ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
ĐỒ ÁN HỆ
THỐNG ĐIỆN -
THIẾT KẾ
ĐƯỜNG DÂY
PHÂN PHỐI
22kV
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 1 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
MỤC LỤC
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 2 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
PHẦN I : LÝ THUYẾT
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU
1.1. Vai trò của điện năng đối với sự phát triển của đất nước
Năng lượng nói chung điện năng nói riêng đóng vai trò rất quan trọng đối với sự
phát triển của đất nước, trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa,đồng thời điện
năng được xem là nguồn năng lượng sạch. Trong tất cả các lĩnh vực công nghiệp, nông
nghiệp, sinh hoạt … của nhân dân đều cần đến điện. Đều đó dẫn đến ngành công nghiệp
điện phải phát triển đi trước một bước.
2.2. Đặc điểm của nguồn năng lượng điện
Trong quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ. Điện năng có một số
đặc điểm là:
Điện năng sản xuất ra nói chung không tích trữ được ( chỉ một phần nhỏ được
tích trữ như ắcquy,pin…). Phải đảm bảo cân bằng điện năng giữa công suất máy phát,
công suất tiêu thụ và tổn hao.
Quá trình điện năng xảy ra rất nhanh. Do đó đòi hỏi các thiết bị trong quá trình
vận hành và điều khiển phải đáp ứng nhanh.
Ngành công nghiệp điện có liên quan đến hầu hết các ngành kinh tế quốc dân.
Đó là động lực để thúc đẩy sự phát triển của đất nước.
1.3. Những yêu cầu của việc thiết kế mạng phân phối

dự kiến cung cấp bằng hai đường dây riêng biệt hoặc đường dây hai mạch. Nhưng sau
khi xét đến thời gian sữa chữa sự cố ngắn mạch các đường dây trên không, người ta cho
phép cung cáp điện cho các phụ tải loại II bằng đường dây trên không một mạch. Các hộ
tiêu thụ loại II cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để nhân viên trực
nhật đóng nguồn dự trữ.
Các phụ tải loại III được cung cấp điện bằng đường dây một mạch. Đối với các
hộ tiêu thụ loại III, cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để sữa chữa
cố hay thay thế các phần tử hư hỏng của mạng điện, nhưng không quá một ngày đêm.
1.5. Các dạng sơ đồ cung cấp điện của mạng điện sơ cấp: gồm 3 sơ đồ
 Sơ đồ hình tia
 Sơ đồ mạch vòng
 Sơ đồ dạng lưới
Đối với mạng điện phân phối ở nông thôn người ta thường sử dụng sơ đồ hình
tia.
Những ưu điểm của sơ đồ hình tia là đơn giản, chi phí rẽ, sơ đồ rõ ràng thông
dụng cho các mạng điện nông thôn. Các sơ đồ này thuận tiện khi phát triển và thiết kế cải
tạo các mạng điện hiện có.
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 4 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
Những nhược điểm của sơ đồ hình tia là độ tin cậy của mạng điện thấp và tổn
thất công suất và điện năng trong mạng điện tương đối lớn, sự cố xảy ra ở bất cứ vị trí
nào trên đường dây sẽ làm gián đoạn sự cung cấp điện, sự cố được cách ly khỏi nguồn
nhờ thiết bị đóng ngắt như: máy cắt , dao cách ly
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 5 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
CHƯƠNG II
LỰA CHỌN DÂY DẪN VÀ TÍNH TỔN THẤT CHO ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI
2.1. Tính toán sụt áp cho một đoạn của phát tuyến
Tính toán sụt áp trên đường dây phân phối:
Áp dụng công thức

2
đmđm
U
xrSL
U
QXPR
U
ϕϕ
+
=
+
=∆
Với S là công suất 3 pha (kVA)
U
đm
là điện áp định mức (kV)
Ta có hằng số sụt áp
%100
sincos
2
00
đm
U
xr
K
ϕϕ
+
=
sSKU %%
=∆

U
XQRP
U %%100
1000
%
2
=
+
=∆
Đường dây có phụ tải phân bố đều

pbpbpb
jQPS
+=
s = s
pb
= AB, C là trung điểm của AB
pbpb
đm
pbpb
pb
sSK
U
XQRP
U %%100
1000
%
2
=
+

+
=∆
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 7 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
A BC
B
A
C
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
Thành phần tập trung
tttt
đm
tttt
tt
sSK
U
XQRP
U %%100
1000
%
2
=
+
=∆
Với s
pb
= s
Tổng sụt áp:
ttpb
UUU %%% ∆+∆=∆
Chọn dây cho phát tuyến:

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
Trước hết tính toán chọn dây cho phát tuyến chính thỏa mãn sụt áp cho phép
và lập bản tính toán sụt áp trên các đoạn và sụt áp tổng.
Nếu có nhiều nhánh, sau khi chọn dây nên thống nhất lại từ một đến hai dây
cho tất cả các nhánh để dể thi công khi phụ tải phát triển sau này.
2.2. Tính toán tổn thất công suất trên đường dây phân phối
Các trường hợp tải phân bố đều:
* Phụ tải tập trung
jQP
+
2
0
2
22
3 lIrR
U
QP
P =
+
=∆
sr
U
S
X
U
QP
Q
tt
0
2

0
2
22
=
+
=∆
Với
3
l
s =
Vừa phân bố tập trung vừa phân bố đều
pbpb
jQP =
tttt
jQP
=
Tính tổn thất công suất theo 3 thành phần với giả thiết hệ số công suất của các phụ
tải giống nhau.
U
S
I
tt
tt
3
=
U
S
I
pb
pb

pb
I
l
rP
=∆
Chỉ có tập trung Chỉ có phân bố Ảnh hưởng của tập trung và phân bố
2
01
3
3
pb
I
l
rP =∆
2
01
3
tt
lIrP =∆
''
01
3 PlIrP ∆==∆
Tổn thất công suất của đường dây bằng 3 thành phần tổn thất trên:
321
PPPP
∆+∆+∆=∆
Có thể tính tổn thất theo công suất phụ tải:
Trường hợp tải có cùng công suất
ϕ
cos

0
2
2
0
2
2
321321
33








+++








++=
∆+∆+∆+∆+∆+∆=∆
Tổn thất công suất và tổn thất điện năng của phát tuyến (hay nhánh)
Phát tuyến dùng một cỡ dây, mạch nhánh dùng một cở dây:
S

0
3
tttttt
IsrP
=∆
2
0
3
pbpbpb
IsrP
=∆
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 11 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
2'
0
'
3 IsrP
tt
=∆
Hay tính theo công suất phụ tải khi hệ số công suất giống nhau:
tt
đm
tt
tt
sr
U
S
P
0
2

Với K
tt
= 0.3K
pb
+ 0.7K
2
pb
Ktt: hệ số tổn thất
Kpt: hệ số phụ tải
∑
∆=
∑
∆
doan
haynhanhphattuyen
AA
)(
∑
=
∑
)(
)(
haynhanhtuyenphutaiphat
haynhanhphattuen
PA
%100%
)(
)(
)(
×

∑
∆
∑
∑
haynhanhphattuyen
haynhanhphattuyen
toanmang
A
A
A
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 12 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
8760
×∆=∆
ttđoanđoan
KPA
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
CHƯƠNG III
NGẮN MẠCH VÀ BIỆN PHÁP BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI
3.1. NGẮN MẠCH TRÊN ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI
3.1.1. Tác hại của ngắn mạch
Ngắn nạch là sự cố nghiệm trọng và thường xảy ra trong hệ thống điện vậy các
phần tử trong hệ thống điện phải được tính toán và lựa chọn sao cho, không những làm
việc tốt trong trạng thái sự cố trong trạng thái bình thường mà còn có thể chịu đựng được
trạng thái sự cố trong thời gian qui định cho phép. Để chọn lựa được cho tốt các phần tử
của hệ thống cung cấp điện, chúng ta phải dự đoán các tình trạng ngắn mạch có thể xảy
ra và tính toán được số liệu về tình trạng ngắn mạch như: dòng điện ngắn mạch công suất
ngắn mạch. Các số liệu này còn là căn cứ quan trọng để thiết kế bảo vẹ rơle, quyết định
phương thức vận hành hệ thống cung cấp điện Vì vậy, tính ngắn mạch là phần không
thể thiếu được khi thiết kế hệ thống.
Các loại sự cố ngắn mạch trên lưới phân phối:

cb
là tổng trở cơ bản
U
cb
là điện áp cơ bản
S
cb
là công suất biểu kiến cơ bản
cb
HT
HTđTđv
Z
Z
Z =
- Tổng trở thứ tự thuận và thứ tự nghịch
jx+r = Z= Z
21
- Tổng trở thứ tự không
+ Điện trở thứ tự không
2
103
4
0
ωπ
−
+= rr
(Ω/Km)
r là điện trở 1 Km dây dẫn.
- Cảm kháng thứ tự không
3

ZZ
U
I
pha
N
+
=
+ Ngắn mạch 2 pha
f
pha
N
ZZZ
U
I
++
=
21
3
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 14 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
+ Ngắn mạch 1 pha chậm đất
f
pha
N
ZZZZ
U
I
3
3
321

ZaZZ
UI
+++
−+
=
3.2. BIỆN PHÁP BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI
3.2.1. Nhiệm vụ của bảo vệ
Trong quá trình vận hành hệ thống điện có thể xuất hiện tình trạng sự cố và chế độ
làm việc không bình thường của các phần tử. Các thiết bị có dòng điện giảm thấp, các hộ
tiêu thụ không thể làm việc bình thường. Các chế độ làm việc không bình thường cũng
làm cho áp, dòng và tần số lệch quá giới hạn cho phép nếu kéo dài tình trạng này có thể
xuất hiện sự cố. Có thẻ các sự cố làm rối loạn hoạt động bình thường của hệ thống điện
nói chung và của tải tiêu thụ nói riêng. Chế độ làm việc không bình thường có nguy cơ
xuất hiện sự cố làm giảm tuổi thọ của máy móc.
Muốn duy trì hoạt động bình thường của hệ thống và các hộ tiêu thụ thì khi xuất
hiện sự cố cần phát hiện càng nhanh càng tốt chổ sự cố để tánh ly nó khỏi hệ thống, để
như vậy phần tử còn lại mới được duy trì được hoạt động bình thường, đồng thời giảm
mức độ hư hại của phần tử bị sự cố. Như vậy chỉ có thiết bị tự động bảo vệ mới có thể
thực hiện tốt được yêu cầu nói trên. Các thiết bị này hợp thành hệ thống bảo vệ.
Các mạng điện hiện đại không thẻ làm việc thiếu các hệ thống bảo vệ. Khi xuất hiện
sự cố, bảo vệ phát hiện và cho tín hiệu và cho tín hiệu và cho tín hiệu đi cắt các phần tử
hư hỏng thông máy cắt điện.
3.2.2. Các thiết bị bảo vệ bảo vệ quá dòng
a. Cầu chì:
Cầu chì là phần tử yếu nhất trong phần tử bảo vệ các thiết bị trên hệ thống,
nhằm làm đứt mạch điện khi có dòng điện vượt qua giá trị cho phép đi qua. Vì vậy thiết
bị này chủ yếu là bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 15 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
Một trong những ưu điểm của cầu chì là dễ thay thế và giá thành hợp lí. Một

tính kinh tế và chọn lọc.
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 16 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
Các thông số trên Recloser:
Điện áp của hệ thống: điện áp của Recloser phải bằng hoặc lớn hơn điện áp
của hệ thống.
Dòng điện sự cố lớn nhất có thể xảy ra tại vị trí đặt Recloser và dòng điện phải
lớn hơn dòng điện hệ thống.
Dòng tải cực đại: dòng định mức của Recloser phải lớn hơn dòng tải cực đại
ước lượng trước hệ thống.
Dòng sự cố cực tiểu: có thể xảy ra ở cuối đoạn đường dây nhằm kiểm tra có
thể xem recloser có thể tác động hay không. Và việc đặt Recloser phải kết hợp với một
số thiết bị bảo vệ khác nhằm đảm bảo tính an toàn của nguồn và tải.
Một số yêu cầu chính đối với thiết bị tự đóng lại:
Tác động nhanh nhằm đảm bảo tính liên tục cho phụ tải và ổn định cho hệ
thống. Tuy tốc độ đóng nhanh nhưng bị hạn chế bởi điều kiện ion hóa tại chỗ ngắn mạch
để khi đóng lại nguồn điện ngắn mạch không thể tái tạo lại.
Tự đóng lại không được lặp đi lặp lại
Tự đóng lại phải trở về vị trí ban đầu
Thời gian tối thiểu của tín hiệu đi đóng lại của máy cắt đủ để máy cắt chắc
chắn làm việc đúng.
Phần tử Role tự đóng lại sẽ được lắp đặt riêng lẻ cho từng phần tử khởi động,
một role cho một pha.
Phối hợp thiết bị bảo vệ như: Recloser và cầu chì hoặc Recloser và Recloser
tùy theo điều kiện và mụch đích như thế nào mà ta đặt cho hợp lí.
+ Recloser và cầu chì tác dụng của mạch:
Thiết bị phía tải phải xóa một sự cố tạm thời hay vĩnh cửu trước khi thiết bị
phía nguồn tắt mạch.
Việc mất điện do sự cố vĩnh cửu gây ra phải được giới hạn và chỉ mất một
phần điện nhỏ trên hệ thống.

4500
3
=
×
=
∑
=
∑
đm
U
S
I
(A)
Qui đổi tất cả công suất về cuối đường dây.
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 19 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
14
300
300
6
8
15
3 km
5 km
400
300
300
400
3 km
4 km 3 km
5 km

1700
5 km
4 km
3 km
3 km
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
2920)15170010110010900790031000(
15
1
=×+×+×+×+×=
tđ
S
(kVA)
Giả thiết cho x
0
= 0.35 (Ω/km), ∆U
cp
% = 4%
Tính được r
0
29.0
8.0
6.035.0
152920
22104
10%
2
0
2
0

107
37.1
lg(144.0016.0)lg(144.0
3
0
=+
×
×=+×=
−
r
D
x
m
(Ω/km)
Hằng số sụt áp
000087.0%100
100022
6.035.08.0264.0
%100
1000
sincos
%
22
00
=×
×
×+×
=×
×
+

%
 Đoạn 2-3
97.042800000087.0%% =××==∆
tttttt
sSKU
%
 Đoạn 1-2
17.1345000000683.0%%
21
=××==∆
− tttt
sSKU
%
Tổng sụt trên phát tuyến chính là
%075.3% =
∑
∆U
4.1.2. Tính sụt áp và chọn dây cho các nhánh
Sụt áp cho phép trên các nhánh
83.217.14%%%
2172
=−=∆−∆=∆
−−
UUU
cpcp
%
86.1)97.017.1(4%)%(%%
322193
=+−=∆+∆−∆=∆
−−−

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
Dòng điện tổng:
)(243.26
223
1000
3
A
U
S
I
đm
=
×
=
∑
=
∑
Phụ tải tương đương về sụt áp tập trung về phía hạ áp
)(75.718
8
84005.53003300
kVAS
tđ
=
×+×+×
=
Ta có: x
0
= 0.35(Ω/km)
)/(946.3

0
= 0.453 (Ω/km), I = 265(A)
Cảm kháng của đường dây nhánh
)/(36.0016.0)
1035.5
37.1
lg(144.0016.0)lg(144.0
3
0
km
r
D
x
m
Ω=+
×
×=+×=
−
Hằng số sụt áp:
).(%00012.0%100
100022
6.036.08.0453.0
%100
1000
sincos
%
22
00
kmkVA
U

400
300
200
4km
3km
3
9
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV
Dòng điện tổng
)(619.23
223
900
3
A
U
S
I
đm
=
×
=
×
∑
=
∑
Phụ tải tương đương về sụt áp tập trung về phía hạ áp
)(429.671
7
730054003200
kVAS

8
840062004300
kVAS
tđ
=
×+×+×
=
Sụt áp thực tế
%36.1%%672.0770000012.0%%
114
=∆<=××==∆
−cptđ
UlSKU
Dây dẫn nhánh 5-13
Dòng điện tổng
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 23 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
4km
400
4km
300
5
12
13
200
300
400
4km 11
10
4
4km

A
U
S
I
đm
=
×
=
×
∑
=
∑
Phụ tải tương đương về sụt áp tập trung về phía hạ áp
Sụt áp thực tế
%927.0%%756.0970000012.0%%
155
=∆<=××==∆
−cptđ
UlSKU
Kết luận:
- Đối với đường dây phát tuyến: chọn dây A-120 làm dây pha, dây A-95 làm dây
trung tính.
- Đối với đường dây nhánh: chọn dây A-70 làm dây pha, dây A-50 làm dây trung
tính.
4.2.TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY
4.2.1.Tính toán tổn thất trên các nhánh
CBHD: NGUYỄN ĐĂNG KHOA TRANG 24 SVTH: LÊ THANH NHIỆM
)(600
8
83006400

2
pt
= 0.3×0.75 + 0.7×0.75
2
= 0.619
Nhánh 5-15
 Đoạn 14-15
)(76.7485453.0
22
400
2
2
0
2
2
Wsr
U
S
P
tt
đm
tt
tt
=××==∆
)(236.84
5
5
453.0
22
300

==
′
∆
)(39.1)(566.139457.561236.8476.748
1514
kWWPPPP
pbtt
==++=
′
∆+∆+∆=∆
−
709.77108760619.039.18760
15141514
=××=∆=∆
−− tt
KPA
(kWh/năm)
 Đoạn 5-14
)(863.1)(81.1862446.0
22
700
2
2
0
2
2
kWWsr
U
S
P

12
13