Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng điện - Các số liệu về nguồn và cung cấp phụ tải

z













Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mạng điện - Các số
liệu về nguồn và cung cấp
phụ tải

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN

I. CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN CUNG CẤP VÀ PHỤ TẢI:

1. Sơ đồ địa lý:

2. Những số liệu về nguồn cung cấp;
a) Nhà máy 1:
- Công suất đặt: P
1
= 4 x 50 = 200MV
- Hệ số công suất: cosϕ = 0,85
- Điện áp định mức: U
đm
= 10,5kV
b) Nhà máy 2:
- Công suất đặt: P
2
= 2 x 50 = 100MV
- Hệ số công suất: cosϕ = 0,85
- Điện áp định mức: U
đm
= 10,5kV
130,38km
4
72,11km
51km
46,03km
61km
36km
73km

130km
5
63km
61km
72,11km
54km
63km
133,44km
160km
42km
58,44km
36km
9
2
1
3
6
7
8
NĐ
1
NĐ
2
3. Những số liệu phụ tải:
Bảng 1.2. Bảng số liệu
Phụ tải
Số liệu
1 2 3 4 5 6 7 8 9
P
max

(MW) 30 28 28 30 32 30 28 28 20
P
min
(MW) 15 14 14 15 16 15 14 14 10
cosϕ
0,92 0,85 0,9 0,9 0,92 0,9 0,85 0,9 0,9
Q
max
(MVAr) 12,77 17,46 13,56 14,52 12,80 14,52 17,46 13,56 9,68
Q
min
(MVAr) 6,39 8,73 6,78 7,26 6,40 7,26 8,73 6,78 4,84
S
max
(MVA) 32,60 32,99 31,11 33,32 34,46 33,32 32,99 31,11 22,21
S
min
(MVA) 16,30 16,495 15,555 16,66 17,23 16,66 16,495 15,555 11,105
Loại họ phụ tải III I I I I I I III I
Yêu cầu ĐC điện
áp
T T KT KT T T KT T T
Điện áp thứ cấp 22 22 22 22 22 22 22 22 22

II. PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI:
Từ những số liệu trên ta có thể rút ra những nhận xét sau:
* Hệ thống gồm hai nhà máy nhiệt điện.
Chúng có đặc điểm rất quan trọng là truyền tải tức thời điện năng từ các
nguồn đến các hệ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành các số lượng
nhìn thấy được. Tính chất này được xác định sự đồng bộ của quá trình sản

xuấ
t và tiêu thụ điện năng.
- Nhà máy NĐ
1
: Gồm 4 tổ máy phát, mỗi tổ máy phát có công suất định
mức P
đm
= 50MW, cosϕ = 0,85, U
đm
= 10,5kV. Tổng công suất định mức của
NĐ
1
= 4 x 50 = 200MW, nhiên luệu có thể là: than, đá, dầu và khí đốt. Hiệu
suất của nhà máy NĐ tương đối thấp (30 ÷ 40%).
Đồng thời công suất stự dùng thường chiếm khoảng 6 đến 15% tuỳ theo
loại nhà máy nhiệt điện.
+ Các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải P ≥ 70% P
đm
. Khi phụ tải
P < 30% P
đm
các nhà máy phát ngừng làm việc.
- Hai nhà máy phải có sự liên hệ để tra đổi công suất giữa hai nguồn
cung cấp điện khi cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình
thường trong các chế độ vận hành.
* Phụ tải:
- Trong hệ thống thiết kế có 9 phụ tải trong đó.
Phụ tải 1 và 8 là hộ phụ tải loại III
Phụ tải 2, 3, 4, 5, 6, 7 và 9 là hộ phụ tải loạ
i I

- Việc phân bố phụ tải trên sơ đồ địa lý:
Phụ tải 1, 2, 3, 4 do nhiệt điện I cung cấp điện
Phụ tải 6, 7, 8, 9 do nhiệt điện II cung cấp điện
Phụ tải 5 ở giữa 2 nhà máy do 2 nhà máy cung cấp
- Khoảng cách xa nhất từ NĐ
1
đến phụ tải là 61km và gần nhất là 36km.
- Khoảng cách xa nhất từ NĐ
II
đến phụ tải là 63km và gần nhất là 36km.
- Tổng công suất các nguồn = 400MW
- Tổng công suất các phụ tải ∑P
max
= 254MW
- Đặc điểm của các hộ tiêu thụ:
Có hộ 1, 2, 5, 6, 8 và 9 là các hộ có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường.
Hộ 3, 4, 7 là hộ có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường.
- Khi thiết kế mạng điện này cần chú ý:
+ Do khoảng cách giữa các nhà máy và giữa các phụ tải tương đối lớn
nên ta dùng đường dây trên không để dẫn điện.
+ Đối với dây dẫn để
đảm bảo độ bền cơ cũng như yêu cầu về khả năng
dẫn điện ta dùng đường dây AC để truyền tải điện.
Chương II
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, SƠ BỘ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
CỦA HAI NHÀ MÁY

I. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG:
Phương trình cân bằng:
∑P

F
= m∑P
pt
+ m∑ΔP
mđ
+ m∑P
td
+ m∑P
dtr
(2 ÷ 1)
Trong đó:
∑ΔP
F
: Là tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện
∑ΔP
F
= (4 x 50) + (2 x 100) = 400MW
m: Là hệ số đồng thời (lấy m = 1)
∑P
pt
: Là tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ:
m∑P
pt
= 30+28+28+30+32+30+28+28+20 = 254MW
∑ΔP
mđ
: Là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến
áp (chọn khoảng = 5% m∑ΔP
pt
).

MWP
md
7,12254
1000
5
==ΣΔ

∑P
td
: Là tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện:
Chọn từ: (8 ÷ 14%) (m∑P
pt
+ ∑ΔP
mđ
). Ta chọn
( )
()
MW
PPmP
mdpttd
67,26
7,12254
100
10
%10
=
=+=
=ΣΔ+Σ=Σ

∑P

dtr
: Là tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống.
∑P
dtr
= ∑P
F
- m∑P
pt
- ∑ΔP
mđ
- ∑P
dt

= 400 – 254 – 12,7 – 26,67
= 106,63MW


* Kết luận
Vậy ∑P
dtr
lớn hơn công suất đơn vị của tổ máy lớn nhất trong hệ thống là
100MW thì đảm bảo đủ công suất tác dụng trong bất cứ chế độ vận hành nào.
II. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG:
Phương trình cân bằng công suất phản kháng.
∑Q
F
+ ∑Q
b
+ m∑Q
pt

+ ∑ΔQ
B
+ ∑ΔQ
L
- ∑ΔQ
C
+ ∑Q
td
+ ∑Q
dtr
(2 ÷ 2)
Trong đó:
∑Q
F
: Là tổng công suất phản kháng trong các nhà máy điện.
∑Q
pt
: Là tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải
∑ΔQ
B
: Là tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp có thể
lấy ∑ΔQ
B
= 15% ∑Q
pt
.
∑ΔQ
L
: Là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng
điện.

∑ΔQ
C
: Là tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây cao áp
sinh ra. Đối với bước tính sơ bộ với mạng điện 110kV ta coi ∑ΔQ
L
=-∑ΔQ
C

∑Q
td
: Là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện.
∑Q
td
= ∑P
td
. tgϕ
td
(cosϕ
td
= 0,7 – 0,8) néu chọn cosϕ
td
= 0,75 thì tgϕ
td
=
0,882).
∑Q
dtr
: Là tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống. Cớ thể
lấy ∑Q
dtr

bằng công suất phản kháng của tổ máy lớn nhất trong hệ thống.
* Thay số vào ta có:
Q
F
= P
F
.tgϕ
F
= 400 . 0,62 = 248MVAr
Tổng công suát phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được
xác định theo bảng (1-2).
∑Q
pt
= 126,33MVAr
MVArQQ
ptB
98,1833,126.
100
15
%15 ==Σ=ΣΔ

tdtdtd
tgPQ
ϕ
.=Σ
(chọn ϕ
td
= 0,75 → tgϕ
td
= 0,882)

= 26,67 . 0,882 = 23,52MVAr
* Ta thấy công suất phản kháng do nguồn cung cấp là Q
F
= 248MVAr
lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ Q
tt
= 230,8MVAr. Vì vậy không cần
bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế.
III. SƠ BỘ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH CHO HAI NHÀ MÁY:
1. Khi phụ tải cực đại:
Nếu chưa kể đến dự trữ thì tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:
∑P
yc
= ∑P
pt
+ ∑ΔP
mđ
+ ∑ΔP
td

Thay số vào ta có:
∑P
yc
= 254 + 12,7 + 26,67 = 293,37MW
Để đảm bảo cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống, ta huy động tổ
máy có công suất lớn hơn trong hệ thống nhận phụ tải trước để đảm bảo tính
kinh tế cao hơn.
* Xét nhà máy II
Công suất nhà máy II phát lên lưới.
( )

MW
PPPPP
dmIIdmIItdIIFIIvhII
153200.
100
85
.
100
10
200.
100
85
%85%10%85
=−=
=−=−=

Như vậy nhà máy I sẽ đảm nhận.
P
FI
= ∑P
yc
– P
FII
= 293,37 – 170 = 1233,37MW
Chiếm khoảng 61% của P
đmI
.
Trong đó lượng tự dùng là 10% P
FI
= 12,33MW

2. Khi phụ tải cực tiểu:
Tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:
∑P
yc
= ∑P
pt
+ ∑ΔP
mđ
+ ∑ΔP
td

∑P
yc
= 15+14+14+15+16+15+14+14+10 = 127 (theo bảng 1-2)
∑ΔP
td
= 35,6127.
100
5
%5 ==Σ
pt
Pm MW
()
()
33,1335,6127
100
10
%10 =+=ΣΔ+Σ=Σ
mdpttd
PPmP

MW
Vậy:
∑P
yc
= 127 + 6,35 + 13,33 = 146,68MW
* Xét nhà máy II
Công suất nhà máy II phát lên lưới.
( )
MW
PPPPP
dmIIdmIItdIIFIIVhII
5,76
100.
100
85
.
100
10
.100.
100
85
855%10%80
=
==
−=−=

Như vậy nhà máy I sẽ đảm nhận
P
FI
= ∑P

yc
– P
FII
= 146,68 – 85 = 61,68MW
Chiếm khoảng 61%P
đmI
.
Trong đó lượng tự dùng là; 10% P
FI
= 6,168MW
3. Trường hợp sự cố:
Một tổ máy của NĐ
II
xảy ra sự cố khi đó.
∑P
yc
= ∑P
pt
+ ∑ΔP
mđ
+ ∑ΔP
td

= 254 + 12,7 + 26,67 = 293,37MW
Công suất nhà máy II phát lên lưới là:
P
VhII
= P
FII
– P

tdII
= 100%P
đmII
– 10% (1005 P
đmII
)
= 100 -
MW90100.
100
10
=
Như vậy nhà máy I sẽ đảm nhận.
P
FI
= ∑P
yc
– P
FII
= 293,37 – 100 = 193,37MW
Bảng tổng kết
Ph
ụ tải nhà
máy
Max Min Sự cố
P
F
(
MW)
Số
tổ máy

VH
P
F
(
MW)
Số
tổ máy
VH
P
F
(M
W)
Số
tổ máy
VH
I 61% 4 x 61% 2 x 96,68 4 x
(200) =
123,37
50 (100) =
61,68
50 (200) =
193,37
50
II 85%
(200) =
170
2 x
100
85%
(100) =

85
1 x
100
100%
(100) =
100
1 x
100

Chương III
Lựa chọn điện áp

I. Nguyên tắc lựa chọn
Lựa chọn cấp điện áp vận hành cho mạng điện là một nhiệm vụ rất quan
trọng bởi vì trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ
thuật của mạng điện. Để chọn được cấp điện áp hợ
p lý phải thoả mãn yêu cầu
sau.
- Phải đáp ứng được yêu cầu mở rộng điện áp sau này
- Cấp điện phải phù hợp với tình hình lưới điện hiện tại và phù hợp với
tình hình lưới điện quốc gia.
- Bảo đảm tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải.
100.%
2
U
QXPR
U
+
=Δ
Từ công thức ta thấy điện áp càng cao thì ΔU càng nhỏ, truyền tải được

công suất càng lớn.
- Tổn thất công suất.
R
U
QP
P .
2
22
+
=Δ

Khi điện áp càng cao thì tổn hao công suất càng bé, sử dụng ít kim loại
màu (do I nhỏ). Tuy nhiên lúc điện áp tăng cao thì chi phí cho xây dựng mạng
điện càng lớn và giá thành của thiết bị càng cao.
II. Tính toán cấp điện áp của mạng điện.
Việc lựa chọn cấp điện của mạng điện chủ yếu dựa vào kinh nghiệm
tổng kết.
Theo công thức kinh nghiệm.
kVPlU
iii
1634,4 +=

Trong đó:
U
i
: Điện áp đường dây thứ i
l
i
: Chiều dài đường dây thứ i (km)
P

i
: Công suất tác dụng truyền tải trên đường dây thứ i (MW)
Để đơn giản ta chỉ chọn phương án hình tia như sau:

30+j14,52
28+j13,56
3
51
51
61
1
30+j12,77
28+j17,46
36
NĐ
1

73
63
5
30+j12,80
61
6
300+j14,52
54
7
28+j17,4
6
9
36

63
8
28+j13,56
Chương IV
Các phương án nối dây của mạng điện
chọn phương án tối ưu

I. Dự kiến các phương án

Các sơ đồ mạng điện cần phải có chi phí nhỏ nhất đảm bảo độ tin cậy
cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ
thuận tiện và an toàn trong vận hành.
Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại
I
1
cần đảm bảo dự phòng 100%.
Trong mạng điện, đồng thời dự phòng động tự động. Vì vậy, để cung cấp
điện cho hộ tiêu thụ loại I có thể sử dụng đường dây hai mạch hay mạch vòng.
Đối với hộ loại II cho phép cung cấp điện bằng đường dây một mạch vì
thời gian sửa chữa đường dây trên không rất ngắn.
Đối với hộ loại III được cung c
ấp điện bằng đường dây 1 mạch.
Ta có 5 phương án sau:

Hình 4.1. Sơ đồ mạch điện phương án I

3
4
1
NĐ
1

5
6
7
9
8
S
1
2
S
2
S
6
S
4
S
3
S
5

NĐ
2

S
9
S
7
S
8



7





Hình 4.2. Sơ đồ mạch điện phương án II








Hình 4.3. Sơ đồ mạch điện phương án 3

3
4
1
NĐ
I

5
6
7
9
8
S
1
2
S
2
S
6
S
4
S
3

S
5
NĐ
II

S
9
S
7
S
8
3
4
1
NĐ
I

5
6
7
9
8
S
1
2
S
2
S
6
S

4
S
3
S
5
NĐ
II

S
9
S
7
S
8
3
4
1
NĐ
I

5
6
7
9
8
S
1
2
S
2

S
6
S
4
S
3
S
5
NĐ
II

S
9
S
7
S
8
Hình 4.4. Sơ đồ mạch điện phượng án 4

3
4
NĐ
I

5
6
7
9
S
6

S
4
S
5
NĐ
II
S
7








II. Những yêu cầu chính đối với mạng điện:
1. Cung cấp điện liên tục
2. Đảm bảo chất lượng điện
3. Đảm bảo tính linh hoạt
4. Đảm bảo an toàn
III. Lựa chọn dây dẫn
1. Dây đồng:
Dây đồng và dây được chế tạo bằng kim loại đồng, là vật liệu dẫn điện
tốt. Đồng có điện trở su
ất nhỏ, có khả năng chông ăn mòn. Nhưng đồng là
kim loại đắt tiền. Vì vậy, dây đồng chỉ dùng trong mạng điện đặc biệt.
2. Dây nhôm:
Được chế tạo bằng kim loại nhôm, có điện trở suất lớn hơn đồng khoảng
1,6 lần, cũng có khả năng chống ăn mòn. Nhược điểm chủ yếu của dây nhôm

là độ bền cơ tương đối nhỏ
. Do đó người ta không sản xuất dây nhôm trần 1
sợi. Dây nhôm nhiều sợi dùng cho các mạng phân phối điện áp đến 35kV.
3. Dây nhôm lõi thép:
Là dây nhôm có lõi thép được sử dụng phổ biến.

IV. Phân vùng cung cấp điện:
- Vùng xung quanh NĐ
I
gồm các phụ tải 1, 2, 3, và 4.
- Vùng xung quanh NĐ
II
gồm các phụ tải 5, 6, 7, 8 và 9.
V. Tính toán so sánh kỹ thuật các phương án:
1. Phương án I
Sơ đồ mạng điện của phương án I cho trên hình 4-1.











a) Chọn điện áp định mức cho mạng điện:
Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu
kinh tế – kỹ thuật, cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện.

Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Công suất
của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấ
p điện, vị trí
tương đối giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện.
Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ
cung cấp điện. Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo
giá trị của công suấ
t trên mỗi đường dây trong mạng điện.
Theo công thức 3.1.
PlU
dm
1634,4 +=
(kV) (4÷1)
* Ta tính điện áp định mức trên đường dây NĐ
I
-5-NĐ
II
.
- Công suất tác dụng từ nhiệt điện II truyền vào đường dây NĐ
II
-5 được
xác định như sau:
P
NII-5
= P
kt
– P
td
– P
NII

- ΔP
N
(4÷2)
3
4
1
NĐ
1

5
6
7
9
8
S
1
2
S
2
S
6
S
4
S
3
S
5
NĐ
2

S
9
S
7
S
8
Trong đó:
P
kt
: Tổng công suất phát kinh tế của NĐ
II
.
P
td
: Tổng công suất tự dùng trong nhà máy nhiệt điện II
P
td
= 10%P
kt

P
NII
: Tổng công suất của phụ tải đối với NĐ
II

P
NII
= P
6
+ P

7
+ P
8
+ P
9
= 30 + 28 + 28 + 20 = 106MW
ΔP
N
: Tổn thất công suất trên các đường dây cho NĐ cung cấp (ΔP
NII
=
5%P
NII
).
Mà công suất phát kinh tế (P
kt
) của các máy phát nhiệt điện bằng (80 ÷
90%) công suất định mức (P
đm
).
Ta chọn P
kt
= 85%
Nên khi phụ tải cực đại cả hai máy phát đều vận hành và tổng công suất
tác dụng phát ra của NĐ
II
bằng:
170100.2.
100
85

==
kt
P MW
và:
17
100
170.10
%10 ===
kttd
PP MW
Thay vào công thức (4-2)
P
NĐII-5
= 170 – 17 – 106 – 5,3 = 41,7MW
Công suất phản kháng do NĐ
II
truyền vào đường dây NĐ
II-5
có thể tính
gần đúng như sau:
Q
NII-5
= P
NII-5
.tgϕ
FII
= 41,7 . 0,62 = 25,85MVAr
Như vậy:
S
NII-5

= 41,7 + j25,85
⇒ Dòng công suất truyền tải đường dây NĐ
I-5
là:
()()
MVArj
jjSSS
NIINI
05,137,9
85,257,4112832
555
...
+−=
=−−+=−=
−−

Như vậy, trong trường hợp này công suất truyền tải trên đường dây NĐ
II-
5
cung cấp 9,7 + j13,05(MVA) cho NĐ
1-5
.
* Điện áp tính toán trên đường dây NĐ
II-5
là:
kVU
NII
27,1177,41.1563.34,4
5
=+=

−

* Điện áp tính toán trên đường dây NĐ
I-5
là:
55
.1673.34,4
−−
+=
NINI
PU

Trong đó:
P
NI-5
= P
kt
– P
td
– P
NI
- ΔP
NI

=
MW2,31116.
100
5
.11617170 =−−
Thay vào trên ta có:

U
NI-5
=
kV90,1022,31.1663.34,4 =+

* Ta tính điện áp định mức trên đường dây NĐ
I-1
.
U
NI-5
= kV9,10030.1661.34,4 =+
Vậy kết quả tính toán điện áp định mức của các đường dây trong phương
án I cho trong bảng (4.1) sau:
Đường dây
Công suất
truyền tải S,
MVA
Chiều dài đờng
dây l, km
Điện áp tính
toán U, kV
Điện áp định
mức của mạng
điện
NĐ
I
-1 30 + j12,77 61,0 100,90

Bảng 4.1. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
NĐ

I
-2 28+j17,46 36,0 95,48
110kV
NĐ
I
-3 28+j13,56 51,0 96,91
NĐ
I
-4 30+44,52 51,0 100
NĐ
I
-5 -(9,7+j13,05) 73,0 102,90
NĐ
II
-5 41,7+j25,85 63,0 117,27
NĐ
II
-6 30+j14,52 61,0 100,94
NĐ
II
-7 28+j17,46 54,0 97,23
NĐ
II
-8 28+j13,56 63,0 98,10
NĐ
II
-9 20+j9,68 36,0 81,88

Từ các kết quả nhận được trong bảng 4.1 ta chọn điện áp định mức của
mạng điện U

đm
= 110kV.
b) Chọn tiết diện dây dẫn:
Đối với mạng điện khu vực các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ
kinh tế của dòng điện nghĩa là:
kt
J
I
F
max
=
(4-3)
Trong đó:
I
max
: Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại A
J
kt
: Mật độ kinh tế của dòng điện A/mm
2
. Với dây AC và T
max
= 4800h
thì J
kt
= 1,1A/mm
2
.
Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được
xác định theo công thức.

3
max
max
10.
3
dm
Un
S
I =
(4-4)
n: Số mạch của đường dây (đường dây 1 mạch thì n =1, hai mạch thì n = 2).
U
đm
: Điện áp định mức của mạng điện, kV
S
max
: Công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại (MVA)
Đối với đường dây 110kV để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm
lõi thép cần phải có tiết diện F
≥
70mm
2
. Để đảm bảo cho đường dây vận
hành bình thường trong các chế độ sau sự cố cần phải có điều kiện sau: I
SC

≤

I
CP

.
I
SC
: Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố
I
CP
: Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn.
* Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây NĐ
II
-5.
- Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại bằng:
A
U
S
I
dm
Nii
Nii
18,13110.
110.32
85,257,41
10.
.32
3
22
3
5
5
=
+

==
−
−

Tiết diện dây dẫn;
2
5
5
25,119
1,1
36,212
mm
J
I
F
kt
NII
NII
===
−
−

Chọn dây AC-120 và I
CP
= 380A
Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn, cần kiểm tra dòng điện chạy trên
đường dây trong các chế độ sau sự cố.
- Đối với đường dây NĐ
II
-5 - NĐ, sự cố có thể xảy ra trong 2 trường

hợp.
+ Ngừng 1 mạch trên đường dây
+ Ngừng 1 tổ máy phát điện
- Nếu ngừng một mạch trên đường đây NĐ
II-5
thì dòng điện chạy trên
mạch còn lại bằng:
I
SC
= 2.I
NII-5
= 2 . 131,18 = 262,36A
- Nếu ngừng 1 tổ máy phát điện ở nhà máy NĐ
II
thì máy phát còn lại sẽ
phát 100% công suất. Do đó tổng công suất phát NĐ
II
bằng:
P
F
= 1 . 100 = 100MW
Công suất tự dùng trong nhà máy:
10100.
100
10
%10
===
Ftd
PP
MW

* Tính tiết diện dây dẫn NĐ
I-5
:
- Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại.
A
S
I
NI
NI
47,43
10.
110.32
05,137,9
110.32
10.
3
22
3
5
5
=
+
==
−
−

- Tiết diện dây dẫn.

2
5
52,39
1,1
47,43
mmF
NI
==
−

Chọn dây dẫn AC-70 có I
CP
= 265A
Trường hợp sự cố:
- Khi ngừng 1 mạch trên đường dây NĐ
I-5
thì dòng điện chạy trên mạch
còn lại bằng:
I
SC
= 2 . 43,47 = 86,94A < I
CP
= 265A
⇒ Đảm bảo vận hành
* Tính tiết diện đường dây NĐ
I-1
:
AI 35,17410.
110.3
77,1230

3
22
1
=
+
=
- Tiết diện đường dây.
2
1
5,158
1,1
35,174
mmF ==

Ta chọn dây AC – 185 có I
CP
= 380









* Kết quả tính các đường dây còn lại được cho trong bảng 4.2 sau:
Đường
dây
S (MVA) I

bt
(A)
F
tt

(mm
2
)
F
tc
(mm
2
)
I
CP

(A)
I
SC
(A)
l
(km)
r
o

(
Ω
/km)
x
o

(
Ω
/km)
b
o
.10
-6

S/km
R (
Ω
) X (
Ω
)
4
10.
2
−
B

(S)
NĐ
I-1
30+j12,77 174,35 158,5 185 510 174,35 61 0,17 0,409 1,69 10,37 25,80 0,82
NĐ
I-2
28+j17,46 88,23 80,21 95 330 176,46 36 0,33 0,429 2,65 5,94 7,72 0,95
NĐ
I-3

28+j13,56 88,18 75,62 70 265 166,36 51 0,46 0,440 2,58 11,73 11,22 1,31
NĐ
I-4
30+j14,52 89,12 81,02 95 330 178,24 51 0,33 0,429 2,65 8,41 10,94 1,35
NĐ
I-5

-(9,7+13,05)
43,47 39,52 70 265 86,94 73 0,46 0,440 2,58 16,79 16,06 1,88
NĐ
II-5
41,7+j25,85 131,18 119,25 120 380 262,36 63 0,27 0,423 2,69 8,51 13,32 1,69
NĐ
II-6
30+j14,52 89,12 81,02 95 330 178,24 64 0,33 0,429 2,65 10,06 13,08 1,61
NĐ
II-7
28+j17,46 88,23 80,12 95 330 176,46 54 0,33 0,429 2,65 8,91 11,58 1,43
NĐ
II-8
28+j13,56 83,18 75,62 70 265 83,18 63 0,46 0,440 2,58 28,98 27,72 0,81
NĐ
II-9
20+9,68 59,41 54,01 70 265 118,82 36 0,46 0,440 2,58 8,28 7,92 0,92

Bảng 4.2. Thông số của các đường dây trong mạng điện
c) Tính tổn thất điện áp trong mạng điện:
Khi chọn sơ bộ các phương án cung cấp điện có thể đánh giá chất lượng
điện năng theo các giá trị của tổn thất điện áp.
Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các trạm hạ áp có thể chấp nhận là

phù hợp nếu trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của
mạng điện mộ
t cấp điện áp không vượt quá 10 ÷ 15% trong chế độ phụ tải
cực đại khi vận hành bình thường và đến 20 ÷ 25% trong chế đọ sau sự cố
nghĩa là:
ΔU
maxbt
% = 15 ÷ 20%
ΔU
maxsc
% = 20 ÷ 25%
Đối với các tổn thất điện áp như vậy, cần sử dụng các máy biến áp điều
chỉnh điện áp dưới tải trong tải các trạm hạ áp.
Tổn thất điện áp thứ i nào đó khi vận hành bình thường được xác định
theo công thức:
100.
2
dm
iiii
ibt
U
XQRP
U
+
=Δ

Trong đó:
P
i
, Q

i
: Công suất chạy trên đường dây thứ i
R
i
, X
i
: Điện trở và điện kháng của đường dây thứ i
Đối với đường dây có hai mạch, nếu ngừng 1 mạch thì tổn thất điện áp
trên đường dây bằng;
ΔU
iSC
% = 2ΔU
ibt
%
* Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ
I-2
:
Trong chế độ làm việc bình thường, tổn thất điện áp trên đường dây
bằng:
%.48,2
100.
110
72,7.46,1794,5.28
100.
110
%
22
2222
2
=

+
=
+
=Δ
XQRP
U
bt

- Khi một mạch của đường dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp trên
đường dây có giá trị.
ΔU
2SC
% = 2 ΔU
2bt
% = 2 . 2,48 = 4,96%.
Các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như với đường dây trên.
Đường dây
ΔU
bt
% ΔU
SC
%
Đường dây
ΔU
bt
% ΔU
SC
%
NĐ
I-1

5,29 5,29 NĐ
II-5
5,77 11,54
NĐ
I-2
2,48 4,96 NĐ
II-6
4,06 8,12
NĐ
I-3
3,97 7,94 NĐ
II-7
3,73 7,46
NĐ
I-4
3,39 6,78 NĐ
II-8
9,81 9,81
5-NĐ
I
3,46 6,92 NĐ
II-9
2,00 4,00

Bảng 4.3. Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện
Từ các kết quả trên ta thấy, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong
phương án I có giá trị.
ΔU
maxbt
% = ΔU

NII-8
% = 9,81%
Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố.
ΔU
mnaxSC
% = ΔU
NII-5
% + ΔU
5-NĐI
% = 11,54% + 6,92% = 18,46%

2. Phương án II
Sơ đồ mạng điện phương án II.










Hình 4.2
a) Chọn điện áp định mức cho mạng điện
* Ta tính điện áp định mức trên đường dây 9-8:
- Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây NĐ
II-9
:
()

MVArj
jjSSS
NII
24,2348
56,132868,9202
8
.
9
..
9
+=
=+++=−=
−

Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây 9-8
MVAjSS 56,1328
8
.
89
.
+=
−

Điện áp tính toán trên đường dây 9-8 bằng:
3
4
1
NĐ
I

5
6
7
9
8
S
1
2
S
2
S
6
S
4
S
3
S
5
NĐ
II

S
9
S
7
S
8
kV
PlU
99,9528.1623,41.34,4

.16.34,4
88989
=+=
+=
−−

Kết quả tính điện áp trên các đoạn đường dây và chọn điện áp định mức
của mạng điện cho ở bảng (4.4) sau:


Đường dây
Công suất truyền
tải S, MVA
Chiều dài
đường dây l
(km)
Điện áp tính
toán U (kV)
Điện áp định
mức mạng điện
2-1 30+j12,77 42,42 135,19
110kV
NĐ
I
-2 58+j30,23 36,0 134,74
NĐ
I
-3 28+j13,56 51,0 96,91
NĐ
I

-4 30+j14,52 51,0 100
NĐ
I
-5 -(9,7+j13,05) 73,0 102,90
NĐ
II
-5 41,7+j25,85 63,0 117,27
NĐ
II
-6 30+j14,52 61,0 100,94
NĐ
II
-7 28+j17,46 54,0 97,23
NĐ
II
-9 48+j23,24 36,0 123,06
9-8 28+j13,56 41,23 95,99

b) Chọn tiết diện dây dẫn.
Kết quả tính các thông số của các đường dây trong mạng điện cho bảng sau:
Đường
dây
S (MVA) I
bt
(A)
F
tt

(mm
2

)
F
tc
(mm
2
)
I
CP

(A)
I
SC
(A)
l
(km)
r
o

(Ω/km)
x
o

(Ω/km)
b
o
.10
-6

S/km
R (Ω) X (Ω)

4
10.
2
−
B

(S)
2-1
30+j12,77
174,35 158,5 185 510 174,35 42,42 0,17 0,409 2,84 7,21 17,35 0,60
NĐ
I-2

58+j30,23
174,88 158,98 185 510 349,76 36 0,17 0,409 2,84 3,06 7,36 1,02
NĐ
I-3

28+j13,56
83,18 75,62 70 265 166,36 51 0,46 0,440 2,58 11,73 11,22 1,31
NĐ
I-4

30+j14,52
89,11 81,01 95 330 178,22 51 0,33 0,429 2,65 8,42 10,94 1,35
NĐ
I-5

-(9,7+j13,05)
43,47 39,52 70 265 86,94 73 0,46 0,440 2,58 16,79 16,06 1,88

NĐ
II-5

41,7+j25,85
131,18 119,25 120 380 262,36 63 0,27 0,423 2,69 8,50 13,32 1,69
NĐ
II-6

30+j14,52
89,11 81,02 95 330 178,46 61 0,33 0,429 2,65 10,06 13,08 1,61
NĐ
II-7

28+j17,46
88,23 80,21 95 330 176,46 54 0,33 0,429 2,65 8,91 11,58 1,43
NĐ
II-9

48+j23,24
142,59 129,63 185 510 285,18 36 0,17 0,409 2,84 3,06 7,36 1,02
9-8
28+j13,56
83,18 75,62 70 265 83,18 41,23 0,46 0,440 2,58 18,96 18,14 0,53
Bảng 4.5. Thông số của các đường dây trong mạng điện

c) Tính tổn thất điện áp trong mạng điện.
Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ
I-2-1
trong chế độ làm việc bình
thường.

Tổn thất điện áp trên đoạn NĐ
I-2
:
%30,3
100.
110
36,7.23,3006,3.58
100.%
22
2222
2
=
=
+
=
+
=Δ
−−
−
dm
NINI
NI
U
XQRP
U

Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 2-1 có giá trị.
%62,3100.
110
35,17.77,1221,7.30

%
2
12
=
+
=Δ
−
U
Như vậy tổn thất điện áp trên đường dây NĐ
I-2-1
bằng:
%92,6%62,3%30,3%%%
12212
=+=Δ+Δ=Δ
−−−−
UUU
NINI

Tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ sau sự cố.
Đối với đường dây NĐ
I-2-1
, khi ngừng một mạch trên đoạn NĐ
I-2
sẽ nguy
hiểm hơn so với sự cố ở đoạn 2-1.
Khi ngừng 1 mạch trên đường dây NĐ
I-2
, tổn thất điện áp đoạn này bằng.
%60,6%30,3.2%2%
22

==Δ=Δ
−− NISCNI
UU

Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây cho trong bảng
(4.6) sau:
Đường dây
ΔU
bt
% ΔU
SC
%
Đường dây
ΔU
bt
% ΔU
SC
%
NĐ
I-2
3,30 6,60 NĐ
II-5
5,77 11,54
2-1 3,62 3,62 NĐ
II-6
4,06 8,12
NĐ
I-3
3,97 6,34 NĐ
II-7

3,73 7,46
NĐ
I-4
3,39 6,78 NĐ
II-9
2,62 5,24
5-NĐ
I
3,46 6,92 9-8 9,04 9,04

Từ kết quả trên ta thấy.
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường bằng
ΔU
maxbt
% = ΔU
NII-9bt
% + ΔU
9-8
% = 2,62% + 9,04% = 11,66%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố.
ΔU
maxSC
% = ΔU
NII-5SC
% + ΔU
5-NSC
% = 11,54% + 6,92% = 18,46%
3. Phương án III.
Sơ đồ mạng điện phương án III.

Hình 4.3
a) Chọn điện áp định mức cho mạng điện.
* Ta tính điện áp định mức trên đường dây 2-1.
- Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây NĐ
I-2
.
- Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây NĐ
II-9
:
3
4
1
NĐ
I

5
6
7
9
8
S

1
2
S
2
S
6
S
4
S
3
S
5
NĐ
II

S
9
S
7
S
8