Đồ án lưới điện theo số liệu đầu vào

Đồ án lưới điện II

Lời nói đầu
Trong sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa đưa đất nước ta đến năm
2020 trở thành một nước cơ bản là nước công nghiệp. Ngành công nghiệp nói
chung và ngành công nghiệp sản xuất điện năng nói riêng đóng vai trò rất quan
trọng. Điện năng là nhu cầu thiết yếu trong các ngành công nghiệp, cũng như
trong đời sống sinh hoạt hằng ngày của nhân dân. Để có nền kinh tế phát triển,
đời sống nhân dân càng ngày càng cải thiện thì điện năng là một thứ không thể
thiếu. Vì vậy việc phát triển nguồn điện là việc hết sức cần thiết, quan trọng. Trong
một số năm vừa qua và cũng như những năm tiếp theo, Nhà nước cùng với ngành
điện đã và đang mở rộng, lắp đặt nhiều dây chuyền sản xuất điện năng đáp ứng
các yêu cầu sử dụng điện cho công cuộc công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước
và đời sống sinh hoạt của nhân dân.
Trong vài thập kỷ vừa qua, do các ngành khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ,
nhất là khoa học công nghệ thông tin. Máy tính và kỹ thuật vi sử lý đã được ứng
dụng rộng rãi vào tất cả các ngành công nghiệp, kinh tế, đời sống xã hội ,… Và
ngành điện năng cũng không nằm ngoài xu thế tất yếu đó.
Ngày nay trên thế giới, hệ thống điện đã phát triển theo con đường tập trung
hóa sản xuất điện năng, trên cơ sở những nhà máy lớn hợp nhất các hệ thống
năng lượng. Vì vậy, mỗi chúng ta phải trau dồi, học hỏi kiến thức khoa học kỹ
thuật, góp phần đưa ngành hệ thống điện nước ta có thể theo kịp tốc độ phát
triển các nước trên toàn thế giới.
Hệ thống điện nước ta hiện nay, quá trình phát triển phụ tạo ra tăng rất nhanh.
Do vậy. Việc quy hoạch thiết kế mới và phát triển mạng điện đây là vấn đề nên
được quan tâm của ngành điện nói riêng và của cả nước nói chung.
Môn học “Lưới điện” là một sự tập dượt lớn cho các sinh viên ngành hệ thống
điện, giúp em làm quen với các hệ thống cung cấp điện. Công việc là đồ án giúp
cho các sinh viên vận dụng kiến thức của mình đã học vào việc nghiên cứu tương
đối và toàn diện về lĩnh vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng.

1


Trong quá trình làm đồ án, em xinh trân thành cám ơn các thầy, cô giáo đã
giúp đỡ em. Đặc biệt, em cảm ơn thầy “Bùi Đình Thanh” đã tận tình giúp đỡ
em hoàn thành đồ án này.
Em xin trân thành cám ơn !
Sinh viên thực hiện : Đặng Sỹ Quỳnh
Lớp : Hệ thống điện B

2

Khóa : 58


A. Số liệu ban đầu
1.

Nguồn và phụ tải :

Nguồn điện
Phụ tải

-Đủ cung cấp cho phụ tải với cosϕ = 0,8
-Điện áp thanh cái cao áp :
• 1,1Uđm lúc phụ tải cực đại
• 1,05Uđm lúc phụ tải cực tiểu
• -1,1Uđm lúc sự cố
1
2

3
4

5

6

Pmax (MW)

24

29

32

30

26

20

Cosϕ (phụ tải)

0.7

0.75

0.75

0.85

0.8

0.85

Pmin(%Pmax)

40

40

40

40

40

40

5500

5500

5500

5500

5500

5500

-

LT

LT

22

22

22

± 5%

± 5%

± 5%

Tmax (giờ/năm)

Yêu cầu cung cấp
LT
LT
điện
Uđm thứ cấp trạm
22
22
22
phân phối (kV)

Yêu cầu điều chỉnh ± 5%
± 5%
± 5%
điện áp phía thứ cấp
- Giá tiền 1kWh điện năng tổn thất: 1650 đồng
- Giá tiền 1kVAr thiết bị bù: 300.000 đồng

3


2.

Sơ đồ bố trí nguồn và phụ tải
1
2

3
6

N

4
5

B. Nhiệm vụ thiết kế
1. Cân bằng công suất trong mạng điện. Xác định dung lượng bù công suất
kháng.
2. Đề xuất các phương án nối dây của mạng điện và chọn các phương án đáp
ứng kỹ thuật.
3. So sánh kinh tế và lựa chọn phương án hợp lý.

4. Xác định số lượng công suất MBA của trạm phân phối. Sơ đồ nối dây của
trạm.. Sơ đồ nối dây của mạng điện
5. Xác định dung lượng bù kinh tế và giảm tổn thất điện năng.
6. Tính toán cân bằng công suất trong mạng điện. Xác định và phân phối thiết
bị bù cưỡng bức.
7. Tính toán các tình trạng làm việc của mạng điện lúc phụ tải cực đại, cực tiểu
và sự cố.
8. Điều chỉnh điện áp: chọn đầu phân áp của máy biến áp.
9. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thiết kế.
10. Các bản vẽ (A1 hoặc A2,A3): sơ đồ nối đây các phương án, sơ đồ nguyên lý
của mạng điện thiết kế, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.

4


CHƯƠNG 1 – CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN, BÙ CÔNG
SUẤT KHÁNG

Phân tích nguồn và phụ tải
Nhiệm vụ thiết kế mạng lưới điện và hệ thống điện là nghiên cứu và phân tích
các giải pháp, phương án để đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải, với chi phí
nhỏ nhất nhưng không hạn chế độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng.
Để chọn phương án tối ưu cần tiến hành phân tích các đặc điểm của các nguồn
cung cấp điện và dự kiến sơ đồ nối điện sao cho đạt hiệu quả kinh tế - kỹ thuật
cao nhất.
1.1.1 Nguồn điện
Nguồn điện N được lấy từ thanh cái cao áp của nhà máy. Nó luôn đảm bảo
cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải.
Điện áp được lấy từ thanh cái cao áp của trạm tăng áp của nhà máy điện. Và
điện được truyền tải bằng các mạng điện trên không tới các hộ tiêu thụ và luôn

được cung cấp đầy đủ với mọi cấp điện áp.
1.1.2 Phụ tải
Các phụ tải được chia làm 3 loại theo yêu cầu đảm bảo cung cấp điện năng liên
tục:
Hộ tiêu thụ loại I: Bao gồm các phụ tải quan trọng nhất, khi có sự cố ngừng
cung cấp điện sẽ làm hỏng các thiết bị đắt tiền, phá vỡ quy trình công nghệ sản
xuất, gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân, gây ảnh hưởng không tốt về
chính trị ngoại giao. Theo yêu cầu và độ tin cậy cung cấp điện nên các phụ tải loại I
được cấp điện từ 2 nguồn độc lập, thời gian ngừng cung cấp điện cho các phụ tải
loại I chỉ được phép trong khoảng thời gian đóng tự động nguồn dự trữ. Đường
dây cung cấp điện cho phụ tải loại I phải là dây kép hoặc mạch vòng.
Hộ tiêu thụ loại II: Bao gồm những phụ tải quan trọng nhưng đối với các phụ tải
này việc mất điện chỉ gây thiệt hại lớn về kinh tế do đình trệ sản xuất, giảm sút về
số lượng sản phẩm, máy móc và công nhân phải ngừng làm việc, phá vỡ các hoạt
động bình thường của đại đa số người dân. Do vậy mức đảm bảo cung cấp điện
an toàn và liên tục cho các phụ tải này dựa trên yêu cầu của kinh tế, song đa số
các trường hợp người ta thường cung cấp bằng đường đây đơn.
Hộ tiêu thụ loại III: Bao gồm các phụ tải không mấy quan trọng, nghĩa là: các
phụ tải mà việc mất điện không gây ra hậu quả quá nghiêm trọng. Do vậy hộ phụ
tải loại này được cung cấp điện bằng đường dây đơn. Và cho phép ngừng cung
cấp điện trong thời gian cần thiết để sửa chữa sự cố hay thay thế phần hư hỏng
của mạng điện nhưng không quá 1 ngày.
1.1

5


Tính toán cân bằng công suất trong mạng điện
1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng
Phương trình cân bằng:

1.2

∑PF= ∑Ptải + ∑P + ∑Ptd + Pdp (1)

+ ∑PF : tổng công suất các máy phát(nguồn)
+ ∑Ptải : tổng công suất các phụ tải ở chế độ max
Suy ra: ∑Ptảimax = (24+29+32+30+26+20) = 161 (MW)
+ ∑P : tổn hao công suất tác dụng trên lưới điện

P = Pdây dẫn + PMBA
∑P = (3÷5) ∑Ptải
Suy ra: ∑P = 5%∑Ptải = 0,05∑Ptải
+ ∑Ptd : phụ thuộc vào loại máy phát + thủy điện : Ptd = (1÷2)% PF
+ nhiệt điện : Ptd = (8÷12)% PF
Ở đây N là nhiệt điện => Ptd = 10% PF =0,1 PF
+ Pdp : Pdp = 10% ∑Ptải = 0,1∑Ptảimax
Từ (1) suy ra:
PF= ∑Ptảimax + 0,05∑Ptảimax + 0,1 PF + 0,1∑Ptảimax
Suy ra : 0,9PF =1,15∑Ptảimax
 PF = = = 205,72 MW
1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng
Phương trình cân bằng:

∑QF +∑Qb =∑Qtải +∑Q +∑Qtd + Qdp (2)
+ ∑QF = PF.tgϕF =205,72.0,75 = 154,29 MVAr (vì cosϕ = 0,8 -> tgϕ =0,75)
+ ∑Qtải = ∑(Ptảiimax.tgϕi)
1
24
1,02
24,48

2
29
0,88
25,52

3
32
0,88
28,16

4
30
0,62
18,6

5
26
0,75
19,5

6
20
0,62
12,4

Tổng
161

Ptảimax

tgϕ
128,66
Qtải
+ ∑Q = ∑Qdâydẫn + ∑QMBA
Qdâydẫn = QL - QC ≈ 0 (trong trường hợp sơ bộ có thể bỏ qua)
∑Q ≈ ∑QMBA = (10÷15)% ∑Qtải ta lấy: ∑Q = 10%∑Qtải = 0,1∑Qtải = 12,866
MVAr

6


+∑Qtd : Qtd = Ptd.tgϕtd
Mà Ptd = 10% PF =0,1 PF và cosϕtd ≈ cosϕ =0,8
Suy ra: ∑Qtd = Ptd.tgϕtd = 0,1 PF .0,75 = 0,075.205,72 ≈ 15,429 MVAr
+∑Qdp : Qdp = Pdp.tgϕdp
Mà Pdp = 10% ∑Ptải = 0,1∑Ptảimax và cosϕdp ≈ cosϕtbtải ≈ cosϕtbhệthống
Suy ra: ∑Qdp = Pdp.tgϕdp = 0,1∑Ptảimax.tgϕ = 0,1.161.0,75 = 12,075 MVAr
(2) => 154,29 + ∑Qb = 128,66 +12,866+ 15,429 + 12,075
Suy ra: ∑Qb = 14,74 MVAr

Ta tiến hành bù cho các hộ ở xa, cosϕ thấp hơn và bù đến cosϕ = 0,9. Còn bao
nhiêu ta bù cho các hộ ở gần.
Khoảng cách từ nguồn đến tải:
Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6
l(km)
53,85
56,57
31,62
58,31
58,31

50
Công thức tính Qbi: Qbi = Pi(tgϕ1- tgϕ2) = Qi – Pi tgϕ2
Trong đó: ϕ1, ϕ2 là các pha trước và sau khi bù
cosϕ2 = 0,9 => tgϕ2 = 0,484
Phụ tải 4: Qb4 = Q4 – P4tgϕ2 = 18,6 – 30.0,484 = 4,08 MVAr
Phụ tải 5: Qb5 = Q5 – P5tgϕ2 = 19,5 – 26.0,484 = 6,916 MVAr
Phụ tải 2: Qb2 = ∑Qb – (Qb4+Qb5) = 14,74 – (4,08+6,916) = 3,744 MVAr
Đối với phụ tải 2: Qb2 = Q2 – P2tgϕ2 nên tgϕ2 = = = 0,75
Suy ra: cosϕ2 = 0,8
Trước khi bù
Sau khi bù
P
Q
P
Q
cosϕ
cosϕ
Phụ tải 1
24
24,48
0,7
24
0
0,7
Phụ tải 2
29
25,52
0,75
29
3,744

0,8
Phụ tải 3
32
28,16
0,75
32
0
0,75
Phụ tải 4
30
18,6
0,85
30
4,08
0,9
Phụ tải 5
26
19,5
0,8
26
6,916
0,9
Phụ tải 6
20
12,4
0,85
20
0
0,85

7


CHƯƠNG 2 – ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN VÀ
CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐÁP ỨNG YÊU CẦU KỸ THUẬT

2.1 Dự kiến các phương án nối dây
Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều và sơ đồ nối
điện. Vì vậy, các sơ đồ mạng điện cần có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy
cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ,
thuận tiện và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp
nhận các phụ tải mới. Các hộ có yêu cầu cung cấp điện liên tục được cung cấp
điện bàng đường dây hai mạch hoặc mạch vòng, các hộ không có yêu cầu cung
cấp điện liên tục được
cung cấp điện bằng
đường dây một mạch.
1
Các yêu cầu chính đối
2
với mạng điện:
+ Cung cấp điện liên tục
+ Đảm bảo chất lượng
3
điện năng
6
N
+ Đảm bảo thuận lợi cho
thi công, vận hành, sửa
chữa và tính linh hoạt
cao, có khả năng phát

4
triển trong tương lai
+ Đảm bảo an toàn cho
5
người và thiết bị
+ Đảm bảo kinh tế: giá
thành thấp, tổn thất
điện năng nhỏ
1
Trên cơ sở phân tích
những đặc điểm của
2
nguồn điện N, các phụ
tải và vị trí địa lý chúng
ta có thể đưa ra một số
3
phương án nối dây như
6
N
sau:
Phương án 1
Phương án 2
4
5
8


Phương án 3

Phương án 4

1
2

6

N

3

4
5
9


Phương án 5
1
2

6

N

3

4
5

2.2 Tính chọn phương án tối ưu
Chọn điện áp định mức
Việc chọn điện áp định mức có thể ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kỹ thuật

và kinh tế của mạng điện. Nếu chọn điện áp định mức nhỏ sẽ gây tổn thất điện
nguồn lớn. Do đó điện áp định mức phải chọn sao cho hợp lí nhất. Điện áp định
mức phụ thuộc vào công suất tác dụng và khoảng cách truyền tải. Và được tính
bằng công thức sau : Uđm = 4,34.
Trong đó: l – chiều dài đường dây (km)
P – công suất tác dụng của đường dây (MW)
+ Tính chọn tiết diện dây dẫn

Ft =

trong đó: Jkt – mật độ kinh tế của dòng điện ( vì T max = 5500 giờ/năm -> Jkt
= 1 A/mm2)

10


F t – tiết diện tính toán của dây dẫn theo mật độ kinh
tế
Itmax – dòng điện lớn nhất chạy trên
Mà Itmax =

Stmax – công suất trên đường dây khi phụ tải cực đại
n – số dây của đoạn dây
Udm – điện áp định mức của máy điện

Mặt khác: Itmax =

=

Suy ra: Ft = =Itmax

+ Kiểm tra điều kiện vầng quang
Theo điều kiện, tiết diện dây dẫn không được nhỏ hơn trị số cho phép đối với mỗi
cấp điện áp.
Với cấp điện áp 110 kV, để không xuất hiện vầng quang tiết diện dây dẫn tối thiểu
được phép là 70 mm2.
+ Kiểm tra phát nóng dây dẫn
Theo điều kiện:

Isc max < Icp

Trong đó :
Icp - dòng điện cho phép của dây dẫn, nó phụ thuộc vào bản chất và tiết diện
của dây.
Đối với đường dây kép : Isc max = 2.Ibt max < Icp.
+ Chế độ làm việc bình thường
Umax% ≤ Ucp%= 10%
+ Chế độ sự cố
Ucpsc% Ucp% =15%
2.2.1 Phương án 1
Chọn điện áp định mức
Đường
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
dây
l(km)
53,85

56,57
31,62
58,31
58,31
50
P(MW)
24
29
32
30
26
20
Uđmi(kV)
90,81
99
101,19
100,69
94,52
83,48
=> ta nên chọn Uđm = 110 (kV)
Xét đoạn dây N-1

Itmax = = = = 0,18 kA = 180 A

11


Suy ra: Ft

= = = 180 mm2 => chọn dây AC-185 có Icp = 515 A

Bảng 1. Tính toán tương tự ta có bảng số liệu
Đường
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
dây
Số dây
1
2
2
1
2
2
P(MW)
24
29
32
30
26
20
Q(MVAr)
24,48
25,52
28,16
18,6
19,5

12,4
Imax(A)
180
101,4
111,9
185,3
85,3
61,8
2
Fkt(mm )
180
101,4
111,9
185,3
85,3
61,8
Chọn dây AC-185
AC-120
AC-120
AC-185
AC-95
AC-70
Icp(A)
515
380
380
515
335
275
Kiểm tra điều kiện tổn hao vầng quang: thỏa mãn điều kiện

Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn:
IscN-1 = IbtN-1 = 180 A
IscN-2 = 2IbtN-2 = 2.101,4 = 202,8 A
Tính toán tương tự ta có bảng 2
Đường dây
Số dây
Ibt(A)
Isc(A)
Icp(A)
N-1
1
180
180
515
N-2
2
101,4
202,8
380
N-3
2
111,9
223,8
380
N-4
1
185,3
185,3
515
N-5

2
85,3
170,6
335
N-6
2
61,8
123,6
275
=> thỏa mãn điều kiện
Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây khi vận hành ở chế độ bình thường và
sự cố:
Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn đạt tiêu chuẩn, ta 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 của các
đường dây theo các công thức sau:
R = r0l
L = x0l
Bảng 3 Tính toán R và X của các đoạn dây trên đường dây:
Đường

12

Số dây

li(km)

Dây

r0(Ω/km) x0(Ω/km)

Ri(Ω)

Xi(Ω)


dây
dẫn
N-1
1
53,85 AC-185
N-2
2
56,57 AC-120
N-3
2
31,62 AC-120
N-4
1
58,31 AC-185
N-5
2
58,31
AC-95
N-6
2
50
AC-70
Xét mạng điện khi làm việc bình thường:
+ Xét đoạn N-1
= = = 6,5 kV

%=

0,17
0,27
0,27
0,17
0,33
0,46

0,377
0,391
0,391
0,377
0,397
0,408

9,15
7,64
4,27
9,9
9,62
11,5

. 100% = .100% = 5,91%

Xét mạng điện khi gặp sự cố:
+ Xét đoạn N-1
% = 2 % = 2.5,91 = 11,82 %
Bảng 4 Tính toán các đại lượng còn lại ta có bảng:
Đường Số Pmaxi(MW) Qmaxi(MVAr) Ri(Ω) Xi(Ω)

%(%)
dây
dây
N-1
1
24
24,48
9,15
20,3
5,91
N-2
2
29
25,52
7,64
11,1
4,18
N-3
2
32
28,16
4,27
6,18
2,57
N-4
1
30
18,6
9,9
21,98

5,83
N-5
2
26
19,5
9,62 11,57
3,93
N-6
2
20
12,4
11,5
10,2
2,95
Từ kết quả bảng trên ta nhận thấy rằng:
+ Tổn thất điện áp lớn nhất ở chế độ vận hành bình thường bằng:
% = % = 5,91% ≤ Ucp%= 10% => thỏa mãn điều kiện.
+ Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là:
% = % = 11,82% Ucp% =15% => thỏa mãn điều kiện.
Vậy phương án này thỏa mãn về kĩ thuật.
2.2.2 Phương án 2
Chọn điện áp định mức
Đường
2-1
N-2
N-3
N-4
N-5
dây
l(km)

60,83
56,57
31,62
58,31
58,31

13

20,3
11,1
6,18
21,98
11,57
10,2

%(%)
11,82
8,36
5,14
11,66
7,86
5,9

N-6
50


P(MW)
24
53

Uđmi(kV)
91,53
130,53
=> ta nên chọn Uđm = 110 (kV)
+ Tính chọn tiết diện dây dẫn
Xét đoạn dây 2-1

32
101,19

30
100,69

26
94,52

20
83,48

Itmax = = = = 0,18 kA = 180 A
Suy ra: Ft

= = = 180 mm2 => chọn dây AC-185 có Icp = 515 A

Xét đoạn dây N-2

Itmax = = = = 0,1912 kA = 191,2 A
Suy ra: Ft

= = = 191,2 mm2 => chọn dây AC-185 có Icp = 515 A

Tính toán toán tương tự, ta có bảng:
Đường
2-1
N-2
N-3
N-4
N-5
dây
Số dây
1
2
2
1
2
P(MW)
24
53
32
30
26
Q(MVAr)
24,48
50
28,16
18,6
19,5
Imax(A)
180
191,2

111,9
185,3
85,3
2
Fkt(mm )
180
191,2
111,9
185,3
85,3
Chọn dây AC-185
AC-185
AC-120
AC-185
AC-95
Icp(A)
515
515
380
515
335
Kiểm tra điều kiện tổn hao vầng quang: thỏa mãn điều kiện
Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn:
Tính toán tương tự bảng 2, ta có bảng:
Đường dây
Số dây
Ibt(A)
Isc(A)
2-1
1

180
180
N-2
2
191,2
382,4
N-3
2
111,9
223,8
N-4
1
185,3
185,3
N-5
2
85,3
170.6
N-6
2
61,8
123,6

14

N-6
2
20
12,4
61,8

61,8
AC-70
275

Icp(A)
515
515
380
515
335
275


=> thỏa mãn điều kiện.

Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây khi vận hành ở chế độ bình thường và
sự cố:
Tính toán tương tự bảng 3, ta có bảng:
Đường Số dây
li(km) Dây dẫn r0(Ω/km x0(Ω/km
Ri(Ω)
Xi(Ω)
dây
)
)
2-1
1
60,83
AC-185
0,17

0,377
10,34
22,93
N-2
2
56,57
AC-185
0,17
0,377
4,81
10,66
N-3
2
31,62
AC-120
0,27
0,391
4,27
6,18
N-4
1
58,31
AC-185
0,17
0,377
9,9
21,98
N-5
2
58,31

AC-95
0,33
0,397
9,62
11,57
N-6
2
50
AC-70
0,46
0,408
11,5
10,2
Tính toán tương tự bảng 4, ta có bảng:
Đường Số Pmaxi(MW) Qmaxi(MVAr) Ri(Ω) Xi(Ω)
%(%)
%(%)
dây
dây
2-1
1
24
24,48
10,34 22,93
6,69
13,38
N-2
2
53
50

4,81 10,66
6,51
13,02
N-3
2
32
28,16
4,27
6,18
2,57
5,14
N-4
1
30
18,6
9,9
21,98
5,83
11,66
N-5
2
26
19,5
9,62 11,57
3,93
7,86
N-6
2
20
12,4

11,5
10,2
2,95
5,9
Từ kết quả bảng trên ta nhận thấy rằng:
+ Tổn thất điện áp lớn nhất ở chế độ vận hành bình thường bằng:
% = % = 6,69% ≤ Ucp%= 10% => thỏa mãn điều kiện.
+ Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là:
% = % = 13,38% Ucp% =15% => thỏa mãn điều kiện.
Vậy phương án này thỏa mãn về kĩ thuật.
2.2.3 Phương án 3
Chọn điện áp định mức

15


Đường
6-1
N-2
dây
l(km)
58,31
56,57
P(MW)
24
29
Uđmi(kV)
91,28
99
=> ta nên chọn Uđm = 110 (kV)

N-3

N-4

N-5

N-6

31,62
32
101,19

58,31
30
100,69

58,31
26
94,52

50
44
119,17

+ Tính chọn tiết diện dây dẫn
Xét đoạn dây 6-1

Itmax = = = = 0,18 kA = 180 A
Suy ra: Ft

= = = 180 mm2 => chọn dây AC-185 có Icp = 515 A

Xét đoạn dây N-6

Itmax = = = = 0,1507 kA = 150,7 A
Suy ra: Ft

= = = 150,7 mm2 => chọn dây AC-150 có Icp = 445 A

Tính toán toán tương tự, ta có bảng:
Đường
6-1
N-2
N-3
N-4
N-5
dây
Số dây
1
2
2
1
2
P(MW)
24
29
32
30
26

Q(MVAr)
24,48
25,52
28,16
18,6
19,5
Imax(A)
180
101,4
111,9
185,3
85,3
2
Fkt(mm )
180
101,4
111,9
185,3
85,3
Chọn dây AC-185
AC-120
AC-120
AC-185
AC-95
Icp(A)
515
380
380
515
335

Kiểm tra điều kiện tổn hao vầng quang: thỏa mãn điều kiện
Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn:
Tính toán tương tự bảng 2, ta có bảng:
Đường dây
Số dây
Ibt(A)
Isc(A)
6-1
1
180
180
N-2
2
101,4
202,8
N-3
2
111,9
223,8

16

N-6
2
44
36,88
150,7
150,7
AC-150
445

Icp(A)
515
380
380


N-4
1
185,3
185,3
515
N-5
2
85,3
170.6
335
N-6
2
150,7
301,4
445
=> thỏa mãn điều kiện.
Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây khi vận hành ở chế độ bình thường và
sự cố:
Tính toán tương tự bảng 3, ta có bảng:
Đường Số dây
li(km)
Dây
r0(Ω/km) x0(Ω/km) Ri(Ω)

Xi(Ω)
dây
dẫn
6-1
1
58.31 AC-185
0,17
0,377
9,9
21,98
N-2
2
56,57 AC-120
0,27
0,391
7,64
11,1
N-3
2
31,62 AC-120
0,27
0,391
4,27
6,18
N-4
1
58,31 AC-185
0,17
0,377
9,9

21,98
N-5
2
58,31
AC-95
0,33
0,397
9,62
11,57
N-6
2
50
AC-150
0,21
0,384
5,25
9,6
Tính toán tương tự bảng 4, ta có bảng:
Đường Số Pmaxi(MW) Qmaxi(MVAr) Ri(Ω) Xi(Ω)
%(%)
%(%)
dây
dây
6-1
1
24
24,48
9,9
21,98
6,41

12,82
N-2
2
29
25,52
7,64
11,1
4,18
8,36
N-3
2
32
28,16
4,27
6,18
2,57
5,14
N-4
1
30
18,6
9,9
21,98
5,83
11,66
N-5
2
26
19,5
9,62 11,57

3,93
7,86
N-6
2
44
36,88
5,25
9,6
4,84
9,68
Từ kết quả bảng trên ta nhận thấy rằng:
+ Tổn thất điện áp lớn nhất ở chế độ vận hành bình thường bằng:
% = % = 6,41% ≤ Ucp%= 10% => thỏa mãn điều kiện.
+ Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là:
% = % = 12,82% Ucp% =15% => thỏa mãn điều kiện.
Vậy phương án này thỏa mãn về kĩ thuật.
2.2.4 Phương án 4
Chọn điện áp định mức
Đường
N-1
N-2
N-3
3-4
N-5
N-6
dây
l(km)
53,85
56,57
31,62

44,72
58,31
50
P(MW)
24
29
62
30
26
20

17


Uđmi(kV)
90,81
99
=> ta nên chọn Uđm = 110 (kV)

138,85

99,42

94,52

83,48

+ Tính chọn tiết diện dây dẫn
Xét đoạn dây 3-4

Itmax = = = = 0,1853 kA = 185,3 A
Suy ra: Ft

= = = 185,3 mm2 => chọn dây AC-185 có Icp = 515 A

Xét đoạn dây N-3

Itmax = = = = 0,2038 kA = 203,8 A
Suy ra: Ft

= = = 203,8 mm2 => chọn dây AC-185 có Icp = 515 A

Tính toán toán tương tự, ta có bảng:
Đường
N-1
N-2
N-3
3-4
N-5
dây
Số dây
1
2
2
1
2
P(MW)
24
29
62

30
26
Q(MVAr)
24,48
25,52
46,76
18,6
19,5
Imax(A)
180
101,4
203,8
185,3
85,3
2
Fkt(mm )
180
101,4
203,8
185,3
85,3
Chọn dây AC-185
AC-120
AC-185
AC-185
AC-95
Icp(A)
515
380
515

515
335
Kiểm tra điều kiện tổn hao vầng quang: thỏa mãn điều kiện
Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn:
Tính toán tương tự bảng 2, ta có bảng:
Đường dây
Số dây
Ibt(A)
Isc(A)
N-1
1
180
180
N-2
2
101,4
202,8
N-3
2
203,8
407,6
3-4
1
185,3
185,3
N-5
2
85,3
170,6
N-6

2
61,8
123,6
=> thỏa mãn điều kiện.

18

N-6
2
20
12,4
61,8
61,8
AC-70
275

Icp(A)
515
380
515
515
335
275


Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây khi vận hành ở chế độ bình thường và
sự cố:
Tính toán tương tự bảng 3, ta có bảng:
Đường Số dây
li(km)

Dây
r0(Ω/km) x0(Ω/km) Ri(Ω)
Xi(Ω)
dây
dẫn
N-1
1
53,85 AC-185
0,17
0,377
9,15
20,3
N-2
2
56,57 AC-120
0,27
0,391
7,64
11,1
N-3
2
31,62 AC-185
0,17
0,377
2,69
5,96
3-4
1
44,72 AC-185
0,17

0,377
7,6
16,86
N-5
2
58,31
AC-95
0,33
0,397
9,62
11,57
N-6
2
50
AC-70
0,46
0,408
11,5
10,2
Tính toán tương tự bảng 4, ta có bảng:
Đường Số Pmaxi(MW) Qmaxi(MVAr) Ri(Ω) Xi(Ω)
%(%)
%(%)
dây
dây
N-1
1
24
24,48
9,15 20,3

5,91
11,82
N-2
2
29
25,52
7,64 11,1
4,18
8,36
N-3
2
62
46,76
2,69 5,96
3,68
7,36
3-4
1
30
18,6
7,6 16,86
4,476
8,952
N-5
2
26
19,5
9,62 11,57
3,93
7,86

N-6
2
20
12,4
11,5 10,2
2,95
5,9
Từ kết quả bảng trên ta nhận thấy rằng:
+ Tổn thất điện áp lớn nhất ở chế độ vận hành bình thường bằng:
% = % = 5,91% ≤ Ucp%= 10% => thỏa mãn điều kiện.
+ Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là:
% = % = 11,82% Ucp% =15% => thỏa mãn điều kiện.
Vậy phương án này thỏa mãn về kĩ thuật.
2.2.5 Phương án 5
Chọn điện áp định mức
Đường
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
5-6
dây
l(km)
53,85
56,57
31,62
58,31
58,31

50
53,85
P(MW)
24
29
32
30
22,82
23,18
0,36
Uđmi(kV)
90,81
99
101,19
100,69
85,31
89
33,51
=> ta nên chọn Uđm = 110 (kV)

19


+ Tính chọn tiết diện dây dẫn
Các nhánh N-1, N-4, N-5, N-6 tính tương tự phương án 1. Riêng đoạn mạch
vòng trước khi tính ta phải tìm điểm phân công suất.
Ta xét công suất truyền tải trên N-5:
SN-5 =
= = 22,82+j16,31 MVA
Ta xét công suất truyền tải trên N-6:

SN-6 =
= = 23,18+j15,59 MVA
Ta xét công suất truyền tải trên đoạn 5-6:
S5-6 = SN-5 – SN-6 = (22,82+j16,31) – (23,18+j15,59)
= -0,36+j0,72 MW
Suy ra điểm 5 là điểm phân công suất.
Xét đoạn dây N-5

Itmax = = = = 0,1472 kA = 147,2 A
Suy ra: Ft = = = 147,2 mm2 => chọn dây AC-150 có Icp = 445 A
Xét đoạn dây N-6

Itmax = = = = 0,1466 kA = 146,6 A
Suy ra: Ft = = = 146,6 mm2 => chọn dây AC-150 có Icp = 445 A
Xét đoạn dây 5-6

Itmax = = = = 4,225.10-3 kA = 4,225 A
Suy ra: Ft = = = 4,225 mm2 => chọn dây AC-70 có Icp = 275 A
Bảng tính tiết diện dây
Đoạn
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
dây
Số dây
1
2

2
1
1
1
P(MW)
24
29
32
30
22,82
23,18
Q(MVAr) 24,48
25,52
28,16
18,6
16,31
15,59
Imax(A)
180
101,4
111,9
185,3
147,2
146,6
2
Fkt(mm )
180
101,4
111,9
185,3

147,2
146,6
Chọn
AC-185 AC-120 AC-120 AC-185 AC-150 AC-150

20

5-6
1
0,36
0,72
4,225
4,225
AC-70


dây
Icp(A)
515
380
380
515
445
445
275
Kiểm tra điều kiện tổn hao vầng quang: thỏa mãn điều kiện
Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn:
Tính toán tương tự bảng 2, ta có bảng:
Đoạn dây
Số dây

Ibt(A)
Isc(A)
Icp(A)
N-1
1
180
180
515
N-2
2
101,4
202,8
380
N-3
2
111,9
223,8
380
N-4
1
185,3
185,3
515
N-5
1
147,2
147,2
445
N-6
1

146,6
146,6
445
5-6
1
4,225
4,225
275
=> thỏa mãn điều kiện.
Kiểm tra theo điều kiện Ucp%
Tổn hao điện áp trên các đoạn mạch hình tia tính tương tự như các phương án
trên. Riêng đoạn mạch vòng tổn thất điện áp được tính theo công thức sau:
Tổn thất điện áp lớn nhất:
ULN% = .100
= .100 = 5,33%

Ta được bảng kết quả:
Đường Số Pmaxi(MW) Qmaxi(MVAr)
dây
dây
N-1
1
24
24,48
N-2
2
29
25,52
N-3
2

32
28,16
N-4
1
30
18,6
N-5
1
22,82
16,31
N-6
1
23,18
15,59
5-6
1
0,36
0,72

21

Ri(Ω)

Xi(Ω)

%(%)

%(%)

9,15

7,64
4,27
9,9
12,25
10,5
24,77

20,3
11,1
6,18
21,98
22,39
19,2
21,97

5,91
4,18
2,57
5,83
5,33
4,49
0,2044

11,82
8,36
5,14
11,66
10,66
8,98
0,4088

Từ kết quả bảng trên ta nhận thấy rằng:
+ Tổn thất điện áp lớn nhất ở chế độ vận hành bình thường bằng:
% = % = 5,91% ≤ Ucp%= 10% => thỏa mãn điều kiện.
+ Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là:
% = % = 11,82% Ucp% =15% => thỏa mãn điều kiện.
Vậy phương án này thỏa mãn về kĩ thuật.

CHƯƠNG 3 – SO SÁNH KINH TẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN HỢP
LÝ
3.1 Tính toán kinh tế
Để tìm và chọn ra phương án tối ưu nhất, ngoài việc phải đảm bảo những yếu
tố về kỹ thuật mà còn phải đảm bảo tính kinh tế của hệ thống.
Giả thiết các phương án giống nhau cả về số lượng và chủng loại loại dao cách
ly, máy cắt và máy biến áp cấp cho các phụ tải. Để dễ dàng cho việc tính toán
người ta thường áp dụng 2 phương pháp:
+ Thời gian thu hồi vốn tiêu chuẩn (TTC)
+ Hàm chi phí tính toán nhỏ nhất (Zmin)
So sánh về kinh tế người ta dựa vào 2 tiêu chí:

22


+ Giá thành đầu tư
+ Tổn hao điện năng
Ta sử dụng phương pháp hàm chi phí tính toán nhỏ nhất Zmin
Xét phương án thứ i: Hàm chi phí tính toán Zi
Zi = (atc+avh)Vi+
Trong đó: + atc là hệ số tiêu chuẩn ( atc = = 0,125÷0,15 )

+ avh là hệ số vận hành ( avh = 0,04 )
+ Vi là đơn giá đầu tư cho 1km đường dây
+ là chi phí do tổn thất điện năng sinh ra
= A∑.C0
Trong đó: C0 là đơn giá 1 số điện C0 = 1650 đồng
A∑ là tổng tổn hao điện năng trong lưới điện
A∑ = P∑.τ (kWh)
τ = (0,124+Tmaxtb.10-4)2.8760 h
= (0,124+5500.10-4)2.8760 = 3979,5 h
Suy ra: Phương án tối ưu thứ k: Zk = min[Zi]
Dự kiến các phương án đều dùng cột thép, vốn đầu tư cho 1km đường dây là:
Dây AC-70: V0 = 208.106 VNđ/km
Dây AC-95: V0 = 283.106 VNđ/km
Dây AC-120: V0 = 354.106 VNđ/km
Dây AC-150: V0 = 403.106 VNđ/km
Dây AC-185: V0 = 441.106 VNđ/km
Đối với đường dây lộ kép thì vốn đầu tư tăng 1,6 lần so với đường dây đơn.
3.1.1 Phương án 1
VN-1 = 441.106.53,85 = 2,375.1010 VNđ
VN-2 = 1,6. 354.106.56,57 = 3,21.1010 VNđ
VN-3 = 1,6. 354.106.31,62 =1,8.1010 VNđ
VN-4 = 441.106.58,31 = 2,6.1010 VNđ
VN-5 = 1,6. 283.106.58,31 = 2,64.1010 VNđ
VN-6 = 1,6. 208.106.50 = 1,664.1010 VNđ
Tổng vốn đầu tư cho mạng này là:
V∑ = VN-1+ VN-2+ VN-3+ VN-4+ VN-5+ VN-6
= 2,375. 1010+3,21.1010+1,8.1010+2,6.1010+2,64.1010+1,664.1010
= 14,289.1010 VNđ
Tổn thất công suất tác dụng trong mạng:

23


PN-1 = .RN1.103 = .9,15.103 = 888,74 kW
PN-2 = .RN2.103 = .7,64.103 = 942,23 kW
PN-3 = .RN3.103 = .4,27.103 = 641,2 kW
PN-4 = .RN4.103 = .9,9.103 = 1019,42 kW
PN-5 = .RN5.103 = .9,62.103 = 839,76 kW
PN-6 = .RN6.103 = .11,5.103 = 526,3 kW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng:
P∑ = PN-1+PN-2+PN-3+PN-4+PN-5+PN-6
= 888,74+942,23+641,2+1019,42+839,76+526,3 = 4857,65 kW
Tổng tổn hao điện năng trong lưới:
A∑ = P∑. τ = 4857,65.3979,5 = 19,331.106 kWh
Hàm chi phí tính toán hằng năm là:
Z1 = (0,125+0,04).14,289.1010+19,331.106.1650 = 55,473 (tỷVNđ/năm)

3.1.2 Phương án 2
+ Tính tương tự phương án 1, ta có bảng: Vốn đầu tư cho mạng
Đoạn dây
Số đây
Loại dây
li(km)
Vi(VNđ)
2-1
1
AC-185
60,83
2,683.1010
N-2

2
AC-185
56,57
4.1010
N-3
2
AC-120
31,62
1,8.1010
N-4
1
AC-185
58,31
2,6.1010
N-5
2
AC-95
58,31
2,64.1010
N-6
2
AC-70
50
1,664.1010
Tổng vốn đầu tư cho mạng này là:
V∑ = V2-1+ VN-2+ VN-3+ VN-4+ VN-5+ VN-6
= 2,683.1010+4.1010+1,8.1010+2,6.1010+2,64.1010+1,664.1010
= 15,387.1010 VNđ
+ Tính tương tự phương án 1, ta có bảng: Tổn thất công suất tác dụng
Đoạn dây

Pi(MW)
Qi(MVAr)
Ri(Ω)
Pi(kW)
2-1
24
24,48
10,34
1004,32
N-2
53
50
4,81
2110,44
N-3
32
28,16
4,27
641,2
N-4
30
18,6
9,9
1019,42

24


N-5
26

19,5
9,62
839,76
N-6
20
12,4
11,5
526,3
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng:
P∑ = P2-1+PN-2+PN-3+PN-4+PN-5+PN-6
= 1004,32+2110,44+641,2+1019,42+839,76+526,3 = 6141,44 kW
Tổng tổn hao điện năng trong lưới:
A∑ = P∑. τ = 6141,44.3979,5 = 24,44.106 kWh
Hàm chi phí tính toán hằng năm là:
Z2 = (0,125+0,04).15,387.1010+24,44.106.1650 = 65,71455 (tỷVNđ/năm)

3.1.3 Phương án 3
+ Tính tương tự phương án 1, ta có bảng: Vốn đầu tư cho mạng
Đoạn dây
Số dây
Loại dây
li(km)
Vi(VNđ)
6-1
1
AC-185
58,31
2,6.1010
N-2
2

AC-120
56,57
3,21.1010
N-3
2
AC-120
31,62
1,8.1010
N-4
1
AC-185
58,31
2,6.1010
N-5
2
AC-95
58,31
2,64.1010
N-6
2
AC-150
50
3,224.1010
Tổng vốn đầu tư cho mạng này là:
V∑ = V6-1+ VN-2+ VN-3+ VN-4+ VN-5+ VN-6
= 2,6.1010+3,21.1010+1,8.1010+2,6.1010+2,64.1010+3,224.1010
= 16,074. 1010 VNđ
+ Tính tương tự phương án 1, ta có bảng: Tổn thất công suất tác dụng
Đoạn dây
Pi(MW)

Qi(MVAr)
Ri(Ω)
Pi(kW)
6-1
24
24,48
9,9
961,58
N-2
29
25,52
7,64
942,23
N-3
32
28,16
4,27
641,2
N-4
30
18,6
9,9
1019,42

25