THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC GỒM MỘTNGUỒN ĐIỆN VÀ MỘT SỐ PHỤ TẢI KHU VỰC

Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC GỒM MỘT
NGUỒN ĐIỆN VÀ MỘT SỐ PHỤ TẢI KHU VỰC
CHƯƠNG 1
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI CÂN BẰNG CÔNG
SUẤT
Trong thiết kế lưới điện, phân tích nguồn và phụ tải là công việc đầu tiên phải
thực hiện, nó cũng là một phần rất quan trọng trong thiết kế lưới điện, việc nắm
vững những đặc điểm của nguồn và phụ tải giúp chúng ta có thể xác định, tính toán
, xây dựng ,vận hành lưới điện an toàn và hợp lý.
1

Phân tích nguồn phụ tải:

1.1.1: Phân tích nguồn:
Cho nguồn công suất vô cùng lớn, có nghĩa là luôn đáp ứng đủ nhu cầu tiêu thụ của phụ tải.

+ Điện áp trên thanh góp hệ thống: U = 110 kV.
+ Hệ số công suất trên thanh góp: cosφ = 0,85.
1.1.2 Phụ tải
Sơ đồ mặt bằng vị trí nguồn điện và các phụ tải :

N
6

1

4

2
3

7
5

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

Nguồn điện cung cấp cho 7 phụ tải với các thông số cơ bản:
Bảng 1.1: Số liệu các phụ tải
Các số liệu

1

2

3

Phu tải cực đại (MW)
Thời gian sử dụng công suất lớn nhất
Phụ tải cực tiểu (MW)

Hệ số công suất Cosφ
Mức đảm bảo cung cấp điện
Yêu cầu điều chỉnh điện áp
Điện áp danh định thứ cấp

19

21

33

0,9
I
T
22

0,9
III
T
22

0,9
I
kt
22

Các hộ tiêu thụ
4
5
24

4700
50%
0,9
III
t
22

6

7

26

28

34

0,88
III
kt
22

0,88
I
kt
22

0,88
I
Kt

22

Trong lưới điện thiết kế có tất cả 7 phụ tải trong đó có 4 phụ tải loại I là
phụ tải 1,3,6,7 và 3 phụ tải loại 3 là phụ tải 2,4,5 Phụ tải 1,2,3,4 có cosϕ=0,9 ,còn
phụ tải cosϕ=0,88 .
-Phụ tải loại I: là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu như ngừng cung cấp điện
có thể gây ra nguy hiểm đến tính mạng và sức khỏe con người, gây thiệt hại nhiều
về kinh tế, hư hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn các quá trình
công nghệ phức tạp ( ví dụ: các lò luyện kim loại, thông gió trong hầm lò và trong
các nhà máy sản xuất hóa chất độc hại …).
- Phụ tải loại II: là các hộ tiêu thụ nếu như ngừng cung cấp điện chỉ gây thiệt hai
kinh tế do quá trình sản xuất bị gián đoạn.
- Phụ tải loại III: là tất cả các hộ tiêu thụ không thuộc hai loại trên (ví dụ: các hộ
sản xuất dân dụng, các xưởng sản xuất không theo dây chuyền,…)

∑Pmax= P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7= 19+21+33+24+26+28+34=185(MW)
Điện áp phía hạ : 22kv
Những phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp :
+ Phụ tải 1,2,4 yêu cầu điều chỉnh điện áp bình thường .
+ Phụ tải 3,5,6,7 yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường .

,

,

,

Pmin =50%Pmax

Ta có :

+ cosφ = 0,88 => tanφ = 0,5397.

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

+ cosφ = 0,9 => tanφ = 0,4843.
Dựa vào bảng số liệu phụ tải đã cho, ta có thông số của các phụ tải ở chế độ cực
đại và cực tiểu như sau:
Bảng 1.2: tính toán số liệu phụ tải ở chế độ cực đại và cực tiểu

Phụ
tải

MW
19

cosφ
0.9

tanφ
0.4843

MVAr
9.20

21

0.9

0.4843

10.17

19+9.2017i
21+10.1703i

3

33

0.9

0.4843

15.98

4

24

0.9

0.4843

5

26

0.88

6

28

7

34

1
2

2

MVA

MW
9.5

MVAr
4.60085

MVA
9.5+4.60085i

10.5

5.08515

10.5+5.08515i

33+15.9819i

16.5

7.99095

16.5+7.99095i

11.62

24+11.6232i

12

5.8116

12+5.8116i

0.5397

14.03

26+14.0322i

13

7.0161

13+7.0161i

0.88

0.5397

15.11

28+15.1116i

14

7.5558

14+7.5558i

0.88

0.5397

18.35

34+18.3498i

17

9.1749

17+9.1749i

Cân bằng công suất

1.2.1: Cân bằng công suất tác dụng:
7

PN = Pyc = m∑ Pmax + ∑ VPmax + Pdt
i =1

Mà : = 5%( khi tính toán sơ bộ ) (2).
Trong đó :
: tổng công suất của nguồn điên.
: hệ số đồng thời, trong tính toán thiết kế lấy m =1.
: tổng công suất tác dụng max của các phụ tải .
: tổng tổn thất công suất tác dụng trong lưới.

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

: công suất tác dụng dự trữ ( do hệ thống công suất vô cùng lớn nên ).
Thay (2) vào (1) ta được :

=
=1,05.(19+21+33+24+26+28+34)
=194,25(MW)

1.2.2: Cân bằng công suất phản kháng:
=
Trong đó :
7

m∑ Qmax
i =1

tổng công suất phản kháng của các phụ tải (m = 1).

∑ VQ

ba

∑ VQ

L

: tổng tổn thất công suất phản kháng, khi tính toán sơ bộ :
7

= 15%∑ Qmax
i =1

∑ VQ

L

∑Q

C

.

: tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây.
: tổng công suất phản kháng do điện dung của đường dây sinh ra.

(khi tính toán sơ bộ )
Qdt

: công suất phản kháng dự trữ ( 0).
7

7

i =1

i =1

→ Qyc = ∑ Qmax + 0,15∑ Qmax

=1,15.( 9,2+10,17+15,98+11,62+14,03+15,11+18,35)
=108,629 MVAr
Ta có : = 0,85 => = 0,6197

Đỗ Khương Duy - D8H2

Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

= .=102,38 MVAr
Ta thấy Qyc > QN nên không cần bù công suất phản kháng .

CHƯƠNG 2
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ TÍNH TOÁN CHỈ
TIÊU KỸ THUẬT

2.1 Đề xuất phương án nối dây
Sơ đồ mặt bằng và vị trí các nguồn điện và phụ tải

1

6

2
4
3

7
5

(01 ô = 10 x 10 km)

Một trong các yêu cầu của thiết kế mạng điện là đảm bảo cung cấp điện an toàn
và liên tục, nhưng vẫn phải đảm bảo tính kinh tế. Muốn đạt được yêu cầu này
người ta phải tìm ra phương án hợp lý nhất trong các phương án vạch ra đồng thời
đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật.Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với các

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

mạng là độ tin cậy và chất lượng điện năng cao. Khi dự kiến sơ đồ của mạng điện
thiết kế, trước hết cần chú ý đến hai yêu cầu trên.
Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện loại
1, cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự
động. Vì vậy để cung cấp cho các hộ tiêu thụ loại 1 có thể sử dụng đường dây kép
hoặc mạch vòng.
Để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện ta sử dụng phương pháp phân nhóm,
chia lưới điện thành các nhóm nhỏ, trong mỗi nhóm ta đề ra các phương án nối
dây, dựa trên các chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật ta chọn được một phương án tối ưu
của từng nhóm. Vì các nhóm phân chia độc lập, không phụ thuộc lẫn nhau nên kết
hợp các phương án tối ưu của các nhóm lại ta được sơ đồ tối ưu của toàn lưới điện.
Phương án nối dây của các nhóm như sau :
-

Phương án hình tia :

N
6

1
4

2

7

3
5

-

Phương án liên thông :

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

N
6

1

4
2

7

3
5

-

Phương án lưới kín :
N
6

1

2

4

3
7
5

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN
3.1: Xét phương án hình tia:
3.1.1: Tính phân bố công suất:
Tính toán công suất trên đường dây bỏ qua tổn thất công suất và công suất
phản kháng do dung dẫn đường dây tạo ra .
Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế
kỹ thuật, cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện.
Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố:công suất của
phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải với nhau và khoảng cách từ các phụ tải đến
nguồn.
Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ
cung cấp điện. Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị
của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện và theo chiều dài từ nguồn tới
phụ tải.

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

Có thể tính điện áp định mức của đường dây bằng công thức kinh nghiệm Still
sau đây:

U i = 4,34 li + 16 ×

Pi
kV
n

(2-1)

Trong đó:
Li: khoảng cách truyền tải của đoạn đường dây thứ i;(km)
Pi : công suất truyền tải đoạn đường dây thứ i;MW
Ui: điện áp vận hành trên đoạn đường dây thứ i; (kV)
Nếu lộ đơn: n = 1; lộ kép: n=2

3.2 Chọn dây dẫn (theo mật độ dòng kinh tế) :
Tiết diện dây dẫn ảnh hưởng nhiều đến vốn đầu tư để xây dựng đường dây
và chi phí vận hành của đường dây. Tăng tiết diện dẫn đến tăng chi phí xây dựng
và vận hành đường dây, nhưng giảm tổn thất điện năng và chi phí vận hành về tổn
thất điện năng. Đối với mạng điện khu vực ta sử dụng dây nhôm lõi thép (AC) trên
≥
không, cấp điện áp 110 KV có Fkt 70 mm2.
Công thức tính tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện là:
I
F = maxi
tti
J
kt

, mm2

o

Trong đó:
Ftti : Tiết diện dây dẫn tính toán (mm2)

o

Imaxi : Dòng điện làm việc lớn nhất trên một mạch của đường dây (A)
Smax
n 3.U

Imax=

đm

=

2 + Q2
Pmax
max
n 3.U
đm

Smax: Công suất chạy trên dây dẫn ở chế độ phụ tải cực đại
n : Số đường dây trên 1 lộ

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

o

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

Uđm = 110 kv
Jkt : Mật độ dòng kinh tế (A/ mm2)
- Dựa vào bảng thời gian sử dụng phụ tải lớn nhất (Tmax) dưới đây để
xác định Jkt.
- Công thức tính thời gian sử dụng phụ tải lớn nhất trung bình(Tmaxtb):
Tmaxtb= 4700h
- Tmax =3000÷5000 (h) và dây AC tra tài liệu ta có Jkt=1,1 (A/mm2).
Sau khi tính đk Ftt ta chọn tiết diện dây dẫn (Fkt) sao cho gần nhất với Ftt và
kiểm điều kiện kỹ thuật trong các chế độ làm việc bình thuờng và sự cố:
Điều kiện vầng quang và độ bền cơ của dây dẫn phối hợp với nhau thỏa mãn
≥
khi Fkt 70 mm2 ở cấp điện áp 110 KV.
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 :
Isc ≤ k1.k2. Icp
Trong đó:
•

Isc: dòng điện chạy trên đường dây. Ở chế độ làm việc bình thường
I

•
•
•

maxi

I

Isc=
. chế độ sự cố Isc= 2.
Icp: dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn.

maxi

k1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ k1=1.
k2: hiệu chỉnh theo hiệu ứng gần; cho bằng k2=1.
o
o

ÁP DỤNG CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN:
PHƯƠNG ÁN HÌNH TIA:

Đỗ Khương Duy - D8H2

.

Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

N
6

1
4

2

7

3
5

+Xét đoạn N-1 :
Tính toán công xuất :
Dòng công xuất trên đoạn N-1 :

=1=19+0.4843i (MVA)

N-1

Chọn điện áp định mức :
Áp dụng công thức (2-1)

U i = 4,34 li + 16 ×

Pi
kV
n

=4,34 = 58.8098
Tương tự như đoạn N-1 ta tính các đoạn còn lại .
Ta có bảng sau :
Bảng 2.1
đường
dây
N-1
N-2
N-3

P(MW)
19
21
33

Đỗ Khương Duy - D8H2

Q(MW)
9.2
10.17
15.98

L(km)
31.62

58.31
58.31

N
2
1
2

Utt
58.8098
86.1804
77.9160

Udm
110


Đồ án môn

N-4
N-5
N-6
N-7

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

24
11.62

26
14.03
28
15.11
34
18.35
Chọn tiết diện dây dẫn :
Xét đoạn N-1 :
SN-1max = S1= 21,110 (MVA)
S N −1max
n. 3U

IN-1max =
FN 1 =

đm

30
63.25
31.62
64.03

1
1
2
2

88.3059
95.0103
69.3884

79.5571

3 21,110.103
10
.
=
= 55, 400 A
2. 3.110

I N 1max 55, 400
=
= 50,364mm 2
J kt
1,1

Chọn dây dẫn AC-70 cho đường dây N-1 , Icp= 275A
Từ thông số tập trung R,X,B của đường dây tính được như sau :
R=

1
1
.r0 .L(Ω); X = .x 0 .L(Ω)
n
n

Tương tự với các đường dây khác ta có bảng sau :

Bảng 2.2
Đườg dây

N-1

Pmax(MW)
Qmax(MVAr)
Smax(MVA)
Imax (A)
Ftt(m)
Ftc(m)
Icp(A)

19
9.2

N-2
21

N-3
33

N-4
24

N-5
26

N-6
28

N-7
34

10.17

15.98

11.62

14.03

15.11

18.35

21.110

23.333

36.666

26.665

29.544

31.817

38.636

55.400

122.466

96.222

139.955

155.065

83.498

101.393

50.364

111.333

87.475

127.232

140.968

75.907

92.175

70

120

95

120

150

70

95

275

380

335

380

445

275

335

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

31.62

58.31

58.31

30

63.25

31.62

64.03

0.45

0.27

0.33

0.27

0.21

0.45

0.33

0.44

0.423

0.429

0.423

0.416

0.44

0.429

Ω

7.115

15.744

9.621

8.100

13.283

7.115

10.565

Ω

6.956

24.665

12.507

12.690

26.312

6.956

13.734

2

1

2

1

1

2

2

L(km)
Ro(

học : Luới điện

Ω

/km)

Ω

Xo( /km)
R( )
X( )
N

Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây :
Xét đoạn N-1 :
IN-1max= 55,4 A < Icp = 275A
Khi đường dây gặp sự cố ta có
IN-1sc = 2.IN-1max= = 2.55,4= 110,8 A< Icp( thỏa mãn điều kiện )
IN-1sc =110,8A< k1.k2.Icp
Vậy đường dây N-1 thỏa mãn yêu cầu .
Từ bảng 2.2 ra thấy tiết diện của các đường dây đã thỏa mãn điều kiện phát nóng
cho phép khi đường dây gặp sự cố .
Kiểm tra tổn thất điện áp của đường dây :
- Chế độ bình thường
∆U N −1bt 0 0 =

PN −1max .RN −1 + QN −1max . X 1 19.7,115 + 9, 2.6,956
=
.100 = 1, 646 0 0

2
U dm
1102

- Chế độ sự cố
∆U N −1sc 0 0 = 2.∆U N −1bt 0 0 = 3, 292 0 0

Tương tự với các đường dây còn lại ta có bảng sau:
Bảng 2.3: Các giá trị tổn thất điện áp của phương án hình tia
đường dây

N

Pmax

Đỗ Khương Duy - D8H2

Qmax

R

X

Ubt

Usc


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

N-1

2

19

9.2

7.115

6.956

1.646

3.292

N-2

1

21

10.17

15.744

24.665

4.806

9.611

N-3

2

33

15.98

9.621

12.507

4.276

8.551

N-4

1

24

11.62

8.1

12.69

2.825

5.651

N-5

1

26

14.03

13.283

26.312

5.905

11.810

N-6

2

28

15.11

7.115

6.956

2.515

5.030

N-7

2

34

18.35

10.565

13.734

5.051

10.103

Từ kết quả trong bảng trên ta nhận thấy rằng:
∆Ubtmax%=1,646%≤∆Ubtcp% =10%
∆Uscmax%=3,292% ≤∆Usccp% = 20%
Vậy phương án 1 thõa mãn các yêu cầu về kĩ thuật

•

PHƯƠNG ÁN LIÊN THÔNG :

N
6

1
4
2

7

3
5

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

Tính phân bố công suất
Dòng công suất trên các đường dây :
+ Công suất trên các dây N-3 , N-4, N-5,N-6,N-7 tương tự như phương án 1.
+ Công suất đoạn 1-2 :
N-1= 1+2 =( 19 + 9,2017i )+(21+10,1703i) = 40+19,372i (MVA)

S N −1max = 402 + 19,3722 = 44, 4441( MVA)
=

= 21+10,1703i (MVA)
Chọn điện áp định mức
Áp dụng công thức (2-1)
Xét trên đường dây N-1
Áp dụng công thức (2-1)
N-1-2

2

U N −1 = 4,34. 31, 62 + 16.

40
= 81,3817( kV )
2

Chọn điện áp định mức Uđm = 110kV
Tương tự với các đường dây còn lại ta có bảng sau :
P(MW)
Q(MW)
L(km)
đường dây
N-1
40
19,372
31.62

N

Utt

2

81.3817

N-1-2

21

10.17

28.28

2

60.8034

N-3

33

15.98

58.31

2

77.9160

N-4

24

25.6554

30

1

88.3059

N-5

26

14.03

36.06

1

92.2758

N-6

28

15.11

31.62

2

69.3884

N-7

34

18.35

64.03

2

79.5571

Chọn tiết diện dây dẫn

.

+ Đoạn N-3, N-4 , N-5 , N-6, N-7 tính toán như phương án 1 .

Đỗ Khương Duy - D8H2

Udm

110

Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

+ Xét đọa N-1 :
I N −1max =

Ftt =

S N −1max

.10 =
3

nU
. dm . 3

103.44, 4441
2.110. 3

= 116, 635( A)

I N −1max 116, 635
=
= 106, 032(mm 2 )
J kt

1,1

Chọn đường dây AC-95 có Icp = 330A
Tương tự với các đường dây khác ta có bảng sau :
Bảng 2.5
N-1-2
N-3
N-4
Đường dây N-1

N-5

N-6

N-7

Pmax

40

21

33

24

26

28

34

Qmax

19.372

10.17

15.98

11.62

14.03

15.11

18.35

Smax

44.444 23.333

36.666

26.665

29.544

31.817

38.636

Imax

116.63
5
61.233

96.222

139.955

155.065

83.498

101.393

Ftt

106.03
2
55.667

87.475

127.232

140.968

75.907

92.175

Fkt

95

70

95

120

150

70

95

Icp

330

265

330

380

445

275

335

L

31.62

28.28

58.31

30

63.25

31.62

64.03

Ro

0.33

0.45

0.33

0.27

0.21

0.45

0.33

Xo

0.429

0.44

0.429

0.423

0.416

0.44

0.429

R

5.217

6.363

9.621

8.100

13.283

7.115

10.565

X

6.782

6.222

12.507

12.690

26.312

6.956

13.734

N

2

2

2

1

1

2

2

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

Từ bảng tổng kết trên ta suy ra tiết diện dây dẫn các đường dây thỏa mãn điều
kiện phát nóng cho phép khi xảy ra sự cố.
Kiểm tra điều kiện tổn thất điệ áp cho phép :
- Chế độ bình thường :
∆U N −1bt 0 0 =
-

PN −1max .RN −1 + QN −1max . X N −1 40.5, 217 + 19,372.6, 782
=

.100 = 2,81 0 0
2
U dm
1102

Chế độ sự cố :

∆U N −1sc 0 0 = 2.∆U N −1bt 0 0 = 5, 621 0 0

Tương tự với các đường dây còn lại ta có bảng sau :
Bảng 2.6 : phương án liên thông
N
Pmax
Qmax
R
X
đường dây

Ubt

Usc

N-1

2

40

19.372

5.217

6.782

2.810

5.621

N-1-2

2

21

10.17

6.363

6.222

1.627

3.255

N-3

2

33

15.98

9.621

12.507

4.276

8.551

N-4

1

24

11.62

8.1

12.69

2.825

5.651

N-5

1

26

14.03

13.283

26.312

5.905

11.810

N-6

2

28

15.11

7.115

6.956

2.515

5.030

N-7

2

34

18.35

10.565

13.734

5.051

10.103

•

Từ kết quả trong bảng trên ta thấy rằng :
∆UN-1-2bt% = ∆UbtN-1% + Ubt1-2% = 2,810% + 1,627% = 4,437%
∆UN-1-2 sc% = ∆UscN-1% + ∆Usc1-2% =8,874%
Từ kết quả trên ta thấy
∆Umaxbt%=∆UN-1-2bt%=4,437%<10%
∆Umaxsc%=∆UN-1-2 sc% =8,874%<20%
Vậy phương án 1 thỏa mãn yêu cầu về kĩ thuật .

•

PHƯƠNG ÁN LƯỚI KÍN :

Đỗ Khương Duy - D8H2

Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

N
6

1

2

4

3
7
5

Phương án 3 :
Phân bố công suất .

S&N −1 = S&
1 = 19 + 9, 2017i ( MVA)

S&N − 2 = S&2 = 21 + 10,1703i ( MVA)
S&N − 4 = S&4 = 24 + 11, 6232i( MVA)

S&N −6 = S&6 = 28 + 15,1116i ( MVA)

S&N −7 = S&7 = 34 + 18,3498i ( MVA)

Xét mạch vòng N-3-5-N ( giả sử chiều dòng điện như hình vẽ ) :

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

N

N3

Z

S

N3

S N-5
Z N-5

Z3-5

S3

S3-5

S5

Ta có :
Dòng công suẩ chạy trên đoạn N-3 bằng :
S&N −3

=

S&3 .( L35 + L5 N ) + S&5 .L5 N
LN 3 + L35 + L5 N

(33 + 15,9829i).(50,99 + 63, 246) + (26 + 14, 0322i).63, 246
58, 31 + 50,99 + 63, 246
= 31,38 + 15, 73iMVA)
=

=>SN-3=35,1(MVA)

Áp dụng định luật KI tại nút 3 :
S&3−5 = S&N −3 − S&3 = 31,38 + 15, 73i – ( 33 + 15,982 9i ) = −1, 62 − 0, 2529i ( MVA)
S&N −5 = S&53 + S&5 = 1, 62 + 0, 2529i + 26 + 14, 0322i = 27, 62 + 14, 29i ( MVA)

Vậy điểm phân công suất là điểm 3
Chọn điện áp định mức :

Đỗ Khương Duy - D8H2

Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

Áp dụng công thức (2-1)
Tính toán với các đường dây ta được bảng sau :

Bảng 2.7:
đường dây

P(MW)

Q(MW)

L(km)

N

Utt

N-1

19.00

9.2

31.62

2

58.8098

N-2

21.00

10.17

58.31

1

86.1804

N-3

31.38

15.73

58.31

1

102.7389

N-4

24

25.6554

30

1

88.3059

N-5

27.62

14.29

63.25

1

97.5458

N-6

28.00

15.11

31.62

2

69.3884

N-7

34.00

18.35

64.03

2

79.5571

N3-5-N

1.620

0.2529

50.990

1

38.0611

Tính tiết diện dây dẫn :
Đoạn N-3 :

S N −3 max .103

IN-3max=

n. 3.U dm

=

35,102.103
1. 3.110

= 184, 237 A

Đoạn 3-5 :
S3−5 max .103

I3-5max=

n. 3.U dm

Tiết diện dây dẫn :

Đỗ Khương Duy - D8H2

=

1, 64.103
1. 3.110

= 8, 608 A

Udm

110


Đồ án môn

học : Luới điện

=

F3-5

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

I 3−5 max 8, 608
=
= 7,825( mm 2 )
J kt
1,1

Tương tự với các đường dây khác ta có bảng sau :
Bảng 2.8 :
đường dây

N-1

N-2

N-3

N-4

N-5

N-6

N-7

3-5

Pmax

19

21

31.38

24

27.62

28

34

1.620

Qmax

9.2

10.17

15.73

11.62

14.29

15.11

18.35

0.2529

Smax

21.110

23.333

35.102 26.665 31.098 31.817 38.636

1.64

Imax

55.400

122.466

184.237 139.955 163.221 83.498 101.393

8.608

Ftt

50.364

111.333

167.488 127.232 148.382 75.907 92.175

7.825

Fkt

70

120

150

120

150

70

95

70

Icp

275

380

445

380

445

275

335

275

L

31.62

58.31

58.31

30

63.25

31.62

64.03

50.99

Ro

0.45

0.27

0.21

0.27

0.21

0.45

0.33

0.45

Xo

0.44

0.423

0.416

0.423

0.416

0.44

0.429

0.44

R

7.115

15.744

12.245

8.100

13.283

7.115

10.565

22.946

X

6.956

24.665

24.257 12.690 26.312

6.956

13.734

22.436

N

2

1

2

2

1

1

1

1

Kiểm tra điều kiện phát nóng :
Các đường dây N-1, N-2, N-3 ,N-4, N-5 , N-6, N-7 giống với 2 phương án trên .
Khi mạch vòng bị sự cố , ta xét trường hợp :

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

+ Mạch vòng bị đứt dây N-3
+ Mạch vòng bị đứt dây N-5
Khi đứt đọan N-3 ( hoặc N-5 ) thì công suất chạy trên đoạn còn lại là :
S&'N −3 = S&'N −5 = S&3 + S&5 = (33 + 15.9819i ) + (26 + 14, 0322i) = 59 + 30, 01i( MVA)

Dòng điện sự cố chạy trên N-3 ( hoặc N-5 ) là :
I N −3 sc = I N −5 sc =

592 + 30, 012

3 × 110

× 103 = 347, 64 A

.

Đối với mạch vòng đã cho , dòng điện chạy trên đoạn 3-5 sẽ có giá trị lớn nhất khi :
S&3−5 sc = S&5 = 33 + 15,9819i ( MVA)

Dòng điện sự cố chạy trên đoạn 4-5 là :
I 4−5 sc =

332 + 15,98192
3 × 110

× 103 = 192, 45( A)

Từ bảng tổng kết trên ta suy ra tiết diện dây dẫn các đường dây đã thỏa mãn điều kiện
phát nóng cho phép khi dây có sự cố .

Kiểm tra tổn thất điện áp :
-

Chế độ bình thường :
Đoạn N-3
∆U N −3bt 0 0 =

-

PN −3 max .RN −3 + QN −3 max . X N −3

31,38.12, 245 + 15, 73.24, 257
.100 =
.100 = 6,33 0 0
2
U dm
1102

Chế độ sự cố :
Xét mạch kín :
+ Khi đứt đoạn N-3 .

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

Tổn thất trên đoạn N-5 :
∆U N −5 sc 0 0

P ' N −5 .RN −5 + Q ' N −5 . X N −5
=
.100
2
U dm
59.13, 283 + 30, 01.26, 312
.100 = 13 0 0

2
110

∆UN-5sc% =
Khi đó tổn thất trên đoạn 3-5 :

∆U5-3sc% =

.

33.22,946 + 15, 98.22, 436
.100 = 9, 22%
1102

+ Khi đứt đoạn N-5.
Tổn thất trên đoạn N-3 :
∆U N −3 sc 0 0 =

∆UN-3sc% =

P ' N −3 .RN −3 + Q ' N −3 . X N −3
.100
2
U dm

59.12, 245 + 30, 01.24, 257
.100 = 11,99%
1102

∆U5-4sc% =

.

26.22,946 + 14, 0322.22, 436
.100 = 7,53%
110 2

.

Tương tự với các đường dây khác ta có bảng sau :
Bảng 2.9
đường dây

N

P(MW)

Q(MW)

R

X

Ubt

Usc

N-1

2

19.00

9.2

7.115

6.956

1.646

3.292

N-2

1

21.00

10.17

15.744

24.665

4.806

9.611

N-3

1

31.38

15.73

12.245

24.257

6.33

11,99

N-4

1

24

11.62

8.1

12.69

2.825

5.249

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

N-5

1

27.62

14.29

13.283

26.312

6.139

13

N-6

2

28.00

15.11

7.115

6.956

2.515

5.030

N-7

2

34.00

18.35

10.565

13.734

5.051

10.103

3-5

1

1.620

0.2529

22.946

22.436

0.354

9.220

Từ bảng kết quả trên ta thấy :
UN-3-5bt% = ∆UbtN-5% + Ubt3-5% =6,33%+0,354%=6,684%
∆UN-5sc% = ∆UN-5sc% + U3-5sc% =13%+9,2%=22,2% > 20 %
Tổn thất điện áp khi sự cố lớn hơn cho phép nên không thỏa mãn .
Vậy phương án trên không thỏa mãn yêu cầu về kĩ thuật .
Kết luận :
Chỉ có phương án lưới kín không thỏa mãn yêu cầu về kỹ thuật còn các phương án
còn lại đã thỏa mãn yêu cầu về kỹ thuật . Ta xét yêu cầu về kinh tế .

Đỗ Khương Duy - D8H2


Đồ án môn

học : Luới điện

GVHD : Ths.Nguyễn Đức Thuận

CHƯƠNG 4
CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU THEO CHỈ TIÊU KINH TẾ
4.1 Cơ sở lý thuyết.
Trên thực tế, việc quyết định chọn bất kỳ một phương án thiết kế nào của hệ
thống điện để thi công thì đều phải dựa trên cơ sở so sánh về mặt về mặt kinh
tế, kỹ thuật. Tìm ra được phương án sao cho vừa đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật,
vừa đảm bảo về mặt kinh tế là rẻ nhất.
Các phương án đã đề ra đều thỏa mãn các chỉ tiêu về kỹ thuật, ta phải so
sánh các phương án về mặt kinh tế để chọn một phương án tối ưu.
Tiêu chuẩn để so sánh các phương án về mặt kinh tế là hàm chi phí tính toán
hàng năm phải nhỏ nhất.
Vì các phương án so sánh của mạng điện có cùng điện áp định mức 110kV,
do đó để đơn giản ta không cần tính vốn đầu tư vào các trạm biến áp. Và coi các
phương án đều có số lượng các máy biến áp, máy cắt, dao cách ly và các thiết
bị khác trong trạm biến áp là như nhau.
Chỉ tiêu kinh tế được sử dụng khi so sánh các phương án là các chi phí tính
toán hàng năm , được xác định theo biểu thức:
Z = (atc + avh ).V + ∆ A.C

Trong đó:
Z: hàm chi phí tổn thất hàng năm, đồng;
a tc =

1
1
= = 0,125
Ttc 8

atc: hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn (
với Ttc là thời gian tiêu
chuẩn thu hồi vốn đầu tư phụ thuộc vào từng giai đoạn, ta lấy Ttc = 8 năm).
avh: hệ số khấu hao, hao mòn sửa chữa các đường dây và thiết bị trong mạng
điện (lấy avh = 0,04).

Đỗ Khương Duy - D8H2