Đồ án môn học mạng lới điện
DHBKHN
Mục luc

Mục luc 1

Phần mở đầu 2

Chơng I: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện 4

I. Cân bằng công suất tiêu dùng 4

II. Cân bằng công suất phản kháng 5

Chơng II: Lựa Chọn Các Phơng án Nối Dây Của Mạng
Điện Và So Sánh Các Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật 7

A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế 7

B. Tính toán cụ thể cho từng phơng án 10

I. Phơng án I: 10

1. Điện áp ĐM mạng điện 10

2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng 11

3. Tính tổn thấp điện áp 13

II. phơng án II: 14



3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng 21

4. Tổn thất điện áp 22

VI. Tổng kết các phơng án 23

Chơng III. So Sánh Các Phơng án Đã Chọn Về Mặt Kinh
Tế 23

I. Tính toán cụ thể từng phơng án đã chọn 24

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Đồ án môn học mạng lới điện
DHBKHN
1. Phơng án 1 24

2. Phơng án 2 25

3. Phơng án 3 25

4. Phơng án 4 26

II. Tổng kết và lựa chọn phơng án tối u 26

I. Số lợng MBA. 27
II. chọn công suất MBA. 27

III. Sơ đồ nối dây các trạm và mạng điện 29


Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Đồ án môn học mạng lới điện
DHBKHN
Phần mở đầu

Trong sự nghiệp Công Nghiệp Hoá và Hiện Đại Hoá đất nớc, điện
năng đóng vai trò chủ đạo và quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó đợc
sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân vì điện
năng là nguồn năng lợng có thể dễ dàng chuyển hoá thành các dạng năng
lợng khác. Chính vì vậy trớc khi xây dựng một hệ thống một khu công
nghiệp hoặc một khu dân c ngời ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện,
nhu cầu về điện không ngừng tăng trong giai đoạn trớc mắt và còn trong phải
dự trù cho phát triển trong tơng lai gần.
Đồ án môn học Mạng Lới Điện là một bớc thực dợc quan trọng cho
sinh viên nghành Hệ Thống Điện bớc đầu làm quen với những ứng dụng thực
tế. Đây là một đề tài hết sức quan trọng cho một kĩ s điện trong tơng lai có

DHBKHN
Chơng I: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện

Quá trình sản suất, truyền tải và tiêu thụ điện năng trong HTĐ
đợc tiến hành đồng thời do điện năng không thể tích luỹ đợc. Tại một thời
điểm luôn có sự cân bằng giữa điện năng sản suất và điện năng tiêu thụ, có
nghĩa là tại mỗi thời điểm cần phải có sự cân bằng giữa công suất tiêu thụ và
pk phát ra với công suất tiêu dùng và pk tiêu thụ. Nếu sự cân bằng trên bị phá
vỡ thì các chỉ tiêu chất lợng điện năng bị giảm dẫn tới mất ổn định hoặc làm
tan rã hệ thống. Do vậy phải kiểm tra sự cân bằng công suất trong MĐ trớc
khi bắt đầu TK một mạng lới.

I. Cân bằng công suất tiêu dùng
Giả sử nguồn điện cung cấp đủ công suất tiêu dùng cho các phụ
tải, do đó sự cân bằng công suất điện biểu diễn bằng biểu thức sau:
F
P

=

YC
P

Trong đó:

F
P

: Công suất tiêu dùng phát ra của nguồn


P
: Tổng công suất tiêu dùng trong chế độ phụ tải cực đại

Pt
P
= P
1
+ P
2
+P
3
+ P
4
+ P
5
+ P
6
= 30 + 32 +28 +24 +30 +32 = 176 (MW)

P
mđ
:
Tổng tt công suất điện năng trong mạng điện
(tính theo số % của phụ tải cực đại)

P
mđ
= 5%

Pt

F
P

=

YC
P

= 176 +8,8 = 184,8 (MW)
II. Cân bằng công suất phản kháng
Cân bằng công suất tác dụng, trớc tiên cần thiết để giữ đợc tần
số bình thờng trong hệ thống, còn để giữ điện áp bình thờng cần phải có sự
cân bằng công suất phản kháng. Sự thiếu hụt công suất phản kháng làm cho U
giảm. Mặt khác sự thay đổi U dẫn đến thay đổi f.
Sự cân bằng công suất phản kháng trong HTĐ đợc biểu diễn
bằng công thức sau:

F
Q
=

YC
Q

Trong công suất phản kháng do nguồn phát ra

F
Q
= tg


Q
+


L
Q
+Q
tđ
-

Q
C
+

dt
Q

Trong đó: m = 1 ( là hệ số đồng thời)

maxi
Q
= Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ
cực đại.


maxi
Q
= Q
1
+ Q

Phụ tải 1

Phụ tải 2

Phụ tải 3

Phụ tải 4

Phụ tải 5

Phụ tải 6

P
i
(MW) 30 32 24 28 30 32
Q
i
(MVAR)

18,591 19,83 14,875 17,352 18,591 19,83

Vậy :

maxi
Q
= 109.067
Giả sử tổng tổn thất công suất phản kháng của các đờng dây
bằng công suất phản kháng do đờng dẫn của đ d sinh ra.





BA
Q
=15%

maxi
Q
= 109,067 . 15% = 16,36 (MVAR)
Vậy

YC
Q
= 109,067 +16,36 = 125,427 (MVAR)
So sánh

F
Q
với

YC
Q
ta thấy:


F
Q
<

YC

Phụ tải 4

Phụ tải 5

Phụ tải 6

L (Km) 50 77,11 80,62 58,31 63,24 50,09

Công thức tính Q
bi:

Q
bi
= P
i
(tg

1
- tg

2
) = Q
i
- P
i
tg

2

1


3
=14,873-28.0,484 =1,321(MVAR)
Phụ tải 5: Q
b5
= Q
5
P
5
tg

5
=18,591-30.0,484=4,071(MVAR)
Phụ tải 4: Q
b4
= Q
b
( Q
b2
+ Q
b3
+Q
b5
)
=10,907-(1,321+ 4,342+4,071)
=1,173 (MVAR)
Đối với phụ tải 4 : Q
b4
=Q
4

=
2
578,01
1

= 0,866
Vậy phụ tải 4 có cos

=0,866 Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Đồ án môn học mạng lới điện
DHBKHN
Trớc khi bù Sau khi bù

P Q Cos

P Q
b
Cos



- Khi CCĐ cho các phụ tải thì yêu cầu đối với mạng điện là:
+ Độ tin cậy CCĐ cho các phụ tải phải cao
+ Phải đảm bảo chất lợng điện năng
+Về kinh tế: Giá thành phải hạ, tổn thất điện năng phải nhỏ
+ An toàn đối với ngời và thiết bị
+ Linh hoạt trong vận hành và phải có khả năng phát triển trong
tơng lai, phù hơp với sự phát triển của KHCN trong tơng lai.
- Vì các hộ loại 1 có tính chất quan trọng nh vậy nên phải đợc
CCĐ liên tục không đợc mất điện. Khi chọn các phơng án ta phải chọn sao
cho các phụ tải đợc cung cấp từ hai nguồn độc lập. Dựa vào các vị trí địa lí và
yêu cầu ta lựa chọn 5 phơng án nối dây nh sau:

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
§å ¸n m«n häc m¹ng líi ®iÖn
DHBKHN
Ph¬ng ¸n 1: N
1
2
3
4
5
6


N
1
2
3
4
6
5

Ph¬ng ¸n 4: N
1
2
3
4
5
6

kĩ thuật và kinh tế của MĐ. Nếu chọn điện áp mạng điện nhỏ thì gây tổn thất
điện nguồn lớn. Do đó điện áp định mức phải đợc lựa chọn sao cho hợp lí
nhất.
Điện áp định mức phụ thuộc vào cstd và khoảng cách truyền tải
Điện áp định mức của hệ thống đợc tính theo công thức kinh nghiệm
sau:
U=4,34 *
Pl *16

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Đồ án môn học mạng lới điện
DHBKHN
Trong đó
P: Công suất chuyên trở của đờng dây(MW)
L: Chiều dài của đờng đây(Km)

Kết quả tính toán đựơc cho trong bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6
L(Km) 50 72,11 80,62 58,31 63,24 50,99
P(MW) 30 32 28 24 30 32
U
đm

99,9 104,89 99,78 91,27 101,15 102,97770<U
i

I
max

Trong đó:
F
i
: Tiết diện tính toán của đây theo mật độ kinh tế
I
j
max

: Dd lớn nhất chạy trên dây đợc tính theo công thức
I
imax
=
dm
i
Un
S
3

Với S
i
: CS biểu kiến trên các đoạn đd
n : Số mạch của đd
U
đm
: Điện áp định mức của MĐ
Dựa vào giá trị của F
i

: Dòng điện cho phép lớn nhất ( Phụ thuộc vào bản
chất và tiết diện dây dẫn)
Cụ thể đối với đoạn N-1:
I
N-1 MAX
=
110.32
591,1830
22

. 10
3
= 92,6 (A)
Tiết diện kinh tế của dây dẫn:
F
N-1
=
1,1
6,92
=84,18 (mm
2
)
Chọn tiết diện gần N-1 nhất:
F
N-1TC
= 95 (mm
2
)
Tiết diện đã chọn >70mm
2

TC
(mm
2
)

AC-95 AC-95 AC-70 AC-70 AC-95 AC-95
I
SC
(A) 185,2 197,6 166,4 155,44 185,2 197,6
I
CP
(A) 330 330 265 265 330 330

Vậy các đoạn đờng dây đã chọn đều thoả mãn điều kiện vầng quang và
điều kiện phải nóng.

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Đồ án môn học mạng lới điện
DHBKHN
3. Tính tổn thấp điện áp
Các thông số thay thế của đờng dây
- Đờng dây 1 mạch: R= r
0
.l (

)
X=X
0
.l (

(mm
2
)

L
(km)
R
0

(
km

)

X
0
(
km

)

B
0
.10
-6

(s/km)

R
(

80,62

0,46 0,44 2,58 18,54

17,74

4,16
N-4 AC-70

58,31

0,46 0.44 2,58 13,41

12,83

3,0
N-5 AC-95

63,24

0,33 0,429

2,65 10,43

13,56

3,35
N-6 AC-95

50,99



i
Q
: Tổng cspk truyền trên đờng dây thứ i
R
i
: Điện trở t/đ của đoạn dây thứ i
X
i
: Điện dẫn pk của đoạn dây i
Yêu cầu về tổn thất điện áp:
Tổn thất điện áp lúc bình thờng


U
MAXbt
% <= (10-15)%
Tổn thất điện áp lớn nhất khi xẩy ra sự cố nặng nề
U
MAXsc
%<= (20-25)%
Tổn thất ở đoạn N-1
U


U
N1SC
% = 2.

U
N1
% = 2.3,69 = 7,38%

Tính toán cho các đoạn mạch còn lại ta có bảng sau: Vậy H điện áp lớn nhất ở chế độ bình thờng là:


U
MAXbt
% = 6,47
Tổn thất điện áp lớn nhất khi có sự cố là:


U
MAXSC
% = 12,94
II. phơng án II: N
1
2

DHBKHN

Chọn điện áp định mức của mạng điện là 110KV

2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra đk phát nóng

Tính tơng tự phơng án 1:

Bảng các thông số của đờng dây:

Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-6 6-5
L(Km) 50 72,11 36,05 58,31 50,99 31,62
P(MW) 30 60 28 24 62 30
Q(MVAR) 18,591 34,703 14,873 17,352

38,421 18,591

I
MAX
(A) 39,12 181,9 83,2 77,72 191,42 93,12
F
KT
(mm
2
) 84,65 165,36 75,64 70,65 174,02 84,65
F
TC
(mm
2
) AC-95 AC-150

b
0
.10
-6
(s/km) 2,65 2,74 2,58 2,58 2,84 2,65
R(

) 8,25 7,57 8,29 13,41 4,33 5,22
X(

) 10,725 15 7,97 12,88 10,43 6,78
B
O
.10
-4
(S) 2,65 3,95 1,86 3,0 2,89 1,67

Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đều thoả mãn
3. Tính tổn thất điện áp

Tính nh phơng án 1 ta có bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-6 6-5 N-2-3

N-6-5


U% 3,725

8,06 2,989


U%
2-3


U%
N-6-5
=

U%
N-6
+

U%
6-5

Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:


U
MAXbt
%= 10,958%<15%
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Đồ án môn học mạng lới điện
DHBKHN
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:


U

(KV)

99,9 104,89 99,78 91,27 140,16 98,16

70 <U
đm
<160
Chọn U
đm
=110KV

3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng

Tính toán tơng tự nh các phơng án trên ta có bảng kết quả:

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Đồ án môn học mạng lới điện
DHBKHN Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-6 6-5
L(Km) 50 72,11 80,62 58,31 50,99 31,62
P(MW) 30 32 28 24 62 30
Q(MVAR) 18,591 19,83 14,873 17,352

38,421 18,591

I
MAX

)
0,33 0,33 0,46 0,46 0,17 0,33
X
0
(
km

)
0,429 0,429 0,442 0,442 0,409 0,429
b
0
.10
-6
(s/km) 2,65 2,65 2,58 2,58 2,84 2,65
R(

) 8,25 11,89 18,54 13,41 4,33 5,22
X(

) 10,725 15,47 17,82 12,89 10,43 6,78
B
0
10
-4
(S) 2,65 3,82 4,16 3 2,89 1,676

Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đêu thoả mãn đk phát nóng và điều
kiện vầng quang

4. Tính tổn thất điện áp

MAXSC
%=15,72%

Vậy phơng án này thoả mãn các yêu cầu về kĩ thuật

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Đồ án môn học mạng lới điện
DHBKHN
IV. Phơng án IV
1. Sơ đồ nối dây: N
1
2
3
4
5
6

2. Điện áp định mức của mạng điện

Bảng số liệu

Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-5 N-6
L(Km) 50 72,11 36,05 58,31 63,24 50,99
P(MW) 30 60 28 24 30 32
Q(MVAR)


=
dm
ii
Un
QP
3
22

.10
3
(A)
I
Sci
= 2.I
MAXi

Tính toán tơng tự các phơng phát trên ta có kết quả ở bảng sau:
X= X
0
.l/2 (

)
R=R
0
.l/2 (

)
B = 2b
0.
l (


AC-95 AC-95

I
SC
(A) 185,24 363,8 166,4 155,45

185,24 197,60

I
CP
(A) 330 445 265 265 330 330
R
0
(
km

)
0,33 0,21 0,46 0,46 0,33 0,33
X
0
(
km

)
0,429 0,416 0,442 0,442 0,429 0,429
b
0
.10
-6


U
SCi
%=2.

U
i
%

Ta có bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-5 N-6

U% 3,69 8,05 2,89 4,5 4,67 4,02

U
SC
%

7,38 16,10

5,78 9,0 9,34 8,04

Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:


U
MAXbt
%= 8,05% <15%
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:

Công suất truyền tải trên đoạn N-4
S
N4
=
5454
555454
.)(
NN
NN
LLL
LSLLS




S
N4
=
24,6343,4231,58
24,63).591,1830()24,6343,42)(352,724(





jj

S
N4
= 27,04+j18,35 (MW)

4
-S
5
=(27,04 26,96) + j(18,35-17,59)
S
45
=0,08+j. 0,76
Vậy 5 là điểm phân chia cs trong mạng lớn
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Đồ án môn học mạng lới điện
DHBKHN Từ kết quả tính đợc diện áp đoạn mạch của mạng nh sau: Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 4-5 N-5 N-6
L(Km) 50 72,11 80,62 58,31 42,43 63,24 50,99

P(MW) 30 32 28 24,08 0,08 29,92 32
Q(MVAR)

18,591

19,83 14,873


0,76 17,831

19,83
I
MAX
(A) 92,62 98,79 83,2 79,08 2,0 91,58 98,8
F
KT
(mm
2
) 84,4 89,8 76,64 71,89 1,82 83,26 89,82
F
TC
(mm
2
) AC-95 AC-95 AC-70 AC-70

AC-70 AC-95

AC-95

I
SC
(A) 186,24 197,58 166,4 158,16

4,0 185,24

197,6
I
CP

(S) 2,65 3,82 4,16 1,5 1,09 1,67 2,7
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Đồ án môn học mạng lới điện
DHBKHN

Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đêu thoả mãn đk phát nóng và điều
kiện vầng quang

4. Tổn thất điện áp
Tổn thất điện áp trên các đoạn mach hình tia tính tơng tự nh phơng
án 1 riêng đoạn mạch vòng tổn thất đợc tính theo công thc sau:
Tổn thất điện áp lớn nhất là:


U
LN
%=
2
4455
110
.


NNNN
XQRP
.100
=
100.
110

=25,65%
Đối với đoạn mạch hở tính tơng tự nh phơng án 1, kết quả tính toán
có trong bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4-5

N-6

U% 3,69 2,53 6,47 4,7 4,02

U
SC
%

7,38 5,07 12,94

25,65

8,04 Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:
U
MAXbt
%= 6,47%
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:
U
MAXSC
%=25,65%>25%


16,1 25,65Dựa vào chỉ tiêu kĩ thuật

U
MAXbt
%=10-15%


U
MAXSC
%=20-25%
Từ bảng tổng kết trên ta chọn đợc phơng án có các chỉ tiêu kĩ thuật
tối u hơn trong 5 phơng án trên đó là phơng án I,II,III,IV.

Chơng III. So Sánh Các Phơng án Đã Chọn Về Mặt

Kinh Tế

Mục tiêu của các chế độ xác lập của HTĐ là giảm nhỏ nhất chi phí sản
xuất điện năng khi thiết kế cũng nh khi vận hành HTĐ. Để tìm ra đợc
phơng án tối u, ngoài những yêu cầu cơ bản về mặt kĩ thuật thì phải đảm
bảo tính kinh tế cuả HTĐ.
Trong tính toán sơ bộ về mặt kinh tế thờng dựa vào vốn đầu t cơ bản
vào phí vận hành hàng năm, hay chi phí tính toán hàng năm. Để so sánh các
phơng án về mặt kinh tế cần phải giả thiết rằng các phơng án có cùng số
lợng MBA, mắt cắt, dao cách li. Khi đó hàm chi phí tính toán hàng năm của
mỗi phơng án đợc tính theo công thức sau:
Z

đdi
=

ii
LK .
0

K
0i
: Giá thành 1 km đờng dây AC có tiết diện F
i
, chiều dài
L
i
(đ/km)

A: Tổng tổn thất cs lớn nhất, tính theo công thức


A=


iMax
P
.
i
P

max
= 5000h ( tg sd cs lớn nhất) thì

=
3411hI. Tính toán cụ thể từng phơng án đã chọn
1. Phơng án 1.
Dự kiến các phơng án đều dùng cột thép, vốn đầu t cho một km
đờng dây là:
Dây dẫn AC 70: K
O
= 208.10
6
(đ/km)
Dây dẫn AC 95: K
O
= 283.10
6
(đ/km)
Dây dẫn AC 120: K
O
= 354.10
6
(đ/km)
Dây dẫn AC 150: K
O
= 403 (đ/km)
Dây dẫn AC 185: K

9
(đồng)
K
N5
= 1,6.283.10
6
.63,24 = 28,64.10
9
(đồng)
K
N6
= 1,6.283.10
6
.50,99 = 23,09.10
9
(đồng)
Tổng vốn đầu t cho đờng dây của mạng.
K
đd
= K
N1
+ K
N2
+ K
N3
+ K
N4
+ K
N5
+ K

22
10.25,8.
110
591,1830
=
849,29 (KW)

P
N2
=
3
2
2
2
2
2
2
10.
N
dm
NN
R
U
QP
=
3
2
22
10.89,11.
110


P
N4
=
3
4
2
2
4
2
4
10.
N
dm
NN
R
U
QP
=
3
2
22
10.41,13.
110
352,1724
=
972,05(KW)

P
N5

2
2
6
2
6
10.
N
dm
NN
R
U
QP
=
3
2
22
10.41,8.
110
83,1932
=
985,03 (KW)
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Đồ án môn học mạng lới điện
DHBKHN
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng.


P
i



P
i
= 6963,44 (KW).
Tổn thất điện năng hàng năm:

A =


P
i
.

=
6963,44.3411 = 23,752.10
6
(KWh)
Khi đó hàm chi phí tính toán hàng năm:
Z = (0,04 + 0,125).153,26.10
9
+ 23,752.10
6
.500 = 37,166.10
9
(đồng)
2. Phơng án 2.
Tính tơng tự phản ánh trên kết quả cho trên bảng sau:

Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-6 6-5

idd
K
= 150,84(tỷ)
Tổng tổn thất cs tác dụng:



i
P
= 6,27(MW)
Tổn thất điện năng hàng năm:

A

=



i
P
= 6,27.10
3
.3411=21,386.10
6
(Kwh)
Chi phí tính toán hàng năm:
Z=(0,04+0,125).150,84.10
9
+21,386.10
6

i
(MW) 0,85 1,392 0,690 0,972 1,904 0,54

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.