Đồ án môn mạng lưới điện

LỜI MỞ ĐẦU
Trong sự nghiệp Công Nghiệp Hoá và Hiện Đại Hoá đất nước, điện năng đóng
vai trò chủ đạo và quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó được sử dụng rộng rãi
trong tất cả các lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân vì điện năng là nguồn năng
lượng có thể dễ dàng chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác. Chính vì vậy trước
khi xây dựng một hệ thống một khu công nghiệp hoặc một khu dân cư… người ta phải
xây dựng hệ thống cung cấp điện, nhu cầu về điện không ngừng tăng trong giai đoạn
trước mắt và còn phải dự trù cho phát triển trong tương lai gần.
Đồ án môn học Mạng Lưới Điện là một bước thực nghiệm quan trọng cho sinh
viên nghành Hệ Thống Điện bước đầu làm quen với những ứng dụng thực tế. Đây là
một đề tài hết sức quan trọng cho một kĩ sư điện trong tương lai có thể vận dụng nhằm
đưa ra được những phương án tối ưu nhất.
Nội dung đề án gồm những phần sau:
Chương I : Cân bằng công suất trong hệ thống điện
Chương II : Tính toán kinh tế - kỹ thuật và lựa chọn phương án thiết kế
lưới điện tối ưu.
Chương III : Lựa chon máy biến áp, sơ đồ nối điện chính,tính toán các
chế độ xác lập và điều chỉnh đầu phân áp
Chương IV : Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

1


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến qúy thầy cô của trường Đại học
sư phạm kỹ thuật Hưng Yên,đặc biệt là các thầy cô của khoa Điện – Điện tử đã hướng
dẫn và giảng dạy tận tình để có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã đọc, phản biện và góp ý kiến để em hoàn
chỉnh đồ án này.
Đặc biệt cảm ơn thầy giáo: TS. Phạm Xuân Hiển là người trực tiếp hướng dẫn
em thực hiện đồ án.

Trong quá trình thực hiện, em đã cố gắng làm việc hết sức mình để tổng hợp
những kiến thức mình đã học và tham khảo một số tài liệu chuyên môn nhằm đạt được
kết quả tốt nhất. Tuy nhiên, do thời gian có hạn và nhất là khuôn khổ đồ án rộng lớn
nên những thiếu sót là không thể tránh khỏi. Kính mong quý thầy cô, bạn bè góp thêm
những ý kiến quý báu để đề tài được hoàn thiện hơn.
Lạng Sơn, ngày 20 tháng 6 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Hoàng Văn Khằn

2


MỤC LỤC

3


DANH MỤC HÌNH VẼ

4


DANH MỤC BẢNG

5


CHƯƠNG 1: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG
1.1. Phân tích nguồn điện và phụ tải

1.1.1. Nguồn điện cung cấp
Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn nên chọn nút nguồn là nút cân bằng
công suất và nút cơ sở về điện áp. Điện áp trên thanh góp cao áp của nguồn khi phụ tải
cực đại là 1,1Uđm, khi phụ tải cực tiểu là 1,05Uđm và khi sự cố là 1,1Uđm điện áp định
mức.
1.1.2. Phụ tải điện
Hệ thống điện thiết kế có 6 phụ tải trong đó có 5 phụ tải loại I và 1 phụ tải loại
⇒ tgϕpt = 0,48
III đều có hệ số cosφ pt=0,9
. Thời gian sử dụng phụ tải cực đại T max=
5000 h và có hệ số đồng thời m = 1 các phụ tải sẽ cùng đồ thị phụ tải và đạt cực đại
cùng thời điểm. Tất cả các phụ tải đều yêu cầu điều chỉnh điện áp KT. Điện áp định
mức của mạng điện thứ cấp các trạm hạ áp bằng 22kV. Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ
tải cực đại.
Từ số liệu các phụ tải sau khi tính toán giá trị công suất các phụ tải ở chế độ cực đại
và cực tiểu ta lập bảng:
Bảng 1-1: Bảng thông số các phụ tải trong hệ thống điện thiết kế
Hộ tiêu thụ

1
2
3
4
5
6

Smax = Pmax +jQmax

49+23.73j
40+19.37j

38+18.4j
30+14.53j
38+18.4j
38+18.4j

Smax,MVA
54.44
44.44
42.22
33.33
42.22
42.22

LN-I (km)
44.72
30.00
44.72
40.00
50.00
50.00

cosφpti
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
⇒ tgϕpt = 0,48

Với S=P/cospt; Q=P.tgpt; cosptnên
Lựa chọn kỹ thuật cơ bản:
*Chọn cột bê tông cốt thép nếu đường dây 2 mạch sẽ được đặt trên cùng một cột
* Sử dụng đường dây trên không dây dẫn trần (ĐDK dây dẫn trần)
* Vật liệu làm dây nhôm lõi thép (AC)
* MBA sản xuất tại Việt Nam (Không cần hiệu chỉnh công suất theo nhiệt độ)

1.2. Cân bằng công suất trong hệ thống điện
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, nguồn của hệ thống cần
phải cung cấp công suất bằng với công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất trong
các mạng điện nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất cung cấp
và công suất tiêu thụ. Dựa vào điều kiện cân bằng công suất ta kiểm tra khả năng cung
cấp điện năng của nguồn trước yêu cầu của phụ tải và sơ bộ định ra các phương án
vận hành cho từng nhà máy điện trong hệ thống ở các trạng thái vận hành phụ tải cực
đại, phụ tải cực tiểu và sau sự cố.
6


1.2.1. Cân bằng công suất tác dụng

P

F

P

~

pt

Sự cân bằng công suất tác dụng phản ánh tần số của lưới điện.
PF :Công suất nguồn phát
Ppt : Công suất phụ tải

- Pf = Ppt
- Pf > Ppt

⇒

⇒

⇒

f = fđm
f > fđm

- Pf< Ppt fBiểu thức cân bằng công suất trong hệ thống điện
6

∑ PF = ∑ Pyc = m.∑ Pptmaxi + ∑ ∆Pmd + ∑ Ptd + ∑ Pdt
i =1

(1-1)
Trong đó:
ΣPF: Tổng công suất tác dụng của nguồn
ΣPyc: Tổng công suất tác dụng của các hộ tiêu thụ
m: Hệ số đồng thời m=1
ΣPptmaxi: Tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ thứ i
Σ∆Pmd:Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp

6

m.∑ Pptmaxi
i =1

Σ∆Pmd = 5%
ΣPtd: Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện
ΣPdt: Tổng công suất dự trữ trong hệ thống
Song theoyêu cầu của đồ án ta có nguồn điện
*Xét từ thanh góp cao áp
Tõ (1-1) vµ (1-2) ta cã:

⇒

(1-2)

ΣPtd = 0; ΣPdt = 0, (vì nguồn công suất vô cùng lớn)

6

6

6

i =1

i =1

i =1

∑ PF = ∑ Pyc = m.∑ Pptmaxi + ∑ ∆Pmd = m.∑ Pptmaxi +5%m.∑ Pptmaxi
= 1.(49+40+38+30+38+38) + 5%.1.(49+40+38+30+38+38)
= 233 + 11.65= 244.65 ( MW )
1.2.2. Cân bằng công suất phản kháng
Sự cân bằng công suất phản kháng phản ánh điện áp trong hệ thống điện. Nếu
công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện pá trong
mạng sẽ tăng ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm.
Vì vậy để đảm bảo chất lượng cần thiết của điện áp của các hộ tiêu thụ trong mạng
7


điện và trong hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng. Biểu thức
cân bằng công suất phản kháng:
6

QF ≥ Qyc = m.∑ Qptmaxi + ∆QMBA + ∆QL − QC + Qtd + Qdt
i =1

(1-3)

Trong đó
QF
: Công suất phản kháng của nguồn

QF = ∑ PF .tgϕF = 244.65.0,48 = 118.49(MVAr)

(1-4)

cosϕF = 0,9 ⇒ tgϕF = 0,48
6

m.∑ Qptmaxi
i =1

: Công suất phản kháng cực đại của các phụ tải thứ i
m : hệ số đồng thời (m = 1)
6

6

i =1

i =1

∑ Qptmaxi = ∑ Pptmaxi tgϕ
∆QMBA

(1-5)

= (49+40+38+30+38+38).0,48= 112.85 (MVAr)
: Tổn thất công suất phản kháng trên máy biến áp
6

Cân bằng sơ bộ

∆QMBA

∑Q
i =1

ptmaxi

= 15%
= 15%.112.85=16.927 (MVAr)

∆QL

(1-6)

: Tổn thất công suất phản kháng trên điện cảm của đường dây.
QC: Công suất phản kháng sinh ra bởi điện dung của đường dây.
∆QL
Sơ bộ coi:
= QC
Qtd : Công suất phản kháng tự dung của các nhà máy điện trong hệ thống
Qdt : Công suất phản kháng dự trữ của hệ thống
*Xét từ thanh góp cao áp của nguồn công suất vô cùng lớn, ta coi Qtd = 0; Qdt = 0
Công suất phản kháng tiêu thụ yêu cầu theo(1.II.2-1)
6

Qyc = ∑ Qptmaxi + ∆QMBA = 112.85+ 16.927 = 129.774(M VAr)
i =1

So sánh công suất phản kháng của nguồn và công suất phản kháng tiêu thụ yêu cầu
QF = 118.49(MVAr)
Q

yc

=129.774 (MVAr)

8


⇒ QF < Qyc
Công suất phản kháng do nguồn cung cấp bé hơn công suất phản kháng tiêu thụ
yêu cầu.Vậy cần bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế là:

∑Q

YC

Qb =

-

∑Q

F

= 129.774– 118.49= 11.285 (MVAr)
ϕ
ϕ
Ta phải tiến hành bù ưu tiên cho những hộ ở xa, cos thấp hơn và bù đến cos
= 0,9. Còn thừa lại ta bù cho các hộ ở gần.

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT VÀ LỰA
CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN TỐI ƯU
2.1. Đặt vấn đề và dự kiến các phương án cung cấp điện
2.1.1. Đặt vấn đề
Đây là bài toán tối ưu có ràng buộc từ vị trí nguồn và phụ tải, dữ liệu nguồn và

phụ tải yêu cầu lập ra được phương án cung cấp điện sao cho thỏa mãn các yêu cầu kỹ
thuật và có chỉ tiêu kinh tế tốt nhất.
Đầu tiên ta sẽ vạch ra một số phương án, tính toán kỹ thuật các phương án. Sau
đó so sánh kinh tế các phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật. Phương án hợp lý nhất là
phương án có chỉ tiêu kinh tế tốt nhất.
2.1.2. Lựa chọn các phương án
Cơ sở vạch phương án:
+ Vị trí nguồn và phụ tải: Mặt bằng, khoảng cách giữa nguồn và phụ tải
+ Độ tin cậy cung cấp điện
Phụ tải điện loại I sử dụng đường dây 2 mạch
Phụ tải điện loại III sử dụng đường dây 1 mạch
+ Công suất phụ tải
Theo dữ liệu đề tài dự kiến chọn 5 phương án cung cấp điện như sau:

9


Phuong án 2

Phuong án 1

2

3

2

Phuong án 3

2

3

3

1

1

1

4
HT

4

4

HT

HT

5
5

5

6

6

6

Phuong án 4
Phuong án 5

2

3

2

1

3

1
4
HT

4
HT

5
6

5
6

Hình 2-1: Các phương án cấp điện cho phụ tải

2.2. Tính toán kỹ thuật các phương án
2.2.1. Trình tự tính toán theo sơ đồ sau

10


Hình 2-2: Sơ đồ trình tự tính toán

2.2.1.1. Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng
-Phân bố công suất
+Bỏ qua tổn thất công suất khi phân bố công suất
+Phân bố công suất trong mạng điện kín (mạch vòng) thực hiện theo chiều dài
đường dây
-Chọn điện áp định mức của mạng
Lựa chọn đúng điện áp của đường dây tải điện là một việc rất quan trọng lúc
thiết kế hệ thống điện bởi vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến tính kinh tế và kỹ thuật của
mạng điện. Giá trị điện áp định mức lựa chọn có ảnh hưởng tới khả năng tải của các
hộ tiêu thụ, giá trị tổn thất điện áp và tổn thất điện năng của mạng điện.
+Toàn mạng sử dụng cùng một điện áp định mức
+Điện áp định mức phụ thuộc vào
* Khoảng cách truyền tải
* Điện áp định mức đã có trong mạng điện
* Công suất truyền tải
Dựa vào công thức kinh nghiệm (Still) sau để xác định trị số điện áp định mức của
mạng điện:

U = 4,34. L + 16.P / n

( kV)

(2-1)

L: Là khoảng cách truyền tải (km)
11


P: Là công suất tải (kW)
n : Số mạch đường dây
Khi điện áp tính được rơi vào trong khoảng (40 ÷ 170) kV thì ta chọn điện áp định
mức là 110 kV.
2.2.1.2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn
- Để chọn tiết diện dây dẫn có các phương pháp sau:
+Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế (ĐDK lưới cao áp)
+Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng(Lưới hạ áp trong nhà và khu công
nghiệp)
+Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất cho phép của điện áp (Lưới trung và hạ áp)
* Việc sử dụng phương pháp nào còn phụ thuộc vào trị số điện áp định mức của mạng
điện vì vậy trong quá trình tính toán cho các phương án khi tìm được trị số điện áp
định mức của mạng điện ta sẽ chọn phương pháp để tìm tiết diện dây dẫn.
* Sau khi chọn kiểm tra lại bằng các điều kiện kỹ thuật
+Điều kiện phát nóng lâu dài
+Điều kiện vầng quang điện
+Điều kiện độ bền cơ
2.2.1.3. Xác định tổn thất công suất cực đại
Tính tổn thất điện áp max của mạng điện là tổn thất điện áp tính từ nguồn điện tới
điểm có điện áp thấp nhất trong mạch.
-Chế độ làm việc bình thường
Tổn thất điện áp Max
P .R + Q .X
∆U i % = i i 2 i i .100%

U dm
(2-2)
Trong đó:
Pi, Qi: Công suất tác dụng và phản kháng cực đại trên nhánh thứ i
Ri, Xi: Gía trị điện trở và điện kháng trên nhánh thứ i
Uđm: Điện áp định mức của mạng điện
1
R i = .r0 .l i
n
1
X i = .x0.l i
n
(2-3)
n: Số mạch đường dây
-Chế độ làm việc sự cố

∆U scmax % = 2.∆U btmax %

+Ngừng 1 mạch trên đường dây 2 mạch
(2-4)
+Ngừng đường dây 1 mạch ở mạch vòng
Các phương án phải thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp trong chế độ phụ tải cực
đại các tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện 1 cấp điện áp không vượt quá
* Lúc chế độ vận làm việc bình thường:

∆U btmax % = 10 ÷ 15%

12

* Lúc chế độ làm việc sự cố
:
2.2.2. Tính toán kỹ thuật các phương án

∆U scmax % = 15 ÷ 20%

2.2.2.1. Phương án 1
3

2
1

4
HT

5
6

Hình 2-3: Sơ đồ đi dây phương án 1

-Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng
+Phân bố công suất
Theo sơ đồ đi dây, phân bố công suất ở phương án 1 như sau
•

•

•

S N −1 = S 1max = P1max + jQ1max = 49 + 23.73 j ( MVA)

•

S N − 2 = S 2max = P2max + jQ2max = 40 + 19.37 j ( MVA)

;
•

•

•

•

•

•

SN−3 = S3max = P3max + jQ3max = 32 + 15,488j (MVA)
•

•

•

•

S N −3 = S 3max = P3max + jQ3max = 38 + 18.4 j ( MVA) S N − 4 = S 4 max = P4max + jQ4 max = 30 + 14.53 j ( MVA)

;

S N −5 = S 5max = P5max + jQ5 max = 38 + 18.4 j ( MVA) S N −6 = S 6 max = P6max + jQ6max = 38 + 18.4 j ( MVA)

;
+Chọn điện áp định mức của mạng
Theo số liệu và công thức (2-1) ta có bảng
Bảng 2-2: Tính toán điện áp định mức cho phương án 1
Đường dây
N-1

Công
suất
LN-I (km)
(Pmax, MW )
49
44.72

Utt (kV )
124.94

Uđm
110

13


N-2
N-3
N-4
N-5
N-6

40
38
30
38
38

30.00
44.72
40.00
50.00
50.00

112.34
110.88
98.97
111.33
111.33

Vậy điện áp định mức của mạng là Uđm = 110 kV
-Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Với việc sử dụng đườngdây trên không dùng dây AC, cột bê tông cốt thép điện
áp định mức của mạng 110 kV ta sẽ có
* Khoảng cách trung bình hình học của các pha Dtb= 5m
* Sử dụng phương pháp mật độ dòng điện kinh tế để lựa chọn tiết diện dây dẫn
Phương pháp mật độ dòng điện kinh tế
Dòng điện chạy trên các đoạn đường dây tính theo công thức
Fi =

I lvmaxi

J kt
I lvmaxi =

(2-5)
3

Smaxi .10

n. 3.U dm

(2-6)

Với
Fi: Tiết diện dây dẫn (mm2 )
Ilvmaxi: Dòng nhánh cực đại tính trên lộ cần xác định tiết diện (kA)
n: Số mạch đường dây trên nhánh
Slv max i: Công suất truyền tải cực đại trên lộ đường dây đang xét

⇒

Jkt: Mật độ kinh tế dòng điện tra. Dây AC,Tmax =5000 h tra được Jkt =1,1
(A/mm2) Đề bài đã cho.
Từ tiết diện dây dẫn tính được chọn dây dẫn có tiết diện tiêu chuẩn gần nhất. Từ tiết
diện tiêu chuẩn theo phụ lục 6 T262 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện (Nguyễn
Văn Đạm) ta có thông số các đường dây. Sau khi chọn xong tiến hành kiểm tra theo
các điều kiện kỹ thuật sau:
≤

+Điều kiện phát nóng lâu dài khi sự cố Isc Icp
+Điều kiện vầng quang điện

+Điều kiện độ bền cơ
Tiết diện dây thỏa mãn điều kiện vầng quang điện thì sẽ thỏa mãn điều kiện độ bền
cơ. Tiết diện dây tối thiểu để thỏa mãn điều kiện vầng quang điện
+Điện áp 110 kV: Fmin = 70 mm2
+Điện áp 220 kV: Fmin = 240 mm2
Theo công thức (2-5) và (2-6) ta tính tiết diện dây dẫn rồi chọn theo dây dẫn tiêu
chuẩn từ đó cùng với Dtb= 5(m) tra theo các bảng phụ lục 2,3,4 T258-261 sách Thiết
kế các mạng và hệ thống điện ta có thông số các dây dẫn đó.Toàn bộ kết quả ghi trong
bảng:
14


Bảng 2-3: Kết quả tính toán chọn đường dây
Lộ

LN-I
(km)

N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6

44.72
30.00
44.72
40.00
50.00

50.00

Pmax
MW
49
40
38
30
38
38

Qmax
(MVAr)
23.73
19.37
18.4
14.53
18.4
18.4

Smax,MVA
54.44
44.44
42.22
33.33
42.22
42.22

Imaxi
(A)

142.88
116.64
221.61
174.95
110.80
110.80

Fi (mm2)

Chọn ĐD

Icp

129.89
106.03
201.46
159.05
100.73
100.73

AC - 95
AC - 95
AC - 185
AC - 185
AC - 95
AC - 95

330
330
510

510
330
330

Bảng 2-4: Thông số đường dây
Ω

Lộ

N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6

Loại ĐD

AC - 95
AC - 95
AC - 185
AC - 185
AC - 95
AC - 95

LN-I
(km)

n

44.72
30
44.72
40
50
50

2
2
1
1
2
2

r0
( Ω/km )
0.33
0.33
0.17
0.17
0.33
0.33

x0
( Ω/km )
0.429
0.429
0.409
0.409
0.429

0.429

b0.10-6
(S/km)
2.65
2.65
2.84
2.84
2.65
2.65

Ri ( )
Công
thức
(2-3)
7.379
4.950
7.602
6.800
8.250
8.250

Ω

Xi ( )
Công thức
(2-3)
9.592
6.435
18.290

16.360
10.725
10.725

Bi.10-6(S)
B = b0 .10−6  .L.n

(A)
237.016
159.000
127.005
113.600
265.000
265.000

Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật
+Điều kiện phát nóng khi sự cố
*Ngừng 1 mạch của đường dây 2 mạch, lộ N-3;N-4 đường dây 1 mạch không cần
kiểm tra.
Khi đó: Dòng điện sự cố Isc = 2.Imax
≤
Bảng 2-5: Kiểm tra điều kiện phát nóng Isc Icp
Lộ

Loại ĐD

n

Imaxi ( A )

Isc (A)

Icp (A)

So sánh Isc và Icp

N-1
N-2
N-5
N-6

AC - 95
AC - 95
AC - 95
AC - 95

2
2
2
2

142.880
116.636
110.805
110.805

285.759
233.273
221.609
221.609

330
330
330
330

IscIscIscIsc
Icp

15

330
330
510
510
330
330


+Điều kiện vầng quang điện

≥

Fmin = 70 mm2các đường dây đã chọn đều có F 70 mm2

Điện áp 110 kV:

⇒

Các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện.
+Điều kiện độ bền cơ
Các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện
kiện độ bền cơ
- Xác định tổn thất điện áp lớn nhất
Theo công thức (2-2) và (2-4) với số liệu đã có ta lập bảng

⇒

sẽ thỏa mãn điều

Bảng 2-6: Tổn thất điện áp max
Lộ

n

Pmaxi
MW

Qmax
(MVAr)

Ω

X

R( )

Ω

( )
9.592
6.435
18.290
16.360
10.725
10.725

Uibt%
Công thức
(2-2)
4.869
2.666
5.169
3.651
4.222
4.222

Uisc%
Công thức
(2-4)
9.739
5.333

N-1
2
49

23.73
7.379
N-2
2
40
19
4.950
N-3
1
38
18.4
7.602
N-4
1
30
14.53
6.800
N-5
2
38
18
8.250
8.444
N-6
2
38
18.4
8.250
8.444


∆U bt % = ∆U N−3bt % = 5.169%


∆Usc % = ∆U N−1sc% = 9.739%
⇒
⇒Thỏa mãn y/c về điều kiện tổn thất điện áp.
Kết luận: Phương án 1 thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật.
2.2.2.2. Phương án 2
max

max

2

3

1
4
HT

5
6

Hình 2-4: Sơ đồ đi dây phương án 2

Tính toán hoàn toàn tương tự như phương án 1, ta có các bảng kết quả cho từng
nội dung tính như sau:
16

+Phân bố công suất:
•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

S N −3 = S 3max = P3max + jQ3max = 38 + 18.4 j ( MVA) S N − 4 = S 4 max = P4max + jQ4 max = 30 + 14.53 j ( MVA)

;
S N −5 = S 5max = P5max + jQ5 max = 38 + 18.4 j ( MVA) S N −6 = S 6max = P6max + jQ6max = 38 + 18.4 j ( MVA)

;
•

S N − 2 = S 2 max + S 1max = P2 max + P1max + j (Q2max + Q1max )

= 40 + 19.37 j + 49 + 23.73 j = 89 + 43.1 j (MVA)
•

•

S 2−1 = S 1max = P1max + jQ1max = 49 + 23.73 j ( MVA)

+Chọn điện áp định mức của mạng:
Theo số liệu và công thức (2-1) ta có bảng
Bảng 2-7: Tính toán điện áp định mức phương án 2
Đường dây
N-2
2-1
N-3
N-4
N-5
N-6

Công suất
Chiều dài đường dây
(Pmax , MW) (L , km)
89
30.00
49
41.23
38
44.72
30
40.00
38

50.00
38
50.00

Điện áp tính toán

Điện áp định mức
công thức (2-1)-kV của mạng kV
165.49
124.67
110.88
110
98.97
111.33
111.33

Vậy điện áp định mức của mạng là Uđm = 110 kV
+Lựa chọn tiết diện dây dẫn:
Điện áp định mức của mạng 110 kV tính toán tương tự như phương án 1 ta có
các kết quả tính toán trong bảng
Bảng 2-8: Kết quả tính toán chọn đường dây
Lộ

Li
(km)

Pmaxi
(MW)

Qmaxi

(MVAr)

Smaxi
(MVA)

Imaxi
(A)

Fi
(mm2)

N-2

30.00

89

43.1

98.89

259.52

2-1

41.23

49

23.73

54.44

142.88

N-3

44.72

38

18.4

42.22

221.61

N-4

40.00

30

14.53

33.33

174.95

235.9

2
129.8
9
201.4
6
159.0

Chọn

Icp

ĐD

A

ACO-240

610

AC - 95

330

AC - 185

510

AC - 185

510

17


N-5

50.00

38

18.4

42.22

110.80

N-6

50.00

38

18.4

42.22

110.80

5
100.7
3

100.7
3

AC - 95

330

AC - 95

330

Bảng 2-9: Thông số đường dây
Lộ

N-2
2-1
N-3
N-4
N-5
N-6

Li
Loại ĐD

(km)

ACO-240
AC - 95
AC - 185
AC - 185

AC - 95
AC - 95

30
41.23
44.72
40
50
50

n
Số
mạch
ĐD
2
2
1
1
2
2

r0
(

Ω

X0
/km)

0.13

0.33
0.17
0.17
0.33
0.17

Ω

b0.10-6

( /km)

(S/km)

0.39
0.429
0.409
0.409
0.429
0.409

2.68
2.65
2.84
2.84
2.65
2.84

Ω

Ω

Ri ( )
Công
thức
(2-3)
1.950
6.803
7.602
6.800
8.250
8.250

Xi ( )
Công thức
(2-3)
5.850
8.844
18.290
16.360
10.725
10.725

Bi.10-6(S)
B = b 0 .10−6 .L.n

160.8
218.519
127.005
113.600

265.000
265.000

Lộ

Loại
ĐD

N-2
2-1
N-5
N-6

ACO-240
AC - 95
AC - 95
AC - 95

n
Số mạch
đường
dây
2
2
2
2

≤

Icp

Imaxi
(A)

Isc
(A)

Icp
(A)

So sánh
Isc và Icp

259.516
142.880
110.805
110.805

519.032
285.759
221.609
221.609

610
330
330
330

IscIsc

IscIsc
(A)
610
330
510
330
330
330

Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật
+Điều kiện phát nóng khi sự cố
*Ngừng 1 mạch của đường dây 2 mạch, lộ N-3, N-4 đường dây 1 mạch không cần
kiểm tra.
Khi đó: Dòng điện sự cố Isc = 2.Imax
Bảng 2-10: Kiểm tra điều kiện phát nóng Isc

Icp

+Điều kiện vầng quang điện
18


Điện áp 110 kV:

⇒

≥

Fmin = 70 mm2các đường dây đã chọn đều có F 70 mm2

Các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện.
+Điều kiện độ bền cơ
Các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện
⇒

sẽ thỏa mãn điều kiện độ bền cơ
- Xác định tổn thất điện áp max
Theo công thức (2-2) và (2-4) với số liệu đã có ta lập bảng:

Bảng 2-11: Tổn thất điện áp max
Lộ

N-2
2-1
N-3
N-4
N-5
N-6

n
Số mạch
đường dây

Pmaxi
(MW)

2
2

1
1
2
2

89
49
38
30
38
38

Qmaxi
(MVAr)

43.1
24
18.4
14.53
18
18.4

R
Ω

X
Ω

( )

( )

1.950
6.803
7.602
6.800
8.250
8.250

5.850
8.844
18.290
16.360
10.725
10.725

ΔUibt%
Công
thức
(2-2)

ΔUisc%
Công
thức
(2-4)

3.518
4.489
5.169
3.651

4.222
4.222

7.036
8.979
8.444
8.444


∆U btmax % = ∆U N−3bt % = 5.169%


∆Uscmax % = ∆U 2−1sc% = 8.979%

⇒
⇒ Thỏa mãn yêu cầu về điều kiện tổn thất điện áp.
Kết luận:Phương án 2 thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật

19


2.2.2.3. Phương án 3
3

2
1

4
HT

5
6

Hình 2-5: Sơ đồ đi dây phương án 3

Tính toán hoàn toàn tương tự như phương án 1,2 ta có các bảng kết quả cho từng
nội dung tính như sau:
+Phân bố công suất:
•

•

•

S N −1 = S 1max = P1max + jQ1max = 49 + 23.73 j ( MVA)

•

S N − 2 = S 2max = P2max + jQ2max = 40 + 19.37 j ( MVA)

;
•

•

•

•

•

•

SN−3 = S3max = P3max + jQ3max = 32 + 15,488j (MVA)
•

•

S N −3 = S 3max = P3max + jQ3max = 38 + 18.4 j ( MVA) S N − 4 = S 4 max = P4max + jQ4 max = 30 + 14.53 j ( MVA)

;
•

S N −5 = S 5max + S 6 max = P5max + P6max + j (Q5max + Q6max )
= 38 + 18.4 j + 38 + 18.4 j = 76 + 36.81 j ( MVA)
•

•

S 5−6 = S 6 max = P6max + jQ6 max = 38 + 18.4 j ( MVA)

+Chọn điện áp định mức của mạng:
Theo số liệu và công thức (2-1) ta có bảng
Bảng 2-12: Tính toán điện áp định mức phương án 3
Đường dây
N-1

Công suất
Chiều dài đường dây
(Pmax , MW) (L , km)

49
44.72

Điện áp tính toán

Điện áp định mức
công thức (2-1)-kV của mạng kV
124.94
110

20


N-2
N-3
N-4
N-5
5-6

40
38
30
76
38

30.00
44.72
40.00
50.00
31.62

112.34
110.88
98.97
154.42
109.76

Vậy điện áp định mức của mạng là Uđm = 110 kV
+Lựa chọn tiết diện dây dẫn:
Điện áp định mức của mạng 110 kV tính toán tương tự như phương án 1 ta có
các kết quả tính toán trong bảng
Bảng 2-13: Kết quả tính toán chọn đường dây
Lộ
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
5-6

Li
(km)
44.72
30.00
44.72
40.00
50.00
31.62

Pmaxi

(MW)
49
40
38
30
76
38

Qmaxi
(MVAr)
23.73
19.37
18.4
14.53
36.81
18.4

Smaxi
(MVA)
54.44
44.44
42.22
33.33
84.44
42.22

Imaxi
(A)
142.88
116.64

221.61
174.95
221.61
110.80

Chọn

Fi
(mm2)
129.89
106.03
201.46
159.05
201.46
100.73

Icp

ĐD

A

AC - 95
AC - 95
AC - 185
AC - 185
AC - 185
AC - 95

330

330
510
510
330
330

Bảng 2-14: Thông số đường dây
Lộ

Li
Loại ĐD

N-1 AC - 95
N-2 AC - 95
N-3 AC
185
N-4 AC
185
N-5 AC
185
5-6 AC - 95

(km)

n
Số
mạch
ĐD

r0

(

Ω

X0
/km)

Ω

b0.10-6

( /km)

(S/km)

Ω

Ω

Ri ( )
Công
thức
(2-3)

Xi ( )
Công
thức
(2-3)

Bi.10-6(S)

Icp

B = b 0 .10 −6 .L.n

(A)

44.72 2
30
2
44.72 1

0.33
0.33
0.17

0.429
0.429
0.409

2.65
2.65
2.84

7.379
4.950
7.602

9.592
6.435

18.290

237.016
159.000
127.005

330
330
510

40

1

0.17

0.409

2.84

6.800

16.360

113.600

510

50

2

0.17

0.409

2.84

4.250

10.225

284.000

330

31.62 2

0.33

0.429

2.65

5.217

6.7824

167.586

330
21


9
Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật
+Điều kiện phát nóng khi sự cố
*Ngừng 1 mạch của đường dây 2 mạch, lộ N-3, N-4 đường dây 1 mạch không cần
kiểm tra.
Khi đó: Dòng điện sự cố Isc = 2.Imax
Bảng 2-15: Kiểm tra điều kiện phát nóng Isc
Lộ

Loại
ĐD

N-1
N-2
N-5
5-6

AC - 95
AC - 95
AC - 185
AC - 95

n
Số mạch
đường
dây

2
2
2
2

≤

Icp

Imaxi
(A)

Isc
(A)

Icp
(A)

So sánh
Isc và Icp

142.880
116.636
221.609
110.805

285.759
233.273
443.218
221.609

330
330
330
330

IscIscIscIsc
+Điều kiện vầng quang điện
Điện áp 110 kV:

⇒

≥

Fmin = 70 mm2các đường dây đã chọn đều có F 70 mm2

Các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện.
+Điều kiện độ bền cơ
Các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện
⇒

sẽ thỏa mãn điều kiện độ bền cơ
- Xác định tổn thất điện áp max
Theo công thức (2-2) và (2-4) với số liệu đã có ta lập bảng:

Bảng 2-16: Tổn thất điện áp max

Lộ

N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
5-6

n
Số mạch
đường dây

Pmaxi
(MW)

Qmaxi
(MVAr)

R
( )

( )

2
2
1
1
2
2

49
40
38
30
76
38

23.73
19
18.4
14.53
37
18.4

7.379
4.950
7.602
6.800
4.250
5.217

9.592
6.435
18.290
16.360
10.225
6.782

Ω

X
Ω


Uibt%
Công
thức
(2-2)

Uisc%
Công
thức
(2-4)

4.869
2.666
5.169
3.651
5.780
2.670

9.739
5.333
11.560
5.340

22


∆U btmax % = ∆U N−5bt % = 5.780%


∆Uscmax % = ∆U N−5sc% = 11.560%

⇒
=>Thỏa mãn yêu cầu về điều kiện tổn thất điện áp
khi sự cố.
Kết luận:Phương án 3thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật
2.2.2.4. Phương án 4
2

3

1
4
HT

5
6

Hình 2-6: Sơ đồ đi dây phương án 4

Tính toán hoàn toàn tương tự như phương án 1,2,3 ta có các bảng kết quả cho
từng nội dung tính như sau:
+Phân bố công suất:
•

•

•

•

•

S N −3 = S 3max = P3max + jQ3max = 38 + 18.4 j ( MVA)

•

S N −6 = S 6max = P6max + jQ6max = 38 + 18.4 j ( MVA)

;
•

S N − 2 = S 2 max + S 1max = P2 max + P1max + j (Q2max + Q1max )
= 40 + 19.37 j + 49 + 23.73 j = 89 + 43.1 j (MVA)
•

•

S 2−1 = S 1max = P1max + jQ1max = 49 + 23.73 j ( MVA)
•

•

•

S N −5 = S 5max + S 4max = P5max + P4max + j (Q4max + Q3max )

= 38 + 18.4 j + 30 + 14.53 j = 68 + 32.93 j ( MVA)

23


•

•

S 5−4 = S 4 max = P4max + jQ4 max = 30 + 14.53 j ( MVA)

+Chọn điện áp định mức của mạng:
Theo số liệu và công thức (2-1) ta có bảng
Bảng 2-17: Tính toán điện áp định mức phương án 4
Đường dây

Công suất
Chiều dài đường dây
(Pmax , MW) (L , km)

Điện áp tính toán

Điện áp định mức
công thức (2-1)-kV của mạng kV

N-2
89
30.00
165.49
2-1

49
41.23
124.67
N-3
38
44.72
110.88
110
N-5
68
50.00
146.41
5-4
30
41.23
99.08
N-6
38
50.00
111.33
Vậy điện áp định mức của mạng là Uđm = 110 kV
+Lựa chọn tiết diện dây dẫn:
Điện áp định mức của mạng 110 kV tính toán tương tự như phương án 1 ta có
các kết quả tính toán trong bảng
Bảng 2-18: Kết quả tính toán chọn đường dây
Lộ

N-2
2-1
N-3

N-5
5-4
N-6

Li
(km)

Pmaxi
(MW)

Qmaxi
(MVAr)

Smaxi
(MVA)

Imaxi
(A)

Fi
(mm2)

30.00
41.23
44.72
50.00
41.23
50.00

89

49
38
68
30
38

43.1
23.73
18.4
32.93
14.53
18.4

98.89
54.44
42.22
75.56
33.33
42.22

259.52
142.88
221.61
198.28
174.95
110.80

235.92
129.89
201.46

180.26
159.05
100.73

Chọn

Icp

ĐD

A

ACO-240
AC - 95
AC - 185
AC - 185
AC - 185
AC - 95

610
330
510
510
510
330

Bảng 2-19: Thông số đường dây
Lộ

Li

Loại ĐD

N-2
2-1
N-3
N-5
5-4
N-6

(km)

n
Số
mạch
ĐD

r0
(

Ω

X0
/km)

ACO-240 30
2
0.13
AC - 95
41.23 2
0.33

AC - 185 44.72 1
0.17
AC - 185 50
2
0.17
AC - 185 41.23 1
0.17
AC - 95
50
2
0.33
Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật
+Điều kiện phát nóng khi sự cố

Ω

b0.10-6

( /km)

(S/km)

0.39
0.429
0.409
0.409
0.409
0.429

2.68

2.65
2.84
2.84
2.84
2.65

Ω

Ω

Ri ( )
Công
thức
(2-3)

Xi ( )
Công
thức
(2-3)

Bi.10-6(S)

1.950
6.803
7.602
4.250
7.009
8.250

5.850

8.844
18.290
10.225
16.863
10.725

160.8
218.519
127.005
284.000
117.093
265.000

B = b0 .10−6 .L.n

24

Icp
(A)

610
330
510
510
510
330


*Ngừng 1 mạch của đường dây 2 mạch, lộ N-3; 5-4 đường dây 1 mạch không cần
kiểm tra.

Khi đó: Dòng điện sự cố Isc = 2.Imax
Bảng 2-20: Kiểm tra điều kiện phát nóng Isc

≤

Icp

Lộ

Loại
ĐD

n
Số mạch
đường
dây

Imaxi
(A)

Isc
(A)

Icp
(A)

So sánh
Isc và Icp

N-2

2-1
N-5
N-6

ACO-240
AC - 95
AC - 185
AC - 95

2
2
2
2

259.516
142.880
198.282
110.805

519.032
285.759
396.564
221.609

610
330
510
330

Isc

IscIscIsc
+Điều kiện vầng quang điện
Điện áp 110 kV:

⇒

≥

Fmin = 70 mm2các đường dây đã chọn đều có F 70 mm2

Các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện.
+Điều kiện độ bền cơ
Các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện
⇒

sẽ thỏa mãn điều kiện độ bền cơ
- Xác định tổn thất điện áp max
Theo công thức (2-2) và (2-4) với số liệu đã có ta lập bảng:

Bảng 2-21: Tổn thất điện áp max
Lộ

N-2
2-1
N-3
N-5
5-4

N-6

n
Số mạch
đường dây

Pmaxi
(MW)

Qmaxi
(MVAr)

R
( )

( )

2
2
1
2
1
2

89
49
38
68
30
38

43.1
24
18.4
32.93
15
18.4

1.950
6.803
7.602
4.250
7.009
8.250

5.850
8.844
18.290
10.225
16.863
10.725

Ω

X
Ω


Uibt%
Công

thức
(2-2)

Uisc%
Công
thức
(2-4)

3.518
4.489
5.169
5.171
3.763
4.222

7.036
8.979
10.342
8.444
25