Đồ Án Thiết Kế Môn Học Mạng Lưới Điện

Đồ án môn học

mạng lới điện

Mục luc
Mục luc.................................................................................................................1
Chơng I: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện.........................................3
I. Cân bằng công suất tiêu dùng.......................................................................4
II. Cân bằng công suất phản kháng..................................................................4
Chơng II: Lựa Chọn Các Phơng án Nối Dây Của Mạng Điện Và So Sánh Các
Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật...................................................................................7
A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế............................................7
B. Tính toán cụ thể cho từng phơng án .........................................................10
I. Phơng án I:...................................................................................................10
1. Điện áp ĐM mạng điện..........................................................................10
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng............................11
3. Tính tổn thấp điện áp..............................................................................12
II. phơng án II:................................................................................................14
1. Điện áp định mức của mạch điện...........................................................14
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra đk phát nóng...........................15
3. Tính tổn thất điện áp...............................................................................15
III. Phơng án III:.............................................................................................16
1. Sơ đồ nối dây:.............................................................................................16
2. Điện áp định mức của mạng điện ........................................................16
3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng................16
4. Tính tổn thất điện áp...............................................................................17
IV. Phơng án IV..............................................................................................17
1. Sơ đồ nối dây:.........................................................................................17
2. Điện áp định mức của mạng điện.........................................................18
3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng................18
4. Tính tổn thất điện áp...............................................................................19

V. Phơng án V.................................................................................................20
1. Sơ đồ nối dây:.........................................................................................20
2. Chọn điện áp định mức cho mạng.........................................................20
3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng ...............21
4. Tổn thất điện áp......................................................................................22
VI. Tổng kết các phơng án.............................................................................23
Chơng III. So Sánh Các Phơng án Đã Chọn Về Mặt Kinh Tế...........................23
I. Tính toán cụ thể từng phơng án đã chọn....................................................24
1. Phơng án 1..............................................................................................24
2. Phơng án 2..............................................................................................25
3. Phơng án 3..............................................................................................25
4. Phơng án 4..............................................................................................26
DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

II. Tổng kết và lựa chọn phơng án tối u.........................................................27
I. Số lợng MBA...............................................................................................27
II. chọn công suất MBA.................................................................................27
III. Sơ đồ nối dây các trạm và mạng điện......................................................29
IV. Sơ đồ nối dây chi tiết:...............................................................................30
Chơng V. tính toán các trạng thái vận hành của lới điện..................................31
I. chế độ phụ tải cực đại..................................................................................31
II. chế độ phụ tải cực tiểu...............................................................................35
III. chế độ sự cố..............................................................................................38
Chơng VI. Lựa chọn phơng pháp điều chỉnh điện áp .......................................40
I. phụ tải I........................................................................................................40

II. Các phụ tải còn lại: tính toán tơng tự kết qủa cho ở bảng sau..................42
Chơng VII. Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của mạng điện...................................43
I. Tính vốn đầu t xây dựng mạng điện...........................................................43
II. Tổng tổn thất điện năng của mạng điện....................................................43
III. Tính chi phí và giá thành tải điện.............................................................44

Phần mở đầu
Trong sự nghiệp Công Nghiệp Hoá và Hiện Đại Hoá đất nớc, điện năng
đóng vai trò chủ đạo và quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó đợc sử
dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân vì điện
năng là nguồn năng lợng có thể dễ dàng chuyển hoá thành các dạng năng lợng
DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

khác. Chính vì vậy trớc khi xây dựng một hệ thống một khu công nghiệp hoặc
một khu dân c ngời ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện, nhu cầu về
điện không ngừng tăng trong giai đoạn trớc mắt và còn trong phải dự trù cho
phát triển trong tơng lai gần.
Đồ án môn học Mạng Lới Điện là một bớc thực dợc quan trọng cho sinh
viên nghành Hệ Thống Điện bớc đầu làm quen với những ứng dụng thực tế.
Đây là một đề tài hết sức quan trọng cho một kĩ s điện trong tơng lai có thể
vận dụng nhằm đa ra đợc những phơng án tối u nhất.
Trong đồ án thiết kế môn học Mạng Lới Điện em đã sử dụng các tài liệu
sau:
1. Giáo trình Mạng Lới Điện của tác giả Nguyễn Văn Đạm
2. Giáo trình Thiết Kế Các Mạng Và Hệ Thống Điện của tác

giả Nguyễn Văn Đạm.
3. Giáo trình Nhà Máy Điện Và Trạm Biến áp của đồng tác
giả Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch,
Lã Văn út, Phạm Văn Hoà.
Nội dung đề án gồm những phần sau:
Chơng I : Cân bằng công suất trong hệ thống
Chơng II : Dự kiến các phơng án và so sánh về mặt kĩ thuật
Chơng III : So sánh các phơng án về mặt kinh tế
Chơng IV : Chọn số lợng, công suất MBA và sơ đồ nối dây
Chơng V : Tính chính xác trạng thái vận hành của LĐ
Chơng VI : Lựa chọn phơng thức điều chỉnh điện áp
Chơng VII: Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật
Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không thể
tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong thầy cô trong bộ môn góp ý để bản đồ
án của đợc hoàn thiện hơn.
Trong quá trình làm đồ án em đợc sự chỉ bảo nhiết tình của thầy cô
trong bộ môn đặc biệt là cô giáo Đặng Diệu Hơng đã trực tiếp hớng dẫn em
trên lớp. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô trong khoa và
cô Đặng Diệu Hơng đã hớng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.

Chơng I: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện
Quá trình sản suất, truyền tải và tiêu thụ điện năng trong HTĐ đợc tiến hành đồng thời do điện năng không thể tích luỹ đợc. Tại một thời điểm
luôn có sự cân bằng giữa điện năng sản suất và điện năng tiêu thụ, có nghĩa là
tại mỗi thời điểm cần phải có sự cân bằng giữa công suất tiêu thụ và pk phát ra
DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

với công suất tiêu dùng và pk tiêu thụ. Nếu sự cân bằng trên bị phá vỡ thì các
chỉ tiêu chất lợng điện năng bị giảm dẫn tới mất ổn định hoặc làm tan rã hệ
thống. Do vậy phải kiểm tra sự cân bằng công suất trong MĐ trớc khi bắt đầu
TK một mạng lới.

I. Cân bằng công suất tiêu dùng
Giả sử nguồn điện cung cấp đủ công suất tiêu dùng cho các phụ
tải, do đó sự cân bằng công suất điện biểu diễn bằng biểu thức sau:

P = P

YC

F

Trong đó:

P
P

: Công suất tiêu dùng phát ra của nguồn

F

: Tổng công suất tiêu dùng yêu cầu của hệ thống

YC

P

= m

m

: Là hệ số đồng thời ( ở đây lấy m = 1)

Mà:

YC

P

PPt

P mđ + P + P

+

td

dt

: Tổng công suất tiêu dùng trong chế độ phụ tải cực đại

Pt

P

Pt

= P1 + P2 +P3 + P4 + P5 + P6
= 30 + 32 +28 +24 +30 +32 = 176 (MW)

P mđ:

Tổng tt công suất điện năng trong mạng điện

(tính theo số % của phụ tải cực đại)

P mđ= 5% P

Pt

P

td

của mạng.
ở đây:
Vậy:

P

P

,

: Tổng công suất tự dùng và công suất dự trữ

dt

P
= P

dt

F

P
=

= 176 . 5% - 8,8 (MW)

td

YC

= 0 Vì

P

F

coi nh lấy từ thanh cái cao áp.

= 176 +8,8 = 184,8 (MW)

II. Cân bằng công suất phản kháng
Cân bằng công suất tác dụng, trớc tiên cần thiết để giữ đợc tần số

bình thờng trong hệ thống, còn để giữ điện áp bình thờng cần phải có sự cân
bằng công suất phản kháng. Sự thiếu hụt công suất phản kháng làm cho U
giảm. Mặt khác sự thay đổi U dẫn đến thay đổi f.
DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

Sự cân bằng công suất phản kháng trong HTĐ đợc biểu diễn bằng
công thức sau:

Q = Q

YC

F

Trong công suất phản kháng do nguồn phát ra

Vậy

Q
Q
Q

P

F

= tg F .

F

= 184,8 . 0,6197 = 114,52 (MVAR)

YC

F

(cos F = 0,85 tg F = 0,6197)

= m Qi max + QBA + QL +Qtđ-

Q C + Q

dt

Trong đó: m

= 1 ( là hệ số đồng thời)
Qi max = Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ

cực đại.

Q

= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6
Từ số liệu đã cho ta tính đợc các công suất phản kháng của các hệ

phụ tải bằng công thức
Qi = Pi .Tg i
Theo đề Cos i = 0,85 Tg i = 0,6197
Sau khi tính toán ta thu đợc bảng sau:
i max

Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6
Pi (MW)
30
32
24
28
30
32
Qi(MVAR) 18,591
19,83
14,875
17,352
18,591
19,83
Vậy :
Qi max = 109.067
Giả sử tổng tổn thất công suất phản kháng của các đờng dây
bằng công suất phản kháng do đờng dẫn của đ d sinh ra.
QL = QC
Vì ta có từ thanh cái cao áp của trạm BA tăng của NMĐ nên
Qtd = Qdt = 0
QBA : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm hạ áp đợc
tính theo công thức:
QBA =15% Qi max = 109,067 . 15% = 16,36 (MVAR)

Vậy

Q

So sánh

DHBKHN

YC

= 109,067 +16,36 = 125,427 (MVAR)

Q

F

với

Q

YC

ta thấy:


Đồ án môn học

mạng lới điện

Q

F

<

QYC

Do đó chúng ta phải tiến hành bù sơ bộ
Qb =

Q

YC

-

Q

F

= 125,427- 114,52 =10,907(MVAR)

Ta phải tiến hành bù u tiên cho những hộ ở xa, cos thấp hơn và
bù đến cos = 0,9. Còn thừa lại ta bù cho các hộ ở gần
Bảng tính khoảng cách từ nguồn đến các tải phụ:
L (Km)

Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5
50
77,11

80,62
58,31
63,24

Phụ tải 6
50,09

Công thức tính Qbi:
Qbi = Pi (tg 1 - tg 2) = Qi - Pi tg 2
1, 2: Các pha trớc và sau khi bù
Cos 2 = 0,9 tg 2=0,484
Phụ tải 2 : Qb2 = Q2 P2 tg 2 =19,83-32.0,484 =4,342(MVAR)
Phụ tải 3 : Qb3 = Q3 P3 tg 3 =14,873-28.0,484 =1,321(MVAR)
Phụ tải 5: Qb5= Q5 P5 tg 5 =18,591-30.0,484=4,071(MVAR)
Phụ tải 4: Qb4 = Qb ( Qb2 + Qb3 +Qb5)
=10,907-(1,321+ 4,342+4,071)
=1,173 (MVAR)
Đối với phụ tải 4 : Qb4 =Q4 P4 tg 2
Nên tg 2 =

Q4 Qb 4 17,352 1,173
=
=0,578
P4
28

1
1
=
= 0,866

2
1 + tg 2
1 + 0,578 2
Vậy phụ tải 4 có cos =0,866

Do đó Cos 2=

Phụ tải 1
DHBKHN

P
30

Trớc khi bù
Q
18,591

Cos
0,85

P
30

Sau khi bù
Qb
0

Cos
0,85

Đồ án môn học

Phụ tải 2
Phụ tải 3
Phụ tải 4
Phụ tải 5
Phụ tải 6

32
28
24
30
32

mạng lới điện

19,83
14,873
17,352
18,591
19,83

0,85
0,85
0,85
0,85
0,85

32

28
24
30
32

4,342
1,321
1,173
4,071
0

0,9
0,9
0,866
0,9
0,85

Chơng II: Lựa Chọn Các Phơng án Nối Dây Của Mạng
Điện Và So Sánh Các Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật

A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế
Theo yêu cầu là mức đảm bảo cung cấp điện cho các hộ loại 1:
Mà hộ loại 1 là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu nh ngừng cung cấp
điện có thể gây ra nguy hiểm đến tính mạng và sức khoẻ con ngời, gây thiệt
hại nhiều về kinh tế, h hỏng về thiết bị làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn
các quá trình công nghệ phức tạp ( VD: Các lò luyện kim loại, thông gió trong
hầm lò và trong các nhà máy sản xuất hoá chất độc hại)
- Khi CCĐ cho các phụ tải thì yêu cầu đối với mạng điện là:
+ Độ tin cậy CCĐ cho các phụ tải phải cao
+ Phải đảm bảo chất lợng điện năng

+Về kinh tế: Giá thành phải hạ, tổn thất điện năng phải nhỏ
+ An toàn đối với ngời và thiết bị
+ Linh hoạt trong vận hành và phải có khả năng phát triển trong tơng
lai, phù hơp với sự phát triển của KHCN trong tơng lai.
- Vì các hộ loại 1 có tính chất quan trọng nh vậy nên phải đợc CCĐ
liên tục không đợc mất điện. Khi chọn các phơng án ta phải chọn sao cho các
phụ tải đợc cung cấp từ hai nguồn độc lập. Dựa vào các vị trí địa lí và yêu cầu
ta lựa chọn 5 phơng án nối dây nh sau:

Phơng án 1:

DHBKHN


§å ¸n m«n häc

m¹ng líi ®iÖn

1
2
3

N
4
5
6
Ph¬ng ¸n 2:
1
2

3
N

4
6

Ph¬ng ¸n 3:

DHBKHN

5


§å ¸n m«n häc

m¹ng líi ®iÖn

1
2
N
3
4
6

5

Ph¬ng ¸n 4:
1
2
3

N
4
5
6

Ph¬ng ¸n 5:

DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

1
2
3

N
4

5
6

B. Tính toán cụ thể cho từng phơng án
I. Phơng án I:
1
2
3

N
4
5
6
1. Điện áp ĐM mạng điện

Việc lựa chọn điện áp cho MĐ có thể ảnh hởng rất lớn đến các chỉ tiêu
kĩ thuật và kinh tế của MĐ. Nếu chọn điện áp mạng điện nhỏ thì gây tổn thất
điện nguồn lớn. Do đó điện áp định mức phải đợc lựa chọn sao cho hợp lí nhất.
Điện áp định mức phụ thuộc vào cstd và khoảng cách truyền tải
Điện áp định mức của hệ thống đợc tính theo công thức kinh nghiệm
sau:
U=4,34 * l + 16 * P
Trong đó
P: Công suất chuyên trở của đờng dây(MW)
DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

L: Chiều dài của đờng đây(Km)
Kết quả tính toán đựơc cho trong bảng sau:
Đoạn
L(Km)
P(MW)
Uđm

N-1

50
30
99,9

N-2
72,11
32
104,89

N-3
80,62
28
99,78

N-4
58,31
24
91,27

N-5
63,24
30
101,15

N-6
50,99
32
102,977

70

2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng

a. Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Trong những tính toán đơn giản đv mạng điện khu vực, tiết diện dây dẫn
thờng đợc lựa chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện JKT
Dự kiến dùng dây AC trên không, đặt trên các đỉnh tam giác đều có
khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là: D tb = 5m. Với tg sử dụng
công suất cực đại Tmax= 5000(h) thì mật độ kinh tế của dòng điện là:
Jkt=1,1(A/mm2)
Tiết diện kinh tế cuả dây dẫn đợc tính theo công thức:
I i max

Fi = J
kt
Trong đó:

Fi : Tiết diện tính toán của đây theo mật độ kinh tế
Ijmax : Dd lớn nhất chạy trên dây đợc tính theo công thức
Si

Iimax = n 3U dm
Với

Si : CS biểu kiến trên các đoạn đd
n : Số mạch của đd
Uđm: Điện áp định mức của MĐ
Dựa vào giá trị của Fi ta chọ Fitc gần nhất và lớn hơn
b. Kiểm tra điều kiện phát sóng
Tiết diện dây dẫn đợc lựa chọn phải đảm bảo không xuất hiện vầng
quang trên các đd và thoả mãn điều kiện phát sóng:

ISC <= ICP với ISC = 2. IMAX
Trong đó:
DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

ISC :Dòng điện khi sự cố
IMAX:Dòng điện chạy trên các đoạn đờng dây ở chế độ phụ
tải cực đại
ICP : Dòng điện cho phép lớn nhất ( Phụ thuộc vào bản
chất và tiết diện dây dẫn)
Cụ thể đối với đoạn N-1:
IN-1 MAX =

30 2 + 18,5912
2 3.110

. 103 = 92,6 (A)

Tiết diện kinh tế của dây dẫn:
FN-1 =

92,6
=84,18 (mm2)
1,1

Chọn tiết diện gần N-1 nhất:

FN-1TC = 95 (mm2)
Tiết diện đã chọn >70mm2 vì vậy thoả mãn điều kiện không xuất hiện
vầng quan do điện áp định mức của mạng điện là 110KV
Dòng điện lớn nhất cho phép trên đờng dây là: ICP=330(A)
Khi xẩy ra sự cố đứt một mạch đd, dòng sự cố chạy trên mạng còn lại
có giá trị là:
IN-1SC = 2.92,6 = 185,2 < ICP = 330 (A)
Nh vậy, tiết diện dây dẫn của đoạn dây đã lựa chọn thoả mãn các yêu
cầu kĩ thuật
Tính toán tơng tự cho các đờng dây còn lại ta có bảng sau:
Đoạn
L(km)
P(MW)
Q(MVAR)
IMAX(A)
F(mm2)
FTC(mm2)
ISC(A)
ICP(A)

N-1
50
30
18,591
92,6
84,18
AC-95
185,2
330

N-2
72,11
32
19,83
98,8
89,82
AC-95
197,6
330

N-3
80,62
28
14,873
83,2
75,64
AC-70
166,4
265

N-4
58,31
24
17,352
77,72
70,66
AC-70
155,44
265

N-5
63,24
30
18,591
92,6
84,2
AC-95
185,2
330

N-6
50,99
32
19,83
98,8
84,18
AC-95
197,6
330

Vậy các đoạn đờng dây đã chọn đều thoả mãn điều kiện vầng quang và
điều kiện phải nóng.
3. Tính tổn thấp điện áp

Các thông số thay thế của đờng dây

DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

- Đờng dây 1 mạch: R= r0 .l ( )
X=X0.l ( )
B = b0.l ( )
- Đờng dây 2 mạch:
R=r0.l/2( )
X=X0.l/2( )
B=2b0.l( )
Tra bảng ta có các thông số và kết qủa tính toán trong bảng sau:
Đoạn
đờng
dây
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6

FTC
(mm2)

L
(km)

R0

AC-95

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

50
72,11
80,62
58,31
63,24
50,99

X0

B0.10-6
( km ) ( km ) (s/km)
0,33
0,33
0,46
0,46
0,33
0,33

0,429
0,429
0,44
0.44
0,429
0,429

2,65
2,65
2,58
2,58
2,65
2,65

R

X

( )

( )

B.10-4
(s)

8,25
11,89
18,54
13,41
10,43
8,41

10,725
15,46
17,74
12,83

13,56
10,94

2,65
3,82
4,16
3,0
3,35
2,70

Với mạng điện có điện áp danh định mức là 110KV có thể bỏ qua tp
ngang của điện áp giáng, tổn thất điện áp trên đờng dây thứ i đợc tính nh sau:
U I% =

Trong đó:

P R + Q X
i

i

U

i

2

i

.100

dm

P : Tổng cs truyền trên đơng dây thứ i
Q : Tổng cspk truyền trên đờng dây thứ i
i

i

Ri : Điện trở t/đ của đoạn dây thứ i
Xi : Điện dẫn pk của đoạn dây i
Yêu cầu về tổn thất điện áp:
Tổn thất điện áp lúc bình thờng
UMAXbt% <= (10-15)%
Tổn thất điện áp lớn nhất khi xẩy ra sự cố nặng nề
UMAXsc%<= (20-25)%

Tổn thất ở đoạn N-1

UN1%=

PN 1 R N 1 + Q N 1 X N 1 30.8,25 + 18,591.10,725
=
2
U DM
100 2

.100=3,69%
Đối với đd 2 mạch sự cố nặng nề nhất khi đứt mạch đd. Khi đó còn lại
một mạch nên :

RN1SC=2Rn-1
DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

XN1SC=2Xn-1
Nên suy ra UN1SC% = 2. UN1% = 2.3,69 = 7,38%
Tính toán cho các đoạn mạch còn lại ta có bảng sau:
Đoạn
U%
USC%

N-1
3,69
7,38

N-1
2,53
5,07

N-1
6,47
12,94

N-1
4,5
9

N-1
4,67
9,34

N-1
4,02
8,04

N-6
50,99
62
38,421
140,16

6-5
31,62
30
18,591
98

Vậy H điện áp lớn nhất ở chế độ bình thờng là:
UMAXbt% = 6,47
Tổn thất điện áp lớn nhất khi có sự cố là:
UMAXSC% = 12,94

II. phơng án II:
1
2
3

N

4
5

6

1. Điện áp định mức của mạch điện

Tính toán tơng tự nh phơng án 1 ta có bảng sau:
Đoạn
L(Km)
P(MW)
Q(MVAR)
Uđm(KV)

N-1
50
30
18,591
99,9

N-2
72,11
60
34,703
139,43

2-3
36,05

28
14,873
95,48

N-4
58,31
24
17,352
91,27

Chọn điện áp định mức của mạng điện là 110KV

DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra đk phát nóng

Tính tơng tự phơng án 1:
Bảng các thông số của đờng dây:
Đoạn
L(Km)
P(MW)
Q(MVAR)
IMAX(A)
FKT(mm2)
FTC(mm2)

ISC(A)
ICP(A)
R0( km )

N-1
50
30
18,591
39,12
84,65
AC-95
186,24
330
0,33

N-2
72,11
60
34,703
181,9
165,36
AC-150
363,8
445
0,21

2-3
36,05
28
14,873

83,2
75,64
AC-70
166,4
265
0,460

N-4
58,31
24
17,352
77,72
70,65
AC-70
155,44
265
0,46

N-6
50,99
62
38,421
191,42
174,02
AC-185
382,84
510
0,17

6-5

31,62
30
18,591
93,12
84,65
AC-95
186,24
330
0,33

X0( km )
b0.10-6(s/km)
R( )
X( )
BO.10-4(S)

0,429

0,416

0,442

0,442

0,409

0,429

2,65
8,25

10,725
2,65

2,74
7,57
15
3,95

2,58
8,29
7,97
1,86

2,58
13,41
12,88
3,0

2,84
4,33
10,43
2,89

2,65
5,22
6,78
1,67

Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đều thoả mãn
3. Tính tổn thất điện áp

Tính nh phơng án 1 ta có bảng sau:
Đoạn
U%
USC%

N-1
3,725
7,45

N-2
8,06
16,12

2-3
2,989
5,795

N-4
4,5
9,0

U%N-2-3= U%n-2+ U%2-3
U%N-6-5= U%N-6+ U%6-5

N-6
5,53
11,06

6-5

2,36
4,712

Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:
UMAXbt%= 10,958%<15%
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:
UMAXSC%=21,916%<25%

DHBKHN

N-2-3 N-6-5
10,958 7,89
21,916 15,78


Đồ án môn học

mạng lới điện

Vậy phơng án này thoả mãn các yêu cầu về kĩ thuật
III. Phơng án III:
1. Sơ đồ nối dây:
1
2
N
3
4
6

5

2. Điện áp định mức của mạng điện

Bảng số liệu
Đoạn
L(Km)
P(MW)
Q(MVAR)
Uđm(KV)

N-1
50
30
18,591
99,9

N-2
72,11
32
19,83
104,89

N-3
80,62
28
14,873
99,78

N-4
58,31

24
17,352
91,27

N-6
50,99
62
38,421
140,16

6-5
31,62
30
18,591
98,16

70 Chọn Uđm =110KV
3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng

Tính toán tơng tự nh các phơng án trên ta có bảng kết quả:

Đoạn
DHBKHN

N-1

N-2

N-3

N-4

N-6

6-5


Đồ án môn học

mạng lới điện

L(Km)
P(MW)
Q(MVAR)
IMAX(A)
FKT(mm2)
FTC(mm2)
ISC(A)
ICP(A)
R0( km )

50
30
18,591
93,125
84,66
AC-95
186,25
330

0,33

72,11
32
19,83
98,78
89,8
AC-95
197,58
330
0,33

80,62
28
14,873
83,2
76,64
AC-70
166,4
265
0,46

58,31
24
17,352
77,72
70,65
AC-70
155,44
265

0,46

50,99
62
38,421
191,42
174,02
AC-185
382,84
510
0,17

31,62
30
18,591
92,62
84,2
AC-95
185,24
330
0,33

X0( km )
b0.10-6(s/km)
R( )
X( )
B010-4(S)

0,429

0,429

0,442

0,442

0,409

0,429

2,65
8,25
10,725
2,65

2,65
11,89
15,47
3,82

2,58
18,54
17,82
4,16

2,58
13,41
12,89
3

2,84
4,33
10,43
2,89

2,65
5,22
6,78
1,676

Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đêu thoả mãn đk phát nóng và điều
kiện vầng quang
4. Tính tổn thất điện áp

Ta có bảng sau:
Đoạn
U%
USC%

N-1
3,69
7,38

N-2
5,68
11,36

N-3
6,48
12,96

N-4
4,5
9,0

N-6
5,53
11,06

6-5
2,33
4,66

Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:
UMAXbt%= 7,86%
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:
UMAXSC%=15,72%
Vậy phơng án này thoả mãn các yêu cầu về kĩ thuật

IV. Phơng án IV
1. Sơ đồ nối dây:

DHBKHN

N-6-5
7,89
15,72


Đồ án môn học

mạng lới điện

1
2
3
N
4
5
6

2. Điện áp định mức của mạng điện

Bảng số liệu
Đoạn
L(Km)
P(MW)
Q(MVAR)

N-1
50
30
18,591
99,9

Uđm(KV)

N-2
72,11
60

34,703
139,43

2-3
36,05
28
14,873
95,485

N-4
58,31
24
17,352
91,27

N-5
63,24
30
18,591
101,15

N-6
50,99
32
19,83
102,97

Chọn Uđm =110KV
3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng

Fi =

I iMAX
J KT

IiMAX =
ISci

trong đó JKT= 1,1

Si
n 3U dm

=

Pi 2 + Qi2
n 3U dm

.103 (A)

= 2.IMAXi

Tính toán tơng tự các phơng phát trên ta có kết quả ở bảng sau:
X= X0.l/2 ( )
R=R0.l/2 ( )
B = 2b0.l ( )
Đoạn
L(Km)
P(MW)

DHBKHN

N-1
50
30

N-2
72,11
60

2-3
36,05
28

N-4
58,31
24

N-5
63,24
30

N-6
50,99
32


Đồ án môn học

mạng lới điện

Q(MVAR)
IMAX(A)
FKT(mm2)
FTC(mm2)
ISC(A)
ICP(A)
R0( km )

18,591
92,62
84,40
AC-95
185,24
330
0,33

34,703
181,9
165,36
AC-150
363,8
445
0,21

14,873
83,2
75,64
AC-70
166,4

265
0,46

17,352
77,723
70,65
AC-70
155,45
265
0,46

18,591
92,62
84,2
AC-95
185,24
330
0,33

19,83
98,70
89,82
AC-95
197,60
330
0,33

X0( km )
b0.10-6(s/km)
R( )

X( )
B010-4(S)

0,429

0,416

0,442

0,442

0,429

0,429

2,65
8,25
10,725
2,65

2,74
7,57
14,99
3,95

2,58
8,29
7,97
1,86

2,58
13,41
12,89
3,0

2,56
10,43
13,56
3,35

2,65
8,41
10,94
2,7

Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đêu thoả mãn đk phát nóng và điều
kiện vầng quang
4. Tính tổn thất điện áp
Ui%=

P R + Q X
i

i

i

U

2

dm

i

.100

USCi%=2. Ui%

Ta có bảng sau:
Đoạn
U%
USC%

N-1
3,69
7,38

N-2
8,05
16,10

2-3
2,89
5,78

N-4
4,5
9,0

N-5

4,67
9,34

N-6
4,02
8,04

Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:
UMAXbt%= 8,05% <15%
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:
UMAXSC%=16,1%<25%
Vậy phơng án này thoả mãn các yêu cầu về kĩ thuật

DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

V. Phơng án V
1. Sơ đồ nối dây:
1
2
3

N
4

5

6
2. Chọn điện áp định mức cho mạng

Các đoạn N-1, N-2, N-3, N-6. Tính tơng tự nh đáp án, riêng với đoạn
mạch vòng, trớc khi tính toán phải xác định đợc dòng cs chạy trên các đoạn đờng dây
Ta có:
Công suất truyền tải trên đoạn N-4
S 4 ( L45 + L N 5 ) + S 5 .LN 5
L N 4 + L45 + LN 5
(24 + j 7,352)(42,43 + 63,24) + (30 + j18,591).63,24
SN4=
58,31 + 42,43 + 63,24

SN4 =

SN4= 27,04+j18,35 (MW)
Công suất truyền tải trên đoạn N-5

S 5 ( L45 + L N 4 ) + S 4 .L N 4
LN 4 + L45 + L N 5
(30 + j18,591)(42,43 + 58,31) + (24 + j17,352).58,31
SN5=
163,98

SN5=

SN5= 26,96+j17,59 (MW)
S45=S4-S5 =(27,04 26,96) + j(18,35-17,59)
S45=0,08+j. 0,76
Vậy 5 là điểm phân chia cs trong mạng lớn

DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

Từ kết quả tính đợc diện áp đoạn mạch của mạng nh sau:
Đoạn
L(Km)
P(MW)
Q(MVAR)

N-1
50
30
18,591
99,9

Uđm(KV)

N-2
72,11
32
19,83
104,89

N-3
80,62

28
14,873
99,78

N-4
58,31
24,08
18,112
91,47

4-5
42,43
0,08
0,76
101,04

N-5
63,24
29,92
17,831
101,04

N-6
50,99
32
19,83
102,98

Chọn điện áp định mức cuả MĐ là 110KV
3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng

Tính toán tơng tự nh các phơng án trớc ta có bảng kết quả sau:
Đoạn
L(Km)
P(MW)
Q(MVAR)
IMAX(A)
FKT(mm2)
FTC(mm2)
ISC(A)
ICP(A)
R0( km )

N-1
50
30
18,591
92,62
84,4
AC-95
186,24
330
0,33

N-2
72,11
32
19,83
98,79
89,8

AC-95
197,58
330
0,33

N-3
80,62
28
14,873
83,2
76,64
AC-70
166,4
265
0,46

N-4
58,31
24,08
18,112
79,08
71,89
AC-70
158,16
265
0,46

4-5
42,43
0,08

0,76
2,0
1,82
AC-70
4,0
80
0,46

N-5
63,24
29,92
17,831
91,58
83,26
AC-95
185,24
330
0,33

N-6
50,99
32
19,83
98,8
89,82
AC-95
197,6
330
0,33

X0( km )
b0.10-6(s/km)
R( )
X( )
B010-4(S)

0,429

0,429

0,442

0,442

0,442

0,429

0,429

2,65
8,25
10,725
2,65

2,65
11,89
15,47
3,82

2,58
18,54
17,82
4,16

2,58
26,82
25,77
1,5

2,58
19,752
18,74
1,09

2,65
20,86
27,13
1,67

2,65
8,41
10,94
2,7

DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đêu thoả mãn đk phát nóng và điều
kiện vầng quang
4. Tổn thất điện áp

Tổn thất điện áp trên các đoạn mach hình tia tính tơng tự nh phơng án 1
riêng đoạn mạch vòng tổn thất đợc tính theo công thc sau:
Tổn thất điện áp lớn nhất là:
ULN%=

PN 5 .R N 5 + Q N 4 X N 4
2

.100

110
30.10,43 + 18,951.13,56
.100 = 4,7(%)
=
110 2

Đối với đoạn mạch vòng, sự cố nguy hiểm nhất khi đứt dây là khi đứt
dây N-4. Khi đó tổn thất điện áp đợc tính theo công thức
Umaxsc% =

=

( P5 + P4 ).R N 5 + (Q5 + Q4 ) X N 5 + P4 X 45 + Q4 X 45
.100

110 2

64.20,86 + 35,943.27,13 + 24.19,52 + 17,352.18,74
.100 =25,65%
100 2

Đối với đoạn mạch hở tính tơng tự nh phơng án 1, kết quả tính toán có
trong bảng sau:
Đoạn
U%
USC%

N-1
3,69
7,38

N-2
2,53
5,07

N-3
6,47
12,94

N-4-5
4,7
25,65

N-6
4,02

8,04

Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:
UMAXbt%= 6,47%
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:
UMAXSC%=25,65%>25%
Vậy phơng án này không thoả mãn các yêu cầu về kĩ thuật

DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

VI. Tổng kết các phơng án
UMAXbt%
UMAXSC%

I
6,47
12,94

II
10,958
21,916

III
7,86
15,72

IV
8,05
16,1

V
6,47
25,65

Dựa vào chỉ tiêu kĩ thuật UMAXbt%=10-15%
UMAXSC%=20-25%
Từ bảng tổng kết trên ta chọn đợc phơng án có các chỉ tiêu kĩ thuật tối u
hơn trong 5 phơng án trên đó là phơng án I,II,III,IV.
Chơng III. So Sánh Các Phơng án Đã Chọn Về Mặt Kinh
Tế
Mục tiêu của các chế độ xác lập của HTĐ là giảm nhỏ nhất chi phí sản
xuất điện năng khi thiết kế cũng nh khi vận hành HTĐ. Để tìm ra đợc phơng
án tối u, ngoài những yêu cầu cơ bản về mặt kĩ thuật thì phải đảm bảo tính
kinh tế cuả HTĐ.
Trong tính toán sơ bộ về mặt kinh tế thờng dựa vào vốn đầu t cơ bản vào
phí vận hành hàng năm, hay chi phí tính toán hàng năm. Để so sánh các phơng
án về mặt kinh tế cần phải giả thiết rằng các phơng án có cùng số lợng MBA,
mắt cắt, dao cách li. Khi đó hàm chi phí tính toán hàng năm của mỗi phơng án
đợc tính theo công thức sau:
Zi=(atc+avh)Kđdi + A.C
Trong đó:
atc: hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn,
atc =1/Ttc=1/8 = 0,125
avh : hệ số vận hành
avh=0,04

c: giá một Kwh điện năng tổn thất, c=500(đ/kwh)
Kđd: là vốn đầu t đờng dây của mạng điện
Kđdi= K 0i .Li
K0i: Giá thành 1 km đờng dây AC có tiết diện F i, chiều dài
Li(đ/km)
A: Tổng tổn thất cs lớn nhất, tính theo công thức
A= PiMax .
Pi 2 + Qi2
Pi =
.Ri (Pi,Qi là cs cực đại chạy trên các đ d)
2
U dm

DHBKHN


Đồ án môn học

mạng lới điện

: Tổng tổn thất cs lớn nhất, tính theo công thức
=(0,124+Tmax.10-4)2.8766
Khi Tmax = 5000h ( tg sd cs lớn nhất) thì =3411h

I. Tính toán cụ thể từng phơng án đã chọn
1. Phơng án 1.

Dự kiến các phơng án đều dùng cột thép, vốn đầu t cho một km đờng
dây là:
Dây dẫn AC 70: KO = 208.106 (đ/km)

Dây dẫn AC 95: KO = 283.106 (đ/km)
Dây dẫn AC 120: KO = 354.106 (đ/km)
Dây dẫn AC 150: KO = 403 (đ/km)
Dây dẫn AC 185: KO = 441 (đ/km)
Đối với đờng dây lộ kép (2 mạch), vốn đầu t tăng 1,6 lần so với vốn đầu
t cho đờng dây một mạch.
KN1 = 1,6.283.106.50 = 22,64.109 (đồng)
KN2 = 1,6.283.106.72,11 = 32,65.109 (đồng)
KN3 = 1,6.208.106.80,62 = 26,83.109 (đồng)
KN4 = 1,6.208.106.58,31 = 19,41.109 (đồng)
KN5 = 1,6.283.106.63,24 = 28,64.109 (đồng)
KN6 = 1,6.283.106.50,99 = 23,09.109 (đồng)
Tổng vốn đầu t cho đờng dây của mạng.
Kđd = KN1 + KN2 + KN3 + KN4 + KN5 + KN6
Kđd = ( 22,64 + 32,56 + 26,83 + 19,41 + 28,64 + 23,09 ).109 (đồng)
Tổn thất công suất tác dụng trong mạng.
PN1
PN2
PN3
PN4
PN5

=
=
=
=
=

DHBKHN

PN21 + Q N2 1
2
U dm

PN22 + Q N2 2
2
U dm

PN23 + Q N2 3
2
U dm

PN24 + Q N2 4
2
U dm

R N 1 .10 3
R N 2 .10 3
R N 3 .10 3
R N 4 .10 3

PN25 + QN2 5
RN 5 .10 3
2
U dm

=

30 2 + 18,5912
.8,25.10 3

2
110

= 849,29 (KW)

=

32 2 + 19,83 2
.11,89.10 3
2
110

=

28 2 + 14,873 2
.18,53.10 3
2
110

= 1690,73 (KW)

=

24 2 + 17,352 2
.13,41.10 3
2
110

=

=

30 2 + 18,5912
.10,43.10 3
2
110

= 1392,63 (KW)

972,05(KW)

= 1073,71 (KW)


Đồ án môn học

PN6

=

PN26 + Q N2 6
2
U dm

mạng lới điện

R N 6 .10 3

=

32 2 + 19,83 2
.8,41.10 3
2
110

= 985,03 (KW)

Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng.
Pi = PN1 + PN2 + PN3 + PN4 + PN5 + PN6




Pi = 849,29 + 1392,63 + 1690,73 + 972,05 + 1073,71 + 985,03
Pi = 6963,44 (KW).

Tổn thất điện năng hàng năm:
A = Pi. = 6963,44.3411 = 23,752.106 (KWh)
Khi đó hàm chi phí tính toán hàng năm:
Z = (0,04 + 0,125).153,26.109 + 23,752.106.500 = 37,166.109 (đồng)
2. Phơng án 2.

Tính tơng tự phản ánh trên kết quả cho trên bảng sau:
Đoạn
l(km)
Ftc(mm2)
Koi(106/km)
Kiđd(tỷ)
Pi(MW)

N-1
50
AC-95
283
22,64
0,85

N-2
72,11
AC-150
403
46,496
1,32

2-3
36,05
AC-70
208
11,997
0,688

N-4
58,31
AC-70
208
19,41
0,972

N-6
50,99

AC-185
441
35,98
1,9

6-5
31,62
AC-95
283
14,317
0,54

Tổng vốn đầu t cho đờng dây:
Kdđ= K idd = 150,84(tỷ)
Tổng tổn thất cs tác dụng:
Pi = 6,27(MW)
Tổn thất điện năng hàng năm:
A
= Pi = 6,27.103.3411=21,386.106(Kwh)
Chi phí tính toán hàng năm:
Z=(0,04+0,125).150,84.109+21,386.106.500
Z=24,88.109+10,693.109=35,573(tỷ)
3. Phơng án 3

Tính nh phơng án 1 ta có bảng kết quả sau:
Đoạn
l(km)
Ftc(mm2)
Koi(106/km)
DHBKHN

N-1
50
AC-95
283

N-2
72,11
AC-95
283

N-3
80,62
AC-70
208

N-4
58,31
AC-70
208

N-6
50,99
AC-185
441

6-5
31,62
AC-95
283