Thiết kế lưới điện trong hệ thống điện

Trường Đại Học Điện Lực

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ,đời sống nhân dân được
nâng cao nhanh chóng. Nhu cầu về điện trong tất cả các lĩnh vực tăng cường không
ngừng. Một lực lượng đông đảo cán bộ kỹ thuật trong và ngoài ngành điện đang
thiết kế, lắp đặt các công trình điện.
Hiện nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân được
nâng cao phát triển của ngành điện sẽ thúc đẩy nền kinh tế nước ta phát triển.
Bên cạnh việc xây dụng các nhà máy điện thì việc truyền tải và sử dụng tiết
kiệm, hợp lý, đạt hiệu quả cao cũng hết sức quan trọng. Nó góp phần vào sự phát
triển của ngành điện và làm cho kinh tế nước ta phát triển.
Trong phạm vi của đồ án này trình bày về thiết kế môn học lưới điện.
Đồ án gồm 8 chương :
Chương 1 : Phân tích nguồn và phụ tải
Chương 2 : Cân bằng công suất và dự kiến phương án nối dây
Chương 3 : Tính toán kinh tế các phương án
Chương 4 : Tính toán chi tiêu kinh tế so sánh các phương án
Chương 5 : Chọn máy biến áp và sơ đồ nối điện chính
Chương 6 : Tính toán chính xác các chế độ
Chương 7 : Tính toán điện áp các nút và điều chỉnh điện áp
Chương 8 : Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của phương án
Để thực hiện các nội dung nói trên đồ án cần sử lý các số liệu tính toán thiết kế
và lựa chọn các chỉ tiêu, đặc tính kỹ thuật, vạch các phương án và lựa chọn phương
án tối ưu nhất.
Do kiến thức cần hạn chế nên đồ án này của em không tránh khỏi những thiếu
sót, em rất mong các thầy cô trong bộ môn góp ý để bản đồ án của em được hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo ThS NGUYỄN
ĐỨC THUẬN và các thầy cô giáo trong khoa HỆ THỐNG ĐIỆN đã giúp em hoàn
thành đồ án môn học này.

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực

Chương :1 Phân tích nguồn và phụ tải
Phân tích nguồn điện
- Nguồn điện là hệ thống công suất vô cùng lớn, có hệ số công suất là 0,85.
Phân tích phụ tải điện
- Có 7 phụ tải
+ loại 1 gồm 1,2,4,5,6,7
+ loại 1 gồm 3

1.1
1.2

-Tổng công suất phụ tải :P = 205 MW
-Thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax= 5400
-Tổng công suất phụ tải cực tiểu : Pmin = 102,5MW
-Điện áp định mức thứ cấp phía hạ áp (Uđm=10 KV)
-Những phụ tải nào có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường: 1,2,4,5,6,7
-Những phụ tải nào có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường: 3
stt

Pmax

Cos

Qmax

Pmin

Qmin

max

min

1

36

0,9

17.42

18

8.71

36+17.42i

18+8.71i

2

34

0,9

16.46

17

8.23

34+16.46i

17+8.23i

3

30

0,88

16.17

15

8.09

30+15i

15+8.09i

4

28

0,9

13.55

14

6.78

28+13.55i

14+6.78i

5

23

0,85

14.24

11.5

7.12

23+14.24i

11.5+7.12i

6

25

0,9

12.10

12.5

6.05

25+12.1i

12.5+6.05i

7

29

0,9

14.04

14.5

7.02

29+14.04i

14.5+7.02i

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực

1.3 Sơ đồ địa lý
6
7

5
N

4
3
2
1

Chương 2:Cân Bằng Công Suất Và Dự Kiến
Phương Án Nối Dây
2.1:Cân Bằng Công Suất Tác Dụng
Pnguồn = Pyêu cầu
Pyêu cầu = m∑Pmax + ∑Pmđ +Pdự trữ
-

Trong đó: + m :là hệ số đồng thời m=1

+ ∑Pmđ :là tổng tổn thất công suất trong mạch điện

2.2 :Cân Bằng Công Suất Phản Kháng
Qyêu cầu = m∑Qmax + ∑QL - ∑QC + Qba +Qdự trữ
-

Trong đó: + ∑QL: Tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây.

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực

+ ∑QC: Tổng CSPK do điện dung của dây dẫn sinh ra.
+ ∑Qba: Tổng tổn thất CSPK ở trong các MBA khi tính toán sơ
bộ lấy =15∑Qmax
Qnguồn = Pnguồn.tg
So Sánh: Qnguồn Qyêu cầu
Nếu: Qnguồn Qyêu cầu thì không phải bù công suất phản kháng.
Qnguồn Qyêu cầu thì phải bù công suất phản kháng
2.3: Dự Kiến Phương Án Nối Dây
- Nếu là phụ tải loại I ta dùng dây kép
- Nêu là phụ tải loại III ta dùng dây đơn
2.3.1: Phương Án 1 Hình Tia
6
7

5

N

4
3
2
1

2.3.2: Phương Án 2 Liên Thông
GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực

6
7

5
N

4
3
2
1

2.3.3:Phương Án 3 Lưới Kín
6
7

5
N

4
3
2
1

Chương 3: Tính Toán Kinh Tế Các Phương Án
GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
3.1: Xét Phương Án 1
3.1.1: Phân Bố Công Suất
N1

= 1 = P1 + iQ1 = 36+17.42i

N2

= 2 = P2 + iQ2 = 34+16.46i

N3

= 3 = P3 + iQ3 = 30+15i

N4

= 4 = P4 + iQ4 = 28+13.55i

N5

= 5 = P5 + iQ5 = 23+14.24i

N6

= 6 = P6 + iQ6 = 25+12.1i

=

N7

7

= P7 + iQ7 = 29+14.04i

3.1.2: Lựa Chọn Điện Áp Định Mức
Ta sử dụng công thức Utt để tính điện áp tối ưu về kinh tế của lưới điện:
U = 4,34

L + 16P

(kV)

Trong đó:
U: điện áp vận hành (kV)
L: Chiều dài đường dây (km)

P: Công suất tác dụng truyền tải trên đường dây (MW)
Áp dụng công thức trên ta có bảng tính toán:

Đường Dây

Pi

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

Li

Utt

Uđm

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
N-1

36

64.03

109.80

110

N-2

34

31.62

104.13

110

N-3

30

44.72

99.42

110

N-4

28

30.00

94.89

110

N-5

23

63.25

90.13

110

N-6

25

64.03

93.49

110

N-7

29

36.06

97.05

110

Bảng kết quả tính toán cho ta thấy tất cả các giá trị điện áp tính được đều nằm

trong khoảng (80 ÷ 150) kV.
3.1.3: Chọn Tiết Diện Dây Dẫn
Trong bài toán quy hoạch thiết kế lưới điện, chọn dây dẫn là bài toán cơ bản
nhất. Chọn dây dẫn bao gồm chọn chọn loại dây dẫn và tiết diện dây dẫn.
Hiện nay các dây hợp kim nhôm không có lõi thép bắt đầu được sử dụng rộng
rãi. Các dây hợp kim nhôm có độ bền cơ rất tốt và lớn hơn nhiều so với độ bền cơ
của dây nhôm. Các dây hợp kim nhôm nhẹ hơn dây nhôm lõi thép, do đó cho phép
giảm giá thành cột của đường dây. Điện trở dây hợp kim nhôm nhỏ hơn so với dây
nhôm lõi thép.
Ta sử dụng các loại dây dẫn trên không, dây, nhôm lõi thép (AC), đặt 2 lộ trên
cùng một cột thép, khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn pha là D tb =
5 m.
Tiết diện dây dẫn ảnh hưởng nhiều đến vốn đầu tư để xây dựng đường dây và
chi phí vận hành của đường dây, nhưng giảm tổn thất điện năng và chi phí về tổn
thất điện năng. Vì vậy ta cần phải chọn tiết diện dây dẫn làm sao cho hàm chi phí
tính toán nhỏ nhất. Ta sẽ sử dụng phương pháp mật độ dòng điện kinh tế để tìm tiết
diện dây dẫn:

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
Fkt =

I max
J kt

Trong đó

Fkt: tiết diện kinh tế của dây dẫn
Jkt: mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2. Jkt chọn chung cho toàn lưới theo
điều kiện Tmax và dây AC.( Với Tmax = 5400 h, dây AC ta có Jkt = 1 A/mm2)
Imax: dòng điện chạy trên đường dây cho chế độ cực đại, A.
Giá trị dòng điện này được xác định theo công thức sau:
P 2 max + Q 2 max

Imax =

n 3 U dm

×103

(A)

Trong đó
n: số mạch đường dây(đường dây kép thì n = 2, đường dây đơn thì n = 1)
Uđm: điện áp định mức của lưới điện, kV
Pmax , Qmax: dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng cực đại chạy
trên đường dây, (MW, MVAr)
Sau khi tính tiết diện theo công thức ta tiến hành chọn tiết diện dây dẫn gần nhất và
kiểm tra các điều kiện về: phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố; độ bền cơ
của dây và kiểm tra điều kiện về sự tạo thành vầng quang và tổn thất điện áp cho
phép. Chọn dây dẫn có tiết diện nằm trong dãy tiêu chuẩn: 70 – 95 – 120 – 150 –
185 – 240
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về
vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố, cần
phải có điều kiện sau:
Isc≤ Icp

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
Isc= =2.Imax
Trong đó:
Isc – dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố.
Icp – dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

Đường
Dây

Smaxx

Ilvmax

Fkt

Ftc

Icp (A)

Isc (A)

Kết Luận

N-1

39.99

104.95

104.95

95

330

209.91

AC-95

N-2

37.77

99.13

99.13

95

330

198.27

AC-95

N-3

34.08

178.88

178.88

185

510

357.75

AC-185

N-4

31.11

81.63

81.63

70

265

163.27

AC-70

N-5

27.05

70.99

70.99

70

265

141.98

AC-70

N-6

27.77

72.89

72.89

70

265

145.78

AC-70

N-7

32.22

84.56

84.56

95

330

169.11

AC-95

•

Nhận xét: Từ các kết quả ta nhận thấy tiết diện chọn của các đường dây thỏa
mãn các điều kiện
+ điều kiện phát sinh vầng quang
+ điều kiện độ bền cơ
+ điều kiện phát nóng lúc sự cố

Thông số của đường dây
Điện trở của đường dây:

R=
Điện kháng của đường dây:
X=
Điện dẫn của đường dây:
GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
B=n.B0.l
Trong Đó:
n. là số mạch đường dây
l. chiều dài đường dây (km)
r0,x0,b0. điện trở tác dụng,điện kháng ,điện dẫn của dây dẫn tra bảng sách giáo
khoa.với DTB=5
Đường
Dây

Loại
Dây

n

Li

Roi

Xoi

N-1

AC-95

2

64.03

0.33

0.429

N-2

AC-95

2

31.62

0.33

N-3

AC-185

1

44.72

N-4

AC-70

2

N-5

AC-70

N-6
N-7

Boi.

R

X

B

2.65

10.56

13.73

0.00034

0.429

2.65

5.22

6.78

0.00017

0.17

0.409

2.82

7.60

18.29

0.00013

30

0.46

0.44

2.58

6.90

6.60

0.00015

2

63.25

0.46

0.44

2.58

14.55

13.92

0.00033

AC-70

2

64.03

0.46

0.44

2.58

14.73

14.09

0.00033

AC-95

2

36.06

0.33

0.429

2.65

5.95

7.73

0.00019

3.1.4: Tính Tổn Thất Điện Áp
*tổn thất điện áp cho phép trong chế độ làm việc bình thường:
∆Ucp% khi làm việc bình thường = 15%

∆ Ucp% khi có sự cố =25%
*tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ làm việc bình thường:
∆ Ubt% = .100%
∆ Usc% = 2. ∆ Ubt%
Áp dụng cống thức trên ta có bảng tính toán ∆Ubt% ,∆Usc% cho các đường
dây:
GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực

Đường Dây

Pi

Qi

Ri

Xi

Ubt%

Usc%

N-1

36

17.42

10.56

13.73

5.12

10.24

N-2

34

16.46

5.22

6.78

2.39

4.78

N-3

30

16.17

7.60

18.29

4.33

8.66

N-4

28

13.55

6.90

6.60

2.34

4.67

N-5

23

14.24

14.55

13.92

4.40

8.81

N-6

25

12.1

14.73

14.09

4.45

8.90

N-7

29

14.04

5.95

7.73

2.32

4.65

Kết luận: ∆ Ubt max% <15%
∆ Usc max%<25%
3.2:Phương Án 2
3.2.1:Phân Bố Công Suất
-Xét đường dây N-4-5: N-4=4+5=(28+13,55i)+(23+14.24i) = 51 + 27,79i
= = 23+14.24i

4-5 5
N1

= 1 = P1 + iQ1 = 36+17.42i

N2

= 2 = P2 + iQ2 = 34+16.46i

N3

= 3 = P3 + iQ3 = 30+15i

N6

= 6 = P6 + iQ6 = 25+12.1i

=

N7

7

= P7 + iQ7 = 29+14.04i

3.2.2:Chọn Điện Áp Định Mức
-Điện áp tính toán của đường dây được tính toán theo:
Utt =4,34.
GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
Trong đó:
L: là chiều dài đường dây (km)
P: là công suất tác dụng (MW)
Áp dụng công thức trên ta có bảng tính toán:
Đường Dây

Pi

Li

Utt

Uđm

N-1

36

64.03

109.80

110

N-2

34

31.62

104.13

110

N-3

30

44.72

99.42

110

N-4

51

30

126.23

110

4-5

23

36.06

87.24

110

N-6

25

64.03

93.49

110

N-7

29

36.06

97.05

110

Bảng kết quả tính toán cho ta thấy tất cả các giá trị điện áp tính được đều nằm
trong khoảng (80 ÷ 150) kV.
3.2.3:Chọn Tiêt Diện Cho Đường Dây
Trong bài toán quy hoạch thiết kế lưới điện, chọn dây dẫn là bài toán cơ bản
nhất. Chọn dây dẫn bao gồm chọn chọn loại dây dẫn và tiết diện dây dẫn.
Hiện nay các dây hợp kim nhôm không có lõi thép bắt đầu được sử dụng rộng
rãi. Các dây hợp kim nhôm có độ bền cơ rất tốt và lớn hơn nhiều so với độ bền cơ
của dây nhôm. Các dây hợp kim nhôm nhẹ hơn dây nhôm lõi thép, do đó cho phép
giảm giá thành cột của đường dây. Điện trở dây hợp kim nhôm nhỏ hơn so với dây
nhôm lõi thép.

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
Ta sử dụng các loại dây dẫn trên không, dây, nhôm lõi thép (AC), đặt 2 lộ trên
cùng một cột thép, khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn pha là D tb =
5 m.

Tiết diện dây dẫn ảnh hưởng nhiều đến vốn đầu tư để xây dựng đường dây và
chi phí vận hành của đường dây, nhưng giảm tổn thất điện năng và chi phí về tổn
thất điện năng. Vì vậy ta cần phải chọn tiết diện dây dẫn làm sao cho hàm chi phí
tính toán nhỏ nhất. Ta sẽ sử dụng phương pháp mật độ dòng điện kinh tế để tìm tiết
diện dây dẫn:
Fkt =

I max
J kt

Trong đó
Fkt: tiết diện kinh tế của dây dẫn
Jkt: mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2. Jkt chọn chung cho toàn lưới theo
điều kiện Tmax và dây AC.( Với Tmax = 5400 h, dây AC ta có Jkt = 1 A/mm2)
Imax: dòng điện chạy trên đường dây cho chế độ cực đại, A.
Giá trị dòng điện này được xác định theo công thức sau:
P 2 max + Q 2 max

Imax =

n 3 U dm

×103

(A)

Trong đó
n: số mạch đường dây(đường dây kép thì n = 2, đường dây đơn thì n = 1)
Uđm: điện áp định mức của lưới điện, kV
Pmax , Qmax: dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng cực đại chạy

trên đường dây, (MW, MVAr)
Sau khi tính tiết diện theo công thức ta tiến hành chọn tiết diện dây dẫn gần nhất và
kiểm tra các điều kiện về: phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố; độ bền cơ
GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
của dây và kiểm tra điều kiện về sự tạo thành vầng quang và tổn thất điện áp cho
phép. Chọn dây dẫn có tiết diện nằm trong dãy tiêu chuẩn: 70 – 95 – 120 – 150 –
185 – 240
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về
vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố, cần
phải có điều kiện sau:
Isc≤ Icp
Isc= =2.Imax
Trong đó:
Isc – dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố.
Icp – dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

Đường
Dây

Smax
(MVA)

Ilvmax

Fkt

Ftc

Icp

Isc

Kết luận

N-1

39.99

104.95

104.95

95

330

209.91

AC-95

N-2

37.77

99.13

99.13

95

330

198.27

AC-95

N-3

34.08

178.88

178.88

185

510

357.75

AC-185

N-4

58.08

152.42

152.42

150

445

304.84

AC-150

4-5

27.05

70.99

70.99

70

265

141.98

AC-70

N-6

27.77

72.89

72.89

70

265

145.78

AC-70

N-7

32.22

84.56

84.56

95

330

169.11

AC-95

*Nhận xét: Từ các kết quả ta nhận thấy tiết diện chọn của các đường dây thỏa mãn
các điều kiện
+ điều kiện phát sinh vầng quang
GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
+ điều kiện độ bền cơ
+ điều kiện phát nóng lúc sự cố
C.Tính thông số đường dây
Điện trở của đường dây:
R=
Điện kháng của đường dây:
X=
Điện dẫn của đường dây:
B=n.B0.l
Trong Đó:
n. là số mạch đường dây
l. chiều dài đường dây (km)
r0,x0,b0. điện trở tác dụng,điện kháng ,điện dẫn của dây dẫn tra bảng sách giáo
khoa.với DTB=5
Boi.10-

Đườn
g Dây

Loại
Dây

n

N-1

AC-95

2

64.03

0.33

0.429

2.65

10.56 13.73 0.00034

N-2

AC-95

2

31.62

0.33

0.429

2.65

5.22

6.78

N-3

AC-185

1

44.72

0.17

0.409

2.82

7.60

18.29 0.00013

N-4

AC-150

2

30

0.21

0.416

2.74

3.15

6.24

0.00016

4-5

AC-70

2

36.06

0.46

0.44

2.58

8.29

7.93

0.00019

N-6

AC-70

2

64.03

0.46

0.44

2.58

14.73 14.09 0.00033

N-7

AC-95

2

36.06

0.33

0.429

2.65

5.95

Li (km)

Roi(Ω/km) Xoi(Ω/km)

6

R

X

B

s/km

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

7.73

SVTH: Lương Tất Đạt

0.00017

0.00019


Trường Đại Học Điện Lực
3.2.4: Tính Tổn Thất Điện Áp
*tổn thất điện áp cho phép trong chế độ làm việc bình thường:
∆Ucp% khi làm việc bình thường = 15%
∆ Ucp% khi có sự cố =25%
*tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ làm việc bình thường:
∆ Ubt% = .100%
∆ Usc% = 2. ∆ Ubt%
Áp dụng cống thức trên ta có bảng tính toán ∆Ubt% ,∆Usc% cho các đường
dây:
Đường Dây

Pi

Qi

Ri

Xi

∆Ubt%

∆ Usc%

N-1

36

17.42

10.56

13.73

5.12

10.24

N-2

34

16.46

5.22

6.78

2.39

4.78

N-3

30

16.17

7.60

18.29

4.33

8.66

N-4

51

27.79

3.15

6.24

2.76

5.52

4-5

23

14.24

8.29

7.93

2.51

5.02

N-6

25

12.1

14.73

14.09

4.45

8.90

N-7

29

14.04

5.95

7.73

2.32

4.65

∆ Ubt max% = max
∆ Usc max%= max

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực

3.3.Phương án 3
3.3.1.Phân bố công suất.
* xét đường dây N-4-5-N: bỏ qua ∆U và giả thiết tất cả các đường dây cùng một
loại dây:
- SSN4 = =
= 32,75 + 17,37i

- S̊N5=S̊4+ S̊5- SSN4 = (28+13,55i)+(23+14,24i)-(32,75 + 17,37i) = 18,25 + 10,42i
- S̊45= SSN4-S̊4 = (32,75 + 17,37i)-( 28 + 13,55i) = 4,75+ 3,82i
N1

= 1 = P1 + iQ1 = 36+17.42i

N2

= 2 = P2 + iQ2 = 34+16.46i

N3

= 3 = P3 + iQ3 = 30+15i

N6

= 6 = P6 + iQ6 = 25+12.1i

=

N7

7

= P7 + iQ7 = 29+14.04i

3.3.2.Chọn Điện Áp Định Mức Cho Lưới.
-Điện áp tính toán của đường dây được tính toán theo:
Utt =4,34.
Trong đó:
L: là chiều dài đường dây (km)
P: là công suất tác dụng (MW)
Áp dụng công thức trên ta có bảng tính toán:

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt

Trường Đại Học Điện Lực
Đường Dây

Pi

Li

Utt

Uđm

N-1

36

64.03

109.80

110

N-2

34

31.62

104.13

110

N-3

30

44.72

99.42

110

N-4

32.75

30

102.15

110

4-5

4.75

36.06

45.94

110

N-5

18.25

63.25

81.80

110

N-6

25

64.03

93.49

110

N-7

29

36.06

97.05

110

Kết luận: Ta sẽ chọn cấp điện áp định mức của mạng điện la Udm= 110kV
3.3.3.Chọn Tiết Diện Cho Đường dây
Trong bài toán quy hoạch thiết kế lưới điện, chọn dây dẫn là bài toán cơ bản
nhất. Chọn dây dẫn bao gồm chọn chọn loại dây dẫn và tiết diện dây dẫn.
Hiện nay các dây hợp kim nhôm không có lõi thép bắt đầu được sử dụng rộng
rãi. Các dây hợp kim nhôm có độ bền cơ rất tốt và lớn hơn nhiều so với độ bền cơ
của dây nhôm. Các dây hợp kim nhôm nhẹ hơn dây nhôm lõi thép, do đó cho phép
giảm giá thành cột của đường dây. Điện trở dây hợp kim nhôm nhỏ hơn so với dây
nhôm lõi thép.
Ta sử dụng các loại dây dẫn trên không, dây, nhôm lõi thép (AC), đặt 2 lộ trên
cùng một cột thép, khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn pha là D tb =
5 m.
Tiết diện dây dẫn ảnh hưởng nhiều đến vốn đầu tư để xây dựng đường dây và
chi phí vận hành của đường dây, nhưng giảm tổn thất điện năng và chi phí về tổn
thất điện năng. Vì vậy ta cần phải chọn tiết diện dây dẫn làm sao cho hàm chi phí
tính toán nhỏ nhất. Ta sẽ sử dụng phương pháp mật độ dòng điện kinh tế để tìm tiết
diện dây dẫn:

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
Fkt =

I max

J kt

Trong đó
Fkt: tiết diện kinh tế của dây dẫn
Jkt: mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2. Jkt chọn chung cho toàn lưới theo
điều kiện Tmax và dây AC.( Với Tmax = 5400 h, dây AC ta có Jkt = 1 A/mm2)
Imax: dòng điện chạy trên đường dây cho chế độ cực đại, A.
Giá trị dòng điện này được xác định theo công thức sau:
P 2 max + Q 2 max

Imax =

n 3 U dm

×103

(A)

Trong đó
n: số mạch đường dây(đường dây kép thì n = 2, đường dây đơn thì n = 1)
Uđm: điện áp định mức của lưới điện, kV
Pmax , Qmax: dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng cực đại chạy
trên đường dây, (MW, MVAr)
Sau khi tính tiết diện theo công thức ta tiến hành chọn tiết diện dây dẫn gần nhất và
kiểm tra các điều kiện về: phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố; độ bền cơ
của dây và kiểm tra điều kiện về sự tạo thành vầng quang và tổn thất điện áp cho
phép. Chọn dây dẫn có tiết diện nằm trong dãy tiêu chuẩn: 70 – 95 – 120 – 150 –
185 – 240
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về
vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố, cần
phải có điều kiện sau:
Isc≤ Icp
Isc= =2.Imax
Trong đó:
Isc – dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố.
Icp – dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

Đường
Dây

Smax

ILvmax

Fkt

Ftc

Icp

Isc

Kết
Luận

N-1

39.99

104.95

104.95

95

330

209.91

AC-95

N-2

37.77

99.13

99.13

95

330

198.27

AC-95

N-3

34.08

178.88

178.88

185

510

357.75

AC-185

N-4

37.07

194.57

194.57

185

510

389.15

AC-185

4-5

6.10

31.99

31.99

70

265

63.99

AC-70

N-5

21.02

110.30

110.30

120

380

220.60

AC-120

N-6

27.77

72.89

72.89

70

265

145.78

AC-70

N-7

32.22

84.56

84.56

95

330

169.11

AC-95

*Nhận xét: Từ các kết quả ta nhận thấy tiết diện chọn của các đường dây thỏa mãn
các điều kiện
+ điều kiện phát sinh vầng quang
+ điều kiện độ bền cơ
+ điều kiện phát nóng lúc sự cố
*Tính Thông số đường dây.
GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
Điện trở của đường dây:
R=
Điện kháng của đường dây:
X=
Điện dẫn của đường dây:
B=n.B0.l
Trong Đó:

n. là số mạch đường dây
l. chiều dài đường dây (km)
r0,x0,b0. điện trở tác dụng,điện kháng ,điện dẫn của dây dẫn tra bảng sách giáo
khoa.với DTB=51
từ đó ta có bảng tính toán thông số các đường dây:
Đường
Dây

Loại
Dây

n

Li

R0i

X0i

B0i.

R

X

B

N-1

AC-95

2

64.03

0.33

0.429

2.65

10.56

13.73

0.00034

N-2

AC-95

2

31.62

0.33

0.429

2.65

5.22

6.78

0.00017

N-3

AC-185

1

44.72

0.17

0.409

2.82

7.60

18.29

0.00013

N-4

AC-185

1

30

0.17

0.409

2.82

5.10

12.27

0.00008

4-5

AC-70

1

36.06

0.46

0.44

2.58

16.59

15.87

0.00009

N-5

AC-120

1

63.25

0.27

0.423

2.69

17.08

26.75

0.00017

N-6

AC-70

2

64.03

0.46

0.44

2.58

14.73

14.09

0.00033

N-7

AC-95

2

36.06

0.33

0.429

2.65

5.95

7.73

0.00019

3.3.4.Tính Tổn Thất Điện Áp.
*tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ làm việc bình thường:
∆ Ubt% = .100%

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
∆ Usc% = 2. ∆ Ubt%
Áp dụng cống thức trên ta có bảng tính toán ∆Ubt% ,∆Usc% cho các đường
dây:
Đường Dây

Pi

Qi

Ri

Xi

∆Ubt%

∆ Usc%

N-1

36

17.42

10.56

13.73

5.12

10.24

N-2

34

16.46

5.22

6.78

2.39

4.78

N-3

30

16.17

7.60

18.29

4.33

8.66

N-4

32.75

17.37

5.10

12.27

3.14

6.28

4-5

4.75

3.82

16.59

15.87

1.15

2.30

N-5

18.25

10.42

17.08

26.75

4.88

9.76

N-6

25

12.1

14.73

14.09

4.45

8.90

N-7

29

14.04

5.95

7.73

2.32

4.65

Kết luân: Từ kết quả trên ta nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ
vận hành bình thường là: ∆UN-1btmax = 5,12%
- thất điện áp trong chế độ sự cố từ N-4-5-N là:
∆UscN-4-5-N = ∆UscN-4 + ∆Usc4-5 = 8,58%

- thất điện áp trong chế độ sự cố từ N-4-5-N là:
=> ∆Usc N-4-5-N= ∆Usc N-5 + ∆U4-5 = 12,06%
=>∆Uscmax = 10,24%
Thoả mãn điều kiện ∆Ubtmax <=15% và ∆Uscmax <=25%.

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực

CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ
VÀ SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN
4.1.Cơ Sở Lý Thuyết
- Các phương án được so sánh với nhau thông qua hàm chi phí tính toán
trong một năm:
Z = (avh + atc) . v + ∆A . C
Trong đó: -avh : hệ số vận hành đường dây (av = 0,04)
-atc : Hệ số thu hồi vốn đầu tư (atc= )
+(Ttc : Thời gian thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn)
-V : Vốn đầu tư xây dựng lưới.
-∆A : Tổn thất điện năng trên đường dây (∑i .∆Ai)
-∆Ai = ∆Pimax .
-∆Pimax = .Ri
- = (0,124 + Tmax . 10-4)2 . 8760
=(0,124 + 5400. 10-4)2 . 8760
= 3862,24 (h)
- Phương án tối ưu là phương án có hàm chi phí tính toán Z nhỏ.
4.2.Xét Phương án 1

4.2.1.tính vốn đầu tư
Đường Dây

Loại Dây

n

Li

V0i.106

Vi.106

N-1

AC-95

2

64.03

492.8

31553.984

N-2

AC-95

2

31.62

492.8

15582.336

N-3

AC-185

1

44.72

352

15741.44

N-4

AC-70

2

30

480

14400

N-5

AC-70

2

63.25

480

30360

N-6

AC-70

2

64.03

480

30734.4

N-7

AC-95

2

36.06

492.8

17770.368

Tổng

156142.53

4.2.2.Tính ∆A.

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực

Đường Dây

Pi

Qi

Ri

Pi

Ai

N-1

36

17.42

10.56

1.40

5391.26

N-2

34

16.46

5.22

0.62

2377.54

N-3

30

16.17

7.60

0.73

2817.57

N-4

28

13.55

6.90

0.55

2131.08

N-5

23

14.24

14.55

0.88

3398.57

N-6

25

12.1

14.73

0.94

3626.95

N-7

29

14.04

5.95

0.51

1971.60

Tổng

21714.57

4.2.3.Hàm chi phí.
Z 1= (avh + atc) . v + ∆A . C
= (0,04 + 0,125).156142,53.106 + 21714,57.103.700
= 40,96.109(đồng)
4.3 Xét phương án 2
4.3.1. Tính vốn đầu tư.
Đường Dây

Loại Dây

n

Li

V0i.106

Vi.106

N-1
N-2
N-3
N-4
4-5
N-6
N-7
Tổng
4.3.2. Tính ∆A

AC-95
AC-95

AC-185
AC-150
AC-70
AC-70
AC-95

2
2
1
2
2
2
2

64.03
31.62
44.72
30
36.06
64.03
36.06

492.8
492.8
352
537.6
480
480
492.8

31553.984
15582.336
15741.44
16128
17308.8
30734.4
17770.368
144819.33

Đường Dây

Pi

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

Qi

Ri

Pi

Ai

SVTH: Lương Tất Đạt


Trường Đại Học Điện Lực
N-1
N-2
N-3

N-4
4-5
N-6

36
34
30
51
23
25

17.42
16.46
16.17
27.79
14.24
12.1

10.56
5.22
7.60
3.15
8.29
14.73

1.40
0.62
0.73
0.88
0.50

0.94

5391.26
2377.54
2817.57
3391.70
1936.37
3626.95

N-7

29

14.04

5.95

0.51

1971.60

Tổng

21512.99

4.3.3 Hàm chi phí.
Z 2= (avh + atc) . v + ∆A . C
= (0,04 + 0,125) . 144819,33.106 + 21512,99. 103 .700
= 28,95.109 đồng
4.4 Phương án 3

4.4.1 Tính vốn đầu tư
Loại Dây

n

Li

V0i.106

Vi.106

N-1
AC-95
N-2
AC-95
N-3
AC-185
N-4
AC-185
4-5
AC-70
N-5
AC-120
N-6
AC-70
N-7
AC-95
Tổng
4.4.2 Tính ∆A

2
2
1
1
1
1
2
2

64.03
31.62
44.72
30
36.06
63.25
64.03
36.06

492.8
492.8
352
352
300
320
480
492.8

31553.984
15582.336
15741.44

10560
10818
20240
30734.4
17770.368
153000.53

Đường Dây

Đường Dây

Pi

Qi

Ri

Pi

Ai

N-1

36

17.42

10.56

1.40

5391.26

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH: Lương Tất Đạt