Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 100 KVA- 22/0,4KV

SN-6

S’N-6

ZDN-6

S”N-6

S”'’N-6

án tốt nghiệp
jQĐồ
ccN-6

S”’HT-6

S HT-6 ZDHT-1

S’HT-6

jQccHT-6

SHT-6
jQcdHT-6

HT
Thiết kế mạng điện

LỜI NÓI ĐẦU
Z

Hệ thống điệnS’làb5 tập hợp b6các nhà máy điện,
S6 trạm biến áp, đường dây tải
điện và hộ tiêu thụ. Thực hiện nhiệm vụ sản xuất, truyền tải, phân phối và sử
0b6
dụng điện năng tin cậy, Skinh
tế và đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp cho
các phụ tải. Thiết kế, xây dựng mạng điện là những công việc hết sức quan trọng
của ngành điện, có ảnh hưởng lớn tới các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của hệ thống
điện. Giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật trong thiết kế, xây dựng và
vận hành sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với hệ thống kinh tế quốc dân nói
chung và hệ thống điện nói riêng.
Thiết kế lưới điện nhằm giúp sinh viên tổng hợp lại kiến thức đã được đào
tạo khi học trong môi trường đại học và học hỏi thêm được nhiều điều giá trị,
cần thiết cho công việc. Đặc biệt là trong công tác thiết kế, thi công và vận hành
hệ thống. Nhiệm vụ thiết kế gồm hai phần chính:
Phần I: thiết kế mạng điện khu vực.
Phần II: thiết kế trạm biến áp 100 kVA - 22/0,4 KV
Bản thiết kế đã được hoàn thành với sự nỗ lực của bản thân cộng với sự
giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS. Nguyễn Lân Tráng cùng
với sự góp ý chân thành của các thầy cô trong bộ môn đó giúp em hoàn thành
thiết kế tốt nghiệp của mình.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Lân Tráng cùng các thầy cô
trong bộ môn hệ thống điện.
Ngày tháng năm 2008
Sinh viên thiết kế

Nguyễn Viết Phúc

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

1


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

CHƯƠNG 1
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
CÂN BẰNG SƠ BỘ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG

I. PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
Phân tích nguồn và phụ tải của mạng điện là một phần quan trọng trong
tính toán thiết kế, quyết định đến hiệu quả của công trình.
Việc phân tích nếu không chính xác sẽ gây mất cân đối giữa lượng điện
năng cung cấp và lượng điện năng tiêu thụ, làm giảm chất lượng điện năng,
giảm độ tin cậy về cung cấp điện, đồng thời gây khó khăn cho việc phát triển
lưới điện, và gây lãng phí vốn đầu tư.
Việc phân tích nguồn là giúp cho ta có thể định hướng được phương thức
vận hành của nhà máy điện như phân bố công suất giữa các tổ máy phát.
Nhằm đạt được hiệu suất cao nhất, khả năng điều chỉnh về nguồn, điện áp ...
Với các hộ tiêu thụ điện là các hộ loại 1 thì yêu cầu cung cấp điện phải
đảm bảo liên tục, an toàn và phải đảm bảo chất lượng điện năng.
I.1. Sơ đồ địa lí:
m

60 km

5

130 km

m
0k
78
,1

m
60,82 k

60 km

0
,1
8
7

1

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

km

km

km

8

m

70,71 km

,10
78

km

100,49 km

m

ND

7
60,82 k

m

2

50,99

0k
72,8

km

60,82 k

,02
86

4

80
,62

41,23
k

78
,10
km

3

6

70,71 km

HT

58,
3

1k

m

9

2


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

I.2. Số liệu phụ tải trong mạng điện thiết kế
+ Có 7 phụ tải là hộ loại I (1,2,4,5,6,7,9) và 2 phụ tải là hộ loại 3 (3,8).
+ Các phụ tải 1,4,7 yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thưòng (KT) các phụ
tải
còn lại (2,3,5,6,8,9) yêu cầu điều chỉnh điện áp thường (T).
+ Điện áp danh định của lưới điện thứ cấp bằng 22kV.
Số liệu cụ thể các phụ tải là:

Phụ tải
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Số liệu
Pmax(MW) 42,00 40,00 42,00 42,00 40,00 44,00 34,00 32,00 36,00
0,92 0,90 0,90 0,85 0,90 0,92 0,90 0,90 0,92

cos
0,43 0,48 0,48 0,62 0,48 0,43 0,48 0,48 0,43
tg
15,5
15,34
Qmax(MVar) 17,89 19,37 20,34 26,03 19,37 18,74 16,47
0
45,6
35,5
44,44 46,67 49,41 44,44 47,83 37,78
39,13
Smax(MVA)
5
6
21
20
21
21
20
22
17
16
18
Pmin(MW)
Qmin(MVar) 8,95 9,69 10,17 13,01 9,69 9,37 8,23 7,75 7,67
Yêu cầu
điều chỉnh
điện áp
Loại hộ phụ
tải

Điện áp thứ

KT

T

T

KT

T

T

KT

T

T

I

I

III

I

I

I

I

III

I

22

cấp(kV)
Tổng công suất lúc phụ tải cực đại là:
9

�P max  �Pt max  352 MW
1

Tổng công suất lúc phụ tải cực tiểu ( bằng 50% Pmax) là:
9

�P min  �Pt min  176

MW

1

Ta nhận thấy các phụ tải hầu hết đều phân bố tập trung gần giữa NMNĐ
và Hệ thống, một phần phụ tải sẽ nhận công suất phát ra từ NMNĐ, còn lại thì
lấy công suất từ HTĐ.
Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

3


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

I.3. Số liệu của nguồn cung cấp cho mạng điện thiết kế
1. Nhà máy điện

Gồm sáu tổ máy phát, mỗi tổ máy có công suất phát định mức là :
Pđm = 50 MW
Tổng công suất nguồn phát định mức NMNĐ là :
PFđm = 6.50 = 300 MW
cos = 0,85 ; Uđm =10,5 kV
Trong thực tế vận hành cho thấy các nhà máy nhiệt điện làm việc kinh tế
nhất là khi công suất phát đạt từ (80 - 90)%P đm, khi phụ tải điện đạt ổn định
trên 70%Pđm thì máy phát làm việc ổn định. Còn khi tải của nhà máy chỉ còn
bằng 30% Pđm thì máy phát sẽ ngừng hoạt động.
2. Hệ thống điện
- Điện áp định mức là : 110 kV
- Hệ số công suất : cos = 0,80
- Công suất HT là vô cùng lớn
I.4. Chế độ làm việc của mạng điện khi có sự cố
Để đảm bảo cho độ tin cậy về cung cấp điện cho các phụ tải điện thì Hệ
thống và Nhà máy điện cần nối bằng một đường dây liên lạc.
Đối với các phụ tải điện đều là hộ loại I, đòi hỏi cung cấp điện liên tục,
đảm bảo chất lượng điện năng thì cần được cung cấp điện bằng đường dây
kép hay mạch vòng. Nhưng phải đảm bảo khi có sự cố nặng nề nhất (đứt một

dây của đường dây kép hay đứt dây mạch vòng) thì vẫn đảm bảo cung cấp
điện liên tục, đủ công suất cho phụ tải.
Khi có sự cố từ phía NMĐ, cụ thể là sự cố 1 tổ máy của NMĐ thì sẽ phải
huy động công suất thiếu từ phía HTĐ qua đường dây liên lạc.

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

4


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

II. CÂN BẰNG SƠ BỘ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG
Cân bằng công suất trong HTĐ trước hết là xem khả năng cung cấp điện
và tiêu thụ điện trong hệ thống có cân bằng hay không. Sau đó sơ bộ định
phương thức vận hành cho NMĐ trong hệ thống trong các chế độ vận hành
cực đại, cực tiểu và chế độ sự cố, dựa trên sự cân bằng từng khu vực, đặc
điểm, và khả năng cung cấp của NMĐ.
II.1. Cân bằng công suất tác dụng
Sự cân bằng công suất tác dụng trong HT được biểu diễn bằng biểu thức
sau :

�P

F

 PHT  �Pyc  m�Ppt  �Pmd  �P td  �Pdt

Trong đó :
m : là hệ số đồng thời, lấy m =1
Ppt : Tổng công suất tác dụng cực đại của phụ tải.
P md :là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến
áp. Trong tính toán có thể chọn:

P mđ = (5 - 8)% Ppt

Ptd : là tổng công suất tác dụng tự dùng của nhà máy điện.
Ptd = (6 - 10)% PFđm
Pdt : là tổng công suất tác dụng dự trữ cho mạng.
Vì HT có công suất vô cùng lớn nên ta không lấy công suất dự trữ từ nhà
máy điện, mà lấy từ HT, vì vậy không xét đến Pdt trong phương trình.
Thay số vào ta có :
* Tổng công suất tác dụng cực đại :
Ppt = Pi = 352 MW.
* Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện :
  Pmđ = 5%Ppt =17,60 MW.
* Công suất phát kinh tế của NMĐ:
PF = Pkt = 85% PFđm = 0,85.300 =255 MW
* Công suất tự dùng của nhà máy :
Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

5


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

Ptd = 10% Pkt = 0,10.255 = 25,50 MW.
* Công suất yêu cầu :
Pyc = PF + PHT = Ppt +   Pmd + Ptd =352 +17,60 +25,50= 395,10 MW
* Công suất lấy từ HT là :
PHT = Pyc - PF =395,10 - 255 = 140,10 MW
II.2. Cân bằng công suất phản kháng ( CXPK )
Phương trình cân bằng CSPK được viết như sau:
QHT + QF = Qyc
Trong đó:
QF: là tổng CSPK của NMNĐ phát ra.
QHT : là CSPK của HT cấp cho mạng .
Qyc = mQpt + QL - QC + QBA + Qtd + Qdt
Trong đó :
m: là hệ số đồng thời, ở đây lấy m = 1.
Qpt : là tổng CSPK của phụ tải.
QL : là tổng tổn thất CSPK trên cảm kháng của đường dây.
QC : là tổng CSPK do dung dẫn của đường dây sinh ra.
Trong tính toán sơ bộ, ở mạng 110kV ta có QL = QC, nên :
QL - QC = 0.
QBA :là tổn thất CSPK trên các máy biến áp.
Qtd : là tổng CSPK tự dùng của NMĐ.
Qdt : là tổng CSPK dự trữ cho mạng.
Vì HT có công suất vô cùng lớn nên ta không lấy công suất dự trữ từ
NMĐ, mà lấy từ HT. Vì vậy không xét đến Qdt trong phương trình.
Thay số vào ta có :
Qpt = 169,05 MVAr
QBA = 15% Qpt = 0,15. 169,05 = 25,36 MVAr
Qtd = Ptd tgtd =25,50.0,88 = 22,44 MVAr
Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

6


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

Vậy tổng CSPK yêu cầu là:
Qyc = Qpt +QBA +Qtd =169,05 + 25,36 + 22,44 =216,85 MVAr
Khi nhà máy NĐ hòa vào HT thì CSPK của cả HT và NMNĐ phát ra là:
QHT + QF =PHT.tgHT+ Pnm.tgnm =140,10.0,75+255.0,62=263,10 MVAr
So sánh giữa cung và cầu ta thấy: lượng CSPK phát ra so với lượng CSPK
yêu cầu như sau
QHT + QF = 263,10 MVAr > Qyc = 216,85 MVAr
Vậy không cần đặt thêm thiết bị bù CSPK.

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

7


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

Thiết kế mạng điện

8

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

B. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT
I.Phương án 1
40 + j19,37

4

km
78
,10

km
78
,10

7

70,71 km

6
m
60,82 k

40 + j19,37

34 + j16,47
m

60,82 k

ND

2

32 + j15,50

5
m
60,82 k

km
,02
86

42 + j20,34

8

80,
62
km

42 + j26,03

3

70,71 km

44 + j18,74

HT

58,
31
km

1

9

36 + j15,34

42 + j17,89

1. Chọn điện áp mạng điện thiết kế
Ta dùng công thức kinh nghiệm để tính điện áp trên từng đoạn đường
dây như sau:
U i  4,34. Li  16 Pi

Trong đó : Ui : Là điện áp của đoạn đường dây thứ i .
Li : Là chiều dài của đoạn đường dây thứ i.
Pi : Công suất tác dụng truyền tải trên đoạn đường dây thứ i.
Theo như phương án đặt ra ở trên ( mạng hình tia ) thì công suất cực đại của
phụ tải tương ứng chính là các Pi. Với đoạn đến phụ tải 6 sẽ được tính như sau
PNĐ - 6 = ΣPF - ΣPYC
Trong đó :
ΣPF = 85% ΣPFđm = 0,85 . 300 = 255 MW
ΣPyC = P1 +P2 + P3 + P4 + P5 + PTD + P

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

9


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

ΣPTD = 10% PF = 0,1 . 255 = 25,50 MW
P1 +P2 +P3+P4 + P5 =206 MW
ΣΔP = 5% (P1 +P2 +P3+P4 + P5) = 0,05 .206 = 10,30 MW
ΣPyC = 206+25,5+10,30 =241,80 MW
Do đó:
PNĐ - 6 = 255 – 241,80= 13,20 MW
Công suất phản kháng trên đoạn NĐ-6 có thể tính gần đúng như sau:
QNĐ - 6 = PNĐ – 6.tg  6=13,20.0,43 =5,62 MW
SNĐ-6 = ( PND 6 ) 2  (QND 6 ) 2  13, 202  5, 62 2  14,35 MVA
PHT - 6= P6 - PNĐ -6 = 44 – 13,20 = 30,80 MW
QHT - 6 = Q6 - QNĐ -6 = 18,74 – 5,62 = 13,12 MVAr
SHT-6 = ( PND 6 ) 2  (QND 6 ) 2  30,80 2  13,12 2 = 33,48 MVA
Công suất truyền trên các nhánh còn lại đều bằng công suất của phụ tải nối
với nhánh đó.
Kết quả tính toán được tổng hợp ở bảng sau:
Đoạn
đường dây
NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4

NĐ-5
NĐ-6
HT-6
HT-7
HT-8
HT-9

Li
(km)
60,83
78,10
86,02
60,83
78,10
70,71
70,71
60,83
80,62
58,31

Pi
(MW)
42,00
40,00
42,00
42,00
40,00
13,20
30,80
34,00

32,00
36,00

Qi
(MVAr)
17,89
19,37
20,34
26,03
19,37
5,62
13,12
16,47
15,50
15,34

Si
(MVA)
45,65
44,44
46,67
49,41
44,44
14,35
33,48
37,78
35,56
39,13

Ui

( kV)
117,49
116,30
119,49
117,49
116,30
72,87
103,02
106,73
105,65
109,31

Từ kết quả của bảng trên ta nhận thấy chọn điện áp 110 kV làm điện áp
cho toàn mạng là hợp lý, bởi nó nằm giữa khoảng giao động điện áp theo tính
toán từ 72,87 kV đến 119,49 kV.
Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

10


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

2. Chọn tiết diện dây dẫn cho mạng thiết kế

Ta chọn dây dẫn theo điều kiện kinh tế, nghĩa là sẽ chọn tiết diện dây dẫn
theo mật độ dòng điện kinh tế (Jkt ).
Với dây dẫn là dây AC, với T max = 4900h, thì tra bảng 44 sách " Mạng
Lưới Điện".Ta được Jkt = 1,1A/mm2.

Cường độ dòng điện trên mỗi đoạn đường dây tính theo công thức :
Si .103
Ii =
(A)
n. 3.U dm

Trong đó: n : Số lộ đường dây ( dây kép thì n = 2)
Si : Công suất chảy trên nhánh thứ i
Tiết diện dây dẫn tính toán theo công thức:
I

I

i
i
Ftt = j 1,1 mm2
kt

* Đối với đoạn NĐ - 1:
S ND 1.103 45,65.103

INĐ-1 =
= 119,81 A
n. 3.U dm 2. 3.110

Ftt =

I ND 1 119,81

= 108,91 mm2

jkt
1,1

* Đối với đoạn NĐ - 2:
S ND 2 .103 44, 44.103

INĐ-2 =
= 116,64 A
n. 3.U dm
2. 3.110

Ftt =

I ND  2 116,64

= 106,03 mm2
jkt
1,1

* Đối với đoạn NĐ - 3:
S ND 3 .103 46,67.103

INĐ-3 =
= 244,94 A
n. 3.U dm 1. 3.110

Ftt =

I ND 3 244,94


= 222,64 mm2
jkt
1,1

* Đối với đoạn NĐ - 4:
S ND 4 .103 49, 41.103

INĐ-4 =
= 129,67 A
n. 3.U dm
2. 3.110
Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

11


Đồ án tốt nghiệp

Ftt =

Thiết kế mạng điện

I ND  4 129,67

= 117,88 mm2
jkt
1,1

* Đối với đoạn NĐ - 5:
S ND 5 .103 44, 44.103


INĐ-5 =
= 116,64 A
n. 3.U dm
2. 3.110

Ftt =

I ND 5 116,64

= 106,03 mm2
jkt
1,1

* Đối với đoạn NĐ - 6:
S ND 6 .103 14,35.103

INĐ-6 =
= 37,65 A
n. 3.U dm 2. 3.110

Ftt =

I ND 6 37,65

= 34,23 mm2
jkt
1,1

* Đối với đoạn HT - 6:

S HT 6 .103 33, 48.103

IHT-6 =
= 87,86 A
n. 3.U dm 2. 3.110

Ftt =

I HT 6 87,86

= 79,87 mm2
jkt
1,1

* Đối với đoạn HT - 7:
S HT 7 .103 37,78.103

IHT-7 =
= 99,14 A
n. 3.U dm
2. 3.110

Ftt =

I HT 7 99,14

= 90,13 mm2
jkt
1,1

* Đối với đoạn HT - 8:
S HT 8 .103 35,56.103

IHT-8 =
= 186,62 A
n. 3.U dm 1. 3.110

Ftt =

I HT 8 186,62

= 169,65 mm2
jkt
1,1

* Đối với đoạn HT - 9:
S HT 9 .103 39,13.103

IHT-9 =
= 102,69 A
n. 3.U dm 2. 3.110

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

12


Đồ án tốt nghiệp

Ftt =

Thiết kế mạng điện

I HT 9 102,69

= 93,36 mm2
jkt
1,1

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

13


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

Bảng tổng kết:

Nhánh S (MVA) Số lộ
NĐ-1
45,65
2
NĐ-2
44,44
2
NĐ-3
46,67
1

NĐ-4
49,41
2
NĐ-5
44,44
2
NĐ-6
14,35
2
HT-6
33,48
2
HT-7
37,78
2
HT-8
35,56
1
HT-9
39,13
2

I (A)
Ftt (mm2) Loại dây
119,81 108,91
AC120
116,64 106,03
AC95
244,94 222,67
AC240

129,67 117,88
AC120
116,64 106,03
AC95
37,65
34,23
AC70
87,86
79,87
AC70
99,14
90,13
AC95
186,62 169,65
AC185
102,69
93,36
AC95

3.Tính dòng điện sự cố trên các đoạn đường dây
a. Giả thiết thứ nhất
Sự cố đứt 1 trong 2 lộ của đường dây kép, lúc đó lộ còn lại phải chịu
công suất gấp đôi, do đó dòng trên các đoạn đường dây này cũng tăng lớn
gấp đôi dòng điện làm việc bình thường :
Nhánh S (MVA) Số lộ
NĐ-1
45,65
2
NĐ-2
44,44

2
NĐ-3
46,67
1
NĐ-4
49,41
2
NĐ-5
44,44
2
NĐ-6
14,35
2
HT-6
33,48
2
HT-7
37,78
2
HT-8
35,56
1
HT-9
39,13
2
b. Giả thiết thứ 2

I (A)
119,81
116,64

244,94
129,67
116,64
37,65
87,86
99,14
186,62
102,69

Isc (A)
239,61
233,27
259,34
233,27
75,31
175,72
198,28
205,38

Sự cố 1 máy phát của NMNĐ, xảy ra khi phụ tải là cực đại, khi đó phía
HT sẽ phải cung cấp công suất cho phía NMNĐ. Lúc này ta chỉ cần xem xét
đến dòng điện sự cố trên các đoạn đường dây NĐ - 6 và HT - 6 là đường dây
nối liên lạc giữa HT và NMNĐ. Cho 5 tổ máy còn lại của nhà máy nhiệt điện
phát 100% công suất ta có:
PNĐ - 6 = Σ PF - Σ PYCNĐ
Trong đó :
Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

14

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

ΣPF = ΣPFđm = 5.50 = 250 MW
ΣPYCNĐ = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + ΣPTD + ΣΔP
= 42+40+42+42+40+25+10,3 = 241,3 MW
Do đó : PNĐ - 6 = ΣPF - ΣPYCNĐ = 250 - 241,3 = 8,70 MW
PHT - 6 = P6 – PNĐ -6 = 44 – 8,7 = 35,30 MW
Vậy dòng điện trên đoạn NĐ - 6 và HT - 6 khi có sự cố tổ máy phát điện là:
* Đối với đoạn NĐ - 6 :
PSCND-6 .103
8,70.103
=
ISCNĐ-6 =
= 24,82 A
n. 3.U dm .cosj 2. 3.110.0,92

* Đối với đoạn HT - 6 :
PSCHT-6 .103
35,3.103
=
ISCHT-6 =
= 110,693 A
n. 3.U dm .cosj 2. 3.110.0,92

Từ 2 giả thiết trên ta nhận thấy sự cố nặng nề nhất đối với đoạn NĐ – 6
và HT-6 là khi đứt 1 trong 2 lộ đường dây. Với các kết quả tính toán thu
được, tra bảng để chọn tiết diện dây dẫn chuẩn gần nhất và thoả mãn các điều

kiện về vầng quang, phát nóng :
- Điều kiện vầng quang : Với lưới 110 kV tối thiểu là dây AC - 70.
- Điều kiện phát nóng sự cố : ISC < k . Icp (Lấy hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k = 0,8)

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

15


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

Ta có bảng kiểm tra dây dẫn theo điều kiện sự cố của phương án I như
sau :
Đoạn
ĐD
NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4

P
Số lộ
(MW)
42
2
40
2
42

1
42

2

NĐ-5
NĐ-6
HT-6

40
13,2

2
2

30,8

2

HT-7
HT-8
HT-9

34
32

2
1

36

2

I (A)

Isc (A)

Loại dây k.Icp Kiểm tra
ISC < ICP
119,81 239,61 AC120 304
Đạt
116,64 233,27 AC95
264
Đạt
244,94
ACO240 484
Đạt
259,3
129,67
AC120 304
Đạt
4
116,64 233,27 AC95
264
Đạt
37,65 75,31
AC70
212
Đạt
175,7

87,86
AC70
212
Đạt
2
99,14 198,28 AC95
264
Đạt
186,62
AC185 408
Đạt
205,3
102,69
AC95
264
Đạt
8

Bảng thông số chính của các đường dây:
Đoạn
ĐD
NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6
HT-6
HT-7
HT-8

HT-9

Loại dây
AC120
AC95
AC240
AC120
AC95
AC70
AC70
AC95
AC185
AC95

Li

ro

xo

bo.10-6

R

X

(km) (Ω/km) (Ω/km) (S/km) (Ω)
(Ω)
60,83 0,27
0,423

2,69
8,21 12,87
78,10 0,33
0,429
2,65 12,89 16,75
86,02 0,131
0,401
2,85 11,27 34,50
60,83 0,27
0,423
2,69
8,21 12,87
78,10 0,33
0,429
2,65 12,89 16,75
70,71 0,45
0,44
2,58 15,91 15,56
70,71 0,45
0,44
2,58 15,91 15,56
60,83 0,33
0,429
2,65 10,04 13,05
80,62 0,17
0,409
2,82 13,71 32,97
58,31 0,33
0,429
2,65

9,62 12,51

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

B/2.10-6
(S)
163,63
206,97
122,58
163,63
206,97
182,43
182,43
161,19
113,68
154,52

16


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

4. Tính tổn thất điện áp của phương án 1
a.Tính tổn thất khi các phụ tải làm việc bình thường
Tức là tính tổn thất điện áp cực đại khi phụ tải làm việc ở chế độ cực đại.
Áp dụng công thức tính tổn thất điện áp đường dây :
D Ui% =

ΣPi .R i +ΣQi .X i
.100
U 2 dm

* Đối với đoạn NĐ - 1 :
D UNĐ-1% =

42.8, 21  17,89.12,87
.100 = 4,75 %
1102

* Đối với đoạn NĐ - 2 :
D UNĐ-2% =

40.12,89  19,37.16,75
.100 = 6,94 %
1102

* Đối với đoạn NĐ - 3 :
D UNĐ-3% =

42.11, 27  20,34.34,50
.100 = 9,71 %
1102

* Đối với đoạn NĐ - 4 :
D UNĐ-4% =

42.8, 21  26,03.12,87
.100 = 5,62 %

1102

* Đối với đoạn NĐ - 5 :
D UNĐ-5% =

40.12,89  19,37.16,75
.100 = 6,94 %
1102

* Đối với đoạn NĐ - 6 :
D UNĐ-6% =

13, 20.15,91  5,62.15,56
.100 = 2,46 %
1102

* Đối với đoạn HT - 6 :
D UHT-6% =

35,3.15,91  15,56
.100 = 4,77 %
1102

* Đối với đoạn HT - 7 :
D UHT-7% =

34.10,04  16, 47.13,05
.100 = 4,60 %
1102

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

17


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

* Đối với đoạn HT - 8 :
D UHT-8% =

32.13,71  15,50.32,97
.100 = 7,85 %
1102

* Đối với đoạn HT - 9 :
D UHT-9% =

36.9,62  15,34.12,51
.100 = 4,45 %
1102

Ta có bảng tổng kết sau:
Bảng kết quả tính tổn thất điện áp lúc bình thường:
Đoạn ĐD P(MW)
NĐ-1
42,00
NĐ-2
40,00

NĐ-3
42,00
NĐ-4
42,00
NĐ-5
40,00
NĐ-6
13,20

Q(MVAr)
17,89
19,37
20,34
26,03
19,37
5,62

HT-6

13,12

30,80

HT-7
34,00
16,47
HT-8
32,00
15,50
HT-9

36,00
15,34
bt
Vậy : ΔU max% = 9,71 %

R(Ω)
8,21
12,89
11,27
8,21
12,89
15,9
1
15,9
1
10,04
13,71
9,62

X (Ω)  U%
12,87 4,75
16,75 6,94
34,50 9,71
12,87 5,62
16,75 6,94
15,56 2,46
15,56

5,74

13,05
32,97
12,51

4,60
7,85
4,45

b. Tổn thất điện áp khi sự cố nguy hiểm nhất
Sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt 1 trong 2 lộ đường dây tại các lộ gốc,
khi đó dây dẫn còn lại sẽ phải tải lượng công suất gấp đôi, do vậy tổn thất
điện áp ở các lộ gốc cũng sẽ tăng gấp đôi: USC = 2. Ubt 
Ta có bảng tổn thất điện áp lúc bình thường và khi sự cố của phương án 1
Đoạn ĐD  U%  Usc% Đoạn ĐD  U%  Usc%
NĐ-1
4,75
9,51
NĐ-6
2,46
4,92
NĐ-2
6,94 13,88
HT-6
5,74 11,47
NĐ-3
9,71
HT-7
4,60
9,19
NĐ-4

5,62 11,24
HT-8
7,85
NĐ-5
6,94 13,88
HT-9
4,45
8,90
Từ bảng kết quả trên ta có:
Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

18


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

ΔUSCmax % = 13,88 %
II.Phương án 2
40 + j19,37

42 + j26,03

3

4
m

34 + j16,47

78
,10
k

7

70,71 km

m
60,82 k

2

1

40 + j19,37

42 + j17,89

k
50,99

m

8

m
60,82 k

ND

78
,10
km

32 + j15,50

5
m
60,82 k

km
,02
86

42 + j20,34

6
44 + j18,74

70,71 km

HT

58,
31
km

9

36 + j15,34

1. Chọn điện áp mạng điện thiết kế
Ta dùng công thức kinh nghiệm để tính điện áp trên từng đoạn đường
dây như sau:
U i  4,34. Li  16 Pi

Trong đó : Ui : Là điện áp của đoạn đường dây thứ i .
Li : Là chiều dài của đoạn đường dây thứ i.
Pi : Công suất tác dụng truyền tải trên đoạn đường dây thứ i.
Công suất truyền trên các nhánh NĐ – 6, HT – 6 được tính tương tự như
ở trong phương án 1.
Công suất trền trên nhánh HT-7:
PHT-7 =P7 + P8 = 34 + 32=66 MW
PHT-7 =P7 .tg+ P8. tg 8 = 34.0,48 + 32.0,48=31,97 MW
SHT-7 = 662 +31,97 2 =73,33 MVA

Công suất truyền trên các nhánh còn lại đều bằng công suất của phụ tải
nối với nhánh đó

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

19


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

Kết quả tính toán được tổng hợp ở bảng sau:
Đoạn

Li

Pi

Qi

Si

Ui

đường dây
NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6
HT-6
HT-7
7_8

(km)
60,83
78,10
86,02
60,83
78,10

70,71
70,71
60,83
50,9

(MW)
42,00
40,00
42,00
42,00
40,00
13,20
30,80
66
32,00

(MVAr)
17,89
19,37
20,34
26,03
19,37
5,62
13,12
31,97
15,50

(MVA)
45,65
44,44

46,67
49,41
44,44
14,35
33,48
73,33
35,56

( kV)
117,49
116,30
119,49
117,49
116,30
72,87
103,02
145,04

HT-9

9
58,3

36,00

15,34

39,13

102,08

109,31

1
Từ kết quả của bảng trên ta nhận thấy chọn điện áp 110 kV làm điện áp
cho toàn mạng là hợp lý, bởi nó nằm giữa khoảng giao động điện áp theo tính
toán từ 72,87 kV đến 145,04 kV.
3. Chọn tiết diện dây dẫn cho mạng thiết kế

* Đối với các đoạn NĐ-1, NĐ-2, NĐ-3, NĐ-4, NĐ-5, NĐ-6, HT-6,HT-9
được tính như ở trong phương án 1.
* Đối với đoạn HT - 7:
S HT 7 .103 73,33.103

IHT-7 =
= 192,45 A
n. 3.U dm 2. 3.110

Ftt =

I HT 7 192, 45

= 174,95 mm2
jkt
1,1

* Đối với đoạn 7_ 8:
I7_8 =
Ftt =

S7 _ 8 .103

n. 3.U dm
I7 _ 8
jkt



35,56.103

= 186,62 A
1. 3.110

186,62
= 169,65 mm2
1,1

Ta có bảng tổng kết sau:
Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

20


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

Nhánh
NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4

NĐ-5
NĐ-6
HT-6
HT-7
7_8
HT-9

S(MVA)
45,65
44,44
46,67
49,41
44,44
14,35
33,48
73,33
35,56
39,13

Ftt(mm2) Loại dây
108,91
AC120
106,03
AC95
222,67
AC240
117,88
AC120
106,03
AC95

34,23
AC70
79,87
AC70

Số lộ
2
2
1
2
2
2
2
2

I(A)
119,81
116,64
244,94
129,67
116,64
37,65
87,86
192,4

1
2

5
174,95

186,62 169,65
102,69 93,36

AC185
AC185
AC95

3.Tính dòng điện sự cố trên các đoạn đường dây
a. Giả thiết thứ nhất
Sự cố đứt 1 trong 2 lộ của đường dây kép, lúc đó lộ còn lại phải chịu
công suất gấp đôi, do đó dòng trên các đoạn đường dây này cũng tăng lớn
gấp đôi dòng điện làm việc bình thường :
Nhánh S(MVA) Số lộ
NĐ-1
45,65
2
NĐ-2
44,44
2
NĐ-3
46,67
1
NĐ-4
49,41
2
NĐ-5
44,44
2
NĐ-6
14,35

2
HT-6
33,48
2
HT-7
73,33
2
7_8
HT-9
b. Giả thiết thứ 2

35,56
39,13

1
2

I(A)
119,81
116,64
244,94
129,67
116,64
37,65
87,86
192,4

Isc(A)
239,61
233,27

259,34
233,27
75,31
175,72

5
384,90
186,62 186,62
102,69 205,38

Sự cố 1 máy phát của NMNĐ, xảy ra khi phụ tải là cực đại ,khi đó phía
HT sẽ phải cung cấp công suất cho phía NMNĐ. Lúc này ta chỉ cần xem xét
đến dòng điện sự cố trên các đoạn đường dây NĐ - 6 và HT - 6 là đường dây
nối liên lạc giữa HT và NMNĐ. Tính tương tự như ở trong phương án 1 ta có:
ISCNĐ-6 = 11,47 A
ISCHT-6 = 114,96 A
Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

21


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

Từ 2 giả thiết trên ta nhận thấy sự cố nặng nề nhất đối với đoạn NĐ – 6
và HT-6 là khi đứt 1 trong 2 lộ đường dây. Với các kết quả tính toán thu
được, tra bảng để chọn tiết diện dây dẫn chuẩn gần nhất và thoả mãn các điều
kiện về vầng quang, phát nóng :
- Điều kiện vầng quang : Với lưới 110 kV tối thiểu là dây AC - 70.

- Điều kiện phát nóng sự cố : ISC < k . Icp (Lấy hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k = 0,8)
Ta có bảng kiểm tra dây dẫn theo điều kiện sự cố của phương án 2 như
sau :
Đoạn
ĐD
NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4

P
Số lộ
(MW)
42,00
2
40,00
2
42,00
1
42,00
2

I(A)
119,81
116,64
244,94
129,67

NĐ-5
NĐ-6

HT-6

40,00
13,20
30,80

2
2
2

116,64
37,65
87,86

HT-7

66

2

7_8
HT-9

32,00
36,00

1
2

192,4

5
186,62
102,69

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

Isc(A) Loại dây k.Icp Kiểm tra
ISC < ICP
239,61 AC120 304
Đạt
233,27 AC95
264
Đạt
ACO240 484
Đạt
259,3 AC120 304
Đạt
4
233,27 AC95
264
Đạt
75,31
AC70
212
Đạt
175,7
AC70
212
Đạt
2

384,90 AC185 408
Đạt
205,3
8

AC185
AC95

408
264

Đạt
Đạt

22


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

Bảng thông số chính của các đường dây:
xo
bo .10-6
(/km) (S/km)

R
()

0,27

0,423

2,69

8,21

78,10

0,33

0,429

2,65

12,89 16,75 206,97

AC240

86,02

0,131

0,401

2,85

11,27 34,50 122,58

NĐ-4

AC120

60,83

0,27

0,423

2,69

8,21

NĐ-5

AC95

78,10

0,33

0,429

2,65

12,89 16,75 206,97

NĐ-6

AC70

70,71

0,45

0,44

2,58

15,91 15,56 182,43

HT-6

AC70

70,71

0,45

0,44

2,58

15,91 15,56 182,43

HT-7

AC185

60,83

0,17

0,409

2,82

5,17

12,44 171,53

7_8

AC185

50,99

0,17

0,409

2,82

8,67

20,85

HT-9

AC95

58,31

0,33

0,429

2,65

9,62

12,51 154,52

Đoạn
ĐD
NĐ-1

Loại
dây

Li
(km)

ro
(/km)

AC120

60,83

NĐ-2

AC95

NĐ-3

X
()

B/2.10-6
(S)

12,87 163,63

12,87 163,63

71,90

4. Tính tổn thất điện áp của phương án 2
a.Tính tổn thất khi các phụ tải làm việc bình thường
Tức là tính tổn thất điện áp cực đại khi phụ tải làm việc ở chế độ cực đại.
Áp dụng công thức tính tổn thất điện áp đường dây :
Ui% =

Pi .R i  Q i .X i
.100
U 2 dm

* Đối với đoạn NĐ – 1, NĐ – 2, NĐ – 3, NĐ – 4, NĐ – 5, NĐ – 6, HT – 6,
HT – 9 tính giống như trong phương án 1.

* Đối với đoạn HT - 7 :
UHT-7% =

66.5,17  31,97.12, 44
.100 = 6,11 %
1102

* Đối với đoạn 7_8 :
D U7_8% =

32.8,67  15,50.20,85
.100 = 4,96 %
1102

Bảng kết quả tính tổn thất điện áp lúc bình thường:
Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

23


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện

Đoạn ĐD P (MW) Q (MVAr)
NĐ-1
42,00
17,89
NĐ-2
40,00

19,37
NĐ-3
42,00
20,34
NĐ-4
42,00
26,03
NĐ-5
40,00
19,37
NĐ-6
13,20
5,62
HT-6
30,80
13,12
HT-7
66
31,97
7_8
32,00
15,50
HT-9
36,00
15,34

R (Ω)
8,21
12,89
11,27

8,21
12,89
15,91
15,91
5,17
8,67
9,62

X (Ω)  U%
12,87 4,75
16,75 6,94
34,50 9,71
12,87 5,62
16,75 6,94
15,56 2,46
15,56 5,74
12,44 6,11
20,85 4,96
12,51 4,45

Vậy : D Ubtmax% = D U HT 7 + D U 7 8 =6,11+4,96=11,07 
b. Tổn thất điện áp khi sự cố nguy hiểm nhất
Sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt 1 trong 2 lộ đường dây tại các lộ gốc,
khi đó dây dẫn còn lại sẽ phải tải lượng công suất gấp đôi, do vậy tổn thất
điện áp ở các lộ gốc cũng sẽ tăng gấp đôi: D USC% = 2. D Ubt 
Ta có bảng tổn thất điện áp lúc bình thường và khi sự cố của phương án 2
Đoạn ĐD  U%  Usc% Đoạn ĐD  U%  Usc%
NĐ-1
4,75
9,51

NĐ-6
2,46
4,92
NĐ-2
6,94 13,88
HT-6
5,74 11,47
NĐ-3
9,71
HT-7
6,11
12,22
NĐ-4
5,62 11,24
7_8
4,96
NĐ-5
6,94 13,88
HT-9
4,45
8,90
Từ bảng kết quả trên ta có:
SC

D USCmax % = D U HT 7 + D U 7 8 = 12,22 +4,96= 17,18 %

II. Phương án 3

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

24


Đồ án tốt nghiệp
40 + j19,37

42 + j26,03

42 + j20,34

4

km
78
,10

km
50,99

7

70,71 km

6
m
60,82 k

40 + j19,37

34 + j16,47

8

m
60,82 k

m
60,82 k

ND

2

32 + j15,50

5
0k
m

41,23
km

78
,1

3

Thiết kế mạng điện

44 + j18,74

70,71 km

HT

58,
31

1

km

9

36 + j15,34

42 + j17,89

1. Chọn điện áp mạng điện thiết kế
Ta dùng công thức kinh nghiệm để tính điện áp trên từng đoạn đường dây
như sau:

U i  4,34. Li  16 Pi
Trong đó : Ui : Là điện áp của đoạn đường dây thứ i .
Li : Là chiều dài của đoạn đường dây thứ i.
Pi : Công suất tác dụng truyền tải trên đoạn đường dây thứ i.
Công suất trền trên nhánh NĐ-4:
PNĐ-4 =P4 + P3 = 42 + 42= 84 MW
QNĐ-4 =P4 .tg 4 + P3. tg 3 = 42.0,62 + 42.0,48= 46,37 MVAr
S ND  4  842  46,37 2  95,95 MVA

Công suất truyền trên các nhánh còn lại có giá trị như ở trong phương án 2.

Nguyễn Viết Phúc HTĐ Vĩnh Phúc

25