Tải bản đầy đủ (.doc) (75 trang)

Đồ án thiết kế mạng điện 110kv

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.49 MB, 75 trang )

Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

CHƯƠNG 1
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
Cân bằng công suất trong hệ thống điện nhằm xét khả năng cung cấp của các nguồn
cho phụ tải thông qua mạng điện. Trong phần này chúng ta xét sơ bộ cân bằng công suất
lúc phụ tải cực đại trước khi đề ra phương án nối dây của mạng điện.
Số liệu ban đầu:
Phụ tải
1
2
3
4
Pmax
20
22
24
26
Pmin
8
8,8
9,6
10,4
ϕ
cos
0,75
0,78
0,8
0,79


Tmax
4 800
4 900
5 000
5 200
Yêu cầu
LT
LT
KLT
KLT
22
Uthứ cấp
Độ lệch U
5%
1.1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG:
Cân bằng công suất tác dụng để giữ cho tần số trong hệ thống không đổi.
Biểu thức cân bằng công suất trong hệ thống được biểu diễn như sau:
(1)
∑ PF = m∑ Ppt +∑ ∆Pmd +∑ Ptd +∑ Pdt
Với:
∑ PF : tổng công suất phát ra của các nhà máy điện trong hệ thống
m
: hệ số đồng thời (giả thiết chọn 0g,8)
∑ Ppt : tổng phụ tải tác dụng cực đại
∑ ∆Pmd : tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp
∑ Ptd : tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện
∑ Pdt : tổng công suất dự trữ
Do trong thiết kế môn học giả thiết nguồn điện đủ cung cấp hoàn toàn cho nhu cầu
công suất tác dụng và chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của trạm biến áp của nhà máy điện
nên biểu thức (1) có thể viết như sau:


∑P

F

Với:

= m∑ Ppt + ∑ ∆Pmd

∑ P = 20+22+24+26=92 (MW)
∑ ∆P = (8 ÷ 10) % m ∑ P
pt

md

pt

= 0,09 x 0,8 x 92 = 6,624(MW)
=> ∑ PF = (0,8 x 92) + 6,624= 80,224(MW)
Trang 1/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

1.2 CẦN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường trong hệ thống.
Biểu thức cân bằng công suất phản kháng được biểu diễn như sau:
∑ QF = Qbu ∑ = m∑ Q pt +∑ ∆QB +∑ ∆QL −∑ QC + ∑ Qtd + ∑ Qdt (2)

Do chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp nên có thể bỏ qua tổng công suất phản kháng tự
dùng của các nhà máy điện trong hệ thống ( ∑ ∆Qtd )và tổng công suất phản kháng dự trữ
của hệ thống v ( ∑ Qdt ).
Ngoài ra, với mạng điện 110 kV, trong tính toán sơ bộ có thể coi tổn thất công suất
phản kháng trên cảm kháng đường dây bằng công suất phản kháng do điện dung đường
dây cao áp sinh ra.
∑ ∆QL = ∑ QC
Vậy, biểu thức (2) có thể viết như sau:

∑Q

Với:

∑Q
∑Q

F

+ Qbu



= m∑ Q pt + ∑ ∆QB

: tổng công suất phản kháng phát ra của máy phát điện.
ϕ = 0,85
F = ∑ PF × tgϕ F với cos
= 80,224 x tg(cos-1 0,85)
= 49,7183 (MVAr)
∑ Q pt : tổng phụ tải phản kháng của mạng điện.

∑ Q pt = Qpt1+ Qpt2+ Qpt3+ Qpt4
Qpt1= Ppt1 x tg ϕ 1 = 20 x tg(cos-1 0,75) = 17,6383 (MVAr)
Qpt2 =Ppt2 x tg ϕ 2 = 22 x tg(cos-1 0,78) = 17,6502 (MVAr)
Qpt3= Ppt3 x tg ϕ 3 = 24 x tg(cos-1 0,80) = 18 (MVAr)
Qpt4= Ppt4 x tg ϕ 4 = 26 x tg(cos-1 0,79) = 20,1782 (MVAr)
F

∑Q
∑ ∆Q
∑ ∆Q
pt

=17,6383 +17,6502 +18+20,1782 = 73,4667 (MVAr)
B : tổng tổn thất công phản kháng trong các máy biến áp.
B

= (8 ÷ 12%)

∑S

pt

P max
20
=
= 26,2667 ( MVA)
cos ϕ
0,75
P max
22

Spt 2 =
=
=28,2051 ( MVA)
cos ϕ
0,78
P max
24
Spt 3 =
=
=30 ( MVA)
cos ϕ
0,8
P max
26
Spt 4 =
=
=32,9113 ( MVA)
cos ϕ
0,79

Spt1 =

Trang 2/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

∑ ∆Q

Vậy:

Qbu



B

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

= 0 ,1x(26,6667+28,2051+30+32,9113) = 11,7783 (MVAr)

= m∑ Q pt + ∑ ∆QB −∑ QF

= 0,8 x 73,4667+11,7783–49,7183= 20,8334(MVAr)
Vì Qbu ∑ > 0 nên hệ thống cần đặt thêm thiết bị bù để cân bằng công suất phản kháng.

• Phụ tải 1:
cos ϕ1 = 0, 75 nâng lên cos ϕ1' = 0,8657
Qbù1 = P1 ( tgϕ1 − tgϕ 2 )=6,0784 (MVAr)

• Phụ tải 2:

cos ϕ 2 = 0,78 nâng lên cos ϕ 2' = 0,8704
Qbù 2 = P2 ( tgϕ 2 − tgϕ 2' ) = 5,2083 (MVAr)

• Phụ tải 3:
cos ϕ 3 =0, 80 nâng lên cos ϕ 3' =0,8690
Qbù 3 = P3 (tgϕ 3 − tgϕ 3' ) = 4,3384 (MVAr)
• Phụ tải 4:
cos ϕ 4 =0, 79 nâng lên cos ϕ 4' =0,8666
Qbù 4 = P4 (tgϕ 4 − tgϕ 4' ) = 5,2083 (MVAr)

⇒ ∑ Qbù = 6,0784 + 5,2083 + 4,3384 + 5,2083 = 20,8334 (MVAr)
S1' = P12 + (Q1 − Qbù1 ) 2 = 20 2 + 11,5599 2 = 23,1004( MVA)
S 2' = P22 + (Q2 − Qbù 2 ) 2 = 22 2 + 12,4419 2 = 25,2745 ( MVA)
S 3' = P32 + (Q3 − Qbù 3 ) 2 = 24 2 + 13,6616 2 = 27,6159( MVA)
S 4' = P42 + (Q4 − Qbù 4 ) 2 = 26 2 + 14,9699 2 = 30.0016 ( MVA)

BẢNG SỐ LIỆU PHỤ TẢI SAU KHI BÙ SƠ BỘ
STT
1
2
3
4

Trang 3/75

P(MW)
20
22
24
26

Q(MVAr)
17,6383
17,6502
18
20,1782

Cos ϕ
0,75
0,78

0,80
0,79

Qb(MVAr)
6,0784
5,2083
4,3384
5,2083

Q - Qb S’(MVA)
11,5599 23,1004
12,4419 25,2745
13,6616 27,6159
14,9699 30,0016

Cos ϕ ′
0,8657
0,8704
0,8690
0,8666


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

CHƯƠNG 2
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT
2.1 LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN:
Cho mạng điện có 1 nguồn và 4 phụ tải như sau:


- Phụ tải 1 và 2: yêu cầu cung cấp điện liên tục.
- Phụ tải 3 và 4: yêu cầu cung cấp điện không liên tục.
Ta thấy cấp điện áp này phù hợp với các bảng thống kê theo công suất và chiều dài
U(kV)
Pl(kW.km)
110
11.106
220
90.106
U(kV)
110
220

Chiều dài (km)
min
max
50
140
100
300

- Chiều dài đường dây:
l1 = 10 22 + 32 = 10 13 = 36,055(km)
l2 = 10 12 + 42 = 10 17 = 41,231(km)
l3 = 10 12 + 42 = 10 17 = 41,231(km)
l4 = 10 22 + 32 = 10 13 = 36,055(km)

- Theo công thức Still điện áp tải điện là:
U=4,34 l + 0, 016.P

Trang 4/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

U1 =4,34 36,055 + 0,016 × 20 × 103 = 81,893 (KV)
U2 =4,34 41,231 + 0,016 × 22 × 103 = 86,062 (KV)
U3=4,34 41,231 + 0,016 × 24 × 103 = 89,495 (KV)
U4 =4,34 36,055 + 0,016 × 26 × 103 = 92,275 (KV)
⇒ Chọn điện áp tải điện là 110 kV

2.2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN:
1) Khu vực phụ tải liên tục:
a. Phương án 1:

b. Phương án 2:

Trang 5/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

c. Phương án 3:

d. Phương án 4:


Ta loại phương án 2 và 3:
* Lý do:
Phương án 2: tại vị trí tải 1 phải gánh tải cho tải 2 cho nên tải ở đây lớn từ đó ta phải
chọn tiết diện dây dẩn lớn dẩn đến chi phí cho phương án này cao.
Phuong ỏn 3: tại vị trí tải 2 phải gánh tải cho tải 1 cho nên tải ở dây lớn từ đó ta phải
chọn tiết diện dây dẩn lớn hơn nửa đường dây ở phương án này xa dẩn đến chi phí cho
phương án này cao.
2) Khu vực phụ tại không liên tục:
a. Phương án 1:

Trang 6/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

b. Phương án 2:

c. Phương án 3:

Trang 7/75

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

Ta loại phương án 2 và 3:
* Lý do:

Phuong án 3: tại vị trí tải 3 phải gánh tải cho tải 4 cho nên tải ở dây lớn từ đó ta phải
chọn tiết diện dây dẩn lớn hơn nửa đường dây ở phương án này xa dẩn đến chi phí cho
phương án này cao.
Phương án 4: tại vị trí tải 4 phải gánh tải cho tải 3 cho nên tải ở đây lớn từ đó ta phải
chọn tiết diện dây dẩn lớn dẩn đến chi phí cho phương án này cao.
2.3 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY:
Tmax TB tính chung cho cả 2 khu vực liên tục và không liên tục.
P1 max .T1 max + P2 max .T2 max + P3 max .T3 max + P4 max .T4 max
P1 max + P2 max + P3 max + P4 max
TmaxTB=

=

20 × 4800 + 22 × 4900 + 24 × 5000 + 26 × 5200
= 4989,13 (giờ/năm)
20 + 22 + 24 + 26

Ta sử dụng loại dây nhôm lõi thép nên chọn mật độ dòng kinh tế: jkt = 1,1 (A/mm2)
1) Khu vực tải liên tục:
a. Phương án 1: Đường dây lộ kép hình tia
N




S 1 = 20 + j11,5599 (MVA)
S1 max
=
ImaxN1 =
U dm . 3

S
ImaxN2 = 2 max =
U dm . 3

S 2 = 22 +j 12,4419 (MVA)

202 + 11,55992
x103 = 121,2459 (A)
110. 3
22 2 + 12,44192
x103 = 132,6567 (A)
110. 3

I max N 1 121,2459
2 →
⇒ FktN1 =
2 =
2
= 55,1117 (mm ) AC_70
jkt
1,1
I max N 2 132,6567
2 →
2
FktN2 = 2 =
= 60,2985 (mm ) AC_70
jkt
1,1

Chọn tiết diện chuẩn với nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường xung quanh lúc chế tạo

là 25 C và nhiệt độ môi trường xung quanh lúc thực tế là 40 0C, hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k
=0,81.
0

Trang 8/75

Đoạn

Chiều dài

Loại dây

Dòng cho phép

N_1

36,055 km

AC_70

0,81 x 275 =222,75 (A)


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

N_2 41,231 km AC_70
0,81 x 275 =222,75 (A)
- Kiểm tra điều kiện phát nóng khi đứt 1 lộ:

Đứt 1 lộ trên đoạn N _1: IcbmaxN1 = ImaxN1 = 121,2459 (A) < 222,75 (thỏa)
Đứt 1 lộ trên đoạn N _2: IcbmaxN2 = ImaxN2 = 132,6567 (A) < 222,75 (thỏa)
⇒Thoả điều kiện phát nóng khi đứt 1 lộ.
b. Phương án 2: Đường dây đơn liên thông mạch vòng
36,055km

N

1

31,623km

SN1

S12

S1
S 1 = 20 + j11,5599 (MVA)

S 2 = 22 +j 12,4419 (MVA)
Ta có:
lN1 = 36,055 (km)
l12 = 31,623 (km)
lN2 = 41,231 (km)







S N1

2

41.231km

SN2

N

S2



(20 + j11,5599)(31,623 + 41,231) + (22 + j12,4419) × 41,231
S 1 (l12 + l N 2 ) + S 2 × l N 2
=
=
36,055 + 31,623 + 41,231
l N 1 + l12 + l N 2

= 21,7076 + j 12,4432 (MVA)




S N2




S 1 × l N 1 + S 2 × (l12 + l N 1 ) = (20 + j11,5599) × 36,055 + (22 + j12,4419)(31,623 + 36.055)
=
36,055 + 31,623 + 41,231
l N 1 + l12 + l N 2

= 20,2924 + j 11,5586(MVA)




Kiểm tra lại: S N 1 + S N 2 = 42 + j 24,0018 = S1 + S 2



S 12 = S N 1 − S N 2 = (21,7076 + j 12,4432) – (20 + j11,5586)
= 1,7076+j 0,8846 (MVA)
I N 1 max
21,70762 + 12,44322
× 103 = 119,3877 (mm2) ⇒ AC_120
FktN1 = J =
110. 3.1.1
kt
I N 2 max
20,29242 + 11,5586 2
× 103 = 111,4306 (mm2) ⇒ AC_120
FktN2 = J =
110. 3.1.1
kt
I 12 max


Fkt12 = J =
kt

Trang 9/75

1,70762 + 0,8846 2
× 103 = 9,1761 (mm2) ⇒ AC_70
110. 3.1.1


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hồng Minh Tuấn

Chọn tiết diện chuẩn với nhiệt độ tiêu chuẩn của mơi trường xung quanh lúc chế tạo
là 25 C và nhiệt độ mơi trường xung quanh lúc thực tế là 40 0C, hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k
=0,81.
0

Đoạn

Chiều dài

Loại dây

Dòng cho phép

N_1 36,055 km AC_120
0,81 x 360 = 291,6 (A)
N_2 41,231 km AC_120

0,81 x 360 = 291,6 (A)
1_2
31.623 km AC_70
0,81 x 275 = 222,75 (A)
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi xảy ra sự cố đứt 1 đoạn.Trường hợp sự cố nặng nề
nhất là đứt đọan dây N _2. Lúc đó mạng trở thành hở và dòng điện cưỡng bức trên các
đọan còn lại là:
2
2
(
20 + 22 ) + (11,5599 + 12.4419 )
× 103 = 253,8999 (A) < IcpN1 (thỏat)
IcbN1 =

110. 3

Icb1_2 =

22 2 +
12,4419 2
×
10 3 = 132,6567 (A) 110. 3

2) Khu vực tải khơng liên tục:
a. Phương án 1: Đường dây đơn hình tia
N





S 3 = 24 + j 13,6616 (MVA)

S 4 = 26+ j 14,9699 (MVA)



S 3 = 24 + j 13,6616 (MVA)


S 4 = 26+ j 14,9699 (MVA)

ImaxN3 =

24 2 +13,6616 2
×10 3 =144,946 (A)
110. 3

26 2 +14,9699 2
×10 3 =157,4677 (A)
ImaxN4=
110. 3
144,946
=131,769 (mm2) ⇒ AC_120
FktN3 =
1,1
157,4677
=142,1524 (mm2) ⇒ AC_150
FktN4 =
1.1


Chọn tiết diện chuẩn với nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường xung quanh lúc chế
tạo là 250C và nhiệt độ môi trường xung quanh lúc thực tế là 400C, hệ số hiệu chỉnh
nhiệt độ k =0,81.

Trang 10/75

Đoạn

Chiều dài

Loại dây

Dòng cho phép

N_3
N_4

41,231 km
36,055 km

AC-120
AC-150

0,81 x 360 = 291,6 (A)
0,81 x 445 = 360,45(A)


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV


GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

Bảng thống kê tiết diện dây cho từng khu vực
Khu vực

Phương án

Đoạn

Chiều dài (km) Loại dây
Lộ kép hình tia
N_1
36,055
AC_70
1
N_2
41,231
AC_70
Liên tục
Lộ đơn mạch vòng
N_1
36,055
AC_120
4
N_2
41,231
AC_120
1_2
31.623
AC_70

Lộ đơn hình tia
Không
N_3
41,231
AC-120
liên tục
1
N_4
36,055
AC-150
2.4 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY:
1. Khu vực tải liên tục:
a. Phương án 1: Đường dây lộ kép:

Dòng cho phép
0,81 x 275 =222,75 (A)
0,81 x 275 =222,75 (A)
0,81 x 360 = 291,6 (A)
0,81 x 360 = 291,6 (A)
0,81 x 275 = 222,75 (A)
0,81 x 360 = 291,6 (A)
0,81 x 445 = 360,45(A)

Các khoảng cách trung bình hình học của trụ Y110 -2 (hình A)
Dbb’ = 10 (m)
Da’c = Dac’ = 7 (m)
Daa’ = Dcc’ = = 10,6301 (m)
Dab = Dbc = Da’b’ = Db’c’ = (5 - 3,5) 2 + 42 = 4,272 (m)
Da’b = Dab’ = Db’c’ = Dbc’ = 8,52 + 4 2 = 9,3941 (m)
Dac = Da’c’ = 8 (m)


Trang 11/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

- Chọn trụ có thông số như hình vẽ:

3,5
m
10,5 m

3,5
m

4,8 m
Hình A
Trụ Y110 -2

4,0 m

6,2 m
5,0
m

5,0
m


3,5
m
3,5
m

5,0
m

10,5 m

3,5
m

3,5
m

20,7 m

4,0 m 4,0 m

24,7 m

6,2 m

3,6
m

4,8 m
Hình B
Trụ Y110 -1


Bán kính trung bình hình học
DAB = = 4 4,272 × 9,3941 × 9,3941 × 4, 272 = 6,3349 (m)
DAC = = 4 8 × 7 × 7 × 8 = 7,4833 (m)
DBC = DAB = 6,334 (m)
Dm = = 3 6,3349 × 7,4833 × 6,33 49 = 6,694 (m)
 Đường dây N -1:
Dây AC -70 có 6 sợi nhôm 1 sợi thép (bảnng PL 2.5) đường kính 11,4 (mm) điện trở
dây dẩn ở 20 0C là ro = 0,46Ω/km (bảng PL 2.1) bán kính tự thân r’ = 0,726r (bảng 2.5).
Chọn trụ Y110 -2 (hình A)
=> Dm = 6,6966(m)
- Bán kính
Trang 12/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV
r=

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

11,4
= 5,7 (mm)
2

- Điện trở tương đương 1 pha lộ kép
ro =

0,46
= 0,23 (Ω/m)
2


- Bán kính tự thân
r’ = 0,726.r = 0,726 x 5.7 = 4,1382 (mm)
 Các bán kính trung bình hình học
 Giữa các dây thuộc pha a:
DsA = = 4,1382 × 10,6301 × 10 - 3 = 0,2097 (m)
 Giữa các dây thuộc pha b:
DsB = = 4,1382 × 10 × 10- 3 = 0,2034 (m)
 Giữa các dây thuộc pha c:
DsC = DsA = 0,2097 (m)
 Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị đầy đủ
Ds == 3 0,2097 × 0,2034 × 0,2097 = 0,2076 (m)
- Cảm kháng của đường dây:
6,6966

Dm
= 2.10-4.2.π.50.ln 0,2076 = 0,2182 (
)
Ds
km
X = lN-1 . xo = 36,055 x 0,2182 = 7,8672 Ω

xo = 2.10-4.2.π.f.ln

 Dung dẫn
- Bán kính trung bình hình học
 Giữa các dây thuộc pha a:
D’sA = = 5,7.10,6301.10 - 3 = 0,2461 (m)
 Giữa các dây thuộc pha b:
D’sB = = 5,7.10.10- 3 = 0,2387 (m)

 Giữa các dây thuộc pha c:
D’sC = D’sA =0,2461 (m)
 Bán kính trung bình hình học của đường dây lộ kép có hoán vị
D’s = 3 D' sA.D' sB.D' sC = 3 0,2461 × 0,2387 × 0,2461 = 0,2436 (m)
 Dung dẫn của đường dây lộ kép có hoán vị
2.π.50
2πf
1
)
bo = 18.106 ln Dm = 18.10 6 ln 6,6966 = 5,2668.10 -6 (
Ω.km
0,2436
D' s
1
B= lN-1 bo= 36.055 x 5,2668.10 -6 = 189,8944 x 10 -6 ( )
Ω.

Trang 13/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

 Đường dây N -2:
Dây AC -70 có 6 sợi nhôm 1 sợi thép (bảnng PL 2.5) đường kính 11,4 (mm) điện trở
dây dẩn ở 20 0C có ro = 0,46Ω/km (bảng PL 2.1) bán kính tự thân r’ = 0,726r (bảng 2.5).
Chọn trụ Y110 -2 (hình A)
Chạy chương trình ta có số liệu sau:
Đường

dây

Số
lộ

Mã hiệu
dây

C.dài
(km)


ro( )
km

N_1
N_2

2
2

AC_70
AC_70

36,055
41,231

0,23
0,23


xo

(
)
km
0,2182
0,2182

bo
1
(
)
Ω.km
5,2668.10-6
5,2668.10-6

1


R=ro.l (
Ω)

X=xo.l (
Ω)

Yc=bo.l(

8,2926
9,4831


7,8672
8,9966

189,8944
217,1554

)10-6

b. Phương án 2: Đường dây liên thông mạch vòng(lộ đơn):

Khoảng cách trung bình hình học giửa các pha là:
Dab = 4 2 + (3,5 + 3,5) 2 = 8,0622 m
Dac = 42 + (5 − 3,5) 2 = 4,272 m
Dbc = 8,5m
Dm= 3 Dab .Dac .Dbc = 3 8,0622 × 4,272 × 8,5 = 6,64 m

 Đường dây N_1:
Dây AC -120 có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép( bảng PL 2.5) đường kính 15,2(mm) điện
trở dây dẩn ở 200C có ro = 0,27Ω/km(bảng PL 2.1), bán kính tự thân r’ = 0,768r.(bảng 2.5).
Chọn trụ Y110 -1 (hình B)
r’= 0,768 x 7,6 = 5,8368 (mm)
15,2
= 7,6 (mm)
2

ro = 0,27( ) ⇒
- Điện trở
km
D
6,64


−4
−4
- Cảm kháng : xo = 2.10 × 2πf × ln rm' = 2.10 × 2π × 50 × ln 5,8368 × 10− 3 = 0,4421( km )
X = x0 LN-1 = 0,4421 x 36,055 = 15,9399 Ω

- Bán kính

Trang 14/75

r=


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

2π .50
1
= 2,577.10− 6 (
)
Dm
6,64

..
km
6
6
- Dung dẩn:
18.10 ln
18.10 . ln
r

7,6 × 10− 3
1
B= lN-1 bo = 2,577.10-6 x 36,055 = 9,29. 10-5 Ω ( )
Ω.
b0 =

2πf

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn
=

 Đường dây N -2:
Dây AC -120 có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép( bảng PL 2.5) đường kính 15,2(mm) điện
trở dây dẩn ở 200C có ro = 0,27Ω/km(bảng PL 2.1), bán kính tự thân r’ = 0,768r.(bảng 2.5).
Chọn trụ Y110 -1 (hình B)
 Đường dây 1 -2:
Dây AC -70 có 6 sợi nhôm 1 sợi thép (bảnng PL 2.5) đường kính 11,4 (mm) điện trở
dây dẩn ở 20 0C có ro = 0,46Ω/km (bảng PL 2.1) bán kính tự thân r’ = 0,726r (bảng 2.5).
Chọn trụ Y110 -1 (hình B)
Chạy chương trình ta có số liệu sau
Đường
dây

Số
lộ

Mã hiệu
dây

C.dài

(km)


ro( )
km

N_1
1 AC_120 36,055 0,27
N_2
1 AC_120 41,231 0,27
1_2
1 AC_70 31,623 0,46
2. Khu vực tải không liên tục:

xo

(
)
km
0,4421
0.4421
0.4637

bo
1
(
)
Ω.km

R=ro.l (

Ω)

X=xo.l (
Ω)

Yc=bo.l(
)10-6

1


2,577.10-6 9,7348 15,9399 92,9137
2,577.10-6 11,1324 18,2282 106.2522
2,472.10-6 14,5466 14,6645 78.172

a. Phương án 1
 Đường dây N -3:
Dây AC -120 có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép( bảng PL 2.5) đường kính 15,2(mm) điện
trở dây dẩn ở 200C có ro = 0,27Ω/km(bảng PL 2.1), bán kính tự thân r’ = 0,768r.(bảng
2.5). Chọn trụ Y110 -1 (hình B)
 Đường dây N -4:
Dây AC -150 có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép( bảng PL 2.5) đường kính 17(mm) điện trở
dây dẩn ở 200C có ro = 0,21Ω/km(bảng PL 2.1), bán kính tự thân r’ = 0,768r.(bảng 2.5).
Chọn trụ Y110 -1 (hình B)
Chạy chương trình ta có số liệu sau:
Trang 15/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV
Đường

dây

Số
lộ

N_3
N_4

1
1

Mã hiệu
dây

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

ro( )
km

C.dài
(km)

AC_120 41,231
AC_150 36.055

0,27

0,21

xo


(
)
km
0,4421
0,435

bo
1
(
)
Ω.km

1


R=ro.l (
Ω)

X=xo.l (
Ω)

Yc=bo.l(

2,577.10-6

11,1324

18,2282


106,2522

-6

7,5715

15,6839

94,4641

2,620.10

)10-6

Bảng thống kê thông số đường dây cho từng khu vực
xo

(
)
km

bo
1
(
)
Ω.km

36,055
41,231


0,23 0,2182
0,23 0,2182

5,2668.10-6

AC_120 36,055
AC_120 41,231
AC_70 31,623

0,27 0,4421
0,27 0.4421
0,46 0.4637

Khu Phương Đường Số Mã hiệu
vực
án
dây
lộ
dây

C.dài
(km)

Lộ kép hình tia
N_1
2 AC_70
N_2
2 AC_70

1

Liên
tục

1


R=ro.l
(Ω )

X=xo.l (
Ω)

5,2668.10-6

8,2926
9,4831

7,8672
8,9966

189,8944
217,1554

2,577.10-6

9,7348

-6

11,1324

14,5466

15,9399
18,2282
14,6645

92,9137
106.2522
78.172

18,2282

106,2522
94,4641

Yc=bo.l (
)10-6

Lộ đơn mạch vòng

N_1
N_2
1_2

4
K
Liên
tục

ro (


)
km

1
1
1

2,577.10

2,472.10-6

Lộ đơn hình tia

N_3
N_4

1

1
1

AC_120 41,231
AC_150 36.055

0,27 0,4421 2,577.10-6 11,1324
0,21 0,435 2,620.10-6 7,5715

15,6839


2.5 TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ SỤT ÁP:
1. Khu vực tải liên tục:
a. Phương án 1:
 Lúc bình thường

.

S1

Đường dây
N -1:
.

S '1
j

r1

jx1

b o1l1
2

- Công suất cuối tổng trở r1 + jx1 của đường dây N _1
Trang 16/75

.

S"1
j


bo1l1
2

1
= 20 + j11,5599

(MVA)


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

b o1l1 2
.
5,2668.10 -6 × 36.055
× 110 2 =20+j 10,411 (MVA)
S"1 = P + jQ - j 2 U đm = 20 + j11,5599 − j
2

- Tổn thất điện áp trên đường dây N _1:
∆U1 =

P"1 .R1 + Q"1 .X1 20 × 8,2926 + 10,411 × 7,8672
=
= 2,2523 (kV)
U ñm
110


- Phần trăm sụt áp đoạn N _1
ΔU 1

2,2523

.100% = 2,0475% < 10% => thỏa mãn kỷ thuật
∆U1% = U .100% =
110
ñm
-Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N _1:
2
2
20 2 + 10,4112
P"1 +Q"1
× 8,2926 = 0,3484(MW)
R1 =
∆P1 =
110 2
U 2 ñm

- Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N _1
2

2

P" +Q"
20 2 + 10,4112
× 7,8672 = = 0,3305 (MVar)
∆Q1 = 1 2 1 X 1 =
110 2

U đm

- Công suất ở đầu tổng trở của đoạn N _1
.
.
S'1 = S"1 + (∆P1 + j∆Q1) = 20+j10,411 + (0,3484+ j0,3305) = 20,348 +j10,7299) (MVA)
- Công suất ở đầu đoạn N _1
.

.

S1 = S'1 - j

b o1l1
5,267.10-6 × 36.055
× 1102 = 20,3484 +j10.7415(MVA)
Uđm2 = 20,348 + j10,7299 − j
2
2

Đường dây N -2:
2

N
j

b o2 l 2
2

j


b o2 l 2
2

22 + j12,4419

- Công suất cuối tổng trở r1 + jx1 của đường dây N _2
b o2l 2 2
5,2668.10 -6 × 41,231
j
× 110 2 =22+j 11,1281 (MVA)
S"2 = P + jQ - 2 U đm = 22 + j12,4419 − j
2
.

- Tổn thất điện áp trên đường dây N _2:
∆U2 =

P"2 .R 2 + Q"2 .X 2
22 × 9,4831 + 11,1281 × 8,9966
=
= 2,8067 (kV)
U đm
110

- Phần trăm sụt áp đoạn N _1
ΔU 2

2,8067


.100% = 2,5515% < 10% => thỏa mãn kỷ thuật
∆U2% = U .100% =
110
đm
-Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N _2:
2
2
22 2 + 11,12812
P"2 +Q"2
× 9,4831 = 0,4763 (MW)
R2 =
∆P2 =
110 2
U 2 đm

Trang 17/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hồng Minh Tuấn

- Tổn thất cơng suất phản kháng trên đoạn N _2
∆Q2 =

2
2
222 + 11,1282
P"2 +Q"2
× 8,9883 = 0,4519(MVar)

X
=
2
1102
U 2 đm

- Cơng suất ở đầu tổng trở của đoạn N _2
.
.
S'2 = S"2 + (∆P2 + j∆Q2) = 22+j 11,1281 + (0,4763 + j0,4519) = 22,4763 +j11,58) (MVA)
- Cơng suất ở đầu đoạn N _2
b o2l 2
5,2668.10 -6 × 41,231
2
j
22
,
4763
+
j
11
,
58

j
× 110 2 = 22,4763 +j11.5481(MVA)
S2 = S'2 - 2 Uđm =
2
.


.

- Sụt áp trên tồn đường dây
∆ UN-1-2 % = ∆ U1% + ∆ U2% = 2,0475% + 2,5515% = 4,599%

Bảng số liệu phương án lúc bình thường
Đoạn
dây

Mã dây

N-1
N-2

AC-70
AC-70
Tổng

∆P

MW
0,3484
0,4763
0,8247

∆Q

Mvar

∆U %


0,3305 2,0475%
0,4519 2,5515%
0,7824

Mã dây sau khi
kiểm tra điều kiện
bình thường
AC-70
AC-70

 Lúc sự cố
Giả sử sự cố đứt 1 dây trên đường dây N -1:
Dm= 3 D ab D bc D ca = 3 4,272 × 8 × 4,272 = 5,2656 (m)
- Điện trở: ro = 0,46(


)
km

- Bán kính tự thân: r = 0,726. r = 0,726 ×

11,4
= 4,1382 mm
2

5,2656

Dm
=2.10-4.2 π .50.ln

)
-3 =0,449 (
4,1382 × 10
km
r'
100π
100π
1
5,2656 =2,556. 10 −6 (
D =
- Dung dẫn: b0=
)
6
18.106 ln m 18.10 ln
Ω.km
−3
5,7 × 10
r
- R= 0,46 x 36,055 =16,5853( Ω )

- Cảm kháng:xo=2.10-4.2 π f.ln

- X= 0,4491 x 36,055 = 16,1923( Ω )
- B= 2,556.10-6 x 36,055=92,1565.10-6 (

Trang 18/75

1
)




Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

- Công suất cuối tổng trở đoạn N _1:
.
b o1l1 2
2,556.10-6 × 36.055
× 1102 =20+j 11,002 (MVA)
S"1 = P + jQ - j 2 U đm = 20 + j11,5599 − j
2

- Tổn thất điện áp trên đường dây N _1:
∆U1 =

P"1 .R1 + Q"1 .X1 20 × 16,5853 + 11,002 × 16,1886
=
= 4,634 (kV)
U ñm
110

- Phần trăm sụt áp đoạn N _1
ΔU 1

4,634

.100% = 4,212% < 20% => thỏa mãn kỷ thuật
∆U1% = U .100% =

110
ñm
-Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N _1:
2

2

202 + 11,0022
P"1 +Q"1
× 16,5853 = 0,714(MW)
R1 =
∆P1 =
1102
U 2 ñm

- Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N _1
2

2

P" +Q"
202 + 11,0022
× 16,1886 = = 0,697 (MVar)
∆Q1 = 1 2 1 X 1 =
1102
U đm

- Công suất ở đầu tổng trở của đoạn N _1
.
.

S'1 = S"1 + (∆P1 + j∆Q1) = 20+j 11,002 + (0,714 + j0,697) = 20,714 +j11,696) (MVA)
- Công suất ở đầu đoạn N _1
.

.

S1 = S'1 - j

b o1l1
2,556.10-6 × 36.055
×1102 = 20,714 +j11,138(MVA)
Uđm2 = 20,714 + j11,696 − j
2
2

Giả sử sự cố đứt 1 dây trên đường dây N -2:
- Công suất cuối tổng trở r1 + jx1 của đường dây N _2
.

S"2 = P + jQ - j

b o2l 2 2
2,556.10-6 × 41,231
× 1102 =22+j 11,804 (MVA)
U đm = 22 + j12,4419 − j
2
2

- Tổn thất điện áp trên đường dây N _2:
∆U2 =


P"2 .R 2 + Q"2 .X 2
22 × 18,9663 + 11,804 × 18,5127
=
= 5,7798 (kV)
U đm
110

- Phần trăm sụt áp đoạn N _1
ΔU 2

5,7798

.100% = 5,2543% < 20% => thỏa mãn kỷ thuật
∆U2% = U .100% =
110
đm
-Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N _2:

∆P2 =

2
2
222 + 11,8042
P"2 +Q"2
× 18,9663 = 0,977(MW)
R
=
2
1102

U 2 đm

- Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn N _2
2
2
222 + 11,8042
P"2 +Q"2
× 18,5127 = 0,9537(MVar)
X2 =
∆Q2 =
1102
U 2 đm

- Công suất ở đầu tổng trở của đoạn N _2
.
.
S'2 = S"2 + (∆P2 + j∆Q2) = 22+j 11,804 + (0,977 + j0,9537) = 22,977 +j12,7577) (MVA)
Trang 19/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hồng Minh Tuấn

- Cơng suất ở đầu đoạn N _2
.

.

S2 = S'2 - j


b o2l 2
2,556.10-6 × 41,231
× 1102 = 22,977 +j12,1201(MVA)
Uđm2 = 22,977 + j12,7577 − j
2
2

- Sụt áp trên tồn đường dây
∆ UN-1-2 % = ∆ U1% + ∆ U2% = 4,212% + 5,254% = 9,466%< 20% => thỏa mãn kỷ thuật
Bảng số liệu phương án lúc sự cố
Đoạn
dây

Mã dây

N-1
N-2

AC-70
AC-70
Tổng

∆P

∆Q

MW

Mvar


0,714
0,977
1,691

0,697
0,954
1,951

∆U %

4,212%
5,254%

Mã dây sau khi
kiểm tra điều kiện
bình thường
AC-70
AC-70

b. Phương án 2:
 Lúc bình thường
j∆QC1 N

N
S2 j∆QC2
.

Z1
Z 3 S3


1

20+j11,5599

Z2
.

j∆QC1

j∆QC3

Trang 20/75

.

j∆QC3

Z1
j∆QC
2 2

1

22+j12,4419
20+j11,5599

+

S1


.

S2

Z2
.

Z 3 S3

2
22+j12,4419


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

- Công suất do phân nửa điện dung sinh ra trên các đoạn đường dây:
Đường dây N -1:
∆Q1 =

1
1
bo 1.l1.U2đm = x 2,577.10 -6 x 36,055 x 1102 = 0,5621 (MVar)
2
2

Đường dây N -2:
∆Q2 =


1
1
bo 2.l2.U2đm = x 2,577.10-6 x 41,231 x1102 = 0,6428 (MVar)
2
2

Đường dây 1-2:
∆Q1-2 =

1
1
bo 3.l3.U2đm = 2,472.10-6.31,623.1102 = 0,4729 (MVar)
2
2

- Công suất tính toán ở các nút a và b
.
.
S'1 = S1 - j∆Q1 -j∆Q1-2 = 20 + j11,5599 - j0,5621 - j0,4729 = 20 + j10,5249 (MVA)
.

.

S' 2 = S 2 - j∆Q2 -j∆Q1-2 = 22 + j12,4419 – j0,6428 – j0,4729 = 22 + j11,3262 (MVA)

 Sơ đồ thay thế với phụ tải tính toán:

Z1 = 9,7348+ j 15,9399 ( Ω )
Z2 = 11,1324+ j18,2282 ( Ω )

Z12 = 14,5466+ j 14,6645 ( Ω )
 Công suất trên các đoạn dây:
.*

.*

- SN1

.*

S ' Z + S '1 ( Z 2 + Z1−2 )
= 2 2
Z 1 + Z 2 + Z 1−2

Trang 21/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV
. *

S N1 =

GVHD: ThS_ Nguyễn Hồng Minh Tuấn

(22 − j11,3262) × (11,1324 + j18,2282) + (20 − j10,5249) × (11,1324 + j18,2282 + 14,5466 + j14,6645)
35,4138 + j48,8326
.

.


⇒ S N 1 = 21,6515 − j11,1478 (MVA) ) ⇒ S N 1 = 21,6515 + j11,1478 (MVA)
.*

.*

S ' Z + S ' 2 ( Z1 + Z1−2 )
- SN2 = 1 1
Z 1 + Z 2 + Z 1−2
( 20 − j10,5249) × (9,7348 + j15,9399) + ( 22 − j11,3262) × (9,7348 + j15,9399 + 14,5466 + j14,6645))
=
35,4138 + j48,8326
.*

. *

S N2

. *

S

.

N2

= 20,3484 − j10,7032 (MVA) ⇒ S N 2 = 20,3484 + j10,7032 (MVA)
.

.


.

S12 = SN1 - S'1 = 21,6515 + j11,1478 − (20 + j10,5249 ) = 1,6515 + j 0,6229=(MVA)
Z1 , Z 2 , Z1-2 là tổng trở phức

 Kiểm tra lại kết quả
.

.

.

.

.

.

SN1 + SN2 = S'1 + S' 2
SN1 + SN2 = 42 + j 21,851(MVA)
.

.

S'1 + S' 2 = 42 + j 21,851(MVA)
.

.

.


.

SN1 + SN2 = S'1 + S' 2 => thỏa điều kiện

 Ta tính tốn theo sơ đồ:

 Xét đường dây 1-2:
+ Tổng trở Z1-2 = R12+ jx12 = 14,5466 + j14,66245 Ω
+ Cơng suất cuối đường dây 1_2: S1-2 = 1,6515 + j 0,6229 MVA
+ Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 1-2:
∆U 1−2 =

P1′−′ 2 × R12 + Q12′′ × X 12 1,6515 × 14,5466 + 14,6645 × 0,6229
=
= 0,3014 kV
U đm
110

+ Phần trăm sụt áp trên đoạn đường dây 1-2:

Trang 22/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV
∆U12 % =

GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

∆U12 0,3014

=
× 100 = 0,274% < 10% đạt
U đm
110

+ Tổn thất công suất trên đoạn đường dây 1-2:
.


P ''212 + Q"212
∆ S 12 =
× ( R12 + jX 12 )
U 2 đm
1,6515 2 + 0.6229 2
=
× (14,5466 + j14,6645) = (3,7453 + j 3.7757) × 10 −3 (MWA)
2
110

+ Công suất ở đầu đoạn 1-2:
.

. '

.

S 12 = S12 + ∆ S 12

= 1,6515 + j 0,6229 + (3,7453 + j 3,7757).10 −3 = 1.6552 + j 0.6266 (MVA)


 Xét đường dây N-1
+ Tổng trở Z1 = R1 + jX1 = 9,7348+ j15,9399Ω
.

+ Công suất cuối đường dây N1: S1 = SN1 = ⇒ S N 1 = 21,6515 + j11,1478 MVA
+ Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây N-1:
∆U N 1 =

PN′′1 × RN 1 + Q′N′ 1 × X N 1 21,6515 × 9,7348 + 11,1478 × 15,9399
=
= 3,5315 kV
U đm
110

+ Phần trăm sụt áp trên đoạn đường dây N-1:
∆U N 1 % =

∆U N 1 3,5315
=
× 100 = 3,211% < 10% đạt
U đm
110

+ Tổn thất công suất trên đoạn đường dây N-1:
P ''2 N 1 + Q"2 N 1
∆ S N1 =
× ( R N 1 + jX N 1 )
U 2 đm
21,6515 2 + 11,1478 2
=

× (9,7348 + j15,9399) = 0,4771 + j 0,7812( MVA)
110 2


 Sụt áp trên đoạn N_1_2:
∆U T % = ∆U12 % + ∆U N −1 % = 0,274% + 3,211% = 3,485%

 Tổng tổn thất công suất trên đoạn N_1_2:
∆PT = ∆P12 + ∆PN −1 = 3,7453 × 10 −3 + 0.4771 = 0,4808

 Xét đường dây N-2
+ Tổng trở Z2 = R2 + jX2 = 11,1324+ j18,2282Ω
.

+ Công suất cuối đường dây N2: S2 = SN2 = S N 2 = 20,3484 + j10,7032 MVA
Trang 23/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV

GVHD: ThS_ Nguyễn Hồng Minh Tuấn

+ Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây N-2:
∆U N 2 =

PN′′1 × RN 1 + Q′N′ 1 × X N 1 20,3484 × 11,1324 + 10,7032 × 18,2282
=
= 3,8329 kV
U đm
110


+ Phần trăm sụt áp trên đoạn đường dây N-2:
∆U N 2 % =

∆U N 2 3,8329
=
× 100 = 3,4844% < 10% đạt
U đm
110

+ Tổn thất cơng suất trên đoạn đường dây N-2:
P ''2 N 2 + Q"2 N 2
× ( R N 2 + jX N 2 )
U 2 đm
20,3484 2 + 10,7032 2
=
× (11.1324 + j18.2282) = 0,4863 + j 0.7963( MVA)
110 2


∆ S N2 =



Sụt áp trên tồn mạng:
∆U % =

∆U T % + ∆U P % 3,485% + 3,4844%
=
= 3,4847%

2
2

 Tổng tổn thất cơng suất tồn mạng:
∆P = ∆PT + ∆PP = 0,4808 + 0.4863 = 0,9671 MVA

 Lúc sự cố :
 Sự cố nặng nề nhất khi đứt đoạn N_2 Mạng kín trở thành mạng hơ ûhình tia liên
thông
N

36,055km

1

2

31,623km

= 20 + j11,5599 (MVA) ,

= 22 +j 12,4419 (MVA)

Sơ đồ thay thế đường dây hình tia liên thơng:

Trang 24/75


Đồ án thiết kế mạng điện 110kV


GVHD: ThS_ Nguyễn Hoàng Minh Tuấn

Sơ đồ tương đương:

= 20 + j11,5599 (MVA) ,



S1
. '

.

. '

.



S 2 = 22 +j 12,4419 (MVA)

S 1 = S 1 − j∆Q1 − j∆Q12 = 20 + j11,5599 − j 0,5621 − j 0,4729 = 20 + j10,5249 (MVA)
.

S 2 = S 2 − j∆QC12 =

22 + j12,4419 − j 0,4729 = 22 + j11,969 (MVA)

 Xét đoạn 1_2:
+ Sụt áp trên đoạn 1-2:

P2' .R12 + Q2' . X 12
22 × 14,5466 + 11,969 × 14,6645
∆U 12 % =
.100% =
.100% = 4,095%
2
U dm
110 2

+Tổn thất công suất 1-2:
2

.

∆ S 12 =

P2' + Q2'
2
U đm

2

( R12 + jX 12 ) =

22 2 + 11,969 2
(14,5466 + j14,6645) = 0,7541 + j 0,7601
110 2

(MVA)


+ Công suất ở đầu đoạn 1-2:
. '

.

.

.

S 12 = S 2 + ∆ S12

= 22 + j12,4419 + 0,7541 + j 0,7601 = 22,7541 + j13.202 (MVA)

 Xét đoạn N_1:
+ Công suất cuối đoạnN-1:
Trang 25/75


×