Tài liệu Đồ án tốt nghiệp :Thiết kế mạng lưới điện docx

Đồ án lưới điện
TRƯỜNG ………………….
KHOA…………………

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài:

Thiết kế mạng lưới điện
Trang 1
Đồ án lưới điện
Mục lục
Trang
Đề tài : Thiết kế lưới điện.
Phần 1: Thiết kế lưới điện khu vực.
Phần 2 : Thiết kế đường dây trên không
PHẦN I
THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
CHƯƠNG 1
CÁC LỰA CHỌN KỸ THUẬT CƠ BẢN
1.1. Phõn tớch nguồn và phụ tải… ……….… ………………………… ….
….3
1.2. Cỏc lựa chọn kỹ thuật………… ………….….… ……… …………… 4
1.3. Lựa chọn điện ỏp định mức cho mạng điện… ………….….………… … 5
Chương 2
Cõn bằng sơ bộ cụng suất trong hệ thống điện
2.1. Cõn bằng cụng suất tỏc dụng … …… ………………….…………………8
2.2. Cõn bằng cụng suất phản khỏng……… ………………….………….…….9
Chương 3
Thành lập cỏc phương ỏn cấp điện
3.1. Dự kiến phương thức vận hành của cỏc nhà mỏy điện………………… 11
3.1.1. Chế độ phụ tải cực đại…………………………………………………11

Trang 2
Đồ án lưới điện
3.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu.…………………………………………………12
3.1.3. Chế độ phụ tải sự cố ……………………………………………………12
3.1.4. Tổng kết về phương thức vận hành……………………………………12
3.2. Thành lập cỏc phương ỏn lưới
điện……………………………………… 13
3.2.1. Nguyờn tắc chung thành lập phương ỏn lưới điện………………………13
3.2.2. Cỏc phương ỏn lưới điện……………………… ………………………
14
3.3. Tớnh toỏn kỹ thuật cỏc phương ỏn………………………………….………
17
3.3.1. Phương ỏn I………………………………………………………………17
1. Lựa chọn tiết diện dõy dẫn……………………………………………18
2. Tớnh tổn thất điện
ỏp………………………………………………… 23
3.3.2. Phương ỏn II…………………………………………………………… 27
1. Lựa chọn tiết diện dõy
dẫn……………………………………………… 27
2. Tớnh tổn thất điện
ỏp…………………………………………………… 29
3.3.3. Phương ỏn III………………………………………………………… 32
1. Lựa chọn tiết diện dõy
dẫn……………………………………………… 32
2. Tớnh tổn thất điện
ỏp…………………………………………………… 34
3.3.4. Phương ỏn IV…………………………………………………………….37
1. Lựa chọn tiết diện dõy
dẫn……………………………………………… 37
2. Tớnh tổn thất điện

ỏp…………………………………………………… 39
3.3.5. Phương ỏn V…………………………………………………………… 42
Trang 3
Đồ án lưới điện
1. Lựa chọn tiết diện dõy
dẫn……………………………………………… 42
2. Tớnh tổn thất điện
ỏp…………………………………………………… 45
3.3.6. Phương ỏn VI…………………………………………………………….48
1. Lựa chọn tiết diện dõy
dẫn……………………………………………… 48
2. Tớnh tổn thất điện
ỏp…………………………………………………… 50
3.4. Bảng tổng kết kỹ thuật cỏc phương
ỏn…………………………………… 53
Chương 4
So sánh và chọn các phương án đó chọn về mặt kinh tế và lựa chọn phương án
tối ưu
4.1. Phương phỏp tớnh kinh
tế………………………………………………… 54
4.2. Tớnh cụ thể cho tong phương ỏn đó
chọn………………………………… 56
4.2.1. Phương ỏn I………………………………………………………………56
4.2.2. Phương ỏn
II…………………………………………………………… 58
4.2.3. Phương ỏn III………………………………………………………… 60
4.2.4. Phương ỏn IV…………………………………………………………….62
4.2.5. Phương ỏn V………………………………………………………… 64
4.2.6. Phương ỏn VI…………………………………………………………….66
4.3. Tổng kết và lựa chọn phương ỏn tối ưu… …………………………….69

Trang 4
Đồ án lưới điện
Chương 5
Chon số lượng, cụng suất của cỏc mỏy biến ỏp và các sơ đồ nối dây
5.1. Chọn số lượng và cụng suấtcủa cỏc mỏy biến ỏp……………………… 70
5.1.2. Chọn số lượng mỏy biến ỏp……… ………………………………… 71
5.1.3. Chọn cụng suất của cỏc mỏy biến
ỏp…………………………………….71
1. Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số
1……………………………… 71
2. Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số
2……………………………… 71
3. Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 3…………………………
…… 71
4. Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 4…………………………
…… 72
5. Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số
5……………………………… 72
6. Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 6……………………………
… 72
7. Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 7………………………
……… 72
8. Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 8…………………………
…… 72
9. Cụng suất mỗi mỏy cho phụ tải số 9……………………
………… 73
10. Chọn mỏy biến ỏp tăng ỏp của nhà mỏy điện I…… ………
… 73
11. Chọn mỏy biến ỏp tăng ỏp của nhà mỏy điện II…… ……
…… 73

5.2. Chọn sơ đồ nối dõy cỏc trạm và mạng điện……….……………………….74
Trang 5
Đồ án lưới điện
5.2.1. Sơ đồ trạm biến ỏp tăng ỏp ………………………………………… 74
5.2.2. Sơ đồ trạm biến ỏp trung gian………… ……………………………… 75
5.2.3. Trạm cuối………………… ……….………………………………… 76
phần II
Thiết kế đường dõy trờn khụng
Chương 1
Cỏc yờu cầu kinh tế kỹ thuật khi thiết kế
1.1. YỜU CẦU KỸ THUẬT…….
…………………………………………………… 77
1.2. YỜU CẦU KINH TẾ………………………
………………………………… 78
Chương 2
Trỡnh tự thiết kế đường dõy
Trỡnh tự thiết kế đường
dõy…………………………………………………… 80
2.1. Chuẩn bị số liệu về đường dõy và địa hỡnh nơi đường dõy đi qua……….81
2.1.1. Số liệu về đường dõy………………………………………………… 81
2.1.2. Cụng việc khảo sỏt……………………………………………………….82
2.2. Lựa chọn cỏc loại cột tiờu chuẩn sẽ sử
dụng……………………………….82
2.3. Lựa chọn sứ cỏch điện và phụ
kiện……………………………………… 82
2.4. Tớnh tải trọng cơ học tỏc động lờn dõy………………………………… 83
Trang 6
Đồ án lưới điện
2.5. Phương trỡnh trạng thỏi của dõy
dẫn……………………………………….83

2.6. Khoảng cột tới hạn của dõy dẫn……………………………………………
85
2.6.1. Khoảng cột tới hạn l
2k
……………………………………………………86
2.6.2. Khoảng cột tới hạn l
1k
và l
3k
………………………………………… 87
2.7. Cỏc phương trỡnh trạng thỏi…………………………………………… 88
2.8. Khoảng cột tớnh toỏn
l
tt
…………………………………………………….89
2.8.1. Tớnh khoảng cột tới hạn l
1k
, l
2k
,l
3k
…………………………………… 89
2.8.2. Phương phỏp tớnh trực
tiếp……………………………………………….89
2.9. Đường cong mẫu sablon…………………………………………………90
2.10. Chia cột bằng sablon…………………………………………………… 92
2.11. Kiểm trasau khi chọn xong cột thứ k +1………………………………….93
2.11.1. Khoảng cột trọng lượng của cột k………………………………………93
2.11.2. Khoảng cột giú
G

l
của cột k…………………………………………….93
2.12. Kiểm tra ứng suất trong dõy dẫn………………………………………….94
2.12.1. Tớnh khoảng cột đại biểu…………………………………………… 94
2.13. Kiểm tra hiện tượng kộo ngược chuỗi sứ cột đỡ trong trạng thỏi lạnh
nhất…………………………………………………………………………… 94
2.14. Tớnh dõy chống
sột……………………………………………………… 95
2.15. Kiểm tra độ lệch của chuỗi sứ trờn cột đỡ…………………………… 96
2.16. Tớnh tạ chống
rung……………………………………………………… 97
2.17. Tớnh độ vừng thi
cụng………………………………………………… 98
Trang 7
Đồ án lưới điện
Chương 3
Thiết kế đường dõy trờn khụng

3.1. Giới thiệu chung về đường dõy. … ……………………………………… 100
3.1.1. Tổng quỏt. …………………………….……………………………… 100
3.1.2. Mụ tả tuyến đường dõy. ……………………………………………… 100
3.2. Điều kiện điạ lớ khớ hậu. ……………………
………………………… 102
3.2.1. Điều kiện địa chất cụng trỡnh.
………………………………………….102
3.2.2. Điều kiện khớ hậu tớnh toỏn. ……………………………………………
102
3.3.Dõy dẫn điện và dõy chống sột. ………………………………… 103
3.3.1.Số liệu đường dõy. . …………………………………….………………103
3.3.2.Số liệu dõy chống sột. . …………………………………………………104

3.4. Lựa chọn cột và sứ cỏch điện. ……………………………………………
104
3.4.1. Lựa chọn cỏc loại cột tiờu chuẩn sẽ sử dụng. …………… ……………
104
3.4.2. Lựa chọn sứ, tớnh số bỏt sứ. ………… ………………….……………
106
3.5. Tớnh tải trọng cơ học tỏc động lờn dõy. ………………….……………
106
3.6. Tớnh cỏc khoảng cột tới hạn. ………………………………….…………
108
3.7.Tớnh khoảng cột tớnh toỏn. ………….…………………………
……… 109
3.8. Xỏc định đường căng dõy mẫu sablon. ……………………… ……… 110
Trang 8
Đồ án lưới điện
3.9. Chia cột bằng sablon. ………….…………………………………….… 112
3.10. Khoảng vượt cần lưu ý…………………………………….…………….113
3.11. Sơ đồ toàn thể cỏc loại cột…………………………………………….113
3.12. Kiểm trasau khi chọn xong cột thứ k +1……………………………… 114
3.12.1. Khoảng cột trọng lượng của cột k…………………………………… 114
3.12.2. Khoảng cột giú
G
l
của cột k………………………………………… 114
3.13. KIỂM TRA ỨNG SUẤT TRONG DÕY
DẪN……………………………………… 116
3.13.1. TỚNH KHOẢNG CỘT đạI
BIỂU……………………………………………116
3.13.2. TỚNH LẠI
SABLON………………………………………………… 118

3.14. KIỂM TRA HIỆN TượNG KỘO NGượC CHUỖI SỨ CỘT đỡ TRONG
TRẠNG THỎI LẠNH
NHẤT…………………………………………………………………………….
123
3.15. TỚNH DÕY CHỐNG
SỘT………………………………………………………125
3.16. KIỂM TRA độ LỆCH CỦA CHUỖI SỨ TRỜN CỘT
đỡ…………………………….128
3.16.1. KIỂM TRA độ LỆCH VàO TRONG CỦA CHUỖI
SỨ……………………………128
3.16.2. KIỂM TRA độ LỆCH RA NGOàI CỦA CHUỖI
SỨ……………………………… 129
3.17. TỚNH TẠ CHỐNG
RUNG………………………………………………………130
3.18. TỚNH độ VỪNG THI
CỤNG………………………………………………… 132
Trang 9
Đồ án lưới điện
LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là dạng năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các
lĩnh vực hoạt động kinh tế và đời sống của con người. Nhu cầu sử dụng điện
ngày càng cao, chính vì vậy chúng ta cần xây dựng thêm các hệ thống điện nhằm
đảm bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ. Hệ thống điện bao gồm các nhà máy
điện, các mạng điện và các hộ tiêu thụ điện được liên kết với nhau thành một hệ
thống để thực hiện quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện
năng. Mạng điện là một tập hợp gồm có các trạm biến áp, trạm đóng cắt, các
đường dây trên không và các đường dây cáp. Mạng điện được dùng để truyền tải
và phân phối điện năng từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ.
Cùng với sự phát triển công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Công
nghiệp điện lực giữ vai trò quan trọng do điện năng là nguồn năng lượng được

sử dụng rộng rãi nhất trong nền kinh tế quốc dân. Ngày nay nền kinh tế nước ta
đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đời sống không ngừng nâng cao, các khu đô
thị, dân cư cũng như các khu công nghiệp xuất hiện ngày càng nhiều, do đó nhu
cầu về điện năng tăng trưởng không ngừng.
Để đáp ứng được nhu cầu cung cấp điện ngày càng nhiều và không ngừng
của đất nước của điện năng thì công tác quy hoạch và thiết kế mạng lưới điện
đang là vấn đề cần quan tâm của ngành điện nói riêng và cả nước nói chung.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện giúp sinh viên áp dụng được
những kiến thức đã học để thực hiện được những công việc đó. Tuy là trên lý
thuyết nhưng đã phần nào giúp cho sinh viên hiểu được hơn thực tế, đồng thời
có những khái niệm cơ bản trong công việc quy hoạch và thiết kế mạng lưới điện
và cũng là bước đầu tiên tập dượt để có những kinh nghiệm cho công việc sau
này nhằm đáp ứng đúng đắn về kinh tế và kỹ thuật trong công việc thiết kế và
xây dựng mạng lưới điện, sẽ mang lại hiệu quả cao đối với nền kinh tế đang phát
Trang 10
Đồ án lưới điện
triển ở nước ta nói chung và đối với ngành điện nói riêng. Việc thiết kế mạng
lưới điện phải đạt được những yêu cầu về kỹ thuật đồng thời giảm tối đa được
vốn đầu tư trong phạm vi cho phép là vô cùng quan trọng đối với nền kinh tế
nước ta .
Bản đồ án này bao gồm hai phần: Phần thứ nhất có nhiệm vụ thiết kế
mạng điện khu vực gồm hai nhà máy nhiệt điện điện, một trạm biến áp trung
gian và 9 phụ tải. Phần thứ hai có nhiệm vụ tính toán thiết kế cho một đường dây
trên không.
Trang 11
Đồ án lưới điện
PHẦN I : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
CHƯƠNG 1
CÁC LỰA CHỌN KỸ THUẬT CƠ BẢN
1.1. PHÂN TÍCH NGUỒN ĐIỆN CUNG CẤP VÀ PHỤ TẢI:

Phân tích nguồn và phụ tải của mạng điện là một phần quan trọng trong
tính toán thiết kế.
Tính toán thiết kế có chính xác hay không hoàn toàn phụ thuộc vào mức độ
chính xác của công tác thu thập phụ tải và phân tích nó.
Phân tích nguồn là một việc làm cần thiết nhằm định hướng phương thức
vận hành của nhà máy điện, phân bố công suất giữa các tổ máy, hiệu suất, cosϕ
và khả năng điều chỉnh.
Các thông số của phụ tải và nguồn điện:
1.1.1 Phụ tải:
Phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8 9
P
max
(MW) 38 29 18 38 29 29 18 29 18
Cosϕ
0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
Q
max
(MVAr) 18,40 14,04 8,72 18,40 14,04 14,04 8,72 14,04 8,72
Y/c đ/c U Kt Kt Kt Kt Kt Kt Kt Kt Kt
Loại PT I I I I I I I I I
U
dm
(kV) 10 10 10 10 10 10 10 10 10
T
max
= 5500h
Phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại.
Hệ số đồng thời k = 1.
Các phụ tải đều là phụ tải loại 1.
Trang 12

Đồ án lưới điện
1.1.2 Nguồn điện:
Mạng điện được thiết kế bao gồm hai nhà máy nhiệt điện cung cấp cho 9
phụ tải. Nhà máy nhiệt điện I gồm 4 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất định mức
là 50MW, công suất đặt: P
ĐNĐ
= 4.50 = 200 MW. Hệ số công suất Cosử = 0,85
Nhà máy nhiệt điện II gồm 3 tổ máy mỗi tổ máy có công suất định mức là
P
Fđm
=50MW, công suất đặt là P
ĐNĐ
=3.50 = 150MW. Hệ số công suất Cosử=0,85
Hai nhà máy đặt cách nhau 140 Km theo đường thẳng.
Đặc điểm của nhà máy nhiệt điện là hiệu suất thấp (Khoảng 30%) thời gian
khởi động lâu (nhanh nhất cũng mất từ 4 đến 10 giờ ), nhưng điều kiện làm việc
của nhà máy nhiệt điện là ổn định, công suất phát ra có thể thay đổi tuỳ ý, điều
đó phù hợp với sự thay đổi của phụ tải trong mạng điện.
Thời gian xuất hiện phụ tải cực tiểu thường chỉ vài giờ trong ngày, nên
muốn đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải nằm rải rác xung quanh nhà
máy nhiệt điện ta dùng nguồn điện dự phòng nóng.
Chế độ làm việc của nhà máy nhiệt điện chỉ đảm bảo được tính kinh tế khi
nó vận hành với (80 – 85%P
đm
). Trong 9 phụ tải của mạng điện đều là hộ loại 1,
các hộ nằm rải rác xung quanh nhà máy nên nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc
vạch các phương án nối dây, kết hợp với việc cung cấp điện cho phụ tải nối liền
giữa hai nhà máy.
Để đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ta phải quan tâm đến tính chất
của các phụ tải, tạo ra phương thức cung cấp điện đáp ứng yêu cầu của các hộ

phụ tải.
1.2. CÁC LỰA CHỌN KỸ THUẬT
1.2.1. Kết cấu lưới:
Các phụ tải được cấp điện bằng hai đường dây song song từ hai thanh cái
độc lập của nhà máy, hoặc trạm trung gian, hoặc bằng hai đường dây mạch vòng
kín từ trạm trung gian và phụ tải khác sang, qua máy cắt tổng, máy cắt liên lạc,
máy cắt đường dây.
Trang 13
Đồ án lưới điện
Đường dây liên lạc giữa hai nhà máy thiết kế bằng hai đường song song,
cấp điện cho phụ tải số 1 nằm giữa hai nhà máy.
Chọn loại đường dây đi trên không (ĐDK). Dây dẫn loại AC để tạo độ
bền cơ học và cột bê tông li tâm cốt thép, xà, sứ do việt nam sản xuất.
1.2.2. Kết cấu trạm biến áp:
Để đảm bảo cấp điện liên tục các trạm trung gian cấp điện cho phụ tải đều
dùng hai máy biến áp, thanh cái độc lập qua máy cắt liên lạc.
Máy cắt sử dụng loại cùng cấp điện áp do nước ngoài sản xuất.
1.3. LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC CHO MẠNG ĐIỆN
Việc chọn cấp điện áp vận hành cho mạng điện là một vấn đề rất quan
trọng, nó ảnh hưởng đến tính vận hành kinh tế kỹ thuật của mạng điện.
Tuỳ thuộc vào giá trị công suất cần truyền tải và độ dài tải điện mà ta chọn
độ lớn của điện áp vận hành sao cho kinh tế nhất.
Nên công suất truyền tải lớn và tải đi xa ta dùng cấp điện áp lớn lợi hơn,
vì rằng giảm được đáng kể lượng công suất tổn thất trên đường dây và trong máy
biến áp, tuy nhiên tổn thất do vầng quang điện tăng và chi phí cho cách điện
đường dây và máy biến áp cũng tăng. Do vậy ta cần cân nhắc kỹ lưỡng để chọn
ra cấp điện áp vận hành hợp lý nhất cho mạng điện.
Ở đây điện áp vận hành của mạng điện được xác định theo công thức kinh
nghiệm sau:
U = 4,34.

PL .16+
- P là công suất đường dây cần truyền tải (MW).
- L là khoảng cách cần truyền tải công suất.
- U là điện áp định mức vận hành (KV) .
Ta tính toán điện áp định mức cho từng tuyến dây, sau đó chọn điện áp
truyền tải chung cho toàn mạng. Chọn cấp điện áp định mức của lưới điện tính
cho từng nhánh, tính từ nhà máy điện gần nhất đến nút tải, để đơn giản ta chỉ
chọn phương án hình tia.
Trang 14
Đồ án lưới điện
Quá trình tính toán được tiến hành như sau :
∗

Đoạn NĐI-2:
L
2
= 50 km
P
2
= 29 MW
U
dm1
= 4,34
291650 x+
=98.39 kV

∗
Đoạn NĐi: tính hoàn toàn tương tự ta có bảng kết quả sau:
Tuyến đường dây
Chiều dài, L

(Km)
Công suất, P
(MW)
Điện áp tính toán, U
(kV)
I-2 50 29 98.39
I-3 67.08 18 81.78
I-4 63.25 38 112.44
I-5 50 29 98.39
I-9 70 18 82.12
II-6 80.62 29 101.28
II-7 51 18 79.9
II-8 60 29 99.35

∗
Đoạn NĐI-1-NĐII :
Ta tính dòng công suất ở chế độ bình thường :
P
I-1
= P
vh1
-∑P
PT1
-∑ÄP
PT1

=P
vh1
-∑P
PT1

-0,08.∑P
PT1

=P
vh1
-1,08. ∑P
PT1

Trong đó :
P
PT1
= Tổng công suất phụ tải ở phía NĐI
= 29+18+38+29+18
= 132 (MW)
P
vh1
= Công suất vận hành của NĐI ở chế độ cực đại (vận hành kinh tế )
= P
FI
- P
td
= 85%×P
Fđm
- P
td1
= 0,85×200 – 0,08×0,85×200
= 156,4 MW.
Do đó : P
I-1
= 156,4 - 132×1,08 =13,84 MW

P
II-1
= P
1
- P
I-1
Trang 15
Đồ án lưới điện
= P
1
– P
I-1
= 38 - 13,84
= 24,16 MW
Tương tự như vậy ta tính dòng công suất phản kháng chạy trong lộ dây liên
lạc giữa hai nhà máy như sau:
Công suất phản kháng do NĐI truyền vào đường dây NĐI-1 có thể tính gần
đúng như sau:
Q
I-1
= P
I-1
×tg ϕ
1

= 13,84×0,48 = 6,6432 MVAr
Như vậy
S
I-1
= 13,84 + j 6,6432 MVA

Dòng công suất truyền tải trên đường dây NĐII-1 là :
S
II-1
= S
1
– S
I-1

= 38 + j 18,4024 – 13,84 – j 6,6432 = 24,16 + j 11,7592 MVA
Vậy ta có bảng tổng kết về kết quả chọn điện áp :
Tuyến đường
dây
Chiều dài, L
(Km)
Công suất, P
(MW)
Điện áp tính
toán, U(Kv)
Điện áp chọn,
U (Kv)
I-2 50 29 98.39
110
I-3 67.08 18 81.78
I-4 63.25 38 112.44
I-5 50 29 98.39
I-9 70 18 82.12
II-6 80.62 29 101.28
II-7 51 18 79.9
II-8 60 29 99.35
I-1 80.62 13,84 75.4286

II-1 60.83 24,16 91.79
CHƯƠNG 2
CÂN BẰNG SƠ BỘ CÔNG SUẤT
TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
2.1. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG:
Trang 16
Đồ án lưới điện
Để đảm bảo cho mạng điện làm việc ổn định, đảm bảo cung cấp điện cho
các hộ phụ tải thì nguồn điện phải cung cấp đầy đủ cả về công suất tác dụng và
công suất phản kháng cho các phụ tải, tức là mỗi thời điểm luôn luôn tồn tại cân
bằng giữa nguồn công suất phát và nguồn công suất tiêu thụ cộng với công suất
tiêu tán trên đường dây và máy biến áp.
Mục đích của phần này ta tính toán xem nguồn điện có đáp ứng đủ công
suất tác dụng và công suất phản kháng không. Từ đó sinh ra phương thức vận
hành cụ thể cho nhà máy điện, nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ
tải cũng như chất lượng điện năng.
Khi tính toán sơ bộ ta coi tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và
máy biến áp là không đổi. Nó được tính theo % công suất của phụ tải cực đại.
Cân bằng công suất tác dụng trong mạng điện được biểu diễn bằng công
thức sau:
ΣP
F
=

m

.ΣP
PT
+

Σ∆P
MĐ
+ ΣP
TD
+ ΣP
Dt
Trong đó :
- m là hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại cùng 1 lúc, lấy m =1
- ΣP
F
là tổng công suất các nhà máy phát ra ở chế độ đang xét ( Sự cố,
cực đại, cực tiểu )
ΣP
F
= (4.50) + (3.50) = 350 MW
- ΣP
PT :
tổng công suất tác dụng của các phụ tải
ΣP
PT
=ΣP
Pti
=246 MW
- Σ∆P
MĐ
: tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện ( Từ 5÷ 8
%ΣP
PT
). ở đây ta lấy bằng 8%ΣP
PT

.
Σ∆P
MĐ
=8%.246 = 19,68 MW
- ΣP
TD:
Tổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện , có thể lấy
bằng 8 %(m

.ΣP
PT
+

Σ∆P
MĐ
)
ΣP
TD
=8%.( 246+19,68 ) = 21,2544 MW
- ΣP
DT
: Tổng công suất tác dụng dự trữ
ΣP
Dt
=ΣP
F
-

m

.ΣP
PT
-

Σ∆P
MĐ
- ΣP
TD

Trang 17
Đồ án lưới điện
= 350 – 246 - 19,68 – 21,2544 = 63,0656 MW.
Thấy rằng : ΣP
Dt
= 63,0656 MW > 50 MW
Ta thấy công suất dự trữ lớn hơn công suất của 1 tổ máy có công suất lớn
nhất nên không cần phải đặt thêm một tổ máy để dự phòng.
2.2.CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG:
Để đảm bảo chất lượng điện áp cần thiết ở các hộ tiêu thụ trong hệ thống
điện và trong các khu vực riêng biệt của nó, cần có đầy đủ công suất của các
nguồn công suất phản kháng. Vì vậy trong giai đoạn đầu của thiết kế phát triển
hệ thống điện phải tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng.
Phương trình cân bằng CSPK được viết như sau:
ΣQ
F
= mΣQ
PT
+ Σ∆Q
L
- Σ∆Q

C
+ Σ∆Q
BA
+ ΣQ
TD
+ ΣQ
DT
Trong đó :
- ΣQ
F
Là tổng CSPK của NMNĐ phát ra
ΣQ
F
=

ΣP
F
. tg

ϕ
F
=350×0,62 = 217 (MVAr).
( Với Cos ϕ = 0,85 → tgϕ = 0,62 )
- m: Là hệ số đồng thơì, lấy m = 1.
- ΣQ
PT
: Là tổng CSPK của phụ tải.
- Σ∆Q
L
: Là tổng tổn thất CSPK trên cảm kháng của đường dây.

- ∆Q
C
: Là tổng CSPK do dung dẫn của đường dây sinh ra. Trong khi tính
sơ bộ ta lấy : Σ∆Q
L
= Σ∆Q
C
. Vì vậy :
Σ∆Q
L
- Σ∆Q
C
= 0
- Σ∆Q
BA
: Là tổng tổn thất CSPK trên các MBA.
- ΣQ
TD
: Là tổng CSPK tự dùng của NMĐ.
- ΣQ
DT
: Là tổng CSPK dự trữ cho mạng, có thể lấy bằng công suất phản
kháng của một tổ máy phát lớn nhất.
Ta có: ΣQ
PT
= ΣP
PT
x tg

ϕ

PT
= 246 × 0,48 = 119,1432 (MVAr)
( Với Cos ϕ = 0,9 → tgϕ = 0,48 )
Σ∆Q
BA
= 15%ΣQ
PT
= 0,15 × 119,1432 = 17,8715 (MVAr)
Trang 18
Đồ án lưới điện
Công suất phản kháng tự dùng trong các nhà máy điện được xác định theo
hệ số công suất cos ϕ của các thiết bị tự dùng trong nhà máy . Khi tính sơ bộ có
thể lấy cos ϕ = 0,70 đến 0,80 . Trong trờng hợp này ta lấy cos ϕ = 0,75.
ΣQ
TD
=ΣP
TD
× tg

ϕ.= 21,2544 × 0,882 = 18,7464 (MVAr)
( Với Cos ϕ = 0,75 → tgϕ = 0,88 )
ΣQ
DT
= 0,62 × 50 = 31 (MVAR)
( Với Cos ϕ = 0,85 → tgϕ = 0,62 )
Do đó ta có công suất phản kháng yêu cầu của mạng điện ở chế độ phụ tải
cực đại :
∑Q
yc
= 119,1432 + 17,8715 + 18,7464 + 31

= 186,7611 MVAr < 217 MVAr = ΣQ
F
Theo đó ta không cần bù sơ bộ công suất phản kháng cho mạng điện .
CHƯƠNG 3
THÀNH LẬP CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN
3.1. DỰ KIẾN PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH CỦA CÁC NHÀ MÁY
ĐIỆN:
Trang 19
Đồ án lưới điện
Để đảm bảo việc cấp điện cho phụ tải được an toàn, và ổn định ta dự kiến
phương thức vận hành của các nhà máy điện trong các điều kiện làm việc khác
nhau. Cụ thể được xét như sau:
3.1.1. Chế độ phụ tải cực đại:
Hai nhà máy điện đều là nhiệt điện, nhà máy II có công suất nhỏ hơn nên bố
trí nhà máy I là nhà máy chủ đạo. Ta có công suất yêu cầu của phụ tải (P
yc
)
không kể công suất dự trữ (P
dt
) là :
ΣP
yc
= ΣP
pt
+Σ∆P
mđ
+ΣP
td
Thay số vào ta có :
ΣP

yc
= 246 + 19,68 + 21,2544 = 286,9344 MW
Lượng công suất yêu cầu trong chế độ phụ tải cực đại chiếm 83,91% tổng
công suất đặt của 2 nhà máy.
Giả sử nhà máy I phát lên lới 85% công suất, ta có:
P
F1
=85%× 200 = 170 MW
Lượng tự dùng của nhà máy I là :
P
td1
=8%×170 = 13,6 MW
Nhà máy II phải đảm nhận một lượng công suất phát vào khoảng:
P
F2
= ΣP
yc
- P
F1
= 286,9344 - 170 = 116,9344 MW
Lượng công suất yêu cầu phát ra của nhà máy II chiếm:
116,9344
150
× 100% =77,9563% công suất đặt của nhà máy NĐII.
Lượng tự dùng của nhà máy II là:
P
td2
=8% P
F2
= 8% × 116,9344 = 9,3547 MW.

3.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu:
Theo đồ án ở chế độ phụ tải cực tiểu thì :
∑P
min
= 50%.∑P
max
= 0,5.246 = 123 MW
Trang 20
Đồ án lưới điện
Ở chế độ min cho phép phát đến 50% công suất đặt của nhà máy, nên cắt bớt
một số tổ máy. Giả sử cắt bớt ở NĐI 2 tổ máy, 2 tổ máy còn lại phát với 70%
công suất định mức. Nhà máy NĐII cắt bớt 1 tổ máy .
Ta có : ΣP
yc
= 123 + 50% × 19,68 + 50% × 21,2544 = 143,4672 MW
Suy ra, công suất phát của nhà máy I là:
P
F1
=70%×100 = 70 MW
Lượng tự dùng của NMI là:
P
td1
=50%× P
td1max
= 50%×13,6 = 6,8 MW
Nhà máy II phải đảm nhận một lượng công suất phát vào khoảng:
P
F2
= ΣP
yc

- P
F1
= 143,4672 – 70 = 73,4672 MW
Cho nhà máy NĐII vận hành 2 tổ máy, như vậy NĐII đảm nhận 73,4672 %
công suất đặt của nhà máy NĐII.
3.1.3. Chế độ phụ tải sự cố:
Giả thiết rằng nhà máy nhiệt điện I bị sự cố hỏng 1 tổ máy. Khi đó 3 tổ máy
còn lại phát với 100% công suất định mức. ở đây ta không xét đến sự cố xếp
chồng .
⇒ P
F1sc
= 100% .150 = 150 MW
Do : ΣP
yc
= 286,9344 ⇒ nhà máy II cần phát vào khoảng:
P
F2sc
= 286,9344 - 150 = 136,9344 MW
Lượng công suất yêu cầu phát ra của nhà máy II chiếm
136,9344
150
× 100% = 91,2896 % công suất đặt của nhà máy NĐII.
3.1.4. Tổng kết về phương thức vận hành :
Từ các lập luận cùng với các tính toán ở trên ta có bảng tổng kết phương
thức vận hành của 2 nhà máy trong các chế độ nh sau:
Chế độ vận
hành
Nhà máy điện I Nhà máy điện II
Phụ tải cực đại - 4 tổ máy
- Phát 170MW

- 3 tổ máy
- Phát 116,9344 MW
Trang 21
Đồ án lưới điện
- Chiếm 85% công suất
đặt.
- Chiếm 77,9563% công suất
đặt.
Phụ tải cực tiểu
- 2 tổ máy
- Phát 70 MW
- Chiếm 70 % công suất
đặt
- 2 tổ máy
- Phát 73,4672 MW
- Chiếm 73,4672 % công suất
đặt
Chế độ sự cố
- 3 tổ máy
- Phát 150 MW
- Chiếm 100%công suất
đặt
- 3 tổ máy
- Phát 136,9344 MW
- Chiếm 91,2896 % công suất
đặt
3.2.THÀNH LẬP CÁC PHƯƠNG ÁN LƯỚI ĐIỆN
3.2.1.Nguyên tắc chung thành lập phương án lưới điện:
Tính toán lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý phải dựa trên nhiều
nguyên tắc, nhưng nguyên tắc chủ yếu và quan trọng nhất của công tác thiết kế

mạng điện là cung cấp điện kinh tế với chất lượng và độ tin cậy cao. Mục đích
tính toán thiết kế là nhằm tìm ra phương án phù hợp. Làm được điều đó thì vấn
đề đầu tiên cần phải giải quyết là lựa chọn sơ đồ cung cấp điện. Trong đó những
công việc phải tiến hành đồng thời như lựa chọn điện áp làm việc, tiết diện dây
dẫn, tính toán các thông số kỹ thuật, kinh tế …
Trong quá trình thành lập phương án nối điện ta phải chú ý tới các nguyên tắc
sau đây:
- Mạng điện phải đảm bảo tính án toàn cung cấp điện liện tục, mức độ đảm
bảo an toàn cung cấp điện phụ thuộc vào hộ tiêu thụ. Đối với phụ tải loại 1
phải đảm bảo cấp điện liên tục không được phép gián đoạn trong bất cứ
tình huống nào, vì vậy trong phương án nối dây phải có đường dây dự
phòng.
- Đảm bảo chất lượng điện năng (tần số, điện áp, …)
Trang 22
Đồ án lưới điện
- Chỉ tiêu kinh tế cao, vốn đầu tư thấp, tổn thất nhỏ, chi phí vận hành hàng
năm nhỏ.
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Vận hành đơn giản, linh hoạt và có
khả năng phát triển.
Kết hợp với việc phân tích nguồn và phụ tải ở trên nhận thấy: cả 9 phụ tải
đều là hộ loại 1, yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao. Do đó phải sử dụng các
biện pháp cung cấp điện như: lộ kép, mạch vòng.
Để có sự liên kết giữa nhà máy làm việc trong hệ thống điện thì phải có sự
liên lạc giữa nhà máy và hệ thống. Khi phân tích nguồn và phụ tải có phụ tải 1
nằm tương đối giữa hai nhà máy nhiệt điện I và II nên sử dụng mạch đường dây
NĐI-1-NĐII để liên kết hai nhà máy.
Với các nhận xét và yêu cầu trên đưa ra các phương án nối dây sau:
3.2.2.Các phương án lưới điện : 6 phương án.
PA1
4

6
8
3
2
NÐI
5
9
1
7
NÐII
PA1
4
6
8
3
2
NÐI
5
9
1
7
NÐII

Trang 23
Đồ án lưới điện
PA2
4
6
8
3

2
NÐI
5
9
1
7
NÐII
Trang 24
Đồ án lưới điện
PA3
4
6
8
3
2
NÐI
5
9
1
7
NÐII
Trang 25