cần tính công suất truyền tải trên các đoạn đờng dây.
5.1, Tính công suất truyền trên các đoạn đờng dây.
Sơ đồ:

N

60,83km

PT2
S2

2km
31,6

64

km
,03

PT3

S3

Công suất truyền trên đoạn NĐ-3 là:
S (l + l ) + S 2 l ND2

S ND3 = 3 ND2 32
l ND3 + l ND2 + l32
trong đó:
S3=P3+j Q3=31+j15.01(MVA).
S2=P2+j Q2=29+j14,05(MVA).
lNĐ2=60,83(km); lNĐ3=64,03(km); l32=31,62(km).
Do đó:
(31 + j15,01)(64,03 + 31,62) + (29 + j14,05)64,03
S ND3 =
64,03 + 60,83 + 31,62
SNĐ3=30,87+j14,92(MVA).
Tơng tự ta có công suất truyền trên đoạn NĐ-2 là:

16


Đồ án môn học lới điện

S ND2 =

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

S 2 (l ND3 + l32 ) + S 3l ND3
l ND3 + l ND2 + l32

(29 + j14,05)(64,03 + 31,62) + (31 + j15,01)64,03
64,03 + 60,83 + 31,62
SNĐ2=29,18+j14,14(MVA).
Công suất chạy trên đoạn đờng dây 3-2 là:
S23=S3-SNĐ3=31+j15,01-30,87-j14,92=0,13+j0,09(MVA).

Điểm PT3 là điểm phân chia công suất.
5.2, Tính các dòng điện và chọn tiết diện dây dẫn.
S ND2 =

INĐ2 =

2
PND2
+ Q 2ND2

3.U dm

29,182 + 14,142
=
.103 = 170,19(A)
3.110

Tơng tự ta có:
INĐ3=179,96(A); I23=0,83(A).
Với mật độ dòng điện kinh tế 1,1(A/mm2) ta có các tiết diện kinh tế là:
FNĐ2kt=170,19/1,1=154,72(mm2);
FNĐ3kt=179,96/1,1=163,6(mm2);
F23kt=0,83/1,1=0,76(mm2);
Vậy ta chọn các tiết diện tiêu chuẩn gần nhất nh sau:
FNĐ2=FNĐ3=150mm2 có ICP=440A và F23=70 mm2 có ICP=265A
Sự cố nguy hiểm nhất là đứt một trong các đoạn đầu đờng dây trong mạch kín
khi đó dòng điện chạy trên đoạn còn lại bằng:
602 + 29,062
I sc max =
.103 = 349,91(A) .

3.110
Và dòng điện sự cố lớn nhất chạy trên đoạn 23 là:
312 + 15,012
.10 3 = 180,78(A)
2
3.110
Nh vậy tiết diện ta chọn là phù hợp, thoả mãn điều kiện vầng quang và phát
nóng.
5.3, Tính Ubt, Usc:
Các thông số đờng dây:
Với dây AC-150 có: r0=0,21( /km); x0=0,42( /km); b0=2,74.10-6(S/km);
và dòng điện cho phép là: 440(A);
Đối với đoạn NĐ-3 ta có:
RNĐ3=r0.lNĐ3=0,21.60,83=12,77( );
XNĐ3=x0lNĐ3=0,42.60,83=25,54( );
I 23sc max =

17


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

R ND3 .PND3 + Q ND3 .X ND3
30,78 ì12,77 + 24,92 ì25,54
.100 =
.100
2
U dm

1102
Ubt=6,41%;
Khi sự cố đứt đoạn NĐ-2 là sự cố nguy hiểm nhất đối với đoạn NĐ-3 ta có:
U bt % =

(P2 + P3 )R ND3 + (Q 2 + Q 3 )X ND3
60 ì12,77 + 29,06 ì25,54
.100 =
.100
2
U dm
1102
UNĐ3sc%=12,46%;
Đoạn NĐ-2:
RNĐ2=r0.lNĐ2=0,21.64,03=13,45( );
XNĐ2=x0.lNĐ2=0,42.64,03=26,90( );
Tơng tự nh đoạn NĐ-3 ta có:
29,18 ì13,44 + 14,14 ì26,90
U ND2bt % =
.100 = 6,39%
1102
60.13,45 + 29,06.26,90
U ND2sc % =
.100 = 13,13%
1102
Đoạn 2-3:
Với dây AC-70 ta có: r0=0,46( /km); x0=0,44( /km); b0=2,58(S/km);
Vậy:
R23=r0.l23=0,46.31,62=14,54( /km);
X23=x0,l23=0,44.31,62=13,92( /km);

R .P + X .Q
0,13.14,54 + 0,09.13,92
U 23bt % = 23 23 2 23 23 .100 =
.100
U dm
1102
U23bt%=0,26%;
Sự cố nguy hiểm nhất, tổn thất lớn nhất là khi đứt dây một trong hai đoạn đầu
gần nguồn.
Khi đứt đoạn NĐ-3:
R .P + X .Q
14,54.31 + 13,92.15,01
U 23sc % = 23 3 2 23 3 .100 =
.100
U dm
1102
U23sc%= 5,4%;
Khi đứt đoạn NĐ-2:
R .P + X .Q
14,54.29 + 13,92.14,05
U 23sc % = 23 3 2 23 3 .100 =
.100
U dm
1102
U23sc%= 5,1%;
Vậy: U23sc%= 5,4%;
U ND3sc % =

Đối với đoạn NĐ23:
18

Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng lớn nhất trên nó là:
Utb%=6,41%.
Tổn thất điện áp ở chế độ sự cố lớn nhất khi đứt đoạn NĐ-3 ta có:
Uscmax=13,13+5,4=18,53%.
Ta có bảng tổng kết nh sau:
Đoạn

NĐ-1

NĐ-2

2-3

NĐ-3

NĐ-4

NĐ-5

NĐ-6

l(km)

50,99

64,83

31,62

60.83

58,31

70,71

60,82

Imax(A)

91,85

170,19

0,83

179,96 89,47

81,65

75,81

Isc(A)

183,7

349,91 180,78 349,91 178,94 163,3

151,62

Fkt(mm2)

83.5

154,72

68,92

Mã dây

0,76

163,6

81,34

AC-95 AC-150 AC-70 AC-150AC-70

74,23

AC-70 AC-70

R( )

8,41

13,45

14,54

12,77

13,41

16,26

13,99

X( )

10,96

26,90

13,92

25,54

12,83

15,56

13,38

2

1

1

1

2

2

2

ICP(A)

330

440

265

440

265

265

265

P(MW)

28

29,18

0,13

30,87

30

28

26

Q(MW)
Ubt%
Usc%

21
3,85
7,7

14,14
6,39
13,13

0,09
0,26
5,4

14,92
6,41
12,46

16,36
5,06
10,12

13,56
5,51
11,02

12,59
4,4
8,8

số mạch

Bảng 2.6
Vậy ta có: Ubtmax%=6,41% và Uscmax%=18,53%.
6, Tổng kết kết quả:
Từ bảng các số liệu tính toán ta có bảng tổng kết nh sau:
U%

PA1

PA2

PA3

PA4

PA5

Ubtmax%

5,51

8,95

7,05

8,79

6,41

Uscmax%

11,02

14,57

13,48

15,03

18,53

Bảng 2.7

Từ bảng tổng kết ta thấy cả năm phơng án đều thoả mãn điều kiện kĩ thuật vì
vậy ta giữ lại cả 5 phơng án xét và so sánh về mặt kinh tế để tìm ra phơng án
tối u.
IV, So sánh các phơng án về mặt kinh tế.

19


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Để so sánh về mặt kinh tế các phơng án ta dựa vào hàm chi phí tính toán hàng
năm sau:
z=(avh+atc).k+ A.C;
trong đó:
avh: Hệ số khấu hao về hao mòn, sửa chữa thờng kìvà phục vụ đờng dây
trong năm, đợc tính theo vốn đầu t K, ở đây ta lấy avh=0,04.
K: Vốn đầu t để xây dựng đờng dây.
atc: hệ số định mức hiệu quả vốn đầu t, atc=0,125.
C: Giá của 1kwh, C=500đ/kwh.
A: Tổn thất trong mạng điện, đợc tính:
A = Pimax . ;
Với:

K = K i .l i

: thờ gian tổn thất công suất lớn nhất tính theo công thức sau:
= (0,124 + Tmax .10 4 ).8760 = (0,124 + 5000.10 4 ).8760 = 3411(h).
Ki: Vốn đầu t cho một km đờng dây.

li: Chiều dài đờng dây.
Pimax: Tổn thất công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại.
Tmax: Thờ gian sử dụng công suất lớn nhất ở đây Tmax=5000h.
Tính cụ thể cho từng phơng án:
4.1, Phơng án 1:
Dự kiến các phơng án đều dùng cột thép, vốn đầu t cho 1km đờng dây là:
AC-70:
k=208.106đ/km.
AC-95:
k=283.106đ/km.
AC-120:
k=354.106đ/km.
AC-150:
k= 403.106đ/km.
AC-185:
k= 441.106đ/km.
AC-240:
k=500.106đ/km.
Đối với đờng dây hai mạch vốn đầu t tăng 1,6 lần so với vốn đầu t đờng dây
một mạch, ta có:
KNĐ1=1,6.283.106.50,99=23,088.109đ.
KNĐ2=1,6.208.106.64,03=21,309.109đ.
KNĐ3=1,6.208.106.60,83=20,244.109đ.
KNĐ4=1,6.208.106.58,31=19,405.109đ.
KNĐ5=1,6.208.106.70,71=23,532.109đ.
KNĐ6=1,6.208.106.60,83=20,244.109đ.
Suy ra: K= KNĐ1+ KNĐ2 +KNĐ3 +KNĐ4 +KNĐ5 +KNĐ6
=(23,088+21,309+20,244+19,405+23,532).109

20

Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

=137,822.109(đ).
Tổn thất trên mỗi đoạn đờng dây là:
P12 + Q12
282 + 212

P
=
.R
=
.8,41 = 0,851 (MW).

ND1
ND1
U 2dm
110 2
P2 2 + Q 22
29 2 + 14,052
=
.R ND2 =
.14,73 = 1,246 (MW)
U 2dm
1102

PND2



P32 + Q 32
312 + 15,012
PND3 =
.R ND3 =
.13,99 = 1,372 (MW)
U 2dm
1102



PND4

P4 2 + Q 24
30 2 + 16,36 2
=
.R ND 4 =
.12,83 = 1,238 (MW)
U 2dm
110 2



PND5 =
PND6

P

imax

P5 2 + Q 52
282 + 13,56 2
.R
=
.16,25 = 1,300 (MW)
ND5
U 2dm
110 2

P6 2 + Q 62
26 2 + 12,59 2
=
.R ND6 =
.13,99 = 0,965
U 2dm
1102

= PNĐ1+ PNĐ2+ PNĐ3+ PNĐ4+ PNĐ5+ PNĐ6=6,990(MW)

Vậy: A= Pimax . =6,990.103.3411=23,843.106(KW);
suy ra: z=(0,04+0,125).137,822.109+23,843.106.500=34,662.109(đ)
4.2, Phơng án 2:
Tính tơng tự ta có bảng sau:
Đoạn

NĐ-1
1-2
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6

l(km)
50,99
41,23
60,83
58,31
70,71
60,83

Mã dây
AC-150
AC-70
AC-70
AC-70
AC-70
AC-70

số mạch k0i(106đ/km)
2
403
2
208
2
208

2
208
2
208
2
208
Bảng 2.8.

Ki(tỉ đ)
32,878
13,721
20,244
19,406
23,532
20,244

P(MW)
1,980
0,814
1,372
1,238
1,300
0,965

Vậy ta có:
K= KNĐ1+ K12 +KNĐ3 +KNĐ4 +KNĐ5 +KNĐ6
K=130,025(tỉ đ).
Pimax = PNĐ1+ PNĐ2+ PNĐ3+
PNĐ4+ PNĐ5+ PNĐ6

P

imax

= 7,669(MW).

A= Pimax . =7,669.103.3411=26,165.106(KW)
z=(0,04+0,125).130,025.109+26,165.106.500=34,534.109(đ)

21


Đồ án môn học lới điện

4.3, Phơng án 3:
Ta có bảng:
Đoạn
l(km)
NĐ-1
50,99
NĐ-2
64,03
NĐ-3
60,83
NĐ-4
58,31
4-5
20
NĐ-6
60,83

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

Mã dây
AC-95
AC-70
AC-70
AC-150
AC-70
AC-70

số mạch k0i(106đ/km)
2
283
2
208
2
208
2
403
2
208
2
208
Bảng 2.9

Ki(tỉ đ)
23,088
21,309
20,244

37,598
6,656
20,244

P(MW)
0,851
1,264
1,372
2,154
0,367
0,965

Vậy ta có:
K= KNĐ1+ KNĐ2 +KNĐ3 +KNĐ4 +K45 +KNĐ6
K=129,139(tỉ đ).
Pimax = PNĐ1+ PNĐ2+ PNĐ3+ PNĐ4+
PNĐ5+ PNĐ6=6,973(MW).
A= Pimax . =6,973.103.3411=23,785.106(KW)
z=(0,04+0,125).129,139.109+23,785.106.500=33,200.109(đ)
4.4, Phơng án 4:
Tơng tự ta có:
Đoạn
NĐ-1
3-2
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6

l(km)

50,99
31,62
60,83
58,31
70,71
60,83

mã dây số mạch k(106đ/km)
AC-95
2
283
AC-70
2
203
AC-150
2
403
AC-70
2
203
AC-70
2
203
AC-70
2
203
Bảng 2.10

K(tỉ đ)
23,088

10,523
39,223
19,405
23,532
20,244

P(MW)
0,851
0,624
2,347
1,372
1,3
0,965

Vậy ta có:
K= KNĐ1+ KNĐ2 +KNĐ3 +KNĐ4 +K45 +KNĐ6
K=136,024(tỉ đ).
Pimax = PNĐ1+ PNĐ2+ PNĐ3+ PNĐ4+
PNĐ5+ PNĐ6=7,459(MW).
A= Pimax . =7,549.103.3411=25,443.106(KW)
z=(0,04+0,125).136,024.109+25,443.106.500=35,165.109(đ)
4.5, Phơng án 5:
Ta có bảng sau:

22


Đồ án môn học lới điện

Đoạn

NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
2-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6

l(km)
50,99
64,03
60,83
31,62
58,31
70,71
60,83

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

mã dây số mạch k(106đ/km)
AC-95
2
283
AC-150
1
403
AC-150
1
403
AC-70

1
208
AC-70
2
208
AC-70
2
208
AC-70
2
208
Bảng 2.11

K(tỉ đ)
23,088
25,804
24,515
6,577
19,405
23,532
20,244

P(MW)
0,851
1,169
1,241
0,0003
1,372
1,300
0,965

Vậy ta có:
K= KNĐ1+ KNĐ2 +KNĐ3 +KNĐ4 +K45 +KNĐ6
K=143,165(tỉ đ).
Pimax = PNĐ1+ PNĐ2+ PNĐ3+ PNĐ4+
PNĐ5+ PNĐ6=6,898(MW).
A= Pimax . =6,898.103.3411=23,529.106(KW)
z=(0,04+0,125).143,165.109+23,529.106.500=35,387.109(đ)
Dựa vào kết quả tính toán ta có bảng tổng kết nh sau:
Phơng án
Utbmax%
Uscmax%
z(109đ)

1
5,51
11,02
34,622

2
3
4
5
8,95
7,05
8,79
6,41
14,57
13,48
15,03

18,53
34,534
33,200
35,165
35,387
Bảng 2.12
Căn cứ vào bảng tổng kết ta thấy ba phơng án 3 là phơng án có chi phí kinh tế
là thấp nhất nên ta chọn phơng án 3 là phơng án tối u.

Chơng III
Lựa chọn mba và sơ đồ nối dây

23


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

I, Lựa chọn MBA.
1, Lựa chọn số lợng MBA.
Do các hộ loại tiêu thụ là hộ loại một nên để đảm bảo độ tin cậy cho cung
cấp điện một cách liên tục, thì mỗi trạm BA cần phải chọn hai MBA vận hành
song song mỗi máy đợc nối vào một phân đoạn thanh góp riêng và giữa các
phân đoạn này có một máy cắt tự động đóng cắt khi cần thiết.
2, Lựa chọn công suất MBA.
Công suất MBA đợc chọn phải đảm bảo cung cấp điện trong tình trạng làm
việc bình thờng lúc phụ tải làm việc cực đại khi có sự cố một MBA phải ngừng
làm việc thì MBA còn lại phải đảm bảo cung cấp công suất cho các phụ tải.
Do trạm có hai MBA làm việc song song, nên công suất lựa chọn MBA phải

thoả mãn:
S max
S
;
k(n 1)
Trong đó:
n: số MBA trong trạm
k: là hệ số hiệu quả của MBA trong trạm, k=1,4;
Smax: Công suất cực đại của phụ tải.
2
S max = Pmax
+ Q 2max
2
Pmax
+ Q 2max
Vậy: S
;
1,4
Phụ tải 1:
2
P 2 + Q1max
P1max=28(MW); Q1max=21(MVAr) Sb1 1max
=25(MWA).
1,4
Vậy MBA chọn là: TPDH-25000/110.
Phụ tải 2:
P2max=29(MW); Q2max=14,05(MVAr); Sb2 23,017(MVA);
Vậy MBA đợc chọn là: TPDH-25000/110.
Phụ tải 3:
P3max=31(MW); Q3max=15,01(MVAr) Sb3 24,6(MVA);

Vậy MBA đợc chọn là: TPDH-25000/110.
Phụ tải 4:
P4max=30(MW); Q4max=16,36(MVAr) Sb4 24,4(MVA);
Vậy MBA đợc chọn là: TPDH-25000/110.
Phụ tải 5:

24


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

P5max=28(MW); Q5max=13,56(MVAr) Sb5 22,2(MVA);
Vậy MBA đợc chọn là: TPDH-25000/110.
Phụ tải 6:
P6max=26(MW); Q6max=12,59(MVAr) Sb6 20,63(MVA);
Vậy MBA đợc chọn là: TPDH-25000/110.
Vậy các trạm đều chọn cùng một loại MBA là: TPDH-25000/110, nó có các
thông số nh sau:
Uc=115(KV); Un%=10,5%; Pn=120(KW); P0=29(KW); I0%=0,8;
R=2,54( ); X=55,9( ); Q0=200(KW);
II, Sơ đồ trạm biến áp.
1, Trạm nguồn.
Dùng sơ đồ hai hệ thống thanh góp (liên hệ với nhau bởi máy cắt liên lạcMCLL).

2, Trạm trung gian.
Dùng sơ đồ hệ thống hai phân đoạn thanh góp.

3, Trạm cuối.

Dùng hệ thống có hai phân doạn thanh góp:

25


Đồ án môn học lới điện

SVTH: Nguyễn Thanh Quảng_HTĐ3-K47

+ Nếu l>70(km) thì đặt máy cắt cao áp ở phía đờng dây bởi vì với chiều lớn
thì sự cố xảy ra do thao tác đóng cắt nhiều vì vậy phải đặt máy cắt cuối đờng
dây.
+ Với l<70(km) thì đặt máy cắt điện áp ở phía MBA ta có sơ đồ trạm biến áp
của mạng điện thiết kế.

l>70 km
l<70 km

26


27
MCLL

2TPDH-25000/110

2AC-70

6

S

60,83km

2TPDH-25000/110

2AC-70

6

S

58,31km

S¬ ®å nèi d©y chi tiÕt

2TPDH-25000/110
2AC-70
6

S

20km
2TPDH-25000/110

2AC-70

2

S

60,83km

2TPDH-25000/110

2AC-70

2

S

64,03km

2TPDH-25000/110

2AC-95

1

S

50,99km

§å ¸n m«n häc líi ®iÖn

SVTH: NguyÔn Thanh Qu¶ng_HT§3-K47