Đồ án môn học thiết kế lưới điện

Đồ án môn học lưới điện

MỤC LỤ

MỞ ĐẦU...........................................................................................................3
CHƯƠNG I:.....................................................................................................4
CÂN BẰNG CễNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN..............................4
1.1 Cân bằng công suất tác dụng.......................................................................4
1.2 Cân bằng công suất phản kháng..................................................................5
CHƯƠNG 2.......................................................................................................8
CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ KỸ THUẬT............................8
2.1 Lựa chọn sơ đồ cấp điện..............................................................................8
2.1.1 Phương án 1:.........................................................................................8
2.1.2 Phương án 2:.........................................................................................9
2.1.3 Phương án 3:.........................................................................................9
2.1.4 Phương án 4........................................................................................10
2.1.5 Phương án 5........................................................................................10
2.2 Chọn cấp điện áp định mức cho hệ thống.................................................10
2.3 So sánh các phương án về mặt kỹ thuật:...................................................11
2.3.1 Phương án 1:.......................................................................................11
.......................................................................................15
2.3.2 Phương án 2:
.......................................................................................16
2.3.3 Phương án 3:
.......................................................................................17
2.3.4 Phương án 4:
.......................................................................................19
2.3.5 Phương án 5:
CHƯƠNG 3: SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN..........................25
3.1 Phương án 1:..............................................................................................25
3.2 Phương án 2...............................................................................................26

3.3 Phương án 3...............................................................................................27
3.4 Phương án 4...............................................................................................28
CHƯƠNG 4....................................................................................................29
LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI DÂY..................................29
4.1 Lựa chọn mỏy biến ỏp...............................................................................29
4.1.1. Chọn số lượng máy biến áp:..............................................................29
4.1.2 Lựa chọn thụng số mỏy biến ỏp:........................................................29
4.2. Sơ đồ trạm biến áp:...................................................................................31
4.2.1 Trạm nguồn:.......................................................................................31
4.2.2. Trạm trung gian.................................................................................31
4.2.3. Trạm cuối...........................................................................................31
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT...............................33
TRONG MẠNG ĐIỆN..................................................................................33
5.1 Trạng thái phụ tải cực đại:.........................................................................33
Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 1


Đồ án môn học lưới điện

5.2 Trạng thỏi phụ tải cực tiểu:........................................................................38
5.3 Trạng thỏi sự cố:........................................................................................43
CHƯƠNG 6:...................................................................................................49
CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP....................................49
CHƯƠNG 7:...................................................................................................53
CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN...................53
7.1: Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện.......................................................53
7.2: Tớnh tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện..................................53
7.3: Tổn thất điện năng trong mạng điện.........................................................53

7.4 Tính chi phí và giá thành tải điện..............................................................54
7.4.1 Chi phí vận hành hằng năm................................................................54
7.4.2 Chi phí tính toán hằng năm................................................................54
7.4.3 Giá thành tải điện...............................................................................54
7.4.4 Giá thành xây dựng 1 MW công suất phụ tải trong chế độ vận hành
cực đại:........................................................................................................54
BẢNG TỔNG KẾT........................................................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................56

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 2


Đồ án môn học lưới điện

MỞ ĐẦU
Ngày nay điện năng là một phần vô cùng quan trọng trong hệ thống năng
lượng của một quốc gia. Trong điều kiện nước ta hiện nay đang trong thời kỡ cụng
nghiệp húa và hiện đại hóa thỡ điện năng lại đóng một vai trũ vụ cựng quan trọng.
Điện năng là điều kiện tiên quyết cho việc phát triển nền công nghiệp cũng như
các ngành sản xuất khác. Do nền kinh tế nước ta cũn trong giai đoạn đang phát
triển và việc sản xuất điện năng cũn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện
nên việc truyền tải điện , cung cấp điện cũng như phân phối điện cho các hộ tiêu
thụ cần phải được tính toán kỹ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lí về kĩ thuật cũng như
về kinh tế.
Đồ án môn học này đó đưa ra phương án có khả năng thực thi nhất trong việc
thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ điện. Nhỡn chung,
phương án được đưa ra đó đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của một mạng
điện.

Dù đó cố gắng nhưng đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót hạn chế, em
rất mong nhận được sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy để em có thể tự hoàn thiện
thêm kiến thức của mỡnh trong lần thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giỏo T.s Trần Mạnh Hựng , cựng toàn thể
thầy cụ trong bộ mụn đó giỳp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này.
Hà Nội, ngày thỏng 6 năm 2017
Sinh viờn

TRƯƠNG MINH TUẤN

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 3


Đồ án môn học lưới điện

CHƯƠNG I:
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
Quá trình sản suất, truyền tải và tiêu thụ điện năng trong hệ thống
điện được tiến hành đồng thời do điện năng không thể tích luỹ được. Tại một
thời điểm luôn có sự cân bằng giữa điện năng sản suất và điện năng tiêu thụ, có
nghĩa là tại mỗi thời điểm cần phải có sự cân bằng giữa công suất tiêu thụ và
phản kháng phát ra với công suất tiêu dùng và phản kháng tiêu thụ. Nếu sự cân
bằng trên bị phá vỡ thì các chỉ tiêu chất lượng điện năng bị giảm dẫn tới mất ổn
định hoặc làm tan rã hệ thống. Do vậy phải kiểm tra sự cân bằng công suất trong
máy điện trước khi bắt đầu thiết kế một mạng lưới.
1.1 Cân bằng công suất tác dụng
Giả sử nguồn điện cung cấp đủ công suất tiêu dùng cho các phụ tải,
do đó sự cân bằng công suất điện biểu diễn bằng biểu thức sau:

�PYC
�P F =
Trong đó:
�P F : Công suất tác dụng phát ra của nguồn
�PYC
: Tổng công suất tác dụng yêu cầu của hệ thống
Mà:
�PPt
�PYC
�P
�Pdt
P
�
td
=m
+
+
+
mđ

m
: Là hệ số đồng thời ( ở đây lấy m = 1)
�PPt
: Tổng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại

�PPt
�P

= P1 + P2 +P3 + P4 + P5 + P6 = 20+30+22+32+28+34=166 (MW)
mđ

: Tổn thất công suất trong mạng điện(bao gồm tổn thất trên

đường dây và máy biến áp). Tính sơ bộ lấy bằng 5% tổng công suất tác
dụng của phụ tải.
�PPt
�P
= 166 . 5% = 8,3 (MW)
mđ= 5%
�Pdt
�Ptd ,
: Tổng công suất tự dùng và công suất dự trữ của mạng.
ở đây:
Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 4


Đồ án môn học lưới điện

�Pdt

= �Ptd = 0 Vì �PF coi như lấy từ thanh cái cao áp, có công suất
vô cùng lớn.
�PYC
P
�
F
Vậy:
=

= 166 + 8,3 = 174,3 (MW)
Do giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng nên ta không cân bằng
chúng.
1.2 Cân bằng công suất phản kháng
Cân bằng công suất tác dụng, trước tiên cần thiết để giữ được tần số
bình thường trong hệ thống, còn để giữ điện áp bình thường cần phải có sự cân
bằng công suất phản kháng. Sự thiếu hụt công suất phản kháng làm cho U giảm.
Mặt khác sự thay đổi U dẫn đến thay đổi f.
Sự cân bằng công suất phản kháng trong HTĐ được biểu diễn bằng
công thức sau:
�Q YC
�Q F =
 �Q F : Tổng cụng suất phản khỏng do nguồn phỏt ra.
Ta cú: �Q F = tg  F . �PF (cos  F = 0,85 � tg  F = 0,62)
Vậy : �Q F = 166 x 0,62 = 102,92 (MVAr)

Q
 � yc : Tổng cụng suất phản khỏng yờu cầu của phụ tải.
Mà :

�Q YC

�Qdt
Qpt �Q MBA �Q L
�
Q
�
=m
+
+

+Qtđ C+
Với : m = 1 ( là hệ số đồng thời)
�Qpt = Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ cực
đại.

�Qpt = Q + Q + Q + Q + Q + Q
1
2
3
4
5
6
Từ số liệu đã cho ta tính được các công suất phản kháng của các hệ
phụ tải bằng công thức
Q = P .Tg i
i

i

Theo đề Cos i = 0,9 � Tg i = 0,484

Sau khi tính toán ta thu được bảng sau:

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 5


Đồ án môn học lưới điện

Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6
Pi (MW)

20

30

22

32

28

34

Qi(MVAR)

9,68

14,52

10,65

15,49

13,56

16,46

�Qpt = 80,36 (MVAr)

Vậy :
 Q L , Q c : Tổn thất cụng suất phản kháng trên đường dõy và dung dẫn
do đường dõy sinh ra và chỳng cõn bằng nhau
 Q td ,Qdt

: Cụng suất tự dựng và dự trữ của nhà mỏy , Q td  Qdt = 0

 �Q MBA : Tổn thất cụng suất phản khỏng trong cỏc trạm hạ áp được tớnh
Q
bằng 15% � pt , ta cú:
�Q BA =15% �Q pt = 80,36 . 15% = 12,05 (MVAr)
�Q YC
Vậy
= 80,36 + 12,05 = 92,41 (MVAR)
�Q YC
Q
�
F với
So sánh
ta thấy:
�Q YC
�Q F >
Nên không phải bù công suất phản kháng.
Khoảng cách từ nhà máy đến các phụ tải là:
2
2
Đoạn N-1: L N 1  40  20  44,72 (km)
Đoạn N-2: L N  2  60 (km)
2
2

Đoạn N-3: L N 3  30  30  42,43 (km)
Đoạn N-4: L N 4  60 (km)
2
2
Đoạn N-5: L N5  40  30  50 (km)
2
2
Đoạn N-6: L N 6  60  30  67,08 (km)

Bảng tính khoảng cách từ nguồn đến các tải phụ:

L (Km)

N-1

N-2

N-3

N-4

N-5

N-6

44,72

60

42,43

60

50

67,08

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 6


Đồ án môn học lưới điện

Bảng 1.2
Như vậy ta có bảng các thông số của các phụ tải như sau:

Phụ tải

1

2

3

4

5

6

L(km)

44,72

60

42,43

60

50

67,08

Pi (MW)

20

30

22

32

28

34

Qi(MVAR)

9,68

14,52

10,65

15,49

13,56

16,46

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 7


Đồ án môn học lưới điện

CHƯƠNG 2
CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ KỸ THUẬT
2.1 Lựa chọn sơ đồ cấp điện
 Hộ loại một là những hộ tiêu thụ điện quan trọng nếu như ngừng cung cấp
điện có thể gây nguy hiểm đến tính mạng và sức khỏe con người, gây thiệt
hại nhiều về kinh tế, hư hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối
loạn quá trình công nghệ phức tạp do đó các phương án cung cấp cho các
hộ phải được cấp từ hai nguồn.
 Các phương án nối dây
2.1.1 Phương án 1:

5

N
4

6

3

1
2
Hình 2.1

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 8


Đồ án môn học lưới điện

2.1.2 Phương án 2:

Hình 2.2
2.1.3 Phương án 3:

Hình 2.3

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 9


Đồ án môn học lưới điện

2.1.4 Phương án 4

Hình 2.4
2.1.5 Phương án 5

Hình 2.5
2.2 Chọn cấp điện áp định mức cho hệ thống
 Để chọn điện áp định mức hệ thống ta dựa vào công thức kinh nghiệm
sau:

Ui  4,34 Li  16Pi (kV,km,MW)
Trong đó:
Li là khoảng cách từ NĐ đến phụ tải i
Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 10


Đồ án môn học lưới điện

Pi là công suất truyền tải trên đường dây đến phụ tải i
Sau đây ta tính chọn điện áp định mức cho mạng hình tia các phương án sau
chọn kết quả tương tự như phương án này.
Ta có bảng số liệu sau:

Đoạn

N-1

N-2

N-3

N-4

N-5

N-6

Pi (MW)

20

30

22

32

28

34

Li (km)

44,72

60

42,43

60

50

67,08

U(kV)

82,88

100,85

86,19

103,80

96,85

107,28

Bảng 2.1
Vì điện áp nằm trong khoảng từ 80 – 110 (kV) nên ta chon điện áp chung cho
toàn mạng là:
U dm =110(kV)

2.3 So sánh các phương án về mặt kỹ thuật:
2.3.1 Phương án 1:
a) chọn tiết diện dây dẫn:

5

N
4

6

3

1
2

 Mạng điện mà ta đang xét là mạng điện khu vực, do đó người ta thường
lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện. Ta dự kiến
sử dụng loại dây dẫn (AC-ACO) đặt trên đỉnh của tam giác đều có cạnh
là 5m.
Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 11


Đồ án môn học lưới điện

 Tiết diện kinh tế được tính theo công thức sau:

Fkt 

I max
J kt

Imax : là dòng điện lớn nhất chạy qua dây dẫn ở chế độ phụ tải cực
đại.
Jkt: là mật độ dòng điện kinh tế.
 Căn cứ vào tiết diện kinh tế ta chọn tiết diện gần nhất. Sau khi chọn xong
tiết diện tiêu chuẩn của dây dẫn ta tiến hành kiểm tra 2 điều kiện sau:
 Điều kiện vầng quang và độ bền cơ học: theo điều kiện này tiết diện
dây dẫn được chọn phải lớn hơn hoặc bằng tiết diện cho phép của cấp
điện áp:
U dm =110(kV) => F = 70 (mm2)
min

 Điều kiện phát nóng: tiết diện dây dẫn sau khi được chọn cũng phải
thõa mãn Isc max < Icp. Mà đối với mạng điện hình tia hoặc mạng liên
thông thì Isc max là dòng điện lớn nhất chạy qua dây dẫn khi xảy ra sự cố
dứt một trong hai mạch của đường dây dẫn (khi đó Isc max = 2 Imax), còn
đối với mạng điện kín đó là dòng điện đứt một trong hai đoạn đầu
đường dây.
Ta có:
 Lựa chọn tiết diện dây dẫn đoạn N-1
S1
P1
20 �1000
I N1 


 58,32(A)

n.
3.U
n.
3.U
.cos

2.
3.110.0,9
dm
dm

Với Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 1,1 A/mm2
58,32
F1kt 
 53,02(mm 2 )
1,1
Suy ra
Chọn dây 2 AC-70
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi xảy ra sự cố.
IscN 1  2 �I N 1  2 �53,02  106,04(A) < I = 265 (A)
cp
 Thỏa mãn điều kiện phát nóng.
 Lựa chọn tiết diện dây dẫn đoạn N-2
S2
P2
30 �1000
I N 2 


 87,48(A)

n.
3.U
n.
3.U
.cos

2.
3.110.0.9
dm
dm

Với Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 1,1 A/mm2
87, 48
F2kt 
 79,53(mm 2 )
1,1
Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 12


Đồ án môn học lưới điện

Chọn dây 2 AC-70
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi xảy ra sự cố.
IscN2  2 �I N 2  2 �87,48  174,96(A) < I = 265 (A)
cp
 Thỏa mãn điều kiện pháp nóng.
 Lựa chọn tiết diện dây dẫn đoạn N-3


S3
P3
22 �1000
I N 3 


 64,15(A)
n. 3.U dm n. 3.U dm .cos  2. 3.110.0,9
Với Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 1,1 A/mm2
64,15
F3kt 
 58,32(mm 2 )
1,1
Suy ra
Chọn dây 2 AC-70
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi xảy ra sự cố.
IscN3  2 �I N3  2 �64,15  128,3(A) < I = 265 (A)
cp
 Thỏa mãn điều kiện phát nóng
 Lựa chọn tiết diện dây dẫn đoạn N-4

S4
P4
32 �1000
I N4 


 93,31(A)
n. 3.U dm n. 3.U dm .cos  2. 3.110.0,9
Với Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 1,1 A/mm2

93,31
F4kt 
 84,83(mm 2 )
1,1
Suy ra
Chọn dây 2 AC-95
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi xảy ra sự cố.
IscN4  2 �I N4  2 �93,31  186,62(A) < I = 330 (A)
cp
 Thỏa mãn điều kiện phát nóng
 Lựa chọn tiết diện dây dẫn đoạn N-5
S5
P5
28 �1000
I N 5 


 81,65(A)
n.
3.U
n.
3.U
.cos

2.
3.110.0,9
dm
dm

Với Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 1,1 A/mm2

81,65
F5kt 
 74,23(mm 2 )
1,1
Chọn dây 2 AC-70
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi xảy ra sự cố.
IscN5  2 �I N 5  2 �81,65  163,3(A) < I = 265 (A)
cp
Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 13


Đồ án môn học lưới điện

 Thỏa mãn điều kiện phát nóng.
 Lựa chọn tiết diện dây dẫn đoạn N-6
S2
P2
34 �1000
I N2 


 198, 28(A)
n.
3.U
n.
3.U
.cos


1.
3.110.0,9
dm
dm

Với Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 1,1 A/mm2
198,28
F6kt 
 180,25(mm 2 )
1,1
Chọn dây 1 AC-185
Kiểm tra điều kiện phát nóng khi xảy ra sự cố.
IscN 6  I N 6  198,28(A) < I = 510 (A)
cp
 Thỏa mãn điều kiện phát nóng.
Các dây dẫn đã thõa mãn điều kiện vầng quang và độ bền cơ học.
b) Tính U bt , Usc
Với N-1 AC-70 ta có:
r0  0,46

x 0  0, 44

Vì đường dây 2 mạch nên:

r0 �L N1 0,46 �44,72

 10,29()
n
2
x �L N 1 0, 44 �44,72

X N 1  0

 9,84()
n
2

R N 1 

Vậy :
U bt 

P1 �R N 1  Q1 �X N 1
�100%  2,48(%)
2
U dm

U sc  n �U bt  2 �2, 48  4,96(%)

Tính tương tự cho các đoạn N-2, N-3, N-4, N-5, N-6 ta được : Bảng 2.1
Đoạn
L (km)

N-1
44,72

N-2
60

N-3
42,43

N-4
60

N-5
50

N-6
67,08

Imax (A)

58,32

87,48

64,15

93,31

81,65

198,28

Isc (A)

106,04

174,96

128,3

186,62

163,3

198,28

Fkt (mm2)

53,02

79,53

58,32

84,83

74,23

180,25

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 14


Đồ án môn học lưới điện

Mó dõy

AC-70

AC-70

AC-70

AC-95

AC-70

AC-185

Icp
n

265
2

265
2

265
2

330
2

265
2

510
1

P(MW)

20

30

22

32

28

34

Q(MVAR)

9,68

14,52

10,65

15,49

13,56

16,46

R (Ω)

10,29

13,80

9,76

9,90

11,50

11,40

X (Ω)
U bt %
U sc %

9,84

13,20

9,33

12,87

11,00

27,44

2,49
4,97

5,01
10,01

2,60
5,19

4,27
8,53

3,89
7,79

6,94
13,87

Từ bảng ta thấy:
U bt max %  U N 6 %  6,94 %  10%
U sc max %  U N 6 %= 13,87 %  20 %

2.3.2 Phương án 2:

Dòng công suất trên các nhánh mới
.

.

.

.

SN 3  S3  S6  56  27,11j(MVA)
Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 15


Đồ án môn học lưới điện

.

.

.

S36  S6  34  16,46 j(MVA)
Thông số tính tương tự như phương án 1, ta được bảng sau:

Imax (A)

N-1
44,72
58,31

Bảng 2.3
N-2

N-3
60
42,43
87,47
163,28

N-4
60
93,30

N-5
50
81,64

3-6
30
198,27

Isc (A)

116,62

174,93

326,55

186,60

163,29

198,27

Fkt (mm2)

53,01

79,51

148,43

84,82

74,22

180,24

Mó dõy

AC-70

AC-70

AC-150

AC-95

AC-70

AC-185

Icp
n

265
2

265
2

445
2

330
2

265
2

510
1

P

20

30

56

32

28

34

Q

9,68

14,52

27,11

15,49

13,56

16,46

R (Ω)

10,29

13,80

4,46

9,90

11,50

5,10

X (Ω)
U bt %
U sc %

9,84

13,20

8,83

12,87

11,00

12,27

2,49
4,97

5,01
10,01

4,04
8,08

4,27
8,53

3,89
7,79

3,10
3,10

Đoạn
L(km)

Từ bảng ta thấy:
U bt max %  U N 36bt %  U N 3bt %  U 36bt %  4,04  3,10=7,14%  10%
Usc max %  U N 36sc %  U N 3sc %  U36bt %  8,08  3,10  11,18%  20%

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 16


Đồ án môn học lưới điện

2.3.3 Phương án 3:

Dòng công suất trên các nhánh mới
.

.

.

.

SN 1  S1  S2  50  24, 2 j(MVA )
.

.

.

S12  S2  30  14,52 j(MVA)
Thông số tính tương tự như phương án 1, ta được bảng sau:

Đoạn
L(km)
Imax (A)

N-1
44,72
145,78

1-2
28,28
87,47

N-3
42,43
163,28

N-4
60

93,30

N-5
50
81,64

3-6
30
198,27

Isc (A)

291,55

174,93

326,55

186,60

163,29

198,27

Fkt (mm2)

132,52

79,51

148,43

84,82

74,22

180,24

Mó dõy

AC-120

AC-70

AC-150

AC-95

AC-70

AC-185

Icp

380

265

445

330

265

510

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 17


Đồ án môn học lưới điện

n

2

2

2

2

2

1

P

50

30

56

32

28

34

Q

24,2

14,52

27,11

15,49

13,56

16,46

R (Ω)

6,04

6,50

4,46

9,90

11,50

5,10

X (Ω)
U bt %
U sc %

9,46

6,22

8,83

12,87

11,00

12,27

4,39
8,77

2,36
4,72

4,04
8,08

4,27
8,53

3,89
7,79

3,10
3,10

Bảng 2.3.3
Từ bảng ta thấy:
U bt max %  U N 36bt %  U N 3bt %  U 36bt %  4,04  3,10  7,14  10%
U sc max %  U N 36sc %  U N 3sc %  U 36bt %  8,08  3,10  11,18%  20%

2.3.4 Phương án 4:

Dòng công suất trên các nhánh mới
.

.

.

.

SN 5  S5  S4  60  29,05j(MVA)

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 18


Đồ án môn học lưới điện

.

.

.

S54  S4  32  15,49 j(MVA)
Thông số tính tương tự như phương án 1, ta được bảng sau:
Đoạn
L(km)
Imax (A)

N-1
44,72
145,78

1-2
28,28
87,47

N-3
42,43
163,28

5-4
50
93,30

N-5
50
174,94

3-6
30
198,27

Isc (A)

291,55

174,93

326,55

186,60

349,89

198,27

Fkt (mm2)

132,52

79,51

148,43

84,82

159,04

180,24

Mó dõy

AC-120

AC-70

AC-150

AC-95

AC-150

AC-185

Icp
n

380
2

265
2

445
2

330
2

445
2

510
1

P

50

30

56

32

60

34

Q

24,2

14,52

27,11

15,49

29,05

16,46

R (Ω)

6,04

6,50

4,46

8,25

5,25

5,10

X (Ω)
U bt %

U sc %

9,46

6,22

8,83

10,73

10,40

12,27

4,39
8,77

2,36
4,72

4,04
8,08

3,55
7,11

5,10
10,20

3,10

3,10

Bảng 2.3.4
Từ bảng ta thấy:
U bt max %  U N 54bt %  U N 5bt %  U54bt %  5,10  3,55  8,65  10%
U sc max %  U N 54sc %  U N 5sc %  U 54bt %  10,2  3,55  13,75%  20%

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 19


Đồ án môn học lưới điện

2.3.5 Phương án 5:

a) Chọn tiết diện và dây dẫn


Đối với đoạn N-5-4-N:

Để xác định dòng công suất giả thiết rằng, mạch N-5-4-N là mạng đồng nhất có
cùng tiết diện:
Công suất truyền trên đoạn N-5:
.

.

S N 5

.

S5 .(l54  l4 N )  S4 .l 4 N (28  13,56 j)(50  60)  (32  15, 49 j).60
l N  5  l5  4  l 4  N
50  50  60
=
=
= 31,25+15,13j (MVA)

Công suất truyền trên đoạn 5-4:
.

.

.

S54 = SN5  S5 = 31,25+15,13j - (28+13,56j) = 3,25+1,57j(MVA)
Công suất truyền trên đoạn N-4:
.

.

.

SN4  S4  S54 = 32+15,49j - (3,25+1,57j)=28,75+13,92j (MVA)
Vậy điểm phụ tải 4 là điểm phân công suất.
 Lựa chọn tiết diện dây dẫn đoạn N-5
Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 20

Đồ án môn học lưới điện

I N 5 


S N 5
31, 252  15,132 .103

 182,23(A)
n. 3.U dm
3.110

Với Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 1,1 A/mm2

Suy ra

FN 5kt 

182,23
 165,66(mm 2 )
1,1

Chọn dây AC-150 có

Icp  445(A)

 Lựa chọn tiết diện dây dẫn đoạn 5-4
I 5 4 



S54
3,252  1,57 2 .103

 18,94(A)
n. 3.U dm
3.110

Với Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 1,1 A/mm2

Suy ra

F54kt 

18,94
 17,22(mm 2 )
1,1

Chọn dây AC-70 có

Icp  265(A)

 Lựa chọn tiết diện dây dẫn đoạn N-4
I N4 


SN 4
28,752  13,92 2 .103


 167,66(A)
n. 3.U dm
3.110

Với Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 1,1 A/mm2

Suy ra

FN 4kt 

I N 4 167,66

 152,42(mm 2 )
J kt
1,1

Chọn dây AC-150 có

Icp  445(A)

Ta xét các trường hợp xảy ra sự cố
+TH1 : Khi sự cố ở mạch N-4:
Công suất truyền trên đoạn N-5:
.

.

.

SN 5sc  S5  S4  60  29,05j(MVA)

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 21


Đồ án môn học lưới điện

Suy ra :

602  29,052 .103

 349,89(A)
3.110

I N 5sc

Công suất truyền trên đoạn 5-4:
.

.

S54  S4  32  15,49 j(MVA)

Suy ra:

I54sc

322  15,492 .103


 186,60(A)
3.110

+TH2 Khi sự cố ở mạch N-5:
Công suất truyền trên đoạn N-4:
.

.

.

SN4  S4  S5  60  29,05j(MVA)

Suy ra :

602  29,052 .103

 349,89(A)
3.110

I N 4sc

Công suất truyền trên đoạn 4-5:
.

.

S45  S5  28  13,56 j(MVA)

Suy ra :

I 45sc 

282  13,562 .103
 163,29(A)
3.110

+TH3 Khi sự cố ở mạch 5-4
Công suất truyền trên đoạn N-5:
.

.

SN 5  S5  28  13,56 j(MVA)

Suy ra:

I N 5sc

282  13,562 .103

 163, 29(A)
3.110

Công suất truyền trên đoạn N-4:
.

.

SN 4  S4  32  15,49 j(MVA)

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 22


Đồ án môn học lưới điện

Suy ra:

I N  4sc

322  15,492 .103

 186,6(A)
3.110

Từ 3 TH ta tìm được:
I N5sc max  349,89(A) < Icp  445(A)

Suy ra lắp dây AC-150 ở đoạn N->5 thì thỏa mãn điều kiện phát nóng.

I45sc  163, 29(A)  I54sc  186,60(A)  Icp  265(A)

<

Icp  445(A)

Suy ra lắp dây AC-70 ở đoạn 5->4 thì thỏa mãn điều kiện phát nóng.

I N4sc max  349,89(A)

<

Icp  445(A)

Suy ra lắp dây AC-150 ở đoạn N->4 thì thỏa mãn điều kiện phát nóng.
b). Tính tổn thất điện áp
 Xác định  Umaxbt%
+Tổn thất trên lộ N-5-4-N:
- Nhận thấy điểm 4 là điểm phân công suất tác dụng và phản kháng nên tổn thất
từ nguồn đến nút 4 là lớn nhất ở chế độ xác lập.
Đối với lộ N -4:
PN 4 .R N 4  Q N 4 .X N 4
.100  5,87(%)
1102
 UN4bt =
Đối với lộ N -5:
PN5 .R N5  Q N5 .X N5
.100  5,31(%)
1102
 UN5bt =
Đối với lộ 5-4:
P54 .R 54  Q54 .X 54
.100  0,90
1102
 U5-4bt =
(%)
Vậy  UN-5-4-Nbt = max(  UN-4bt ;  UN-5bt +  U5-4bt ) = 6,21(%)
- Trong chế độ sự cố:

 Xác định  Umaxsc%
* Mạng kín N-5-4- N
Khi sự cố trên đoạn N-4:
Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 23


Đồ án môn học lưới điện

(P5  P4 ).R N 5  (Q5  Q 4 ).X N 5
.100  10,20(%)
110 2
 UN-5sc =
P4 .R 54  Q 4 .X 54
.100  8,00(%)
1102
 U5-4sc =
Khi sự cố trên đoạn N-5:
(P4  P5 )R N 4  (Q 4  Q5 ).X N4
.100  12,24(%)
1102
 UN-4sc =
P5 .R 45  Q5 .X 45
.100  8,69(%)
1102
 U4-5sc =
Vậy:  UN-5-4-Nsc= max(  UN-5sc +  U5-4sc ,  UN-4sc +  U4-5sc )=12,24+8,69=20,93(%)
Tính tương tự ta được bảng sau:

Đoạn
N-1
1-2
N-3
3-6
N-4
N-5
5-4
L(km)

44,72
Imax (A) 145,78
Isc (A) 291,55

28,28
87,47

42,43
163,28

30
198,27

60
167,66

50
182,23

50

18,94

174,93

326,55

198,27

349,89

349,89

186,6

132,52

79,51

148,43

180,24

Mó dõy AC-120

AC-70

AC-150

AC-185

n

380
2

265
2

445
2

510
1

445
1

445
1

265
1

P

50

30

56

34

28,75

31,25

3,25

Q

24,2

14,52

27,11

16,46

13,92

15,13

1,57

R (Ω)

6,04

6,50

4,46

5,10

12,6

10,5

23

X (Ω)
U bt %
Usc %

9,46

6,22

8,83

12,27

24,96

20,8

22

4,39

8,77

2,36
4,72

4,04
8,08

3,10
3,10

5,87
12,24

5,31
10,2

0,90
8,69

Fkt

152,42

165,66

17,22

(mm2)

Icp

AC-150 AC-150 AC-70

Bảng 2.3.5
Từ bảng ta thấy:
U bt max %  U N 36bt %  U N3bt %  U3 6bt %  4,04  3,10  7,14  10%

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 24


Đồ án môn học lưới điện

Usc max %  U N 54 Nsc %  max ( U N 5sc  U54sc , U N 4sc  U 45sc )  12,24  8,69  20,93  % 

Ta có bảng sau:
Phương án
U bt max %

1

2

3

4

5

6,94

7,14

7,14

8,65

7,14

U sc max %

13,87

11,18

11,18

13,75

20,93

Bảng 2.4
Từ bảng trên ta thấy phương án 5 không thỏa mãn điều kiện kỹ thuật, 4 phương
án còn lại đều thõa mãn điều kiện kỹ thuật. Do đó ta sẽ xét 4 phương án còn lại
để so sánh về mặt kinh tế để tìm được phương án tối ưu.

Sinh viên Trương Minh Tuấn

Page 25