Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
Đề tài:
THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI VÀ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN
PHỐI HẠ ÁP
PHẦN 1: THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI HẠ ÁP.
Sơ đồ đường dây:
1. Số liệu ban đầu:
- Điện áp đònh mức: 22 kV
- Hệ số công suất : 0.8
- Hệ số phụ tải: 0.75
- % phụ tải cực tiểu so với phụ tải max: 40%.
- % sụt áp cho phép đến cuối đường dây : 5%.
2. Các yêu cầu:
- Chọn dây thoả điều kiện sụt áp cho phép.
- Tính tổn thất điện áp,tổn thất công suất,tổn thất điện năng.
3. Các tính toán khác
- Bù công suất kháng.bù ứng động.tính toán tình trạng luc phụ tải cực đại và cực tiểu
sau khi bù.
- Tính toán ngắn mạch.phối hợp bảo vệ.
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 1 SVTH:PHẠM THANH HẢI
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
4. Các bản vẽ :
- sơ đồ nguyên lý đường dây phân phối có bù trong đó ghi các chỉ tiêu về sụt áp, tổn
thất điện năng,tiết kiệm…
- sơ đồ tụ bù ứng động lúc phụ tải cực tiểu và các kết quả về sụt áp,tổn thất.
- Trắc đồ điện áp trước khi bù,sau khi bù,lúc phụ tải cực tiểu của phát tuyến chính.
- Phối hợp bảo vệ.
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 2 SVTH:PHẠM THANH HẢI
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
CHƯƠNG 1
CHỌN DÂY VÀ TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN ÁP.

dm dm
Sl r cos x
PR QX
U
U U
ϕ ϕ
+
+
∆ = =
Với: S: công suất 3 pha(kVA).
U
đm
: điện áp đònh mức (kV).
Từ đó suy ra hằng số sụt áp:
)./%(%100
1000*
sincos
%
2
00
kmkVA
U
xr
K
dm
ϕϕ
+
=
% %* *U K s S∆ =
Với : s: Là khoảng cách đẳng trò (km),P(kW), Q(kVAr), S(kVA).

Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
2
% 100% %
*1000
tt tt
tt tt tt tt
dm
P R Q X
U K s S
U
+
∆ = =
b/ Đường dây có phụ tải phân bố đều;
s = s
pb
= AM = l/2, M là trung điểm của AB.
2
% 100% %
*1000
pb pb
pb pb pb pb
dm
P R Q X
U K s S
U
+
∆ = =
R = r
0
s

pb
= AM.
M: là trung điểm của AB.
tttttt
dm
NBttNBtt
tt
SsK
U
XQRP
U %%100
1000*
%
2
=
+
=∆
với s
tt
= NB.
Sụt áp tổng :
%%%
ttpb
UUU ∆+∆=∆
1.1.2 Chọn dây theo điều kiện sụt áp cho phép.
a/ Trường hợp đường dây hình tia:
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 4 SVTH:PHẠM THANH HẢI
S
pb
= P

+ jQ
tt
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
Để chọn tiết diện dây dẫn cho một đường dây thoả sụt áp cho phép đến phụ tải ở cuối
đường dây cần qui đổi tất cả phụ tải tập trung hay phân bố về cuối đường dây như trong sơ
đồ sau:
Qui S
1
về cuối
Ae
Ab
SS
1
'
1
=
Qui S
pb
về cuối
Ae
AM
SS
2
'
2
=
Phụ tải tương đương ở
cuối
S
tđ

, với U
đm
(kV),S
tổng
(kVA).
321
SSSS
tong
++=
2- Tính hằng số sụt áp K%.
3- Tính
)(%% AeSKU
td
=∆
4- Nếu
cp
UU ∆>∆ %
, quay lại bước 1 chọn lại dây có tiết diện lớn hơn
Lưu ý tiết diện dây thoả sụt áp phải thoả điều kiện phát nóng.
b/ Trường hợp đường dây có phân nhánh:
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 5 SVTH:PHẠM THANH HẢI
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
- Trước hết tính toán chọn dây cho phát tuyến 1-7 theo sơ đồ thu gọn như hình dưới đây
thoả mãn sụt áp cho phép
%
.chinhcp
U∆
và lập bảng tính toán sụt áp trên các đoạn và sụt áp
tổng;
- Tính toán các sụt áp thực tế từ nguồn đến đầu các nhánh,nhanh chóng có được kết quả

- U
đm
= 110kV d
≥
9.9 mm cở dây
≥
AC-70.
- U
đm
= 22kV cở dây
≥
AC- 16.
1.2 p dụng chọn dây và tính sụt áp.
1.2.1. Chọn dây cho phát tuyến chính:
Phụ tải đối với phát tuyến chính có thể thu gọn như trong hình dưới:
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 6 SVTH:PHẠM THANH HẢI
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
- Phụ tải tổng: S
tổng
= 2000+1400+1500+800+1500+2500+1000+700 = 11400(kVA).
- Phụ tải tương đương về sụt áp tập trung cuối đường dây:
2000*1 1400*2 1500*3.5 800*5 1500*6.5 2500*8 1000*9 700*10
5980( )
10
td
S kVA
+ + + + + + +
= =
- Dòng điện tổng:
11400

0
0,
%10
sin
100%
cp dm
td
tinhtoan
U U
x
S l
r
cos
ϕ
ϕ
∆
−
=
-
2
0
5%*10*22
0.33*0.6
5980*10
0.25( / )
0.8
r km
−
= = Ω
- Chọn r

2 2
cos sin
0.21*0.8 0.33*0.6
% 100% 100% 7.56*10 (% / . )
1000 22 *1000
dm
r x
K kVA km
U
ϕ ϕ
−
+
+
= = =
5
% % 7.56*10 *5980*10 4.52% 5%
td
U K S l
−
∆ = = = <
⇒
đạt yêu cầu.
Kết luận: Chọn dây AC-150 cho phát tuyến chính 1-2-3-4 -5
BẢNG KẾT QUẢ CHỌN DÂY CHO PHÁT TUYẾN CHÍNH:
Loại dây đường kính Chiều dài
0
r
0
x
R

−
=
+
==
ϕϕ
%%%
pbttdoan
UUU ∆+∆=∆
BẢNG TÍNH TOÁN SỤT ÁP TRÊN PHÁT TUYẾN CHÍNH:
stt Đoạn
l
(km)
S
tt
(kVA)
s
tt
(km)
S
pb
(kVA)
s
pb
(km)
tt
U∆
%
pb
U∆
%

= =
Dòng trên nhánh 2-6:
2 5
2 6
900
23.61( )
3 3 *22
dm
S
I A
U
−
−
= = =
- Chọn dây AC- 16 có thông số : d=5.4(mm), r
0
= 2.06(
km/
Ω
).I
cp
= 105(A).
Kiểm tra điều kiện sụt áp:
d = 5.4(mm)
⇒
r = d/2 =2.7 (mm) = 2.7*10
-3
(m).
0
0.144lg( ) 0.016( / )

+
=
ϕϕ
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 8 SVTH:PHẠM THANH HẢI
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
% % 0.00039*900*3 1.053% 3.427%
td
U K S l∆ = = = <
⇒
Đạt yêu cầu.
b/ nhánh 4-7:
4 7 1 2 2 3 3 4
% % ( % % %) 5 (1.573 1.645 1.123) 0.659%
cp cp
U U U U U
− − − −
∆ = ∆ − ∆ + ∆ + ∆ = − + + =
S
3-7
= 1100(kVA).
4 7
1.5
800 300 700( )
3
td
S kVA
−
= + =
Dòng trên nhánh 4-7:
4 7

= + Ω
=
)/(4.0016.0)
10*7.2
37.1
lg(144.0
3
kmΩ=+
−
)./(%00039.0
10*22
6.0*4.08.0*06.2
%100
1000
sincos
%
22
00
kmkVA
U
xr
K
dm
=
+
=
+
=
ϕϕ
% % 0.00039*700*3 0.819% 0.659%

kmΩ=+
−
)./(%00027.0
10*22
6.0*39.08.0*38.1
%100
1000
sincos
%
22
00
kmkVA
U
xr
K
dm
=
+
=
+
=
ϕϕ
% % 0.00027*700*3 0.567% 0.659%
td
U K S l∆ = = = <
⇒
đạt yêu cầu.
c/ Nhánh 4-8:
4 8 1 2 2 3 3 4
% % ( % % ) 5 (1.573 1.645 1.123) 0.659%

- Chọn dây AC- 16 có thông số : d=5.4(mm), r
0
= 2.06(
km/
Ω
).I
cp
= 105(A).
Kiểm tra điều kiện sụt áp:
d = 5.4(mm)
⇒
r = d/2 =2.7 (mm) = 2.7*10
-3
(m).
0
0.144lg( ) 0.016( / )
tb
D
x km
r
= + Ω
=
)/(4.0016.0)
10*7.2
37.1
lg(144.0
3
kmΩ=+
−
)./(%00039.0

= 135(A).
Kiểm tra điều kiện sụt áp:
d = 6.6(mm)
⇒
r = d/2 =3.3 (mm) = 3.3*10
-3
(m).
0
0.144lg( ) 0.016( / )
tb
D
x km
r
= + Ω
=
)/39.0016.0)
10*3.3
37.1
lg(144.0
3
kmΩ=+
−
)./(%00027.0
10*22
6.0*39.08.0*38.1
%100
1000
sincos
%
22

(m).
0
0.144lg( ) 0.016( / )
tb
D
x km
r
= + Ω
=
)/37.0016.0)
10*2.4
37.1
lg(144.0
3
kmΩ=+
−
)./(%0001863.0
10*22
6.0*37.08.0*85.0
%100
1000
sincos
%
22
00
kmkVA
U
xr
K
dm

)(A
2-6 AC-16 5.4 3 2.06 0.4 6.18 1.2 105
4-7 AC-25 6.6 3 1.38 0.39 4.14 1.17 135
4-8 AC-35 8.4 3 0.85 0.37 2.55 1.11 170
Kết luận : để dễ thi công và phát triể sau này, ta chọn cùng một loại day cho toàn bộ phát
tuyến nhánh đó là dây AC – 35.
1.2.4. tính toán sụt áp cho các nhánh:
tttttttt
SsKU %% =∆
pbpbpbpb
SsKU %% =∆
)./%(%100
1000*
sincos
%%
2
00
kmkVA
U
xr
KK
dm
pbtt
ϕϕ
+
==
%%%
pbttdoan
UUU ∆+∆=∆
Hằng số sụt áp:

GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 11 SVTH:PHẠM THANH HẢI
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
1.3. Bảng tổng kết sụt áp trên từng đoạn và từ nguồn đến tải xa nhất.
STT Đoạn
%U∆
1 4-8 0.443
2 4-7 0.383
3 2-6 0.49
4 4-5 0.181
5 3-4 1.123
6 2-3 1.645
7 1-2 1.573
8 1-7 4.724
9 1-8 4.784
10 1-6 2.063
Nhận xét : sụt áp lớn nhất đến tải xa nhất là 4.784% nhỏ hơn mức sụt áp cho phép là
5%.
CHƯƠNG 2
TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG.
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 12 SVTH:PHẠM THANH HẢI
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
2.1 Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng.
2.1.1 Cách xác đònh tổn thất công suất.
Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng được tính theo công thức:
2
0
2
22
3 lIrR
U

III =
'
ls
tt
=
3/ls
pb
=
lss
tt
==
'
2
01
3
tttt
IsrP =∆
2
02
3
pbpb
IsrP =∆
2''
03
3 IsrP =∆
Tổn thất công suất của một đường dây:
a/ Phụ tải tập trung.
1
PP ∆=∆
b/ Phụ tải phân bố đều.

2
7.03.0
ptpttt
KKK +=
- K
tt
: hệ số tổn thất.
- K
pt
: hệ số phụ tải.
doanhaynhanhphattuyen
PA ∆∑=∆
)(
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 13 SVTH:PHẠM THANH HẢI
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
2.2 p dụng tính toán.
Hệ số tổn thất
2 2
0.3 0.7 0.3*0.75 0.7*0.75 0.62
tt pt pt
K K K= + = + =
2.2.1 xét đoạn 2-6:
S
tt
= 400(kVA)
S
pb
= 100(kVA)
Do hệ số tải cos của các tải là giông nhau nên ta có thể áp dụng công thức sau:
2

PHỐI
TỔNG TỔN THẤT CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ ĐIỆN NĂNG TRÊN PHÁT TUYẾN CHÍNH 1-
2-3-4-5
7
6
5
4
3
2
1
stt
1-2
2-3
3-4
4-5
4-8
4-7
2-6
Đoạn
Chính
Nhánh Cấp
2
3
3
2
3
3
3
ChiềuDài,(km)
AC-150

300
400
S
tt,
kVA
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
cos
tt
2
3
3
2
3
3
3
s
tt,
km
2000
1500
1500
1000
800
800

A
52.48
39.36
39.36
26.24
20.99
20.99
26.24
I
pb,
A
113.79
81.94
65.87
21.96
16.60
12.86
16.60
I
’,
A
76.68
54.99
22.96
0.425
0.84
0.47
0.84
P
tt

, kW
1131863.20
1065190.73
510703.36
372918.08
174546.87
7022.40
25562.54
15547.37
25562.54
A
đoạn
, kWh
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
2.2.3 Phần trăm tổn that công suất và điện năng
P
phát tuyến chính
= P
1-2
+P
2-3
+P
3-4
+P
4-5
= 1.29+32.14+68.66+94.03=196.12(kW).
A
phát tuyến chính
= A
1-2

toàn mạng
= P
phát tuyến chính
+ P
nhánh
= 196.12+12.28= 208.4 (kW)
A
toàn mạng
= A
phát tuyến chính
+ A
nhánh
= 1065190.73+66672.45
= 1131863(kWh)
- Công suất tác dụng và phản kháng cung cấp cho toàn mạng
P
toàn mạng
= S
tổng
*cos = 11400*0.8 = 9120(kW)
Q
toàn mạng
= S
tổng
*cos = 11420*0.6= 6840(kVar)
- Tổng điện năng cung cấp trong một năm
A
toàn mạng
= P
toàn mạng

∆
= =
- Phần trăm tổn thất công suất và điện năng của toàn mạng
P
toàn mạng
% =
208.4
100% 100% 2.28%
9120
toan mang
toan mang
P
P
−
−
∆
= =
A
toàn mạng
% =
1131863
100% 100% 1.889%
59918400
toan mang
toan mang
A
A
−
−
∆

:hệ số khấu hao,giả thiết bằng 0.1(khấu hao trong 10 năm)
- l: chiều dài đường dây.(km)
3.2.2 Chi phí tổn thất điện năng hàng năm của đường dây.(AEC).
AEC = (P)K
tt
.8760 .c
Trong đó:
- P : tổn thất công suất của phát tuyến.
- K
tt
: hệ số tổn thất công suất.
- c : tiền điện,($/kWh)
Nếu tính AEC cho từng đoạn thì dùng P
đoạn
thay vì dùng P.
3.2.3 Chi phí yêu cầu hàng năm để bù vào tổn thất công suất của phát tuyến (ADC).
ADC = (P).K
PR
K
R
K
LSA
[(C
G
i
G
) +(C
T
i
T

,i
s
: Hệ số khấu hao tính trên vốn cố đònh
giả thiết : i
G
=0.1; i
T
= 0.125; i
S
= 0.125
- Chi phí cho 1km phát tuyến( hay nhánh): TAC
1km
=TAC/l ,$/km
- TAC
phát tuyến (hay nhánh)
=
∑∑∑
++ ADCAECAIC
- Tổng chi phí hàng năm của toàn mạng:
TAC
toàn mạng
= TAC
các phát tuyến
+ TAC
các nhánh
.
- Giá thành tải điện cho 1kWh điện năng cuả toàn mạng =
mang
mang
A

i
s
)]
= 4.71*0.82*1.15*1.03(200*0.1+65*0.125+20*0.125) = 140.10($/năm)
- TAC = AIC + AEC + ADC = 3000 + 1279.04+140.10 = 4419.14($/năm)
- TAC
1km
=
4419.14
1473.04
3
TAC
l
= =
($/km/năm)
stt Đoạn Loại dây Chiều Dài AIC AEC ADC TAC TAC1km
1 26 AC - 35 3 3000 1278.13 140.00 4418.13 1472.71
2 47 AC - 35 3 3000 777.37 85.15 3862.52 1287.51
3 48 AC - 35 3 3000 1278.13 140.00 4418.13 1472.71
Tổng Các Nhánh 9 9000 3333.62 365.15
12698.7
8
4232.93
4 45 AC-150 2 2000 351.12 38.46 2389.58 1194.79
5 34 AC-150 3 3000 8727.34 955.96 12683.3 4227.77
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 20 SVTH:PHẠM THANH HẢI
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
1
6 23 AC-150 3 3000
18645.9

3.3.3 tính toán chi phí cho 1kWh điện năng.
- Chi phí cho 1kWh điện năng:=
32717
0.00054
59918400
toan mang
toan mang
TAC
A
−
−
= =
($/kWh)
- Nhận xét: trong giá tiền đện 0.05$/kWh mà khách hàng phải trả có 0.00054$ do chi phí
TAC gây ra.
CHƯƠNG 4
BÙ CÔNG SUẤT KHÁNG CHO ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 21 SVTH:PHẠM THANH HẢI
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
4.1. Tính toán bù công suất kháng.
4.1.1. Bù công suất kháng cho đoạn 4 – 5:
a. Hệ số bù tổng C
t
= 0,69
b. Tổng công suất tụ bù Q
bù
= C
T
.Q
tổng

− +
−
− − +
= 1
2 1
2
2 1
(2.2 1) ( . )1
1 2(1 )( . . )
pt
c K K T
x
K K T k
λ λ
− +
= −
− − +

=
1 (2.2 1)0,23(20 0,05.8760)
(1 0,412) 2(1 0,412)(20 0,05.8760.0,75)
− +
−
− − +
= 0,929
2 1
3
2 1
(2.3 1) ( . )1
1 2(1 )( . . )

phía sau có bù
= 3
α
c∑x
i
.[(2 – x
i
)k
pt
+
λ
.x
i
.k
pt
– (2i – 1).c ]100%
= 3.0,632.0,23{1[(2 – 1)0,75 + 0,142.1.0,75– (2.1 – 1)0,23] +
0,925[(2 – 0,925)0,75 + 0,412.0,925.0,75 – (2.2 – 1)0,23] +
0,415[(2 – 0,415)0,75 + 0,412.0,415.0,75 – (2.3 – 1)0,23]}
= 0,436( 0,829 + 0,372 + 0,069 )100% = 55,37 %
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 22 SVTH:PHẠM THANH HẢI
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
- Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây do thành phần công suất
tác dụng của phụ tải
2
2 3
0
2
dm
.

pb
Q tt tt pb
Q
r l
P Q Q Q
U
−
∆ = + +
=
2
2 3
2
0,21.2 600
(420 420.600)10
22 3
−
+ +
= 0,476 ( kW )
- Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây do thành phần công suất
phản kháng của phụ tải khi chưa đoạn nào tính bù ( ban đầu )
Q
tt,bđ
= Q
tt
+ Q
bù phía sau
= 420 + 0 = 420 ( kVAr )
2
2 3
0

A trước bù
=
,
,
% .
( )
100
phiasaucobu Q
Q bd Q
P Q bd
Giam A P
P P
P P
∆ ∆
+ ∆ − ∆
∆ + ∆
=
55,37.0,476 (0,476 0,476).100
.100%
(0,846 0,476)100
+ −
+
= 19,94%
h. Phần trăm giảm tổn thất điện năng so với điện năng cung cấp cho phụ tải:

- Điện năng cung cấp cho phụ tải:
A = (P
tt
+ P
pb

8760
100
= 1428,7 ( kWh )
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 23 SVTH:PHẠM THANH HẢI
Thiết Kế Đường Dây Phân Phối
Suy ra phần trăm giảm tổn thất điện năng so với điện năng cung cấp cho phụ
tải
%Giảm∆A
có bù so với A
=
.100%
Giam A
A
∆
=
1428,7
.100%
8935200
= 0,016 %
i. Phần trăm tổn thất điện năng ban đầu khi chưa có đoạn nào được tính bù so
với A
%∆A
chưa bù so với A
=
,
( )
100%
( )
P Q bd tt
tt pb pt

i i
x x i c
λ
+ − −
∑
= 3.0,632.0,23{1[(2 – 1)+0,412.1 – (2.1 – 1)0,23] +
0,925[(2 – 0,925) + 0,412.0,925 – (2.2 – 1)0,23] +
0,415[(2 – 0,415) + 0,412.0,415 – (2.3 – 1)0,23] } = 95,92%
- Phần trăm giảm tổn thất công suất so với ∆P khi chưa có đoạn nào đặt tụ bù
(ban đầu)
%Giảm∆P
so với #P trước bù
=
,
,
% .
( )
100
.100%
phiasaucobu Q
Q bd Q
P Q bd
Giam P P
P P
P P
∆ ∆
+ ∆ − ∆
∆ + ∆
=
95,92.0,476

với P
%∆P
chưa bù so với P
=
,
0,846 0,476
.100% .100%
560 800
P Q bd
tt pb
P P
P P
∆ + ∆
+
=
+ +
= 0,1%
n. Phần trăm tổn thất công suất sau khi bù
%∆P
có bù so với P
= %∆P
chưa bù so với P
- %Giảm∆P
có bù so với P

= 0,097 – 0,033 = 0,064%
o. Điện năng giảm tổn thất
Giảm#A = %Giảm ∆A
so với
∆

100
P Q bd
P P∆ + ∆

= 34,5.
0,846 0,476
100
+
= 0,45 ( kW )
r. Tiết kiệm do giảm tổn thất công suất
Tiết kiệm 2 = GiảmP.K
2
= 0,45.20 = 9 ( $ )
s. Chi phí tụ bù
Chi phí tụ = Q
bù
.K
3
= 703,8.0,1 = 70,38 ( $ )
t. Tổng tiết kiệm
Tổng tiết kiệm = Tiết kiệm 1 + Tiết kiệm 2 – Chi phí tụ bù
= 71,45 + 9 – 70,38 = 10,07 ( $ )
4.1.2. Tính bù công suất kháng cho các đoạn còn lại.
Việc tính toán được thực hiện tương tự ta được số liệu như bảng 4.1
Cần chú ý một số điểm sau:
GVHD: TS. HỒ VĂN HIẾN Trang 25 SVTH:PHẠM THANH HẢI