Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế lưới điện khu vực

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế lưới điện khu vực





ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1

PHẦN THỨ NHẤT
THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC


CHƯƠNG I:
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

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 thuỷ điện:
Công suất đặt: P
1
=3x80=240MW
Hệ số công suất: cosφ=0,85
Điện áp định mức: U
đm
=10,5kV

b. Hệ thống điện:
Công suất đặt: P
1
=4x50=200MW
Hệ số công suất: cosφ=0,85
Điện áp trên thanh cái cao áp: U
đm
=10,5kV
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2
3. Những số liệu về phụ tải: Được biểu diễn như bảng sau


Phụ tải

Số liệu

1

2

3

4

5

6

7

8

9
P
max
(MW) 30 28 30 32 30 32 32 28 22
P
min
(MW) 18 16,8 18 19,2 18 19,2 19,2 16,8 13,2
cosϕ
0,95 0,9 0,9 0,92 0,9 0,95 0,85 0,92 0,9
Loại hộ phụ tải I I III I I I I III I
Yêu cầu đ/c U KT T KT KT T T KT T KT
Điện áp thứ

cấp
22 22 22 22 22 22 22 22 22

P
min
= 0,6 P
max
T
max
=4800h
Giá điện năng tổn thất: 500 đ/kWh.
Giá trị bù là 150.000/kVar
- Phụ tải xa nguồn nhất là phụ tải 8 với khoảng cách là 86 km
- Phụ tải gần nguồn nhất là phụ tải 9 với khoảng cách là 51 km
Nhà máy 1 cung cấp cho các phụ tải 1,2,3,4,5 với tổng công suất là 150 MW
Nhà máy 2 cung cấp cho các phụ tải 6,7,8,9 với tổng công suất là 114 MW

II. Phân tích nguồn và phụ tải.

Từ những số liệu như trên ta có thể rút ra những nhận xét như sau:
Hệ thống được thiết kế gồm 2 nhà máy loại nhiệt điện cung cấp cho 9 hộ
phụ tải trong đó có:
Phụ tải số 1,2, , 4, 5, 6, 7 và 9 là hộ loại I
Phụ tải số 3, 8 là hộ loại III
Đa số các phụ tải đều nằm ở lân cận 2 nhà máy đây là một điều kiện r
ất
thuận lợi để đề ra các phương án nối dây, kết hợp việc cung cấp điện cho các
hộ phụ tải và nối liên lạc giữa 2 nhà máy thành một hệ thống điện.
Để đảm bảo cung cấp điện ta phải chú ý đến các hộ phụ tải, tính chất của
các hộ tiêu thụ điện để có phương thức cung cấp điện nhằm đáp

ứng được yêu
cầu của các hộ dùng điện.
Theo như sơ đồ bố trí vị trí các phụ tải và vị trí của các nhà máy điện ta
thấy rằng:
Phụ tải xa nguồn nhất đó là phụ tải 8 với khoảng cách tới nguồn là 86 km,
còn phụ tải gần nguồn nhất là phụ tải 9 với khoảng cách tới nguồn là 51 km.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

3
Các hộ phụ tải 1, 2, 3, 4, 5 ở gần nhà máy nhiệt điện 1, nên phương án nối
dây có xu hướng do nhà máy 1 cung cấp.
Các hộ phụ tải còn lại ở gần hệ thống điện nên phương án nối dây chủ yếu
do nguồn của nhà máy 2 cung cấp.
Tóm lại khi ta thiết kế mạng điện này ta cần chú ý các điều kiện sau:
Phân tích và dự báo phụ tải phải chính xác.
Đảm bảo cho nhà máy vận hành vớ
i công suất tối thiểu và ở chế độ cực
đại thì phải thoả mãn nhu cầu của phụ tải.
Đảm bảo được các điều kiện về khí tượng, thuỷ văn, địa chất, địa hình,
giao thông vận tải.
Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải, nhất là các hộ phụ tải
loại I.
Dựa vào khả năng cung cấp điệ
n của các nhà máy và yêu cầu của các
phụ tải ta định chế độ vận hành cho các nhà máy điện sao cho kinh tế nhất và
đảm bảo ổn định cho hệ thống.

CHƯƠNG II:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

4
ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HAI NHÀ MÁY

I.Cân bằng công suất trong nhà máy điện.

Để hệ thống điện làm việc ổn định đảm bảo cung cấp điện cho các hộ
phụ tải điện thì nguồn điện phải đảm bảo cung cấp đủ công suất tác dụng P và
công suất phản kháng Q cho các hộ phụ tải, tức là ở mỗi thời điểm nào đó
phải luôn luôn tồn tại sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ

của các hộ phụ tải và công suất tiêu tán trên các phần tử của hệ thống. Mục
đích của phần này là ta tính toán xem nguồn phát có đáp ứng đủ công suất tác
dụng và công suất phản kháng cho các hộ phụ tải không? Từ đó định ra
phương thức vận hành cho nhà máy cũng như lưới điện nhằm đảm bảo cung
cấp điện cũng như chất lượng điện n
ăng tức là bảo đảm tần số và điện áp luôn
luôn ổn định trong giới hạn cho phép.
1.Cân bằng công suất tác dụng:

Nếu công suất tác dụng của nguồn điện nhỏ hơn yêu cầu của phụ tải thì
tần số sẽ giảm và ngược lại. Cân bằng công suất tác dụng sẽ có tính chất toàn
hệ thống, tần số ở mọi nơi trong hệ thống điện luôn như nhau.
Phương trình cân bằng:
ΣP
F
= m.ΣP
PT
+ ΣΔP
md
+ ΣP
td
+ ΣP
dtr

Trong đó:
ΣP
F
: là tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện
m : là hệ số đồng thời, trong đồ án này lấy m=1
ΣP
PT
: là tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ
ΣΔP
md
: là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp,
trong đồ án này ta lấy ΣΔP
md
= 10%mΣP
PT

ΣP
td
: là tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện có giá trị
trong khoảng 8 - 14%.( m.ΣP
pt
+

ΣΔP
md
). Ở đây ta chọn = 10%.

ΣP
dtr
: là tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống.

ΣP
dtr
= ΣP
F
- m.ΣP
pt
- ΣΔP
md
- ΣP
dtr
Tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống thường nằm trong
khoảng 10-15% tổng công suất phụ tải và không được bé hơn công suất
của một tổ máy trong mạng
Thay số vào ta được:
Tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện:
ΣP
F
= 3 x 80 + 4 x 50 = 440 MW
Tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ:
ΣP
pt
=150 + 114 = 264 MW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp:
ΣΔP
md
=10%.m.ΣP
pt
= 10%.1.264= 26,4 MW
Tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện:
ΣP

td
= 10% (m.ΣP
F
+ ΣΔP
md
) = 10%.(1.264+26,4) = 29,04 MW
Tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

5
ΣP
dtr
= 440 – 1.264 –26,4 –29,04 = 120,56 MW
Ta có ΣP
dtr
= 120,56 MW > 80 MW là công suất của tổ máy lớn nhất nên hệ
thống luôn luôn đảm bảo đủ công suất trong mọi chế độ vận hành .
2. Cân bằng công suất phản kháng:

Nếu công suất phản kháng phát nhỏ hơn yêu cầu thì điện áp giảm và
ngược lại. Khác với công suất tác dụng, cân bằng công suất phản kháng vừa
có tính chất hệ thống vừa có tính chất địa phương, có nghĩa là chỗ này của hệ
thống có thể đủ nhưng chỗ khác của hệ thống lại thiếu công suất phản kháng.
 Phương trình cân bằng công suất phản kháng:
ΣQ
F
+ΣQ
b
= m.ΣQ
PT

+ΣΔQ
B
+ΣΔQ
L
- ΣΔQ
C
+ ΣQ
td
+ ΣQ
dtr

Trong đó:
ΣQ
F
: là tổng công suất phản kháng định mức của các nhà máy điện
ΣQ
PT
: là tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải
ΣΔQ
B
: là tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp, trong đồ
án này ta lấy ΣΔQ
B
=15%ΣQ
pt

ΣΔQ
L
: là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng
điện

ΣΔQ
C
: là tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây cao áp
sinh ra, đối với bước tính sơ bộ điện ở điện áp 110kV, ta coi:
ΣΔQ
C
= ΣΔQ
L

ΣQ
td
: là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện được
xác định theo công thức:
ΣQ
td
= ΣP
td
.tgφ
td
Ta chọn tgφ
td
=0,882
ΣQ
dtr
: là tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống, có thể lấy
bằng công suất phản kháng của tổ máy lớn nhất trong hệ thống .
Sau khi tính toán ta thấy nếu ΣQ
b
>0 ⇒ phải tiến hành bù sơ bộ và ưu tiên
cho các hộ ở xa có hệ số cosφ thấp trước. Công suất bù sơ bộ cho phụ tải thứ i

được tính như sau:
Q
bi
=Q
i
-P
i
.tgφ
i
’=Q
i
- Q
i
’
Thay số vào ta được:
Tổng công suất phản kháng định mức của các nhà máy điện:
ΣQ
F
= ΣP
F
.tgφ
F
= 440tg(arccos(0,85))= 272,7 MVAr
Tổng công suất khản kháng cực đại của các phụ tải:
ΣQ
PT
= ΣQ
maxi

= 9,9+ 13,6 + 14,5 +13,6 +14,5 +10,5 + 19,8 +11,9 +

10,7
= 119 MVAr
Tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp:
ΣΔQ
B
=15%.ΣQ
pt
=15%.119 = 17,85 MVAr
Tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy:
ΣQ
td
= ΣP
td
.tgφ
td
= 29,04.0,882= 25,6 MVAr.
Tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống :
ΣQ
dtr
=Q
Fmax
=P
Fmax
.tgφ
F
= 80.0,62 = 49,6 MVAr
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

6
Tổng công suất phản kháng cần bù là:

ΣQ
b
= = m.ΣQ
PT
+ΣΔQ
B
+ ΣQ
td
+ ΣQ
dtr
- ΣQ
F


= 119+ 17,85+ 25,6+ 49,6- 272,7
= -60,65 MVAr < 0 ⇒ không phải bù sơ bộ
Vậy qua kết quả tính toán ta thấy tổng công suất phản kháng yêu cầu của
các hộ phụ tải có giá trị nhỏ hơn công suất phản kháng của nguồn cung cấp
nên ta không cần phải bù sơ bộ công suất phản kháng.

II. Xác định phương thức vận hành cho 2 Nhà máy
1. Phụ tải cực đại.

ΣP
yc
= ΣP
pt
+ ΣP
mđ
+ ΣP

td

= 264 + 26,4 + 29,04 = 319,44 MW
Để đảm bảo cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống, ta huyđộng tổ
máy có công suất lớn hơn trong hệ thống nhận phụ tải trước để đảm bảo tính
kinh tế hơn. Ở trường hợp này nhà máy 1 có công suất đơn vị của mỗi tổ máy
lớn nhất → Xét Nhà máy 1trước.
Ta cho Nhà máy 1 phát 85% công suất cực đại
P
NĐ1
= 85% . 240 = 204 MW
Tự dùng 20,4 MW
Phát trên lưới : 204 –20,4 = 183,6 MW
Lượng công suất nhà máy 2 đảm nhiệm:
P
NĐ2
= 319,44 – 204 =115,44 = 57,7% P
2đm

Không thoả mãn phụ tải kinh tế 60 – 85%
Ta phát Nhà máy 1 với công suất 80% công suất cực đại
P
NĐ1
= 80%.240 = 192 MW
Tự dùng 19,2 MW
Phát lên lưới 192 – 19,2 = 172,8 MW
Lượng công suất Nhà máy 2 đảm nhận:
P
NĐ2
= 319,44 – 192 = 127,44 = 63,72% P

2đm

Thoả mãn điều kiện phụ tải kinh tế
Trong đó lượng tự dùng: 12,74 MW
Phát lên lưới:: 127,44 – 12,74 = 114,7 MW

2. Chế độ phụ tải min.
P
min
=60%.P
max
= 60%.319,44 = 191,66
Ta cho vận hành 2 tổ máy Nhà máy điện 1 và 2 tổ máy Nhà máy điện 2.
Nhà máy điện 1 phát 75% công suất 1 tổ máy: 2.80.75% = 120MW
Công suất tự dùng : 12 MW
Công suất phát lên lưới: 120 – 12 =108 MW
⇒ Nhà máy 2 đảm nhận 191,66 – 120 = 71,66 = 71,66% P
2đm

Trong đó phần tự dùng là 7,16 MW
Phát lên lưới : 71,66 – 7,16 =64,5 MW.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

7

3. Chế độ sự cố.
Với giả thiết sự cố nghiêm trọng nhất là Nhà máy điện 1 hỏng một tổ máy .
Khi đó :
ΣP

yc
= ΣP
pt
+ ΣΔP
md
+ ΣP
td

= 319,44 MW
P
NĐ1
= 160 MW
Trong đó tự dùng 16 MW
Phát lên lưới: 160 –16 =144 MW.
Lượng công suất mà Nhà máy 2 đảm nhận: 319,44 – 160 = 159,44 MW chiếm
79,7% công suất nhiệt điện 2 với tự dùng 15,94 MW
Phát lên lưới: 159,44 –15,94 = 143,5 MW


Nhà
máy
Phụ tải cực đại Phụ tải cực tiểu Chế độ sự cố

P
F
(MW)
Số tổ
máy
làm
việc

P
F
(MW)
Số tổ
máy
làm
việc

P
F
(MW)
Số tổ
máy
làm
việc
1 192 (80%)
240
3x80 120 = 75%
(160)
2x80 160 = 100%
(160 )
2x80
2 127,44
(63,7%)
200
4x50 71,66=71,66%
(100)
2x50 159,44=79,7%
(200)

4x50

















CHƯƠNG III:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

8
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN CỦA LƯỚI ĐIỆN,
TÍNH TOÁN SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN. LỰA CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP
.

I. Dự kiến các phương án của lưới điện.

Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện năng của các hộ phụ tải, vào đặc điểm

và hiện trạng làm việc của 2 nhà máy điện với các hộ phụ tải trên sơ đồ địa lý,
ta đưa ra một số phương án nối dây.
Khu vực nhà máy nhiệt điện 1 cung cấp điện cho các hộ phụ tải lân cận
nó là 1, 2, 3, 4, 5. Khu vực nhà máy nhiệt điện 2 cung cấ
p chủ yếu cho các hộ
phụ tải 6, 7, 8, 9. Nhà máy và hệ thống liên hệ thông qua đường dây liên lạc
nối qua phụ tải 6. Việc lựa chọn các phương án phải đảm bảo các yêu cầu
chính sau:
Cung cấp điện liên tục
Đảm bảo chất lượng điện cao
Đảm bảo tính linh hoạt của mạng điện
Đảm bảo tính kinh tế và có khả năng phát triển
Đả
m bảo an toàn cho con người và cho thiết bị
1. Các phương án của lưới điện:

Sau khi xem xét các phương án ta đưa ra 5 phương án như sau:
Phương án 1:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

9
Phương án 2:



Phương án 3:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

10
Phương án 4:


Phương án 5:

II. Lựa chọn cấp điện áp cho các phương án.

Việc chọn cấp điện áp vận hành của hệ thống điện là rất quan trọng. Tuỳ
thuộc vào giá trị công suất cần truyền tải và độ dài của đường dây tải điện mà
ta chọn độ lớn của điện áp vận hành sao cho thích hợp nhất. Nếu công suất
truyền tải lớn và tải điện đi xa, nếu dùng điện áp lớn thì có l
ợi vì giảm được
đáng kể tổn thất công suất truyền tải trên đường dây nhưng làm tăng tổn thất
công suất vầng quang và phải chi phí vốn đầu tư vào cách điện cho đường dây
và máy biến áp.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

11
Để xác định cấp điện áp cho hệ thống, theo kinh nghiệm thiết kế đã đưa ra
được công thức:

PLU .16.34,4 +=
(*)
Trong đó:

L: khoảng cách truyền tải (km)
P: công suất truyền tải trên đường dây (MW)

Để đơn giản ta chỉ xét cho lưới điện hình tia như sau :


Ta xét phân bố công suất trên đoạn N
1
-6 -N
2
( N
1
và N
2
là ký hiệu của các
nhà máy nhiệt điện 1 và nhiệt điện 2 )
+ Tổn thất công suất trên tuyến N
1
-1, N
1
-2, N
1
-3, N
1
-4, N
1
-5.
ΔP= 10%.(30+28+30+32+30)= 15 MW
+ Công suất truyền tải trên tuyến N
1

-6.
P
N1-6
= P
F1
- ΣP
pt 1,2,3,4,5
- ΔP – P
td1
= 192 – 150 – 15 - 19,2
= 7,8 MW.
Một cách gần đúng: Q
N1-6
= 7,8.tgϕ
F=
7,8. 0,62= 4,836 MVAr
⇒Tuyến N2-6
S
N2-6
= S
6
– S
N1-6
= 32+j 10,52 – 7,8-j 4,84
= 24,2 + j 5,68
Dựa trên công thức kinh nghiệm (*), để tính toán điện áp cho lưới
điện, ta có bảng kết quả sau:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

12
Đường dây
Công suất
P(MW)
Chiều dài
L(km)
U
TT
(kV) U
VH
(kV)
N
1
-1 30 64 101,2 110
N
1
-2 28 73 99,06 110
N
1
-3 30 54 98,01 110
N
1
-4 32 64 104,16 110
N
1
-5 30 67 101,5 110
N
1

-6 7,8 71 60,73 110
N
2
-6 24,2 61 91,88 110
N
2
-7 32 72 104,88 110
N
2
-8 22 86 90,83 110
N
2
-9 28 51 96,95 110


Căn cứ vào kết quả tính toán điện áp vận hành của các tuyến đường
dây, nếu chọn cấp điện áp cho lưới là 110 kV thì giảm bớt tổn thất công suất
trên đường dây, tiết diện dây dẫn giảm nhỏ, nên kinh tế hơn. Do vậy ta chọn
điện áp 110 kV để truyền tải là hợp lý.

CHƯƠNG IV:

SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

13

I. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật phương án 1:
1. Sơ đồ lưới điện:

2.Tính phân bố công suất trong mạng:
Như đã xác định phương thức vận hành của 2 nhà máy khi phụ tải cực
đại, các tổ máy của Nhiệt điện 1 phát 80% công suất. Do đó ta tính các
dòng công suất như sau:
+ Công suất phát của Nhà máy 1:
P
F1
= 80%.P
đm1

=80%.240= 192 MW
Q
F1
= P
F1.
tgϕ
F
=192.tg[arc(cos 0,85)]= 192.0,62= 119 Var
+ Công suất tự dùng của Nhà máy1:
P
td1
=10%.P
đm1
(0,4 + 0,6.80% P
đm1
/ P
đm1
)
= 10%.240(0,4 + 0,6.80%)= 21,12 MW
Q
td1
= 21,12.0,882= 18,63 MVAr
+ Công suất truyền tải trên từng tuyến :
N
1
-1 S
N1-1
= 30+j 9,86
N
1

-2 S
N1-2
= 28+j 13,56
N
1
-3 S
N1-3
= 30+j 14,53
N
1
-4 S
N1-4
= 32+j 19,83
N
1
-5 S
N1-5
= 30+j 14,53
N
1
-6 S
N1-6
= 7,8 + j 4,836
N
2
-6 S
N2-6
= 24,2 + j5,68
N
2

-7 S
N2-7
= 32+j 19,83
N
2
-8 S
N2-8
= 28+j 11,9
N
2
-9 S
N2-9
= 22+j 10,65
Khi sự cố 1 tổ máy của Nhà máy 1 ⇒ Nhà máy 1 phát 100% công suất
của 2 tổ máy còn lại , ta tính công suất trên các tuyến N
2
-6 và 6- N
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

14
P
F1
= 100%P
đm1
=100%.160 = 160 MW
Q
F1
= 160.tgϕ
F

= 99,16 MVAr
+ Công suất tự dùng Nhà máy 1:
P
td1
= 10% P
đm1
(0,4+0,6.100%P
đm1
/P
đm1
)
= 10%.160 = 16 MW
Q
td1
= 16.0,882 = 14,112 MVAr
⇒ Tuyến N
1
-6:
P
6-N1
= ΣP
1,2,3,4,5
+ΔP + P
td1
– P
F1

= 150 + 15 + 16 –160 = 21MW
Q
6-N1

= 21.0,62 = 13,02 MVAr
S
6-N1
= 21 + j 13,02 MVA
S
N2-6
= 32 +j 10,52 + 21 +j 13,02
= 53 +j 23,54 MVA

3. Chọn tiết diện dây dẫn:
Tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế:
KTdmKTdm
KT
KT
JUn
P
JUn
S
J
I
F
.cos..3.
10.
..3.
10.
33
max
ϕ
===
(**)

Trong đó:
n: số mạch trên một tuyến đường dây
U
đm
: điện áp định mức của mạng điện (kV)
S, P: công suất biểu kiến và công suất tác dụng truyền tải trên đường dây.
J
KT
: mật độ dòng điện kinh tế, với T
max
=4800h, tra bảng ta được
J
KT
=1,1A/mm
2

Sau khi xác định được F
KT
, ta tra bảng để tìm ra F
TC
, ta lần lượt áp dụng
công thức (**) ở trên cho các đoạn đường dây.
Đoạn N
1
-1:
87,82
95,0.110.3.2
10.30
3
max

==I
A
3,75=⇒
KT
F

2
mm

Đoạn N
1
-2:
64,81
9,0.110.3.2
10.28
3
max
==I
A
2,74=⇒
KT
F

2
mm

Đoạn N
1
-3:
94,174

9,0.110.3
10.30
3
max
==I
A
159=⇒
KT
F

2
mm

Đoạn N
1
-4:

3,91
92,0.110.3.2
10.32
3
max
==I
A
83=⇒
KT
F

2
mm

Đoạn N
1
-5:

47,87
9,0.110.3.2
10.30
3
max
==I
A
5,79=⇒
KT
F

2
mm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

15
Đoạn N
1
-6:

1,24
110.3.2
10.836,48,7
322

max
=
+
=I
A
22=⇒
KT
F

2
mm

Đoạn N
2
-6:
2,65
110.3.2
10.68,52,24
322
max
=
+
=I
A
3,59=⇒
KT
F

2
mm

Đoạn N
2
-7:
8,98
85,0.110.3.2
10.32
3
max
==I
A
8,89=⇒
KT
F

2
mm

Đoạn N
2
-8:
7,159
92,0.110.3.1
10.28
3
max
==I
A
2,145=⇒
KT

F

2
mm

Đoạn N
2
-9:

15,64
9,0.110.3.2
10.2
3
max
==I
A
3,58=⇒
KT
F

2
mm

Ta có bảng kết quả tính toán của phương án 1 như sau:

Tên
lộ
S
ố
lộ

L
(km)
S(MVA)
I
max
(A)
F
KT

(mm
2
)
F
TC

(mm
2
)
I
CP
(A)
R(Ω) X(Ω)
B
0
N
1
-1 2 64 30+j9,86 82,87 75,3 70 265 14,4 14,08 2,58
N
1
-2 2 73 28+j13,56 81,64 74,2 70 265 16,43 16,06 2,58

N
1
-3 1 54 30+j14,53 174,94 159 150 445 11,34 22,46 2,74
N
1
-4 2 64 32+j13,63 91,3 83 95 330 10,56 13,73 2,65
N
1
-5 2 67 30+j14,53 87,47 79,5 70 265 15,07 14,74 2,58
N
1
-6 2 71 7,8+j4,84 24,1 22 70 265 15,97 15,62 2,58
N
2
-6 2 61 24,2+j5,68 65,2 59,3 70 265 13,72 13,42 2,58
N
2
-7 2 72 32+j19,83 98,8 89,8 95 330 11,88 15,44 2,65
N
2
-8 1 86 28+j11,9 159,7 145,2 150 445 18,06 35,77 2,74
N
2
-9 2 51 22+j10,65 64,15 58,3 70 265 11,47 11,22 2,58

4. Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Để kiểm tra phát nhiệt của dây dẫn ta áp dụng công thức:
CPSC
IKI .
max

≤

Trong đó:
I
CP
: dòng điện cho phép ứng với nhiệt độ tối đa là 25
0
C.
K: là hệ số, có giá trị là K=0,8
Lúc bình thường, qua tính toán ta thấy các tuyến dây đều đảm bảo điều
kiện trên.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

16
Khi sự cố, để kiểm tra chính xác ta xét sự cố nặng nề nhất là sự cố đứt
một đường dây trên lộ kép hoặc sự cố hỏng một tổ máy của nhà máy. Khi tính
toán kiểm tra các tuyến dây cần phải đảm bảo điều kiện nói trên.
a. Sự cố bị đứt một đường dây trên lộ kép:
Đoạn N
1
-1: I
SCN1-1
= 2.82,87= 165,74 A
Đoạn N
1
-2: I
SC
= 2.81,64= 163,28 A
Đoạn N
1

-4: I
SC
= 2. 91,3= 182,6 A
Đoạn N
1
-5: I
SC
= 2.87,47= 174,94 A
Đoạn N
1
-6: I
SC
= 2.24,9= 48,2 A
Đoạn N
2
-6: I
SC
= 2.65,2= 130,4 A
Đoạn N
2
-7: I
SC
= 2.98,8= 197,6 A
Đoạn N
2
-9: I
SC
= 2.64,15= 128,3 A
b. Sự cố một tổ máy của nhiệt điện 1 :
Khi đó ta có:

84,64
110.3.2
10.02,1321
322
6
=
+
=
−SCNI
I
A
2,152
110.3.2
10.54,2353
322
6
=
+
=
−SCNII
I
A
Ta có bảng tổng kết sau:

Đoạn I
SCmax
(A) K.I
CP
(A)
N

1
-1 165,74 212
N
1
-2 163,28 212
N
1
-4 182,6 264
N
1
-5 194,74 212
N
1
-6 48,2 212
N
2
-6 130,4 212
N
2
-7 197,6 264
N
2
-9 128,3 212

Kết luận:
Tiết diện dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng.
5.Kiểm tra tổn thất điện áp:
a.Trường hợp bình thường:
Tổn thất điện áp được tính theo công thức:

100.
110
2
1
iiii
I
XQRP
U
+
=Δ
−
(%)
Trong đó:
P
i
, Q
i
là dòng công suất chạy trên đường dây thứ i (MW, MVAr)
R
i
, X
i
là điện trở và điện kháng của đường dây i (Ω)
Đoạn N
1
-1:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

17
%72,4100.

110
08,14.86,94,14.30
2
1
=
+
=Δ
−NI
U

Đoạn N
1
-2:

%6,5100.
110
06,16.56,1343,16.28
2
2
=
+
=Δ
−NI
U

Đoạn N
1
-3:
%51,5100.
110

46,22.53,1434,11.30
2
3
=
+
=Δ
−NI
U

Đoạn N
1
-4:
%34,4100.
110
73,13.63,1356,10.32
2
4
=
+
=Δ
−NI
U

Đoạn N
1
-5:
%51,5100.
110
74,14.53,1407,15.30
2

5
=
+
=Δ
−NI
U

Đoạn N
1
-6:
%65,1100.
110
62,15.84,497,15.8,7
2
61
=
+
=Δ
−N
U

Đoạn N
2
-6:
%37,3100.
110
42,13.68,572,13.2,24
2
6
=

+
=Δ
−NII
U

Đoạn N
2
-7:
%67,5100.
110
44,15.83,1988,11.32
2
7
=
+
=Δ
−NII
U

Đoạn N
2
-8:
%7,7100.
110
77,35.9,1106,18.28
2
8
=
+
=Δ

−NII
U

Đoạn N
2
-9:
%1,3100.
110
22,11.56,1047,11.22
2
9
=
+
=Δ
−NII
U

b. Trường hợp sự cố:
Đứt một dây trên lộ kép:
Đoạn N
1
-1:
ΔU
SCN1-1
=2.4,72%=9,44%
Đoạn N
1
-2:
ΔU
SCN1-2

=2.5,6%=11,2%
Đoạn N
1
-4:
ΔU
SCN1-4
=2.4,34%= 8,68%
Đoạn N
1
-5:
ΔU
SCN1-5
=2.5,42%= 11,02%
Đoạn N
1
-6:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

18
ΔU
SCN1-6
= 2.1,65%= 3,3%

Đoạn N
2
-6:
ΔU
SCN2-6
= 2.3,37%= 6,74%
Đoạn N

2
-7:
ΔU
SCN2-7
= 2.5,67%= 11,34%
Đoạn N
2
-9:
ΔU
SCN2-9
= 2.3,1%=6,2%

Ta có bảng tổng kết:
Đoạn
ΔU
bt
(%) ΔU
SC
(%)
N
1
-1 4,72 9,44
N
1
-2 5,6 11,2
N
1
-3 5,51
N
1

-4 4,43 8,68
N
1
-5 5,51 11,02
N
1
-6 1,65 3,3
N
2
-6 3,37 6,74
N
2
-6-N
1
13,07
N
2
-7 5,67 11,34
N
2
-8 7,7
N
2
-9 3,1 6,2

Ta thấy ΔU
bt max
= 7,7% <10% ⇒ Phương án 1 đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.
ΔU
SC max

= 11,34% < 20%
Phương án 1: Sự cố một tổ máy của nhiệt điện I:
Đoạn N
1
-6:
%45,4100.
110
62,15.02,1397,15.21
2
6
=
+
=Δ
−NI
U

Đoạn N
2
-6:
%62,8100.
110
42,13.54,2372,13.53
2
6
=
+
=Δ
−NII
U

Đoạn N
2
-6-N
1

162 NN
U
−−
Δ
= 4,45 + 8,62 = 13,07 %
KẾT LUẬN:
Phương án 1 đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

19
II. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật phương án 2:

1. Sơ đồ lưới điện:



2.Công suất truyền tải trên từng tuyến:
Tính toán tương tự như phương án 1 ta có:
Tuyến N
1
-1: S = 30+j9,86 MVA
Tuyến N
1
-2: S = 28+j13,56 MVA
Tuyến N

1
-3: S = 30+j14,53 MVA
Tuyến N
1
-4: S = 32+j13,63 MVA
Tuyến N
1
-5: S = 30+j14,53 MVA
Tuyến N
1
-6: S = 7,8+j4,84 MVA
Tuyến N
2
-6: S = 24,2+j5,68 MVA
Tuyến N
2
-7: S = 32+j19,83 MVA
Tuyến N
2
-9: S = 50+j22,55 MVA
Tuyến 9 - 8: S = 28+j11,9 MVA
Khi sự cố 1 tổ máy của Nhà máy 1 thì ta có:
S
N1-6
= 21 + j13,02
S
N2-6
= 53 + j23,54

3.Chọn tiết diện dây dẫn:

Sử dụng công thức (**) ta có:
Đoạn N
2
-9:

9,143
110.3.2
10.55,2250
322
max
=
+
=I
A
86,130=⇒
KT
F

2
mm


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

20
Đoạn 9-8:

74,159
92,0.110.3.2
10.28

3
max
==I
A
2,145=⇒
KT
F

2
mm

Các đường dây còn lại kết quả như phương án 1.
Ta có bảng kết quả như sau:
Tên
lộ
Số
lộ
L(km) S(MVA) I
max
(A)
F
KT

(mm
2
)
F
TC

(mm

2
)
I
CP
(A) R(Ω)X(Ω)
N
1
-1 2 64 30+j9,86 82,87 75,3 70 265 14,4 14,08
N
1
-2 2 73 28+j13,56 81,64 74,2 70 265 16,43 16,06
N
1
-3 1 54 30+j14,53 174,94 159 150 445 11,34 22,46
N
1
-4 2 64 32+j13,6 91,3 83 95 330 10,56 13,73
N
1
-5 2 67 30+j14,53 87,47 79,5 70 265 15,07 14,74
N
1
-6 2 71 7,8+j4,84 24,1 22 70 265 15,97 15,62
N
2
-6 2 61 24,2+j5,68 65,2 59,3 70 265 13,72 13,42
N
2
-7 2 72 32+j19,83 98,8 89,8 95 330 11,88 15,44
N

2
-9 2 51 50+j22,55 143,9 130,86 120 380 6,88 10,78
9-8 1 45 28+j11,9 159,74 145,2 150 445 9,45 18,72

4.Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Lúc bình thường, qua tính toán ta thấy các tuyến dây đều đảm bảo điều
kiện phát nóng.
Sự cố đứt một đường dây trên lộ kép:
+ Đoạn N
2
-9:
I
sc
= 2.143,9= 287,8 (A)
+ Đối vơí các đường dây còn lại tính tuơng tự như phương án 1.
Sự cố một tổ máy của nhiệt điện I:
84,64
110.3.2
10.02,1321
322
6
=
+
=
−SCNI
I
A

2,152
110.3.2

10.54,2353
322
6
=
+
=
−SCNII
I
A
Ta có bảng tổng kết sau:

Đoạn I
SCmax
(A) K.I
CP
(A)
N
1
-1 165,74 212
N
1
-2 163,28 212
N
1
-4 182,6 264
N
1
-5 194,74 212
N
1

-6 48,2 212
N
2
-6 130,4 212
N
2
-7 197,6 264
N
2
-9 287,8 304
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

21
Kết luận:
Tiết diện dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng.
5.Kiểm tra tổn thất điện áp:
a.Trường hợp bình thường:
Đoạn N
2
-9-8:
%88,8100.
110
72,18.9,1145,9.2878,10.55,2288,6.50
2
89
=
+++
=Δ
−−NII
U

Các đường dây còn lại kết quả như phương án 1.
b. Trường hợp sự cố:
Đứt một dây trên lộ kép:
Đứt đoạn đường dây N
2
-9-8, khi đó điện áp trên đoạn N
2
-9-8 là:
Đoạn N
2
-9-8:
%73,13100.
110
72,18.9,1145,9.28)78,10.55,2288,6.50.(2
2
89
=
+++
=Δ
−−NII
U


Các trường hợp còn lại giống như phương án 1.

Sự cố hỏng một tổ máy của nhiệt điện I:
Đoạn N
1
-6:

%45,4100.
110
62,15.02,1397,15.21
2
6
=
+
=Δ
−NI
U


Đoạn N
2
-6:

%62,8100.
110
42,13.54,2372,13.53
2
6
=
+
=Δ
−NII
U

Đoạn N
2
-6-N

1

162 NN
U
−−
Δ
= 4,45 + 8,62 = 13,07 %

Ta có bảng tổng kết sau:


Đoạn
ΔU
bt
(%) ΔU
SC
(%)
N
1
-1 4,72 9,44
N
1
-2 5,6 11,2
N
1
-3 5,51
N
1
-4 4,43 8,68
N

1
-5 5,51 11,02
N
1
-6 1,65 3,3
N
2
-6 3,37 6,74
N
2
-7 5,67 11,34
N
2
-6-N
1
13,07
N
2
-9-8 8,88 13,73
ở phương án này ta thấy ΔU
btN2-9-8
= 8,88% < 10% và ΔU
scN2-9-8
= 13,73
% < 20%
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

22
KẾT LUẬN:
Phương án 2 đạt yêu cầu kỹ thuật.

III. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật phương án 3:
1. Sơ đồ lưới điện:


2.Công suất truyền tải trên từng tuyến:
Ta xét phân bố công suất trên đoạn N
1
-6 -N
2

+ Tổn thất công suất trên tuyến N
1
-1, N
1
-2, N
1
-3, N
1
-4, N
1
-5.
ΔP= 10%.(30+28+30+32+30)= 15 MW
+ Công suất truyền tải trên tuyến N
1
-6.
P
N1-6
= P
F1
- ΣP

pt 1,2,3,4,5
- ΔP – P
td1
= 192 – 150 – 15 - 19,2
= 7,8 MW.
Một cách gần đúng: Q
N1-6
= 7,8.tgϕ
F=
7,8. 0,62= 4,84 MVAr
⇒Tuyến N2-6
S
N2-6
= S
6
– S
N1-6
= 64+j 30,35 – 7,8-j 4,84
= 56,2 + j25,51 MVA
Tính toán tương tự như phương án 1 và phương án 2 ta có:
Tuyến N
1
-1: S = 30+j9,86 MVA
Tuyến N
1
-2: S = 28+j13,56 MVA
Tuyến N
1
-3: S = 30+j14,53 MVA
Tuyến N

1
-4: S = 32+j13,63 MVA
Tuyến N
1
-5: S = 30+j14,53 MVA
Tuyến N
1
-6: S = 7,8+j4,84 MVA
Tuyến N
2
-6: S = 56,2+j25,51 MVA
Tuyến 6-7: S = 32+j19,83 MVA
Tuyến N
2
-9: S = 50+j22,55 MVA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

23
Tuyến 9 - 8: S = 28+j11,9 MVA
3.Chọn tiết diện dây dẫn:
Sử dụng công thức (**) ta có:
Đoạn N
1
-6:
1,24
110.3.2
10.84,48,7
322
max
=

+
=I
A
22=⇒
KT
F

2
mm

Đoạn N
2
-6:
97,161
110.3.2
10.51,252,56
322
max
=
+
=I
A
24,147=⇒
KT
F

2
mm

Đoạn N

2
-7:
8,98
85,0.110.3.2
10.32
3
max
==I
A
8,89=⇒
KT
F

2
mm

Ta có bảng kết quả của phương án 3 như sau :

Tên
lộ
Số
lộ
L(km) S(MVA) I
max
(A)
F
KT

(mm
2

)
F
TC

(mm
2
)
I
CP
(A) R(Ω)X(Ω)
N
1
-1 2 64 30+j9,86 82,87 75,3 70 265 14,4 14,08
N
1
-2 2 73 28+j13,56 81,64 74,2 70 265 16,43 16,06
N
1
-3 1 54 30+j14,53 174,94 159 150 445 11,34 22,46
N
1
-4 2 64 32+j13,6 91,3 83 95 330 10,56 13,73
N
1
-5 2 67 30+j14,53 87,47 79,5 70 265 15,07 14,74
N
1
-6 2 71 7,8+j4,84 24,1 22 70 265 15,97 15,62
N
2

-6 2 61 56,2+j25,51 161,97 147,24 150 445 6,4 12,69
6-7 2 54 32+j19,83 98,8 89,8 95 330 8,91 11,58
N
2
-9 2 51 50+j22,55 143,9 130,86 120 380 6,88 10,78
9-8 1 45 28+j11,9 159,74 145,2 150 445 9,45 18,72

Các tuyến còn lại như kết quả ở phương án trước.
4. Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Đoạn N
2
-6: I
SC
= 2.161,97= 323,94 > 0,8.445= 356
Các tuyến còn lại tương tự như phương án 2 .
Ta có bảng tổng kết sau :
Đoạn I
SCmax
(A) K.I
CP
(A)
N
1
-1 165,74 212
N
1
-2 163,28 212
N
1
-4 182,6 264

N
1
-5 194,74 212
N
1
-6 48,2 212
N
2
-6 323,97 356
6-7 197,6 264
N
2
-9 287,8 304

Thỏa mãn điều kiện phát nóng .
Các tuyến còn lại tương tự như phương án trên
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

24
Kết luận:
Tiết diện dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng.

5.Kiểm tra tổn thất điện áp:
a.Trường hợp bình thường:
Đoạn N
2
-6:
%65,5100.
110
69,12.51,254,6.2,56

2
62
=
+
=Δ
−N
U

Đoạn 6 –7:
%25,4100.
110
58,11.83,1991,8.32
2
76
=
+
=Δ
−
U

Các trường hợp còn lại có kết quả như phương án 2
b. Trường hợp sự cố:
Đứt 1đường dây trên lộ kép :
Đoạn N
2
-6:
%3,1165,5.2
6
==Δ
−NII

U

Đoạn 6-7:

%5,825,4.2
6
==Δ
−NII
U

Các trường hợp còn lại giống như phương án 2.

Sự cố hỏng một tổ máy của nhiệt điện I:
Đoạn N
1
-6:
%45,4100.
110
62,15.02,1397,15.21
2
6
=
+
=Δ
−NI
U

Đoạn N
2
-6:

%62,8100.
110
42,13.54,2372,13.53
2
6
=
+
=Δ
−NII
U

Đoạn N
2
-6-N
1

162 NN
U
−−
Δ
= 4,45 + 8,62 = 13,07 %

Ta có bảng tổng kết sau:
Đoạn
ΔU
bt
(%) ΔU
SC
(%)

N
1
-1 4,72 9,44
N
1
-2 5,6 11,2
N
1
-3 5,51
N
1
-4 4,43 8,68
N
1
-5 5,51 11,02
N
1
-6 1,65 3,3
N
2
-6 5,65 11,3
6-7 4,25 8,5
N
2
-6-N
1
13,07
N
2
-9-8 8,88 13,73