Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước điện năng đóng vai trò đặc
biệt quan trọng với nền kinh tế và đời sống nhân dân.Điện năng được sử dụng trong
tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế vì nó dễ sản xuất truyền tải và đặc biệt là nó dễ
chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.
Tuy nhiên cũng giống các dạng năng lượng khác điện năng là hữu hạn nên vấn đề
đặt ra là phải xây dựng hệ thông truyền tải và cung cấp điện hợp lý tối ưu: Vận hành
đơn giản , an toàn, thuận tiện cho bảo trì sửa chữa, giảm được chi phí đầu tư thi
công, chi phí vận hành và tổn thất điện năng đồng thời đảm bảo chất lượng điện
năng.
Vì vậy đồ án môn học Mạng lưới điện là một bước quan trọng cho sinh viên ngành
Hệ thống điện làm quen với những ứng dụng thực tế. Đây cũng là một đề tài hết sức
quan trọng cho một kĩ sư điện trong tương lai có thể vận dụng nhằm đưa ra phương
án tối ưu nhất.
Mặc dù kiến thức còn hạn chế nhưng em cũng đã cố gắng để hoàn thành tốt đồ án
môn học này. Em rất mong nhận được những lời góp ý từ các thầy cô để đồ án của
em được hoàn thiện hơn.
Em xin cảm ơn thầy Lê Thành Doanh đã hướng dẫn giúp em hoàn thành tốt đồ án
môn học này.
Hà Nội, Ngày 2 Tháng 5 Năm 2014
Sinh viên
Đinh Trọng Thủy
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 1 Đại học Điện Lực
Mục lục
1 Phân tích nguồn và phụ tải 4
1.1 Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.1 Nguồn điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2 Phụ tải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.3 Sơ đồ mặt bằng nguồn điện và phụ tải . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 Phân tích phụ tải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

5 Tính toán chế độ xác lập mạng điện 40
5.1 Tính toán chế độ bình thường phụ tải cực đại . . . . . . . . . . . . . . . 41
5.2 Cân bằng chính xác công suất phản kháng . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.3 Tính toán chế độ bình thường phụ tải cực tiểu . . . . . . . . . . . . . . 53
5.3.1 Tính toán cho nghỉ một máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.3.2 Tính toán dòng công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.4 Tính toán chế độ sau sự cố . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
6 Tính toán điều chỉnh điện áp 69
6.1 Phương pháp chung lựa chọn đầu phân áp cho MBA . . . . . . . . . . . 69
6.2 Chế độ phụ tải cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.3 Chế độ phụ tải cực tiểu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.4 Chế độ phụ tải sau sự cố . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
7 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện 74
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 3 Đại học Điện Lực
Chương 1
Phân tích nguồn và phụ tải
1.1 Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải
1.1.1 Nguồn điện
Nguồn điện cung cấp cho mạng khu vực là một nguồn có công suất vô cùng lớn. Mọi
sự thay đổi và biến động của phụ tải không làm thay đổi điện áp trên thanh góp của
nguồn. Vì vậy ta không phải cân bằng công suất
1.1.2 Phụ tải
Trong hệ thông điện có 6 loại phụ tải có đặc điểm trong bảng sau:
Thông số Phụ tải
1 2 3 4 5 6
P
max
(MW) 32 21 28 29 30 32
P
min

việc mất điện không gây thiệt hại nghiêm trọng.Do vậy hộ loại này được cung cấp
điện bằng dây đơn và cho phép ngừng cấp điện trong thời gian cần thiết để sửa chữa
sự cố hay thay thế phần hư hỏng của mạng điện nhưng không quá 1 ngày.
Mạng điện mà ta cần thiết kế bao gồm 6 phụ tải với tổng công suất lớn nhất là
P
max
= 172(MW ). Tổng công suất cực tiểu là P
min
= 4, 68(MW )
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 5 Đại học Điện Lực
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
Các phụ tải 1,3,4,5,6 có mức đảm bảo cung cấp điện cao nhất( loại I) nên sẽ được
cung cấp điện bởi đường dây kép hoặc mạch vòng để đảm bảo cung cấp điện liên
tục.Phụ tải 2 có mức độ cung cấp điện (loại III) nên sẽ được cung cấp bằng đường
dây đơn.
Có 6 phụ tải 1,2,3,4,5,6 trong đó có phụ tải 2 yêu cầu điều chỉnh điện áp thường còn
1,3,4,5,6 yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Có độ lệch điện áp trên thanh góp
hạ áp và có giới hạn như sau:
+ Trong chế độ phụ tải lớn nhất dU% = 5%
+ Trong chế độ phụ tải nhỏ nhất dU% = 0%
+ Trong chế độ sau sự cố dU% = 0, 5%
Dựa vào bảng số liệu phụ tải sau khi tính toán ta được bảng số liệu sau:
Phụ tải P
max
(MW ) Q
max
(MV Ar) S
max
(MW ) P
min

Phương án 1:
7
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
Phương án 2:
Phương án 3:
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 8 Đại học Điện Lực
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
Phương án 4:
Phương án 5:
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 9 Đại học Điện Lực
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
Phương án 6:
2.2 Lựa chọn các phương án về mặt kĩ thuật
Để so sánh các phương án về mặt kĩ thuật ta phải xét đến các nội dung sau:
+ Chọn lựa cấp điện áp định mức của hệ thống.
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 10 Đại học Điện Lực
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
+ Chọn lựa tiết diện dây dẫn.
+ Tính toán tổn thất điện áp.
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố.
2.2.1 Chọn lựa cấp điện áp định mức hệ thống
Ta sẽ chọn cấp điện áp định mức của hệ thống là U
dm
= 110(kV )
2.2.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn của các đoạn đường dây
Mạng điện mà ta đang xét là mạng điện khu vực do đó người ta thường lựa chọn tiết
diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế. Ta dự kiến sẽ sử dụng loại dây dẫn là dây AC.
Công thức tính tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế :
F
kt

(A)
Với S
max
là công suất lớn nhất của đường dây và được tính:
S
max
=

P
2
+ Q
2
(MVA)
n là số mạch của đường dây. n=1;2.
Khi xác định được tiết diện của các đoạn dây ta tiến hành so sánh với tiết diện tiêu
chuẩn để chọn ra tiết diện tiêu chuẩn cho đường dây.
2.2.3 Tính tổn thất điện áp của hệ thống
Tổn thất điện áp của hệ thống được tính theo công thức sau :
∆U% =

P
i
R
i
+

Q
i
X
i

≤ 15 − 20%
∆U
maxsc
≤ 20 − 25%
2.2.4 Kiểm tra tổn thất vầng quang và điều kiện phát nóng của dây
dẫn
Ta tiến hành kiểm tra tổn thất vầng quang của dây dẫn có tiết diện F ≥ 70mm
2
Ta tiến hành kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố nặng nề nhất
theo công thức sau:
+ Đường dây đơn : I
max
≤ K
hc
.I
cp
+ Đường dây kép : I
sc
≤ K
hc
.I
cp
Trong đó :
I
sc
: là dòng điện lớn nhất khi có sự cố ( là khả năng xảy ra khi một trong hai dây của
đường dây kép bị đứt).
I
cp
:là dòng điện cho phép lâu dài chạy qua dây dẫn

3.110
.10
3
= 97, 65(A)
F
N−1
=
I
N−1
J
kt
=
97, 65
1, 1
= 88, 77(mm
2
)
Chọn dây AC-95 có I
cp
= 330(A)
Tính toán tương tự với các dây còn lại ta có bảng sau :
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 13 Đại học Điện Lực
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
Đường dây Số mạch I
max
(A) F
tt
(mm
2
) Dây dẫn I

Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn đạt tiêu chuẩn ta xác định các thông số đơn vị của
đường dây là r
0
, x
0
, b
0
và tiến hành tính các thông số tập trung R,X,B trong sơ đồ thay
thế hình π của các đường dây theo các công thức sau :
R =
1
n
.r
0
.L; X =
1
n
.x
0
.L
Đường dây Số mạch L(km) Dây dẫn r
0
(Ω/km) x
0
(Ω/km) R(Ω) X(Ω)
N-1 2 51 AC-95 0,33 0,423 8,42 10,79
N-2 1 44,72 AC-120 0,27 0,415 12,07 18,56
N-3 2 64 AC-95 0,33 0,423 10,56 13,54
N-4 2 60 AC-95 0,33 0,423 9,9 12,69
N-5 2 50 AC-95 0,33 0,423 8,25 10,58

.100% = 1, 96%
Tính tương tự với các đoạn còn lại.
Xét khi mạng điện gặp sự cố:
Đứt 1 dây trên đường dây kép :
Đoạn NĐ-1 : ∆U
scN−1
% = 2.∆U
btN−1
% = 2.1, 96% = 3, 92%
Tính tương tự với các đoạn còn lại.
Kết quả tính tổn thất điện áp trên đường dây được cho trong bảng sau:
Đường dây ∆U
bt
% ∆U
sc
%
N-1 1,96 3,92
N-2 2
N-3 2,15 4,3
N-4 2,09 4,18
N-5 1,8 3,6
N-6 1,96 3,92
Từ kết quả trong bảng trên ta nhận thấy rằng tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ
vận hành bình thường bằng ∆U
maxbt
% = 2, 15% < 10%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố bằng : ∆U
maxsc
% = 4, 3% < 20%
Kết luận : Phương án 1 thỏa mãn yêu cầu về kĩ thuật.

F
N−1
=
I
N−1
J
kt
=
161, 74
1, 1
= 147, 036
Chọn dây AC-150 có I
cp
= 445(A)
Xét đoạn 1-2 :
S
12
= S
max2
= 24, 42(MW )
I
12
=
S
12
n.
√
3.U
đm
=

(A)
N-1 2 161,74 147,036 AC-150 445
1-2 1 128,17 116,5 AC-120 380
N-3 2 85,44 77,67 AC-95 330
N-4 2 88,49 80,45 AC-95 330
N-5 2 91,54 83,21 AC-95 330
N-6 2 97,65 88,77 AC-95 330
Kiểm tra điều kiên phát nóng của dây dẫn sau sự cố
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 16 Đại học Điện Lực
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
Đường dây Số mạch I
sc
(A) I
cp
(A)
N-1 2 323,48 445
1-2 1 380
N-3 2 170,88 330
N-4 2 176,98 330
N-5 2 183,08 330
N-6 2 195,3 330
Từ bảng tổng kết trên ta suy ra tiết diện dây dẫn các đường dây đã thỏa mãn điều
kiện phát nóng cho phép khi xảy ra sự cố.
Các thông số đường dây đã chọn :
Đường dây Số mạch L(km) Dây dẫn r
0
(Ω/km) x
0
(Ω/km) R(Ω) X(Ω)
N-1 2 51 AC-150 0,21 0,409 5,36 10,43

Sơ đồ mạng điện phương án 3 :
Łựa chon tiết diện dây dẫn :
Đường dây Số mạch I
max
(A) F
tt
(mm
2
) Dây dẫn I
cp
(A)
N-1 2 161,74 147,036 AC-150 445
1-2 1 128,17 116,5 AC-120 380
N-3 2 173,94 158,13 AC-150 445
3-4 2 88,49 80,44 AC-95 330
N-5 2 91,54 83,21 AC-95 330
N-6 2 97,65 88,77 AC-95 330
Kiểm tra điều kiên phát nóng của dây dẫn sau sự cố
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 18 Đại học Điện Lực
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
Đường dây Số mạch I
sc
(A) I
cp
(A)
N-1 2 323,48 445
1-2 1 380
N-3 2 347,86 445
3-4 2 176,98 330
N-5 2 183,08 330

vận hành bình thường bằng ∆U
maxbt
% = 3, 8% < 10%
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 19 Đại học Điện Lực
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố bằng : ∆U
maxsc
% = 6, 8% < 20%
Kết luận : Phương án 3 thỏa mãn yêu cầu về kĩ thuật.
2.3.4 Phương án 4
Sơ đồ mạng điện phương án 4 :
Lựa chọn dây dẫn :
Đường dây Số mạch I
max
(A) F
tt
(mm
2
) Dây dẫn I
cp
(A)
N-1 2 161,74 147,036 AC-150 445
1-2 1 128,17 116,5 AC-120 380
N-3 2 85,44 77,67 AC-95 330
5-4 2 88,49 80,44 AC-95 330
N-5 2 180 163,66 AC-185 510
N-6 2 97,65 88,77 AC-95 330
Kiểm tra điều kiên phát nóng của dây dẫn sau sự cố
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 20 Đại học Điện Lực
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh

% ∆U
sc
%
N-1 2,53 5,06
1-2 3,8
N-3 2,15 4,3
5-4 1,74 3,48
N-5 2,5 5
N-6 1,96 3,92
Từ kết quả trong bảng trên ta nhận thấy rằng tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ
vận hành bình thường bằng ∆U
maxbt
% = 3, 8% < 10%
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 21 Đại học Điện Lực
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố bằng : ∆U
maxsc
% = 5, 06% < 20%
Kết luận : Phương án 4 thỏa mãn yêu cầu về kĩ thuật.
2.3.5 Phương án 5
Sơ đồ mạng điện phương án 5 :
Tính dòng công suất chạy trên đoạn kín NĐ-5-6-NĐ. Ta giả thiết rằng mạng điện
là đồng nhất .
Dòng công suất chạy trên đoạn N-6:
S
N−6
=
S
6
.(L

N−6
L
N−5
+ L
5−6
+ L
N−6
=
(30 + j17, 8)(56, 57 + 70) + (32 + j18, 99).56, 57
50 + 70 + 56, 57
= 31, 76 + j18, 84(MV A)
Dòng công suất chạy trên đoạn 5-6:
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 22 Đại học Điện Lực
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
S
5−6
= S
6
− S
5
= (32 + j18, 99) − (30 + j17, 8) = 2 + j1, 19(MV A)
Vậy điểm 5 là điểm phân công suất. Łựa chon tiết diện dây dẫn :
Xét đoạn N-5:
I
N−5
=
S
N−5
n.
√

Tính toán tương tự với các đoạn còn lại ta có bảng sau :
Đường dây Số mạch I
max
(A) F
tt
(mm
2
) Dây dẫn I
cp
(A)
N-1 2 161,74 147,036 AC-150 445
1-2 1 128,17 116,5 AC-120 380
N-3 2 85,44 77,67 AC-95 330
N-4 2 88,49 80,45 AC-95 330
N-5 1 193,8 176,2 AC-185 510
N-6 1 184,57 167,8 AC-185 510
5-6 1 12,21 11,1 AC-70 265
Kiểm tra điều kiên phát nóng của dây dẫn sau sự cố
Đường dây Số mạch I
sc
(A) I
cp
(A)
N-1 2 323,48 445
1-2 1 380
N-3 2 170,88 330
N-4 2 176,98 330
N-5 1 510
N-6 1 510
5-6 1 265

N-6 5,81
5-6 0,83
Từ kết quả trong bảng trên ta nhận thấy rằng tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ
vận hành bình thường bằng ∆U
maxbt
% = 5, 81% < 10%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố bằng : ∆U
maxsc
% = 5, 06% < 20%
Kết luận : Phương án 5 thỏa mãn yêu cầu về kĩ thuật.
2.3.6 Phương án 6
Sơ đồ mạng điện phương án 6 :
Łựa chon tiết diện dây dẫn :
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 24 Đại học Điện Lực
Đồ án lưới điện GVHD: TS.Lê Thành Doanh
Đường dây Số mạch I
max
(A) F
tt
(mm
2
) Dây dẫn I
cp
(A)
N-1 2 195,3 177,54 AC-185 510
3-2 1 128,17 116,52 AC-120 380
N-3 2 149,5 135,94 AC-150 445
N-4 2 88,49 80,45 AC-95 330
N-5 2 91,54 83,21 AC-95 330
1-6 2 97,65 88,77 AC-95 330