đồ án tốt nghiệp môn lưới điện

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 1


Đồ án tốt nghiệp

PHẦN I. THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 2


Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NGUỒN VÀ PHỤ TẢI. CÂN BẰNG
CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN.
1.1. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
1.1.1. Nguồn cung cấp điện
Trong hệ thống điện thiết kế có hai nguồn cung cấp, đó là hệ thống điện và nhà
máy nhiệt điện.
•

Hệ thống điện
Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, hệ số công suất trên thanh góp 110 kV
của hệ thống bằng 0,85. Để trao đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần
thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ vận

hành cần phải có sự liên hệ giữa hệ thống và nhà máy điện. Mặt khác, vì hệ thống có
công suất vô cùng lớn nên chọn hệ thống là nút cân bằng công suất và nút cơ sở về
điện áp. Ngoài ra do hệ thống có công suất vô cùng lớn nên không cần phải dự trữ
công suất trong nhà máy điện, nói cách khác công suất tác dụng và công suất phản
kháng dự trữ sẽ được lấy từ hệ thống điện.

• Nhà máy nhiệt điện
Nhà máy nhiệt gồm 4 tổ máy. Mỗi tổ máy phát có công suất định mức P đm =
50 MW, cosφđm = 0,85, Uđm = 10,5 kV. Như vậy, tổng công suất định mức của nhà máy
nhiệt điện bằng 4.50 = 200 MW.
Nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện có thể là than đá, dầu và khí đốt. Hiệu suất
của các nhà máy nhiệt điện tương đối thấp ( khoảng 30 ÷ 40 %), đồng thời công
suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện thường chiếm khoảng 6 ÷ 15% tuỳ theo loại
nhà máy nhiệt điện.
Đối với nhà máy nhiệt điện, các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải P ≥ 70%
Pđm ; khi phụ tải P < 30% Pđm các máy phát ngừng làm việc.
Công suất phát kinh tế của các máy phát NĐ thường vào khoảng (80% ÷
90%)Pđm. Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 85% P đm, nghĩa là:

Do đó khi phụ tải cực đại cả 4 máy phát đều vận hành và tổng công suất tác
dụng phát ra của nhà máy nhiệt điện bằng:
Pkt = 0,85.4.50 = 170 MW

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 3


Đồ án tốt nghiệp
Trong chế độ phụ tải cực tiểu, dự kiến ngừng hai máy phát để bảo dưỡng, hai

máy phát còn lại sẽ phát 85% Pđm, nghĩa là tổng công suất phát của nhà máy nhiệt
điện bằng:
Pkt = 0,85.2.50 = 85 MW
Khi sự cố ngừng một tổ máy phát, ba máy phát còn lại sẽ phát 100% P đm, như
vậy:
Pkt =3.50 = 150 MW
Phần công suất thiếu trong các chế độ vận hành sẽ được cung cấp từ hệ thống
điện.
1.1.2. Các phụ tải điện
Trong hệ thống điện thiết kế có 9 phụ tải, các số liệu cho theo bảng sau:
Bảng 1.1. Các số liệu về phụ tải

Thông số
Pmax, MW

Phụ tải
1

2

3

4

5

6

7

8

9

30

26

38

32

25

20

22

36

32

0,92

0,88

0,88

Pmin, MW

Bằng 60 % công suất cực đại

cosφđm

0,88

0,9

YC điều chỉnh U

KT

KT

Loại

I

I

0,8

0,9

0,9

0,92

KT

KT

KT

KT

KT

KT

KT

I

I

I

I

III

I

I

35

35

22

22

8

Tmax, h

2

4800

Điện áp định mức
lưới điện hạ áp

22

22

22

22

35

(kV)
Trong hệ thống điện thiết kế có 9 phụ tải, phụ tải 7 là hộ loại III, các phụ tải
còn lại đều là phụ tải loại I. Thời gian sử dụng phụ tải cực đại T max = 4800h. Các phụ
tải đều yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Điện áp định mức mạng điện hạ áp
của các trạm bằng 22 và 35 kV. Phụ tải cực tiểu bằng 60% phụ tải cực đại.

Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:
φ
Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 4


Đồ án tốt nghiệp

Chế độ phụ tải cực đại:
Phụ tải 1:
34,09 MVA
Chế độ phụ tải cực tiểu:
Phụ tải 1:
P1min = 60%.P1max = 60%.30 = 18 MW
Q1min = 60%.Q1max = 60%.16.19 = 9,71 MVAr
20,45 MVA
Các phụ tải còn lại tính toán tương tự ta được kết quả trong bảng 1.2.
Bảng 1.2. Thông số của các phụ tải
Hộ tiêu thụ

Pmax + j Qmax

Smax

Pmin + j Qmin

Smin

1

2
3
4
5
6
7
8
9
Tổng

30 + j 16,19
26 + j 12,59
38 + j 20,51
32 + j 15,50
25 + j 10,65
26 + j 14,03
22 + j 9,37
36 + j 19,43
32 + j 17,27
271 + j 134,29

34,09
28,89
43,18
35,56
27,17
29,54
23,91
40,91
36,36

18 + j 9,71
15,6 + j 7,55
22,8 + j 12,31
19,2 + j 9,3
15 + j 6,39
14,300 + j 7,718
13,2 + j 5,62
21,6 + j 11,66
19,2 + j 10,36
162,6 + j 80,57

20,45
17,33
25,91
21,34
16,30
16,250
14,35
24,55
21,82

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 5


Đồ án tốt nghiệp

Sơ đồ bố trí tải và nguồn :

2

km
29,6

5
37 km

km

51,1 km

3

,1
52

39,1 km

km 4

35,4 km

,3
18

km

41,6 km

HT

,9
50

9

km

20
km

42 km

NÐ

26,5

54,1
km

1

6
22,
4k
m

7

32,6 km

8

Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng của hệ thống điện thiết kế
1.2. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
1.2.1. Cân bằng công suất tác dụng
Đặc điểm quan trọng của năng lượng điện đó là khả năng truyền tải một cách
tức thời từ nguồn cung cấp tới hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số
lượng nhận thấy được. Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và
tiêu thụ điện năng.
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống điện, các nhà máy của hệ
thống cần phải phát công suất bằng tổng công suất của các hộ tiêu thụ và tổn thất
công suất trong mạng điện, nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công
suất phát và công suất tiêu thụ.
Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường, cần phải có dự trữ
nhất định của công suất tác dụng trong hệ thống. Dự trữ trong hệ thống điện là một
vấn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống.
Vì vậy, phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại
đối với hệ thống điện thiết kế có dạng:
Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 6


Đồ án tốt nghiệp

Trong đó:
• PNĐ - tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra.
• PHT - công suất tác dụng lấy từ hệ thống.

• Ptt - công suất tiêu thụ trong mạng điện.
• m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải trong chế độ cực đại (m = 1).
• ∑Pmax - tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại.
• ∑ΔP - tổng tổn thất công suất trong mạng điện, khi tính toán sơ bộ ta có thể
lấy .
• Ptd - Tổng công suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy 10% tổng công
suất đặt của nhà máy.
• Pdt - công suất dự trữ trong hệ thống. Bởi vì hệ thống điện có công suất vô cùng
lớn, cho nên công suất dự trữ lấy ở hệ thống, nghĩa là P dt = 0.
Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định ở
bảng 1.2 bằng:

Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:

Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng:

Tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị:

Như vậy, công suất mà hệ thống cung cấp cho phụ tải lúc này là:

Như vậy ở chế độ phụ tải cực đại, hệ thống cần cung cấp cho phụ tải lượng
công suất bằng 134,55 MW.

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 7


Đồ án tốt nghiệp
1.2.2. Cân bằng công suất phản kháng

Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng
giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm. Sự cân bằng đòi
hỏi không những đối với công suất tác dụng mà đối với cả công suất phản kháng.
Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Phá hoại sự cân
bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện. Nếu như
công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp
trong mạng sẽ tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng
sẽ giảm.
Vì vậy để đảm bảo chất lượng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong
mạng điện và trong hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng.
Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng thiết kế có dạng:

Trong đó:
• QF - tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra.
• QHT - công suất phản kháng do hệ thống cung cấp.
• Qtt - công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện.
• m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải trong chế độ cực đại (m=1).
• ∑Qmax - tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại.
• ∑ΔQL - tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các
đường dây trong mạng điện.
∑QC - tổng công suất phản kháng do điện dung của đường dây sinh ra, khi
tính toán sơ bộ có thế lấy.
• ∑ΔQb - tổng công suất phản kháng trong các trạm biến áp, khi tính toán sơ
•

bộ có thể lấy .
• Qtd - công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện, ta lấy cosφtd =
0,75.
• Qdt – công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống. Đối với mạng điện thiết
kế, công suất Qdt sẽ lấy ở hệ thống, nghĩa là Qdt = 0.

Hệ số công suất của nhà máy là cosφF = 0,85 nên tgφF = 0,62
Hệ số công suất của hệ thống là cosφHT = 0,85 nên tgφHT = 0,62
Hệ số công suất tự dùng là cosφtd = 0,75 nên tgφtd = 0,88
Như vậy, tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra là:
Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 8


Đồ án tốt nghiệp

Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp là:

Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định
ở bảng 1.2 bằng:
Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp bằng:

Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện có giá trị:

Tổng công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện:

Tổng công suất phản kháng được cung cấp từ hệ thống và nhà máy:

Từ các kết quả tính toán trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các
nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ.Vì vậy ta không cần bù sơ
bộ công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế.

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 9

Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 2. LẬP PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN
2.1. DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
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.
Các yêu cầu chính đối với mạng điện:
•

Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.

•

Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.

•

Đảm bảo chất lượng điện năng.

•

Đảm bảo tính linh hoạt của mạng điện.

•

Đảm bảo tính kinh tế và có khả năng phát triển.

Trong thiết kế hiện nay, để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện người ta sử
dụng phương pháp nhiều phương án.Từ các vị trí đã cho của các phụ tải và các
nguồn cung cấp,cần dự kiến một số phương án và phương án tốt nhất sẽ chọn dựa
trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án đó.Đồng thời cần chú ý chọn các
sơ đồ đơn giản.Các sơ đồ phức tạp hơn được chọn trong trường hợp khi các sơ đồ
đơn giản không thoả mãn yêu cầu kinh tế - kỹ thuật.
Những phương án được lựa chọn để tiến hành so sánh về kinh tế chỉ là những
phương án thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật của mạng điện.
Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với các mạng là độ tin cậy và chất lượng
cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ.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 loại I,cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng
điện,đồng thời dự phòng đóng tự động.Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ
loại I có thể sử dụng đường dây hai mạch hay mạch vòng.Các hộ tiêu thụ loại III
được cung cấp điện bằng đường dây một mạch.

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 10


Đồ án tốt nghiệp
Các phương án đề xuất như sau :
Phương án 1 :
2

km

4

km

6

,1
52

3

35,4 km

1

39,1 km

8, 3

HT

,9
50

7

km

41,6 km

km
29,6

51,1 km

42 km

NÐ

54,1
km

1

5
8

9

Hình 2.1 phương án 1
Phương án 2:

39,1 km
3

4

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

6
22,
4k

m

m

9

HT

35,4 km

km
,3
8
1

k
,9
50

41,6 km

km
29,6

51,1 km

42 km

NÐ

54,1

km

1

5
8

Trang 11

7


Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.2. Phương án 2

Phương án 3 :
2
km
26,5

1

42 km

k
29,6

NÐ

4

3

1
52,

39,1 km

km

35,4 km

,3
18

HT

m

km

m
20
k

km

7

,9
50

41,6 km

6

7

5
8

9

Hình 2.3. phương án 3

Phương án 4 :
2
1

26,5

km

42 km
km
,3
8
1

39,1 km

4

35,4 km

NÐ

HT

km
29,6

3

9

20
k

m

41,6 km

6

5
8
37 km

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 12

22,
4

km

7


Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.4. Phương án 4
Phương án 5 :
2
1

26,5

km

42 km
km
,3
8
1

39,1 km

4

HT

35,4 km

NÐ

km
29,6

3

20
km

km

9

,9
50

41,6 km

6
22,
4k

m

7

5
8
37 km

Hình 2.5. Phương án 5
2.2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KĨ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN
2.2.1. Lựa chọn điện áp định mức của mạng điện
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 và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối
giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện.
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.
Các phương án của mạng điện thiết kế hay là các đoạn đường dây riêng biệt
của mạng điện có thể có điện áp định mức khác nhau. Chọn điện áp cho mạng là
một trong những vấn đề cơ bản của việc thiết kế. Việc chọn điện áp ảnh hưởng trực
tiếp đến chỉ tiêu kinh tế và chỉ tiêu kỹ thuật của mạng điện.Tuỳ thuộc vào giá trị
công suất cần truyền tải và độ dài đường dây tải điện mà chọn điên áp vận hành sao
cho thích hợp nhất. Trong khi tính toán thông thường, trước hết chọn điện áp định
Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 13


Đồ án tốt nghiệp

mức của các đoạn đường dây có công suất truyền tải lớn. Các đoạn đường dây
trong mạng kín, theo thường lệ, cần được thực hiện với một cấp điện áp định mức.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm still
sau:
(2.1)
Trong đó:
•

Ui - điện áp tính toán của đường dây thứ i, kV.

•

Li - chiều dài đường dây thứ i, km.

•

Pi - công suất tác dụng trên đường dây truyền tải thứ i, MW.
Nếu Ui = 70 ÷ 170 kV thì Uđm được chọn bằng 110 kV.

2.2.2. Chọn tiết diện dây dẫn
Tiết diện dây dẫn của mạng điện cần phải được chọn sao cho chúng phù hợp
với quan hệ tối ưu giữa chi phí đầu tư xây dựng đường dây và chi phí về tổn thất
điện năng. Xác định mối quan hệ tối ưu là vấn đề khá phức tạp và trở thành bài toán
tìm tiết diện dây dẫn tương ứng với chi phí quy đổi nhỏ nhất. Để chọn tiết diện cho
các đường dây truyền tải và mạng điện áp cao hiện nay người ta sử dụng phương
pháp các khoảng chia kinh tế của công suất hay dòng điện. Chi tiết về số liệu và
phương pháp xây dựng khoảng chia kinh tế cho các tiết diện khác nhau được trình
bày trong phần phụ lục của đồ án.
2.2.3 Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật
1. Kiểm tra các điều kiện về vầng quang, độ bền cơ của đường dây và phát nóng dây

dẫn trong các chế độ sau sự cố
Đối với đường dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi
thép cần phải có tiết diện F ≥ 70 mm2.
Độ bền cơ trên không thường phối hợp với điều kiện về vầng quang của dây
dẫn cho nên không cần 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:
(2.2)
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.
Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 14


Đồ án tốt nghiệp
2. Kiểm tra tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện
Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng
điện và độ lệch điện áp so với điện áp định mức các lưới điện.Khi thiết kế các mạng
điện thường giả thiết rằng hệ thống hoặc các nguồn cung cấp có đủ công suất tác
dụng để cung cấp cho các phụ tải. Do đó không xét đến những vấn đề duy trì tần số.
Vì vậy chỉ tiêu chất lượng của điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu
thụ so với điện áp định mức ở mạng điện thứ cấp.
Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các trạm hạ áp, có thể chấp nhận là phù
hợp nếu trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện
một cấp điện áp không vượt quá 10% trong chế độ làm việc bình thường, còn trong
các chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không vượt quá 20%, nghĩa là:
(2.3)
(2.4)

Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i khi vận hành bình thường được tính:

Trong đó:
• Pi, Qi – công suất phản kháng và công suất tác dụng trên đường dây
thứ i.
• Ri, Xi - điện trở và điện kháng của đường dây thứ i.
Đối với đường dây có hai mạch, nếu ngừng một mạch thì tổn thất điện áp trên
đường dây bằng :
(2.6)

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 15


Đồ án tốt nghiệp
2.3. PHƯƠNG ÁN 1
2

km

4

3

,1
52

39,1 km

,3

35,4 km

18

HT

7

km

9

km

6

,9
50

41,6 km

km
29,6

51,1 km

42 km

NÐ

54,1
km

1

5
8

Hình 2.6. Phương án 1
2.3.1. Chọn điện áp định mức của mạng điện
1. Dòng công suất ở chế độ phụ tải cực đại khi làm việc bình thường
Công suất tác dụng trên đường dây NĐ - 3 được xác định như sau:
Trong đó:
• PktNĐ - tổng công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện.
• Ptd - công suất tự dùng của nhà máy điện.
• PN - tổng công suất tác dụng của tất cả các phụ tải nối với nhà máy nhiệt điện
().
Theo kết quả tính toán ở chương 1, ta có: PktNĐ = 170 (MW), Ptd = 20 MW
Tổng công suất của các phụ tải nối với nhiệt điện:

Do đó, công suất tác dụng truyền vào đường dây NĐ – 3:

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 16


Đồ án tốt nghiệp

Công suất phản kháng do nhiệt điện truyền vào đường dây NĐ-3 có thể tính
gần đúng như sau:
QN-3 = QktNĐ - Qtd - QN - ΔQN
Trong đó:
QktNĐ =
Qtd = 17,6 MVAr
QN = Q1 + Q2 + Q8 + Q9 = 16,19 + 12,59 + 19,43 + 17,27 = 65,48 MVAr
Công suất phản kháng do nhiệt điện truyền vào đường dây N-3
QN-3 = QktNĐ - Qtd - QN - ΔQN - ΔQMBATA
= 105,4 – 17,6 – 65,48 - 0,15.65,48
= 12,50 MVAr
Như vậy: MVA
Dòng công suất truyền tải trên đường dây 4-3 bằng:

Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT-4 bằng:

Công suất truyền trên các đường dây còn lại bằng giá trị phụ tải ở cuối đoạn
đường dây đó.
2. Dòng công suất khi sự cố 1 tổ máy của nhà máy điện.
Khi sự cố một tổ máy phát nhà máy Nhiệt điện thì chỉ ảnh hưởng đến dòng
công suất trên đường dây liên lạc nguồn NĐ-3-4-HT. Khi sự cố một tổ máy phát 3 tổ
máy còn lại phát 100% công suất định mức tức là 150 + j 93 MVA.

QN-3 = QFsc - Qtd - QN - ΔQN
= 93 - 15.0,88 – 65,48 - 0,15.65,48
= 4,50 MVAr
Như vậy MVA
Dòng công suất truyền tải trên đường dây 4-3 bằng:

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 17


Đồ án tốt nghiệp
Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT-4 bằng:

Bảng 2.1. Phân bố công suất trên đường dây liên lạc
Chế độ phụ tải

MVA

MVA

MVA

Cực đại
Sự cố 1 tổ máy
phát
3. Chọn điện áp định mức cho phương án
Áp dụng công thức (2.1), ta có:
Điện áp tính toán trên đường dây NĐ-3 bằng:

Điện áp tính toán trên đường dây 4-3 bằng:

Điện áp trên đoạn đường dây HT-4 bằng:

Tính điện áp của các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như các
đường dây trên, kết quả tính toán ta có bảng sau:
Bảng 2.2. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện phương án 1

Công suất truyền
tải

Chiều dài
đường dây L

(MW)

(km )

NĐ – 1

30 + j 16,19

42

99,2

NĐ – 2

26 + j 12,59

54,1

94,1

NĐ – 3

19,8 + j 12,5

39,1

81,9

NĐ – 8

36 + j 19,43

50,9

108,7

Đường
dây

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 18

Điện áp
tính toán U
(kV)

Điện áp định
mức của
mạng
(kV)
110

Đồ án tốt nghiệp
NĐ – 9

32 + j 17,27

41,6

102,1

4–3

18,2 + j 8,01

18,3

76,4

HT – 4

50,2 + j 23.51

29,6

125,2

HT – 5

25 + j 10,65

51,1

92,2

HT – 6

30 + j 12,78

35,4

98,5

HT – 7

22 + j 9,37

52,1

87,2

Căn cứ vào kết quả tính toán điện áp vận hành của các tuyến đường dây. Ta
chọn điện áp định mức của mạng điện là 110 kV
2.3.2. Chọn tiết diện dây dẫn
•

Tiết diện đường dây NĐ-3 :
Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-3 khi phụ tải cực đại bằng:

Tiết diện dây dẫn tương ứng với Imax = 61,45 A theo phương pháp khoảng chia
kinh tế là F = 95 mm2 có Icp = 330 A
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một mạch đường dây

Kiểm tra điều kiện phát nóng đường dây NĐ-3
Khi gặp sự cố một mạch đường dây thì dòng điện cưỡng bức chạy trên đường dây
còn lại bằng:
IN-3sc= 2 . IN-3 = 2 . 61,45 = 122,9 A < 330 A
Như vậy:
IN-3sc < Icp
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một tổ máy phát
Ta có dòng điện chạy qua đường dây N-3 khi có sự cố một tổ máy phát, trong
chế độ phụ tải cực đại là:
Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn các điều kiện về phát nóng khi có sự cố
•

Tính tiết diện đường dây 4-3:
Dòng điện chạy trên đường dây 4-3 khi phụ tải cực đại bằng:

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 19


Đồ án tốt nghiệp
Tiết diện dây dẫn tương ứng với Imax = 52,18 A theo phương pháp khoảng chia
kinh tế là F = 70 mm2 có Icp = 265 A
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một mạch đường dây
Kiểm tra điều kiện phát nóng đường dây 4-3
Khi gặp sự cố một mạch đường dây thì dòng điện cưỡng bức chạy trên đường
dây còn lại bằng:
I4-3 sc = 2 . I4-3 = 2 . 52,18 = 104,36 A < 265 A
Như vậy:
I4-3 sc < Icp

Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một tổ máy phát
Ta có dòng điện chạy qua đường dây 4-3 khi có sự cố một tổ máy phát, trong
chế độ phụ tải cực đại là:
Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn các điều kiện về phát nóng khi có sự cố

•

Tính tiết diện đường dây HT-4:
Dòng điện chạy trên đường dây HT-4 khi phụ tải cực đại bằng:

Tiết diện dây dẫn tương ứng với I max = 145,47 A theo phương pháp khoảng
chia kinh tế là F = 150 mm2 có Icp = 445 A
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một mạch đường dây
Khi gặp sự cố một mạch đường dây thì dòng điện cưỡng bức chạy trên đường
dây còn lại bằng:
IHT-4 sc = 2 . IHT-4 = 2 . 145,47 = 290,94 A < 445 A
Như vậy:
IHT-4 sc < Icp
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một tổ máy phát
Ta có dòng điện chạy qua đường dây HT-4 khi có sự cố một tổ máy phát, trong
chế độ phụ tải cực đại là:
Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn các điều kiện về phát nóng khi có sự cố
Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 20


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán đối với các đường dây còn lại được tiến hành tương tự. Kết quả chọn
dây dẫn của phương án 1 cho trong bảng

Bảng 2.3. Kết quả lựa chọn dây dẫn phương án 1
Imax

Isc1

F

Icp

MVA

A

A

mm2

A

NĐ – 1

34.09

89.46

178.92

95

330

2

NĐ – 2

28.89

75.82

151.64

95

330

2

NĐ – 3

23.42

61.46

122.9

95

330

2

NĐ – 8

40.91

107.36

214.72

120

380

2

NĐ – 9

36.36

95.42

190.84

120

380

2

3–4

19.88

52.17

104.36

70

265

2

HT – 4

55.43

145.47

290.94

150

445

2

HT – 5

27.17

71.30

142.6

95

330

2

HT – 6

32.61

85.58

171.16

95

330

2

HT – 7

23.91

125.49

120

380

1

Đường
dây

Số lộ

Nhận xét : Tất cả các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện phát nóng
cho phép.
Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định các thông số đơn vị
của đường dây là r0, x0, b0, và tiến hành tính các thông số tập trung R, X, trong sơ
đồ thay thế π của các đường dây theo các công thức sau:
Trong đó n là số mạch của đường dây, đối với đường dây hai mạch n = 2.
Thông số các đường dây của phương án 1 cho trong bảng 2.4
Bảng 2.4. Thông số các đường dây phương án 1
Đường
dây

S
ố
lộ

L

Loại

r0

Km

Dây

Ω/km

NĐ – 1

2

42

AC-95

0,33

0,429

NĐ – 2

2

54,1

AC-95

0,33

0,429

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

x0

b0

R

X

B/2

Ω

Ω

μS

2,65

6,93

9,009

111,3

2,65

8,927

11,60

143,365

Ω/km μS/km

Trang 21


Đồ án tốt nghiệp
5
NĐ – 3

2

39,1

AC-95

0,33

0,429

2,65

6,452

8,387

103,615

NĐ – 8

2

50,9

AC-120

0,27

0,423

2,69

6,872

10,76
5

136,921

NĐ – 9

2

41,6

AC-120

0,27

0,423

2,69

5,616

8,798

111,904

3–4

2

18,3

AC-70

0,46

0,44

2,58

4,209

4,026

47,214

HT – 4

2

29,6

AC-150

0,21

0,416

2,74

3,108

6,157

81,104

HT – 5

2

51,1

AC-95

0,33

0,429

2,65

8,432

10,96
1

135,415

HT – 6

2

35,4

AC-95

0,33

0,429

2,65

5,841

7,593

93,81

HT – 7

1

52,1

AC-120

0,27

0,423

2,69

14,067

22,038

70,0745

2.3.3. Kiểm tra tổn thất điện áp
•

Tổn thất điện áp trên đường dây N-3
Chế độ làm việc bình thường
Áp dụng công thức (2.5) tổn thất điện áp trên đường dây bằng:
Sự cố đứt 1 mạch của đường dây 2 mạch (sự cố 1)
UN-3 sc1 % = 2.UN-6bt % = 2. 1,92 = 3,84 %
Sự cố một tổ máy của nhà máy điện ( sự cố 2)

•

Tổn thất điện áp trên đường dây 4-3
Chế độ làm việc bình thường
Áp dụng công thức (2.5) tổn thất điện áp trên đường dây bằng:

Sự cố đứt 1 mạch của đường dây 2 mạch (sự cố 1)
U4-3sc1 % = 2.U4-3 bt % =2. 0,9 = 1,8 %
Sự cố một tổ máy của nhà máy điện (sự cố 2)
Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 22


Đồ án tốt nghiệp

•

Tổn thất điện áp trên đường dây HT-4
Chế độ làm việc bình thường
Áp dụng công thức (2.5) tổn thất điện áp trên đường dây bằng:

ΔUHT-4-3 bt% = ΔUH-4 bt% + ΔU4-3 bt% = 2,49 + 0,9 = 3,39 %

Sự cố đứt 1 mạch của đường dây 2 mạch (sự cố 1)
UHT-4sc1 % = 2.UHT-4 bt % = 2. 2,49= 4,98 %
ΔUHT-4-3 sc1% = ΔUH-4 sc1% + ΔU4-3 bt% = 4,98 + 0,9 = 5,88 %
Sự cố một tổ máy của nhà máy điện (sự cố 2)

ΔUHT-4-3sc2% = ΔUH-4 sc2% + ΔU4-3 sc2% = 3,28 + 1,69 = 4,97 %
Tính toán tương tự cho các mạch đường dây còn lại ta có bảng sau:
Bảng 2.5. Tổn thất điện áp trên các đường dây phương án 1
Đường dây
NĐ – 1

2,92

5,84

2,92

NĐ – 2

3,13

6,26

3,13

NĐ – 3

1,92

3,84

0,57

NĐ – 8

3,77

7,54

3,77

NĐ – 9

2,74

5,48

2,74

3–4

0,9

1,8

1,69

HT – 4

2,49

4,98

3,28

HT- 4- 3

3,39

5,88

4,97

HT – 5

2,71

5,42

2,71

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 23


Đồ án tốt nghiệp

HT – 6

2,25

HT – 7

4,26

4,50

2,25
4,26

Từ bảng số liệu ta nhận thấy:
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường bằng:
ΔUmax bt% = ΔUH-7 bt% = 4,26 % < 10%
Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố:
ΔUmax sc% = ΔUN-8sc% = 7,54 % < 20%
Kết luận: Phương án 1 thỏa mãn các yêu cầu về kĩ thuật.
2.4. PHƯƠNG ÁN 2

39,1 km

4

3

6
22,
4k
m

m

9

HT

35,4 km

km
,3
8
1

k
,9
50

41,6 km

km
29,6

51,1 km

42 km

NÐ

54,1

km

1

7

5
8

Hình 2.7. phương án 2
2.4.1. Chọn điện áp định mức của mạng điện
Từ sơ đồ ta thấy dòng công suất trên các đường dây: N-1, N-2, N-3, N-8, N-9, 34, H-4, H-5 tính toán tương tự cho kết quả như phương án 1.
Dòng công suất chạy trên đường dây HT-6, 6-7 trong chế độ phụ tải cực đại và
sự cố một tổ máy phát có giá trị:

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 24


Đồ án tốt nghiệp
= 52 + j 22,15 MVA
MVA
Áp dụng công thức 2.1 để tính tương tự như phương án 1 ta được bảng tổng
hợp điện áp tính toán và chọn điện áp định mức cho mạng điện như sau

Bảng 2.6. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện phương án 2.

Đường dây

Công suất truyền Chiều dài đường Điện áp tính
tải
dây L
toán U
MW

Km

kV

NĐ – 1

30 + j16,19

42

99,2

NĐ – 2

26 + j12,59

54,1

94,1

NĐ – 3

19,8 + j12,5

39,1

81,9

NĐ – 8

36 + j19,43

50,9

108,7

NĐ – 9

32 + j17,27

41,6

102,1

4–3

18,2 + j8,01

18,3

76,4

HT – 4

50,2 + j23,51

29,6

125,2

HT – 5

25 + j10,65

51,1

92,2

HT – 6

52 + j22,15

35,4

127,82

6–7

22 + j9,37

22,4

83,98

Điện áp định
mức của mạng
Uđm
kV

110

Căn cứ vào kết quả tính toán điện áp vận hành của các tuyến đường dây. Ta
chọn điện áp định mức của mạng điện là 110 kV
2.4.2. Chọn tiết diện dây dẫn
Các đoạn đường dây N-1, N-2, N-3, N-8, N-9, 3-4, H-4, H-5 tính toán tương tự
cho kết quả như phương án 1.
•

Tính tiết diện đường dây HT-6
Dòng điện chạy trên đường dây HT-6 khi phụ tải cực đại bằng:

Bùi Quang Vinh – KTĐ2 – K55

Trang 25