ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, ngành công nghiệp
điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng, bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được
dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân.
Khi ta xây dựng một nhà máy, khu dân cư, thành phố…Trước tiên ta phải xây
dựng một hệ thống lưới điện để cung cấp điện nhằm mục đích phục vụ cho sinh hoạt
và sản xuất.
Khi xây dựng một hệ thống lưới điện thì vấn đề thiết kế đóng vai trò rất quan
trọng, người thiết kế phải làm sao mạng lưới mà mình thiết kế đạt yêu cầu về mặt
kinh tế lẫn kỹ thuật, và chọn ra những phương án tối ưu nhất đạt yêu cầu về mặt kỹ
thuật và đảm bảo tính kinh tế. Để đạt được điều đó thì môn học: MẠNG LƯỚI
ĐIỆN giúp chúng ta những kiến thức không nhỏ trong lĩnh vực hệ thống điện.
Sau một thời gian tìm tòi nghiên cứu, cùng với kiến thức truyền đạt của thầy
cô giáo bản thân em đã hoàn thành đồ án môn học MẠNG LƯỚI ĐIỆN mà thầy đã
giao. Tuy nhiên với những kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm chưa có, thực tiễn ít.
Chắc chắn đồ án môn học không thể nào tránh sót khỏi một số sai sót.
Vậy em rất mong sự quan tâm, chỉ bảo của các thầy cô để sau này làm đồ án
tốt nghiệp, cũng như ứng dụng trong thực tế.
Quy Nhơn, ngày 14/02/2009
Sinh viên thiết kế
Nguyeãn Quang HieånSVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
CHƯƠNG 1
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

= 10 kV
Phụ tải 1: P
1max
= 38 MW
Q
1max
= P
1max

×
tgφ = 38
×

0,484 = 18,392 MVAr
P
lmin
= 70% P
1max
=
6,26
100
3870
=
×
MW
Q
1min
= 70% Q
1max
=

min
= P
min
+ jQ
min
,
MVA
S
min
,
MVA
1
2
3
4
5
6
38 + j18,392
40 + j19,36
49 + j23,716
38 + j18,392
40+ j19,36
49 + j23,716
42,216
44,438
54,437
42,216
44,438
54,437
26,6 + j12,874

imax
+
∑
∆
P
m- hệ số đồng thời ; chọn m =1.
∑
P
imax
- tổng công suất ở chế độ S
max
.
∑
∆
P - tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện thiết kế.
Trong khi tính toán có thể lấy:
∑
∆
P = (5%
÷
10%)
maxi
P
∑
= 5%
×
254=12,7 MW
P
F
= P

yc
- tổng công suất mạng điện yêu cầu.
Q
yc
= m
∑
Q
imax
+
∑
∆
Q
L
-
∑
∆
Q
C
+
∑
∆
Q
b
Chọn m=1
∑
∆
Q
L
- tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ cực đại.
∑

Trong tính toán sơ bộ:
∑
∆
Q
b
=










∑
∑
im
ipt
Q
S
%15
%10
Q
F
= 266,7
×
0,62 = 165,354 MVAr
∑


ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
Theo yêu cầu của đồ án ta xét đến 5 phương án nối dây. Vì các phụ tải là các
hộ tiêu thụ loại một, là các hộ rất quan trọng nên ta sử dụng đường dây 2 mạch song
song. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật phụ thuộc vào sơ đồ nối dây. Nối dây của sơ đồ
phải đảm bảo tin cậy, chi phí nhỏ, thuận tiện và an toàn khi vận hành và dự kiến sự
phát triển của phụ tải trong tương lai.
Sau khi phân tích 5 sơ đồ nối dây ta so sánh các phương án và chọn một
phương án hiệu quả nhất.
2.1. Dự kiến các phương án
Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của
nó. Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các 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, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các
phụ tải mới.
Tất cả các phụ tải là phụ tải loại 1 nên dùng đường dây 2 mạch.
Có 5 phương án được dự kiến như ở hình dưới:
• Sơ đồ mạch điện phương án 1:

• Sơ đồ mạch điện phương án 2:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 5 3
S
MĐ
2
S
1


MĐ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
• Sơ đồ mach điện phương án 4 :
• Sơ đồ mạch điện phương án 5 :
2.2. Phương án 1
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 7

MĐ
1
S
2
S

3
S
5
S
4
S
5
S
1
S
2
S

3
S

U
MĐ-1
=
3816031,6434,4 ×+
= 112,508 kV

Các đường dây còn lại được tính tương tự ta có kết quả tính điện áp định mức
của các đường dây trong phương án I cho trong bảng 2.1.
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 8 1
S
2
S
5
S

3
S

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Đường
dây
Công suất
truyền tải,
MVA
Chiều dài
đường dây l,
km

110
Bảng 2.1. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Từ các kết quả nhận được trong bảng 3.1, chọn điện áp định mức của mạng điện
U
đm
= 110 kV
2.2.2. Chọn tiết diện dây dẫn
Các mạng điện 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên
không. Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC). Đối với các đường
dây 100 kV, khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5m
(D
tb
= 5m).
Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ
kinh tế của dòng điện, nghĩa là: F=
kt
J
I
max
Trong đó:
I
max
- dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại A .
J
kt
- mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm
2
. Với dây AC vàT
max
=5000h thì .

thép cần phải có tiết diện F
≥
70 mm
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
Trong đó:
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 các dây dẫn của đường dây MĐ - 1.
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại bằng:
I
MĐ-1
=
ÐM
U
S
3n
MÐ-1

có I
cp
= 330 A , r
o
= 0,33
Ω
/km,
x
o
= 0,429
Ω
/km, b
o
= 2,65.10
6−
S/km
Tính các thơng số đường dây MĐ-1:
Điện trở tác dụng của đường dây có độ dài S
1
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 10 ĐỒ ÁN MƠN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
R =
n
1
.r
o
.l =
2

1
×
2
×
2,65
×
10
6−
×
64,031 = 1,696.10
4−
S
Nếu ngừng một mạch của đường dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại:
I
1sc
= 2I
MĐ-1
= 2
×
110,79= 221,58 A
Như vậy:
I
sc
< I
cp
Các đường dây còn lại được tính tốn tương tự ta có kết quả tính tốn các
thơng số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho ở bảng 2.2.
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 11
2,65
2,69
2,69
2,65
2,69
2,69
x
0
,Ω
0,429
0,423
0,423
0,429
0,423
0,423
r
0
,Ω
0,33
0,27
0,27
0,33
0,27
0,27
l,Km
64,031
50,99
67,082
64,031
60,872

tt
,mm
2
100,71
106,01
129,87
100,71
106,01
129,87
I
bt
,A
110,79
116,62
142,86
110,79
116,62
142,86
S,MVA
38+j18,392
40+ j19,36
49+j23,716
38+j18,392
40+ j19,36
49+j23,716
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 12 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Đường dây

% = 15
÷
20 %
∆
U
max sc
% = 20
÷
25 %
Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i nào đó khi vận hành bình thường được
xác định theo công thức:
∆
U
ibt
=
2
i i i i
dm
PR Q X
U
+
.100
Trong đó:
P
i
, Q
i
- công suất chạy trên đường dây thứ i;
R
i

Khi một mạch của đường dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp trên đường dây có
giá trị:
∆
U
1 sc
% = 2
∆
U
1 bt
% = 2
×
5,404 = 10,808 %
Tính toán các đường dây còn lại tương tự như trên ta có kết quả tính tổn thất
điện áp trên các đường dây cho trong bảng 2.3

Đường dây
∆
U
bt
, %
∆
U
sc
, % Đường dây
∆
U
bt
, %
∆
U

U
M-3 bt
% = 6,447 %
∆
U
max sc
% =
∆
U
M-3 sc
% = 12,894 %
2.3. Phương án 2
Sơ đồ mạng điện của phương án 2 cho ở hình dưới:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 14 3
S
MĐ
2
S
1
S
5

•
= 40 + j19,36 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây MĐ- 4 có giá trị:

4M
S
•
−
=
4
S
•

+
5
S
•
= 38 + j18,392 +40 + j19,36 = 78+j37,752 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây 4-5có giá trị:
4 5
S
•
−

=
5
S
•
= 40 + j19,36 MVA
Chiều dài đường dây l

1-2
MÑ-3
MĐ-4
4-5
MĐ-6
78 + j37,752
40 + j19,36
49 + j23,716
78 + j37,752
40 + j19,36
49 + j23,716
64,031
41,231
67,082
64,031
31,622
53,851
157,203
113,257
126,612
157,203
112,474
125,624
110
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 15 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN

Bảng 2.4: Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện

=
kt
M
J
I
1−
=
1,1
412,227
= 206 mm
2
Chọn dây AC-185 có I
cp
= 510A
Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I
M-1sc
= 2I
M-1
= 2
×
227,412= 454,824 A
Vậy: I
M-6sc
< I
cp
b. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 1-2:
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
1-2

=
1,1
621,116
= 106,2 mm
2
Chọn dây AC-120 có I
cp
= 380 A
Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I
1-2sc
= 2I
1-2
= 2
×
106,2 = 212,4 A
Vậy: I
1-2sc
< I
cp

c. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây MĐ:4
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
M-4
=
3
4
10
32


1,1
412,227
= 206,738 mm2
Chọn dây AC-185 có I
cp
= 510 A
Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I
M-4sc
= 2I
M-4
= 2
×
227,412= 454,824 A
Vậy: I
M-4sc
< I
cp
d. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 4-5:
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
4-5
=
3
54
10
32
×
××

= 380 A
Khi ngừng một mạch của đường dây,thì dòng điện chạy trong mạch còn lại bằng
: I
4-5sc
=2
×
I
4-5
=2
621,116×
=233,242 A

e. Chọn tiết diện các dây dẫn của các đường dây còn lại tính tương tự như phương
án 1đã tính ở trên :SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 17 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Kết quả tính caùc thoâng số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho trong
bảng 2.5.
Bảng 2.5. Thông số của các đường dây trong mạng điện
B/2.10
4
,S
1,818
1,109
1,804
1,,818

0,409
0,423
0,423
0,409
0,423
0,423
r
0
,Ω
0,17
0,27
0,27
0,17
0,27
0,27
l,Km
64,031
41,231
67,0 82
64,301
31,622
53,8 51
I
sc
,A
454,824
233,24
285,72
454,824
223,24

SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 18 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
I
bt
,A
227,412
116,62
142,86
227,412
116,62
142,86
S,MVA
78+j37,752
40+j19,36
49+j23,716
78+j37,752
40+j19,36
49+j23,716
Đườg
dây
MĐ-1
1-2
MÑ-3
MĐ-4
4-5
MÑ-6
2.3.3. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
1. Tính tổn thất điện áp trên đường dâyMĐ-1-2 làm việc trong chế độ bình

% =
100
110
720,836,19566,540
2
×
×+×
= 3,235%
Như vậy, tổn thất điện áp trên đường dây MĐ-2-1 bằng:
∆
U
M-1-2bt
% =
∆
U
M-1 bt
% +
∆
U
1-2 bt
% = 7,593% +3,235%
= 10,828 %
2. Tính tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ sau sư cố:
Khi tính tổn thất điện áp trên đường dây ta không xét các sự cố xếp chồng.
Đối với đường dây MĐ-1-2, khi ngừng một mạch trên đoạn MĐ-1 sẽ nguy hiểm hơn
so với trường hợp sự cố một mạch trên đoạn 2-1. Khi ngừng một mạch trên đường
MĐ-1, tổn thất điện áp trên điên áp trên đoạn dây này la:

∆
U

U
max bt
% =
∆
U
M-1bt
% +
∆
U
1-2 bt
% = 7,593 % + 3,235% = 10,828%

∆
U
max sc
% = 7,593%
2
×
+ 3,235% = 18,421%
2.4. Phương án 3 :
Sơ đồ mạng điện của phương án 3 cho ở hình dưới:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 20

Đường dây
∆
U
bt
, %
∆
U

2
S
5
S

4
S

MĐ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
2.4.1. Chọn điện áp định mức của mạng điện
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây MĐ- 3 có giá trị:
3M
S
•
−
=
3
S
•
+
2
S
•
= 49 +j23,716 + 40 +j19,36 = 89 +j 43,076 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây 2-3 có giá trị:
3 2
S
•

S
•
= 40 + j19,36 MVA
Chiều dài đường dây l
2-3
=
22
1040 +
= 41,23 km
Chiều dài đường dây l
5-6
=
22
1030 +
= 31,622 km
Các dòng công suất và chiều dài các đường dây còn lại tương tự như phương án 1
Kết quả tính điện áp trên các đường dây và chọn điện áp định mức của mạng điện
cho ở bảng 2.7.
Đường
dây
Công suất truyền
tải, (MVA)
Chiều dài đường dây,
km
Điện áp tính toán,
kV
U
đm
,
kV

Bảng 2.7: Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện

2.4.2. Chọn tiết diện dây dẫn :
Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây MĐ-3
* Tiết diện dây dẫn được xác định theo mật độdòng điện kinh tế:
F
kt =
j
I
kt
tt

Trong đó:-I
tt
dòng điện chạy trên các đoạn đường dây:A
-j
kt
Mật độ kinh tế của dòng điện có giá trị : j
kt
=1,1(A/mm
2
)
Dòng điên chạy trên đoạn đường dây M-3 :
I
M-3
=
3
3
10
32

2
Chọn dây AC-240 có I
cp
= 605 A
Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I
M-3sc
= 2I
M-3
= 2
×
259,483 = 518,966 A
Vậy: I
M-3sc
< I
cp
2.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 2-3:
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 22 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
I
2-3
=
3
32
10
32
×

2-3
= 2
×
106,019 = 212,038 A
Vậy: I
2-3sc
< I
cp
3.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây MĐ-6:
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
M-6
=
3
6
10
32
×
××
−
dm
M
U
S
=
3
22
10
11032
076,4389

Vậy: I
M-6sc
< I
cp
4.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 5-6
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
5-6
=
3
65
10
32
×
××
−
dm
U
S
=
3
22
10
11032
36,1940
×
××
+
= 116,621 A
Tiết diện của đường dây có giá tr ị:

cp
4. Chọn tiết diện các dây dẫn của các đường dây còn lại tương tự phương án 1
Kết quả tính thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho trong
bảng 2.8.
Bảng 2.8. Thông số của các đường dây trong mạng điện
B/2.10
-4
,S
1,696
1,109
1,918
1,696
0,850
1,540
X,Ω
13,734
8,72
13,081
13,734
6,688
10,5
R,Ω
10,565
5,566
4,360
10,565
4,269
3,5
b
0

67,0 82
64,031
31,622
53,851
I
sc
,A
221,58
233,242
518,966
221,58
233,242
516,966
I
cp
,A
330
380
605
330
380
605
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 24 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
F
tc
,mm
2

40+j19,36
89+j43,076
Đường
dây
MĐ-1
2-3
MĐ-3
MĐ - 4
6-5
MĐ- 6
2.4.3 .Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
1. Tính tổn thất điện áp trên đường dây MĐ-3-2 trong chế độ làm việc bình thường:
Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây MĐ-3 có giá trị:
∆
U
M-3 bt
% =
100
110
081,13076,4336,489
2
×
×+×
= 7,863%
Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 2-3 có giá trị:
∆
U
2-3 bt
% =
100

∆
U
M-6 bt
% =
100
110
5,10076,435,389
2
×
×+×
= 6,312%
Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 6-5 có giá trị:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 25