ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỆN 1 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Bộ môn Hệ thống điện
----------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỆN 1

THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV
GVHD: ThS. Đặng Tuấn Khanh
SVTH: Nguyễn Trọng Tuấn
MSSV: 41204295

TP.HCM, Tháng 12 năm 2015


MỤC LỤC
CHƯƠNG I: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN.......................................1
1. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG...............................................................................1
2. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG.........................................................................2
CHƯƠNG II: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT.........................................4
1. LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN.........................................................................................4
2. CHỌN TIẾT DIỆN DÂY.......................................................................................................5
3. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY....................................................................9
4. TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ SỤT ÁP....................................................................14
5. CHỌN BÁT SỨ...................................................................................................................24
6. CHỈ TIÊU VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG DO ĐIỆN DUNG ĐƯỜNG DÂY..............25
7. TỔN HAO VẦNG QUANG.................................................................................................25
CHƯƠNG III. SO SÁNH PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ.............................................................27
1. MỤC ĐÍCH.......................................................................................................................... 27
2. TÍNH TOÁN......................................................................................................................... 27

CHƯƠNG IV: SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP..........31
1. CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA MBA TRONG TRẠM GIẢM ÁP................31
2. CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP....................................................................................31
3. SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT...............................................................................................33
CHƯƠNG V: BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN..................................................................35
1. MỤC ĐÍCH.......................................................................................................................... 35
2. TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ.................................................................................................35
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ
PHÂN BỐ THIẾT BỊ BÙ CƯỠNG BỨC...................................................................................37
1. MỤC ĐÍCH.......................................................................................................................... 37
2. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG.................................................37
CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN......................42
1. MỞ ĐẦU.............................................................................................................................. 42
2. TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI.....................................42
3. TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC TIỂU...................................52
4. TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC SỰ CỐ.........................................................60
CHƯƠNG VIII: ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN............................................74
1. MỞ ĐẦU.............................................................................................................................. 74
2. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP.......................................................................................................74
CHƯƠNG IX: TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT........................................80
1. MỞ ĐẦU.............................................................................................................................. 80
2. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG.............................................................................80
3. TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN................................................................................81
4. LẬP BẢNG CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT...................................................................83


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

CHƯƠNG I:
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.
Số liệu ban đầu:
Phụ tải

Pmax (MW)
Pmin (MW) = 40% Pmax
Cos φ
Tmax (giờ/năm)
Yêu cầu cung cấp điện

1

2

24 MW
40%
0.83
5300
Liên tục

20 MW
40%
0.82
5200
Liên tục

3

4

22 MW
25 MW
40%
40%
0.81
0.84
4700
4900
Không liên tục Không liên tục

Vị trí nguồn và phụ tải:

I.

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG:
Cân bằng công suất tác dụng cần thiết để giữ tần số trong hệ thống.
Chúng ta biểu diễn cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống điện bằng biểu thức như sau:

(1)
Với:
: tổng công suất tác dụng phát ra do các máy phát điện của các nhà máy trong hệ
thống điện.
: tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ.
m: hệ số đồng thời (giả thiết chọn 0,8).
: tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp.
: tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện.
SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 1


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

: 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 tăng của nhà máy điện nên tính cân
bằng công suất tác dụng như sau:
Với:

�P  24  20  22  25  91 (MW)
�P  0.09 x0.8x91  6.552 (MW)
pt

md



II.

�P

 m�Ppt  �Pmd  0.8 x91  6.552  79.352

F

(MW)

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG:
Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường trong hệ thống điện.
Chúng ta biểu diễn cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống điện như sau:

(2)
Với:
: tổng công suất phát ra của các nhà máy trong hệ thống điện.
�QF  �PF tg F  79.352tg (cos 1 0.8)  59.514 (MVAr) với cos F  0.8 .
: tổng phụ tải phản kháng của mạng điện có xét đến hệ số đồng thời.

�Q
�Q

pt

 24tg (cos 1 0.83)  20tg (cos 1 0.82)  22tg (cos 1 0.81)  25tg (cos 1 0.84)

pt

 62.1643

(MVAr)

: tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp có thể ước lượng.

�Q

B

 0.12 x 912  62.16432  13.2247

(MVAr)

: tổng tổn thất công suất phản kháng trên các đoạn đường dây của mạng điện.
: tổng công suất phản kháng do điện dung đường dây cao áp sinh ra.
: tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống điện.
: tổng công suất phản kháng dự trữ của hệ thống điện.
Trong thiết kế môn học, chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của nhà máy điện nên có thể không
cần tính và .
Vậy:

Qbu  m�Q pt  �QB  �QF  0.8 x62.1643  13.2247  59.514  3.44214

(MVAr)

Vì Qbu 0 nên hệ thống cần đặt thêm thiết bị bù để cân bằng công suất phản kháng trong hệ
thống.
Để nâng cao hệ số cos cho các phụ tải ta tiến hành phân bố dung lượng bù cho các phụ tải
thứ i theo công thức như sau:
sao cho

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 2

THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

Bù cho phụ tải 3: Qbù 3 = 2.442 (MVAr)
Qbu 3  Ppt 3 (tg (cos 1 0.81)  tg4/ )
� tg4/  tg (cos 1 0.81) 

Qbu3
2.442
 tg (cos 1 0.81) 
 0.613
Ppt 3
22

� cos 4/  0.85

Bù cho phụ tải 2: Qbù 2 = 1 (MVAr)
Qbu 2  Ppt 2 (tg (cos 1 0.82)  tg 2/ )
� tg2/  tg (cos 1 0.82) 

Qbu2
1
 tg (cos 1 0.82) 
 0.648
Ppt 2
20

� cos 2/  0.84

Tính:

Bảng số liệu phụ tải sau khi bù sơ bộ:
STT
1
2
3
4

P
(MW)
24
20
22
25

Q
(MVAr)
16.128
13.960
15.928
16.148

L
(km)
56.57
72.80
63.25

78.10

cos
0.83
0.82
0.81
0.84

(MVAr)
0
1
2.442
0

Q(MVAr)
16.128
12.960
13.486
16.148

(MVA)
28.916
23.832
25.805
29.762

cos
0.83
0.84
0.85

0.84

CHƯƠNG II
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT
SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 3


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

I. LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN:
1. Chọn điện áp tải điện:
Khoảng cách từ nguồn đến các phụ tải:
-

2
2
Phụ tải 1: l1= 10 4  4  40 2  56.57 (km).

-

2
2
Phụ tải 2: l2= 10 7  2  10 53  72.8 (km).

-

2
2
Phụ tải 3: l3= 10 6  2  20 10  63.25 (km).

- Phụ tải 4: l4= 10 6  5  10 61  78.1 (km).
Theo công thức Still ta tìm được điện áp:
2

2

U  4.34 � l  0.016 P (kV)

Trong đó: P: công suất truyền tải (kW) và l: khoảng cách truyền tải (km)
U1  4.34 � l1  0.016 P1

= 4.34 � 56.57  0.016 �24000 =91.1 (kV)

Tương tự, ta tính được:
U 2  86.02

(kV); U 3  88.44 (kV); U 4  94.9 (kV)
Vậy: Chọn cấp điện áp gần nhất là: Uđm=110 (kV)
Tmax tb 

�PT
�P

i max i



24 �5300  20 �5200  22 �4700  25 �4900
 5023.1
24  20  22  25

(giờ/năm)
Ta sử dụng loại dây nhôm trần lõi thép (AC) và căn cứ vào bảng 2.3 trang 18 sách hướng dẫn
i

đồ án môn học điện 1 nên ta chọn mật độ dòng kinh tế là: jkt  1.0 (A/mm2)

2. Các phương án đi dây:
2.1 Khụ vực I: gồm các phương án 1,2,3,4.

Phương án 1

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

Phương án 2

MSSV: 41204295

Trang 4


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

Phương án 3

Phương án 4

Loại bỏ phương án 3 vì công suất trên đoạn N-2 gánh luôn công suất phụ tải 1 và
chiều dài đoạn N-2 (l=72.8km) dài hơn đoạn N-1 (l=56.57km), do đó chi phí đầu tư cao nên
không kinh tế.
2.2 Khụ vực II: gồm phương án 5.

Phương án 5
II.

CHỌN TIẾT DIỆN DÂY:
1. Khu vực I:
a. Phương án 1: Đường dây mạng kín.

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 5


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

S&(l  l )  S&2l2
S&N 1  1 12 2

l1  l2  l12
(24  j16.128)(67.1  72.8)  (20  j12.96)(72.8)
� S&N 1 
 24.5  j16.286
56.57  67.1  72.8
(MVA)
&
&
S l  S (l  l ) (24  j16.128)(56.57)  (20  j12.96)(67.1  56.57)
S&N 2  1 1 2 12 1 
 19.5  j12.802
l1  l2  l12
56.57  67.1  72.8
(MVA)

Kiểm tra lại:
-

&
S&N 1  S&N 2  S&
1  S2

&
S&
1  S 2  (24  j16.128)  (20  j12.96)  44  j 29.088 (MVA)

S&N 1  S&N 2  (24.5  j16.286)  (19.5  j12.802)  44  j 29.088

(MVA)

& & &
- S12  S N 1  S1  (24.5  j16.286)  (24  j16.128)  0.5  j 0.158 (MVA)
Vậy: chiều công suất chạy từ 1 đến 2.
SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 6


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

Đoạn N-1:
I max N 1 

S&N 1max

3 �U đm

FktN 1 

PN21max  QN2 1max
3 �U đm



24.52  16.2862
�103  154.41

3 �110
(A)

I max N 1 154.41

 154.41
jkt
1
(mm2) Chọn AC-150 (mm2)

Đoạn N-2:
I max N 2

S&
 N 2 max 
3 xU đm

FktN 2 

PN22 max  QN2 2 max
3 �U đm

19.52  12.802 2

�103  122.434
3 �110
(A)

I max N 2 122.434


 122.434
jkt
1
(mm2) Chọn AC-120 (mm2)

Tuy nhiên sau khi tính toán tổn thất trong tình trạng cưỡng bức, ta thấy ở đoạn này dùng dây
AC-120 không thỏa đáng nên ta tăng dây dẫn đoạn N-2 lên AC-150.
Đoạn 1-2:
I max12

S&
 12max 
3 �U đm

Fkt12 

P122 max  Q122 max
3 �U đm



0.52  0.1582
�103  2.752
3 �110
(A)

I max12 2.752

 2.752
jkt

1
(mm2) Chọn AC-70 (mm2)

Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k=0,81 tra bảng PL2.7 trang 121 sách hướng dẫn đồ án môn học
điện 1.
Dòng điện cho phép của dây dẫn tra bảng PL2.6 trang 121 sách hướng dẫn đồ án môn học
điện 1.
Đoạn
N-1
N-2
1-2

Loại dây
AC-150
AC-150
AC-70

Dòng cho phép
0.81x445=360.45 (A)
0.81x445=360.45 (A)
0.81x275=222.75 (A)

Kiểm tra điều kiện phát nóng khi ngưng một lộ.
Trường hợp khi ngưng đoạn N-1.
Kiểm tra đoạn N-2:
I cb max N 2 

( P1max  P2max )2  (Q1max  Q2max ) 2
S&N 2max



3 �U đm
3 �U đm

� I cb max N 2 

(24  20) 2  (16.128  12.96) 2

� I cb max N 2  276.84

3 �110

(A)<

I cp  360.45

�103  276.84

(A)

(A) (thỏa điều kiện)

Kiểm tra đoạn 1-2:

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 7

THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV
S&
12max

3 �U đm

I cb max12 

2
P122 max  Q12max



3 �U đm

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

242  16.1282
�103  151.77
3 �110
(A)

I  222.75

� I cb max12  151.77

(A)< cp
(A) (thỏa điều kiện)
Trường hợp khi ngưng đoạn N-2 cũng thỏa điều kiện phát nóng dây dẫn.

b. Phương án 2: Đường dây lộ kép hình tia liên thông.

Đoạn 1-2:
I max12 

S&
12max

3 �U đm

Fkt12 

2
P122 max  Q12max

3 �U đm



202  12.962
�103  125.1
3 �110
(A)

I max12 125.1

 62.55
2 �jkt
2 �1

(mm2) Chọn AC-70 (mm2)

Đoạn N-1:
(24  20) 2  (16.128  12.96) 2
S&N 1max
I max N 1 

�103  276.84
3 �U đm
3 �110
(A)

FktN 1 

I max N 1 276.84

 138.42
2 �jkt
2 �1
(mm2) Chọn AC-150 (mm2)

Đoạn
N-1
1-2

Loại dây
AC-150
AC-70

Dòng cho phép

0.81x445=360.45 (A)
0.81x275=222.75 (A)

Kiểm tra điều kiện phát nóng khi ngưng một lộ.
Kiểm tra đoạn N-1:
I cb max N 1  2 �138.42  276.84

(A) <

I cp  360.45

(A) (thỏa điều kiện)

Kiểm tra đoạn 1-2:
I cb max12  2 �62.55  125.1 (A) < I cp  222.75 (A) (thỏa điều kiện)

c. Phương án 4: Đường dây lộ kép hình tia. Tương tự phương án 2, ta tính được kết
quả như sau:

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 8


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

Đoạn
N-1

N-2

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

Loại dây
AC-70
AC-70

Dòng cho phép
0.81x275=222.75 (A)
0.81x275=222.75 (A)

2. Khu vực II: Phương án 5:

Đoạn N-3:
I max N 3 

S&N 3max

3 �U đm

FktN 3 

PN23max  QN2 3max
3 �U đm



222  13.486 2
�103  135.44

3 �110
(A)

I max N 3 135.44

 135.44
jkt
1
(mm2) Chọn AC-150 (mm2)

Đoạn N-4: Tương tự như trên ta tính được kết quả chọn dây như bảng sau:
Đoạn
Loại dây
Dòng cho phép
N-3
AC-150
0.81x445=360.45 (A)
N-4
AC-150
0.81x445=360.45 (A)

BẢNG TỔNG KẾT CÁC PHƯƠNG ÁN
Khu vực

Phương án
Phương án 1

Khu vực
I

Phương án 2

N-1
N-2
1-2
N-1
1-2

Số
lộ
1
1
1
2
2

Loại
dây
AC-150
AC-150
AC-70
AC-150
AC-70

N-1
N-2
N-3
N-4

2

2
1
1

AC-70
AC-70
AC-150
AC-150

Đoạn

Phương án 4

Khu vực
II

Phương án 5

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

Dòng cho phép

Ghi
chú

0.81x445=360.45 (A)
0.81x445=360.45 (A)
0.81x275=222.75 (A)
0.81x445=360.45 (A)
0.81x275=222.75 (A)

0.81x275=222.75 (A)
0.81x275=222.75 (A)
0.81x445=360.45 (A)
0.81x445=360.45 (A)

MSSV: 41204295

Trang 9


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

III.

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY:

1. Khu vực I:
a. Đường dây lộ đơn:
Chọn trụ cho đường dây vận hành lộ đơn hình PL5.5 trụ kim loại 110kV trang 157 sách
hướng dẫn đồ án môn học điện 1 có thông số như hình vẽ.

2.1m a
4m
b

2.1m

4.2m

c

Các khoảng cách:
-

Dab  42  (2.1  2.1) 2  5.8 (m)

-

Dbc  6.3 (m)

-

Dac  42  2.12  4.5177 (m)

Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha của đường dây lộ đơn:
-

Dm  3 Dab Dbc Dca  3 5.8 �6.3 �4.5177  5.4856

(m)

 Phương án 1:
 Đoạn N-1 và N-2: AC-150, tra bảng phụ lục 2.1 trang 116 sách hướng dẫn đồ án môn học
điện 1 ta có: d=17(mm) � r=8.5(mm)
/
Bán kính tự thân của một dây (35 sợi) ta có: r  0.768 �r  0.768 �8.5  6.528 (mm)

 Điện trở: r0  0.21 (Ω/km)

 Cảm kháng:
Ds  r /  6.528

(mm)

x0  2 �104 �2 f �ln

Dm
5.4856
 2 �104 �2 �3.14 �50 �ln
 0.423
Ds
6.528 �103
(Ω/km)

 Dung dẫn:
Ds,  r  8.5

(mm)

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 10


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV
b0 

2 f
18 �106 �ln

Dm
Ds,



GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

2 �3.14 �50
 2.697 �106
5.4856
18 �10 6 �ln
8.5 �103

(1/Ωkm)

 Đoạn 1-2: AC-70, Tương tự ta tính toán cho đường dây lộ đơn kết quả như sau:
Đoạn

Dây

N-1
N-2
1-2

AC-150
AC-150
AC-70

Ch.dài
(km)
56.57
72.8
67.1

(/Km)
0.21
0.21
0.46

(/Km)
0.423
0.423
0.4482

(1/)
2.697x
2.697x
2.5407x

R
()
11.88
15.288
30.866

X
()

23.935
30.7944
30.074

(1/)
1.5257x
1.9634x
1.7048x

b. Đường dây lộ kép:
Chọn trụ cho đường dây vận hành lộ kép hình PL5.12 trụ kim loại 110kV-2 mạch trang
161 sách hướng dẫn đồ án môn học điện 1 có thông số như hình vẽ.
3.5m

3.5m
5m

4m

5m

4m

3.5m

3.5m
Các khoảng cách:
-

Da,b,  Db,c,  Da,,b,,  Db,,c,,  1.52  42  4.272

-

(m)

-

(m)

-

Da,b,,  Da,,b,  Dc,,b,  Db,,c,  8.52  4 2  9.3941

-

Da, a,,  Dc,c,,  82  7 2  10.6301

(m)

(m)

(m)

Giữa nhóm dây pha A và nhóm dây pha B:
-

DAB  DBC  4 Da,b, Da,b,, Da,,b, Da,,b,,  4 4.2722 �9.39412  6.3349

(m)

Giữa nhóm dây pha B và nhóm dây pha C:
-

DAB  DBC  6.3349

(m)

Giữa nhóm dây pha C và nhóm dây pha A:
SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 11


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

-

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

DCA  4 Dc, a, Dc, a,, Dc,, a, Dc,, a,,  4 82 �7 2  7.4833

(m)

Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha của đường dây lộ kép:
-

Dm  3 DAB DBC DCA  3 7.4833 �6.3349 2  6.6966

(m)

 Phương án 2: Đường dây lộ kép hình tia liên thông.
 Lúc vận hành bình thường:
 Đoạn 1-2: AC-70 tra bảng Phụ lục 2.1 trang 116 sách hướng dẫn đồ án môn học điện 1 ta có:
d=11.4(mm) � r=5.7(mm)
 Điện trở:

r0 

0.46
 0.23
2
(Ω/km)

,
Bán kính tự thân của một dây (7 sợi) ta có: r  0.726 �r  0.726 �5.7  4.1382 (mm)
Giữa các dây thuộc pha .

-

DsA  DsC  r , �Da,a,,  4.1382 �103 �10.6301  0.2097

-

DsB  r , �Db,b,,  4.1382 �10 3 �10  0.2034

-

Ds  3 DsA DsB DsC  3 0.2097 2 �0.2034  0.2075

(m)

(m)
(m)

 Cảm kháng:
x0  2 �104 �2 f �ln

Dm
6.6966
 2 �10 4 �2 �3.14 �50 �ln
 0.2183
Ds
0.2075
(Ω/km)

 Dung dẫn:
,
,
DsA
 DsC
 r , �Da,a,,  5.7 �103 �10.6301  0.2462
,

D  D D D
,
s

b0 

3

(m)

3

D  r �Db,b,,  5.7 �10 �10  0.2387
,
sB

,
sA

,
sB

,
sC

(m)

 0.2462 �0.2387  0.2437
3

2 f
D
18 �106 �ln m
Ds,



2

(m)

2 �3.14 �50
 5.2674 �106
6.6996
18 �10 6 �ln
0.2437

(1/Ωkm)

 Đoạn N-1: AC-150: Tương tự ta tính toán cho đường dây lộ đơn kết quả như sau:
Đoạn

Dây

Ch.dài

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

R

MSSV: 41204295

X

Trang 12

THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

1-2
N-1

(km)
67.1
56.57

AC-70
AC-150

(/Km)
0.23
0.105

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH
(/Km)
0.218
0.204

(1/)
5.2674x
5.6051x

()
15.433
5.94

()
14.6278
11.54

(1/)
3.5344x
3.1708x

 Lúc vận hành ngưng một lộ: Tương tự như trường hợp lộ đơn của phương án 1 ta tính toán
kết quả như bảng sau:
Đoạn

Dây

1-2
N-1

AC-70
AC-150

Ch.dài
(km)
67.1
56.57

(/Km)
0.46
0.21

(/Km)
0.449
0.4205

R
()
30.866
11.88

(1/)
2.555x
2.715x

X
()
30.128
23.79

(1/)
1.7144x
1.5359x

 Phương án 4: Đường dây lộ kép hình tia. Tương tự phương án 2 ta tính toán cho đường
dây lộ đơn kết quả như sau: AC-70
 Lúc vận hành bình thường 2 lộ:
Đoạn

Dây

Ch.dài

(km)

N-1
N-2

AC-70
AC-70

56.57
72.8

(/Km
)
0.23
0.23

(/Km)

(1/)

R
()

X
()

(1/)

0.218
0.218

5.2674x
5.2674x

13.011
16.744

12.332
15.8704

2.9798x
3.8347x

(/Km)

(1/)

R
()

X
()

(1/)

0.449
0.449

2.555x
2.555x

26.022
33.488

25.4
32.6872

1.4454x
1.86x

 Lúc vận hành ngưng một lộ:
Đoạn

Dây

Ch.dài
(km)

N-1
N-2

AC-70
AC-70

56.57
72.8

(/Km
)
0.46

0.46

2. Khu vực II:
 Phương án 5: Đường dây lộ đơn hình tia. Tương tự phương án 1 ta tính toán cho đường
dây lộ đơn kết quả như sau: AC-150
Đoạn

Dây

Ch.dài
(km)

N-3
N-4

AC-150
AC-150

63.25
78.1

(/Km
)
0.21
0.21

(/Km)

(1/)

R
()

X
()

(1/)

0.423
0.423

2.697x
2.697x

13.2825
16.401

26.755
33.0363

1.7059x
2.1064x

BẢNG TỔNG HƠP THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY
VẬN HÀNH BÌNH THƯỜNG
P.
án

Đoạn

Số
lộ

Dây

Ch.dài
(km)

AC-150
AC-150
AC-70
AC-70
AC-150
AC-70

56.57
72.8
67.1
67.1
56.57
56.57

R
()

X
()

11.88
15.288

30.866
15.433
5.94
13.011

23.935
30.7944
30.074
14.6278
11.54
12.332

Khu vực I
1
2
4

N-1
N-2
1-2
1-2
N-1
N-1

1
1
1
2
2
2

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

0.21
0.21
0.46
0.23
0.105
0.23

0.423
0.423
0.4482
0.218
0.204
0.218

2.697x
2.697x
2.5407x
5.2674x
5.6051x
5.2674x

MSSV: 41204295

1.5257x
1.9634x
1.7048x
3.5344x

3.1708x
2.9798x

Trang 13


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV
N-2

2

AC-70

72.8

0.23

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH
0.218

5.2674x

16.744

15.8704

3.8347x

Khu vực II
5

N-3
N-4

1
1

AC-150
AC-150

63.25
78.1

0.21
0.21

0.423
0.423

2.697x
2.697x

13.2825
16.401

26.755
33.0363

1.7059x
2.1064x

BẢNG TỔNG HƠP THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY
VẬN HÀNH KHI NGƯNG MỘT LỘ
P.
án
2
4

Đoạn
1-2
N-1
N-1
N-2

IV.

Số
lộ
2
2
2
2

Dây

Ch.dài
(km)

AC-70
AC-150

AC-70
AC-70

67.1
56.57
56.57
72.8

0.46
0.21
0.46
0.46

0.449
0.4205
0.449
0.449

2.555x
2.715x
2.555x
2.555x

R
()

X
()

30.866

11.88
26.022
33.488

30.128
23.79
25.4
32.6872

1.7144x
1.5359x
1.4454x
1.86x

TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ SỤT ÁP:
1. Khu vực phụ tải liên tục:
a. Phương án 1:

 Lúc vận hành bình thường:

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 14


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

Tính công suất do phân nửa điện dung của đường dây sinh ra:
1
1
2
Q1  b01l1U đm
 �2.697 �106 �56.57 �1102  0.923
2
2
(MVAr)
1
1
2
Q2  b02l2U đm
 �2.697 �106 �72.8 �110 2  1.188
2
2
(MVAr)
1
1
2
Q12  b012l12U đm
 �2.5407 �106 �67.1�1102  1.0314
2
2
(MVAr)

Tính công suất tính toán ở các nút:

,

&
S&
1  S1  j QC 1  j QC 12  24  j16.128  j 0.923  j1.0314  24  j14.1736

S&2,  S&2  j QC 2  j QC12  20  j12.96  j1.188  j1.0314  20  j10.7406

(MVA)
(MVA)

Sơ đồ thay thế với phụ tải tính toán:

Với:
-

Z1  R1  jX 1  11.88  j 23.935

-

Z 2  R2  jX 2  15.288  j30.7944

-

Z12  R12  jX 12  30.866  j 30.074

(Ω)
(Ω)
(Ω)

Tính dòng công suất trên đường dây nối với nguồn:

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 15


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

S&, Z  S&, ( Z  Z 2 )
S&N* 1  2 2 1 12
Z1  Z 2  Z12
� S&N* 1 

(20  j10.7406)(15.288  j 30.7944)  (24  j14.1736)(46.154  j 60.8684)
58.034  j84.8034

� S&N* 1  24.4332  j14.0204
� S&N 1  24.4332  j14.0204

(MVA)

(24  j14.1736)(11.88  j 23.935)  (20  j10.7406)(42.746  j 54.009)
� S&N* 2 
,
,
&
&

58.034  j84.8034
S Z  S ( Z  Z1 )
S&N* 2  1 1 2 12
*
Z1  Z 2  Z12
� S&N 2  19.567  j10.894
� S&N 2  19.567  j10.894

(MVA)

&,
&
&,
Tính: S12  S N 1  S1  (24.4332  j14.0204)  (24  j14.1736)  0.4332  j 0.1532 (MVA)

Chiều công suất đi từ 1 đến 2.
Tính tổn thất công suất và sụt áp trên đường dây theo sơ đồ tương đương như sau:

 Xét nhánh N-2.
-

Tổn thất công suất tác dụng do R2=15.288Ω gây ra.
PN, 2 

-

Tổn thất công suất phản kháng do X2=30.7944Ω gây ra.
QN, 2 

-

P2,2  Q2,2
19.567 2  10.894 2
�
R

�15.288  0.6337
2
2
U đm
1102
(MW)

P2,2  Q2,2
19.567 2  10.8942
�
X

�30.7944  1.27643
2
2
U đm
110 2
(MVAr)

Sụt áp trên đoạn N-2.
U N 2 % 

P2, R2  Q2, X 2
19.567 �15.288  10.894 �30.7944

�100% 
�100%  5.245%
2
U đm
1102

 Xét nhánh N-1-2.

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 16


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

-

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

Sụt áp trên đoạn 1-2.
P12, R12  Q12, X 12
0.4332 �30.866  0.1532 �30.074
U12 % 
�100% 
�100%  0.0724%
2
U đm
1102

-

Tổn thất công suất tác dụng do R12=30.866Ω gây ra.
P12,2  Q12,2
0.4332 2  0.1532 2
P12 
�R12 
�30.866  0.000539
2
U đm
1102
(MW)

-

Tổn thất công suất phản kháng do X12=30.074Ω gây ra.
P12,2  Q12,2
0.43322  0.15322
Q12 
�X 12 
�30.074  0.000525
2
U đm
1102
(MVAr)

-

Công suất ở đầu tổng trở của đoạn 1-2.

,,
&,
S&
1  S12  ( P12  j Q12 )  0.4332  j 0.1532  0.000539  j 0.000525  0.433739  j 0.152675

-

Công suất ở cuối tổng trở đoạn N-1.
,
&,,
S&N,, 1  S&
1  S1  24  j14.1736  0.433739  j 0.152675  24.433739  j14.020925

-

PN,,21  QN,,21
24.4337 2  14.02092
�
R

�11.88  0.779
1
2
U đm
1102
(MW)

Tổn thất công suất phản kháng do X1=23.935Ω gây ra.
QN 1 

-

PN,,1R1  QN,, 1 X 1
24.433739 �11.88  14.020925 �23.935
�100% 
�100%  5.1724%
2
U đm
1102

Tổn thất công suất tác dụng R1=11.88Ω gây ra.
PN 1 

-

PN,,21  QN,,21
24.4337 2  14.0209 2
�
X

�23.935  1.5698
1
2
U đm
110 2
(MVAr)

Tổn thất công suất tác dụng trên toàn đường dây.
P  P12  PN 1  PN 2  0.000539  0.779  0.6337  1.4132

-

(MVA)

Sụt áp trên đoạn N-1.
U N 1 % 

-

(MVA)

(MW)

Sụt áp trên toàn đường dây.
U %  U12 %  U N 1 %  0.0724%  5.1724%  5.2448%  10%

 Lúc vận hành cưỡng bức: Trường hơp nặng nề nhất khi ngưng đoạn N-2. Mạng điện kín

trở thành mạng hở và sơ đồ thay thế đường dây hình tia liên thông như sau:
SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 17


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

-

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

Công suất cuối tổng trở của đoạn 1-2.
,,
&
S&
12  S 2  j QC12  20  j12.96  j1.0314  20  j11.9286

-

Sụt áp trên đoạn 1-2.
U12 % 

-

P12,,2  Q12,,2
202  11.92862
�
R

�30.866  1.383
12
2
U đm
1102
(MW)

Tổn thất công suất phản kháng do X12=30.074Ω gây ra.
Q12 

-

P12,, R12  Q12,, X 12
20 �30.866  11.9286 �30.074
�100% 
�100%  8.067%
2
U đm
1102

Tổn thất công suất tác dụng do R12=30.866Ω gây ra.
P12 

-

(MVA)

P12,,2  Q12,,2
202  11.9286 2
�
X

�30.074  1.348
12
2
U đm
1102
(MVAr)

Công suất ở đầu tổng trở của đoạn 1-2.

,
&,,
S&
12  S12  ( P12  j Q12 )  20  j12.96  1.383  j1.348  21.383  j13.2766 (MVA)

-

Công suất ở đầu đoạn 1-2.
&,
S&
12  S12  j QC 12  21.383  j13.2766  j1.0314  21.383  j12.2452

-

Công suất ở cuối tổng trở của đoạn N-1.
&
S&N,, 1  S&
12  j QC 1  S1  45.383  j 27.4502

-

(MVA)

Sụt áp trên đoạn N-1.
U N 1 % 

-

(MVA)

PN,,1 R1  QN,, 1 X 1
45.383 �11.88  27.4502 �23.935
�100% 
�100%  9.886%
2
U đm
1102

Tổn thất công suất tác dụng do R1=11.88Ω gây ra.

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 18


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

PN 1 

-

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

PN,,21  QN,,21
45.3832  27.4502 2
�
R


�11.88  2.762
1
2
U đm
110 2
(MW)

Tổn thất công suất phản kháng do X1=23.935Ω gây ra.
PN,,21  QN,,21
45.3832  27.4502 2
QN 1 
�X 1 
�23.935  5.565
2
U đm
1102
(MVAr)

-

Tổn thất công suất tác dụng trên toàn đường dây.
P  PN 1  P12  2.762  1.383  4.145

-

(MW)

Sụt áp trên đoạn N-1-2.
U %  U N 1 %  U12 %  9.886%  8.067%  17.953%  20%

b. Phương án 2: Đường dây lộ kép hình tia liên thông.
 Lúc vận hành bình thường:

Ta có:

Z1  R1  jX 1  5.94  j11.54

(Ω)

Z12  R12  jX 12  15.433  j14.6278
S&
1  P1  jQ1  24  j16.128 (MVA)

(Ω)

S&2  P2  jQ2  20  j12.96 (MVA)

1
1
2
Q1  b01l1U đm
 �5.6051�106 �56.57 �110 2  1.918
2
2
(MVAr)
1
1
2
Q2  b02l2U đm
 �5.2674 �10 6 �67.1�110 2  2.138

2
2
(MVAr)

Tính tổn thất công suất và sụt áp trên đường dây theo sơ đồ tương đương như sau:

-

Công suất cuối tổng trở của đoạn 1-2.

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 19


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

,,
&
S&
12  S 2  j QC12  20  j12.96  j 2.138  20  j10.822

-

Sụt áp trên đoạn 1-2.
U12 % 

-

P12,,2  Q12,,2
202  10.8222
�
R

�15.433  0.6596
12
2
U đm
110 2
(MW)

Tổn thất công suất phản kháng do X12=14.6278Ω gây ra.
Q12 

-

P12,, R12  Q12,, X 12
20 �15.433  10.822 �14.6278
�100% 
�100%  3.86%
2
U đm
1102

Tổn thất công suất tác dụng do R12=15.433Ω gây ra.
P12 

-

(MVA)

P12,,2  Q12,,2
202  10.822 2
�
X

�14.6278  0.625
12
2
U đm
1102
(MVAr)

Công suất ở đầu tổng trở của đoạn 1-2.
,
&,,
S&
12  S12  ( P12  j Q12 )  20  j10.822  0.6596  j 0.625  20.6596  j11.447 (MVA)

-

Công suất ở đầu đoạn 1-2.
&,
S&
12  S12  j QC12  20.6596  j11.447  j 2.138  20.6596  j 9.309

-

(MVA)

Công suất ở cuối tổng trở của đoạn N-1.
&
S&N,, 1  S&
12  j QC 1  S1  20.6596  j 9.309  j1.918  24  j16.128  44.6596  j 23.519

-

(MVA)

Sụt áp trên đoạn N-1.
PN,,1 R1  QN,, 1 X 1
44.6596 �5.94  23.519 �11.54
U N 1 % 
�100% 
�100%  4.435%
2
U đm
1102

-

Tổn thất công suất tác dụng do R1=5.94Ω gây ra.
PN 1 

-

PN,,21  QN,,21
44.65962  23.5192
�
R

�5.94  1.2507
1
2
U đm
1102
(MW)

Tổn thất công suất phản kháng do X1=11.54Ω gây ra.
PN,,21  QN,,21
44.6596 2  23.519 2
QN 1 
�X 1 
�11.54  2.43
2
U đm
1102
(MVAr)

-

Sụt áp trên toàn đoạn N-1-2:
U %  U N 1 %  U12 %  4.435%  3.86%  8.295%  10%

-

Tổn thất công suất tác dụng trên toàn đường dây:

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 20


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

P  PN 1  P12  1.2507  0.6596  1.9103

(MW)

 Lúc vận hành cưỡng bức:
Ta có:

Z1  R1  jX 1  11.88  j 23.79

(Ω)

Z12  R12  jX 12  30.866  j 30.128

(Ω)

1
1

2
Q1  �b01l1U đm
 �2.715 �10 6 �56.57 �110 2  0.9292
2
2
(MVAr)
1
1
2
Q12  �b012l12U đm
 �2.555 �10 6 �67.1�1102  1.0372
2
2
(MVAr)

Tính tổn thất công suất và sụt áp trên đường dây theo sơ đồ tương đương như sau:

-

Công suất cuối tổng trở của đoạn 1-2.
,,
&
S&
12  S 2  j QC12  20  j12.96  j1.0372  20  j11.9228

-

Sụt áp trên đoạn 1-2.
U12 % 

-

P12,,2  Q12,,2
202  11.92282
�
R

�30.866  1.383
12
2
U đm
110 2
(MW)

Tổn thất công suất phản kháng do X12=30.128Ω gây ra.
Q12 

-

P12,, R12  Q12,, X 12
20 �30.866  11.9228 �30.128
�100% 
�100%  8.0705%
2
U đm
1102

Tổn thất công suất tác dụng do R12=30.866Ω gây ra.
P12 

-

(MVA)

P12,,2  Q12,,2
202  11.92282
�
X

�30.128  1.35
12
2
U đm
1102
(MVAr)

Công suất ở đầu tổng trở của đoạn 1-2.
,
&,,
S&
12  S12  ( P12  j Q12 )  20  j11.9228  1.383  j1.35  21.383  j13.2728 (MVA)

-

Công suất ở đầu đoạn 1-2.

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 21


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

&,
S&
12  S12  j QC 12  21.383  j13.2728  j 0.9292  20.383  j12.2356

-

(MVA)

Công suất ở cuối tổng trở của đoạn N-1.
&
S&N,, 1  S&
12  j QC1  S1  21.383  j12.2356  j 0.9292  24  j16.128  45.383  j 27.4344

-

Sụt áp trên đoạn N-1.
U N 1 % 

-

PN,,21  QN,,21
45.3832  27.4344 2
�

R

�11.88  2.761
1
2
U đm
1102
(MW)

Tổn thất công suất phản kháng do X1=23.79Ω gây ra.
QN 1 

-

PN,,1 R1  QN,, 1 X 1
45.383 �11.88  27.4344 �23.79
�100% 
�100%  9.85%
2
U đm
1102

Tổn thất công suất tác dụng do R1=11.88Ω gây ra.
PN 1 

-

(MVA)

PN,,21  QN,,21

45.3832  27.43442
�
X

�23.79  5.529
1
2
U đm
1102
(MVAr)

Sụt áp trên toàn đoạn N-1-2:
U %  U N 1 %  U12 %  9.85%  8.0705%  17.9205%  20%

-

Tổn thất công suất tác dụng trên toàn đường dây:
P  PN 1  P12  2.761  1.383  4.144

(MW)

c. Phương án 4: Đường dây lộ kép hình tia.
 Lúc vận hành bình thường:
Ta có:

Z1  R1  jX 1  13.011  j12.332

(Ω)

Z 2  R2  jX 2  16.744  j15.8704

(Ω)

S&
1  P1  jQ1  24  j16.128 (MVA)
S&2  P2  jQ2  20  j12.96

(MVA)

1
1
2
Q1  b01l1U đm
 �5.2674 �10 6 �56.57 �110 2  1.803
2
2
(MVAr)
1
1
2
Q2  b02l2U đm
 �5.2674 �10 6 �72.8 �1102  2.320
2
2
(MVAr)

Tính tổn thất công suất và sụt áp trên đường dây theo sơ đồ tương đương như sau:

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 22


THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI 110kV

GVHD: THS. ĐẶNG TUẤN KHANH

 Xét nhánh N-1.
-

Công suất cuối tổng trở của đoạn N-1.
,,
&
S&
1  S1  j QC1  24  j16.128  j1.803  24  j14.325

-

Sụt áp trên đoạn N-1.
U N 1 % 

-

P1,, R1  Q1,, X 1
24 �13.011  14.325 �12.332
�100% 
�100%  4.04%
2

U đm
1102

Tổn thất công suất tác dụng do R1=13.011Ω gây ra.
PN 1 

-

(MVA)

P1,,2  Q1,,2
242  14.3252
�
R

�13.011  0.84
1
2
U đm
1102
(MW)

Tổn thất công suất phản kháng do X1=12.322Ω gây ra.
QN 1 

P1,,2  Q1,,2
242  14.3252
�
X


�12.332  0.7962
1
2
U đm
1102
(MVAr)

 Xét nhánh N-2.
-

Công suất ở cuối tổng trở của đoạn N-2.
S&2,,  S&2  j QC 2  20  j12.96  j 2.32  20  j10.64

-

Sụt áp trên đoạn N-2.
U N 2 % 

-

P2,, R2  Q2,, X 2
20 �16.744  10.64 �15.8704
�100% 
�100%  4.163%
2
U đm
1102

Tổn thất công suất tác dụng do R2=16.744Ω gây ra.
PN 2 

-

(MVA)

P2,,2  Q2,,2
202  10.642
�
R

�16.744  0.71
2
2
U đm
1102
(MW)

Tổn thất công suất phản kháng do X2=15.8704Ω gây ra.

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TUẤN

MSSV: 41204295

Trang 23