Đ
ồ
Thi
ế
.ồ
án t
ố
ế
t k
ế,
Thá
n
ố
t ng
h
lưới
n

2
thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ
vận hành. Mặt khác, vì hệ thống có công suất vô cùng lớn cho nên chọn hệ
thống là nút cân abừng công suất và nút cơ sở về điện áp. Ngoài ra do hệ
thống có công suất vô cùng lớn cho nên không cần phải dự trữ công suất trong
nhà máy điện, nói cách khác công suất tác dụng và phản kháng dự trữ sẽ được
lấy từ h
ệ thống điện.
b. Nhà máy nhiệt điện
Nhà máy nhiết điện gồm có 4 tổ máy công suất P
đm
= 60 MW,
cos
ϕ
=0,85, U
đm
=10,5 kV. Như vậy tổng công suất định mức của nhà máy
bằng: 4
×
60 = 240 MW.
Nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện có thể là than đá, dầu và khí đốt.
Hiệu suất của các nhà máy nhiệt điện tương đối thấp (khoảng 30
÷
40%).
Đồng thời công suất tự dùng của nhiệt điện thường chiếm khoảng 6 % đến
15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện.
Đối với nhà máy nhiệt điện, các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải
P
≥ 70 % P
đm

đm
, nghĩa là tổng công suất phát ra
của nhà máy nhiệt điện là:
P
kt
= 85%
×
3
×
60 = 153 MW
Khi sự cố ngừng một máy phát, ba máy phát còn lạo sẽ phát 100%P
đm
,
như vậy:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
3
P
F
= 3
×
60 = 180 MW
Phần công suất thiếu trong các chế độ vận hành sẽ được cung cấp từ
hệ thống điện.
1.1.3. Số liệu phụ tải
Hệ thống cấp điện cho 9 phụ tải có P
min
= 0,5 P
max
, T

ϕ

0,9 0,85 0.85 0,85 0,9 0,9 0,9 0,85 0,9
Q
max
(MVAr) 18,40 18,00 18,60 23,55 14,04 17,43 18,40 17,35 14,53
Q
min
(MVAr) 9,20 9,00 9,30 11,78 7,02 8,72 9,20 8,68 7,27
S
max
(MVA) 42,22 34,12 35,29 44,70 32,22 40 42,22 32,94 33,33
S
min
(MVA) 21,11 17,06 17,65 22,35 16,11 20 21,11 16,47 16,67
Loại phụ tải I I I I I I I I I
Yêu cầu điều
chỉnh điện áp
KT KT KT KT KT KT KT KT KT
Điện áp thứ
cấp
10 10 10 10 10 10 10 10 10

1.1.4. Kết luận
Ở giữa hai nguồn có phụ tải số 2 nên khi thiết kế đường dây liên lạc
giữa nhà máy và hệ thống thì đường dây này sẽ đi qua phụ tải 2. Để đảm bảo
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
4
kinh tế thì các phụ tải được cấp điện từ các nguồn gần nó nhất. Phụ tải 3 và 1

+ P
HT
= P
tt
=
max td dt
P
PP P+Δ++
∑
∑
(1.1)
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
5
trongđó:
P
NĐ
- tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra.
P
HT
- công suất tác dụng lấy từ hệ thống.
P
tt
– Công suất tiêu thụ.
m – hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại ( m=1).

∑
max
P
- tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại.

bảng 1.1 bằng:
∑
max
P = 296 MW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:
∑
=Δ
max
%5 PP
=5%
×
296 = 14,80 MW
Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện:
P
td
= 10%P
đm
=10%
×
240 = 24 MW
Vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị:
P
tt
= 296 + 14,80 + 24 = 334,8MW
Theo mục 1.1.2.b, tổng công suất do nhà máy điện phát ra theo chế độ
kinh tế là:
P
NĐ
= P
kt

F
+ Q
HT
= Q
tt
= m
∑
max
Q
+
∑
∑
∑
+−Δ
bCL
QQQ
+Q
td
+Q
dt
(1.2)
trong đó:
Q
F
– tổng công suất phản kháng do nhà máy phát ra.
Q
HT
– công suất phản kháng do hệ thống cung cấp.
Q
tt

∑
b
Q
- tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến
áp, trong tính toán sơ bộ lấy
∑
∑
=
max
%15 QQ
b
.
Q
td
– công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện.
Q
dt
– công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng
sơ bộ có thể lấy bằng 15% tổng công suất phản kháng ở phần bên phải của
phương trình (2.2).
Đối với mạng điện thiết kế, công suất Q
dt
sẽ lấy ở hệ thống nghĩa là
Q
dt
=0.
Như vậy tổng công suất phả kháng do nhà máy điện phát ra bằng:
Q
F
= P

td
.tg
td
ϕ

Với cos
td
ϕ
=0,75 thì tg
td
ϕ
=0,8819 thì:
Q
td
= 24.0,8819 = 21,1660 MVAr
Như vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện:
Q
tt
= 160,2871 + 24,0431 +21,1660 = 205,4962 MVAr
Tổng công suất do nhà máy và hệ thống có thể phát ra:
Q
F
+ Q
HT
= 126,4278 + 81,0568 = 207,4846 MVAr
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
8
Từ kết quả tính toán trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các
nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ, vì vậy không cần bù

Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
9
Trên cơ sở phân tích những đặc điểm của nguồn cung cấp và các phụ
tải, cũng như vị trí của chúng, có 5 phương án được dự kiến như ở hình 3.1a,
b, c, d, e.

Hình 3.1.a Sơ đồ mạch điện phương án 1
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
10
4
1
,
2
3
1
0
k
m
4
4
,
7
2
1
4
k
m
60,0000km
6

0
0
0
k
m
3
6
,
0
5
5
5
k
m
3
1
,
6
2
2
8
k
m

Hình3.1.b. Sơ đồ mạch điện phương án 2.

Hình 3.1.c. Sơ đồ mạch điện phương án 3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
11

Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
13
P
N2
=P
kt
– P
td
– P
N
-
Δ
P
N

trong đó:
P
kt
– tổng công suất phát kinh tế của NĐ
P
td
– công suất tự dùng trong nhà máy điện
P
N
– tổng công suất các phụ tải nối với NĐ (1, 3, 4,6)
P
N
= P
1
+ P

4
+ P
6
= 142 MW
Δ
P
N
= 5%P
N
= 7,10 MW
Do đó: P
N2
= 204- 24- 142- 7,10 = 30,9 MW
Công suất phản kháng do NĐ truyền vào đường dây NĐ - 2 có thể
tính gần đúng như sau:
Q
N2
= P
N2

×
tg
2
ϕ
= 30,9.0,6197 = 19,1487 MVAr
Như vậy:
2N
S
&
= 30,9+ j19,1487 MVAr

Đờng
dây
Công suất truyền
tải
Chiều dài đ-
ờng dây
l
,
km
Điện áp
tính toán U,
kV
Điện áp định mức
của mạng U
đm
,
kV
NĐ-1 38 + j18,40 41,23 110,5833
110
NĐ-2 30,9 + j19,15 44,72 100,7404
2-HT 1,9 + j1,18 63,25 42,0000
NĐ-3 30 + j18,59 60,00 100,8525
NĐ-4 38 + j23,55 85,44 114,2863
HT-5 29 + j14,05 50,00 98,3946
NĐ-6 36 + j17,44 64,03 109,7970
HT-7 38 + j18,40 36,06 110,1416
HT-8 28 + j17,35 41,23 95,9946
HT-9 30 + j14,53 70,71 101,8478

Bảng 3.1. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện

kt
- mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm
2
. Với dây AC và
T
max
= 5500h thì J
kt
= 1 A/mm
2
.
Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được
xác định theo công thức:
3
max
max
10.
.3.
dm
Un
S
I
=
,A
Trong đó:
n-số mạch của đường dây (đường dây một mạch n=1; đường dây
hai mạch n=2).
U
đm
- điện áp định mức của mạng điện, kV

Khi tính tiết diện các dây dẫn cần sử dụng các dòng công suất ở bảng
3.1.
* Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-2:
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại bằng:
I
N2
=
40,9510.
110.32
15,199,30
10.
.32
3
22
3
2
=
+
=
dm
N
U
S
A
Tiết diện dây dẫn:
F
N2
=
40,95
1

< I
cp
.
Khi ngừng một tổ máy phát điện thì ba máy phát còn lại sẽ phát 100 %
công suất. Do đó tổng công suất phát ra của NĐ bằng:
P
F
= 3
×
60 = 180 MW
Công suất tự dùng của nhà máy bằng:
P
td
= 10%.180 = 18 MW
Công suất chạy trên đường dây bằng:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
17
P
N2
= P
F
-P
td
-P
N
-
Δ
P
N

I
A
Tiết diện dây dẫn bằng:
F
H2
= 80,6
1
80,6
= A
Chọn dây AC-70, I
CP
= 265 A
Khi ngừng một mạch trên đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn
lại có giá trị:
I
1sc
=2.6,80 = 13,6 A
Như vậy I
1sc
< I
CP
.
Trường hợp ngừng một tổ máy phát, hệ thống phải cung cấp cho phụ
tải 5 lượng công suất là:
222 NH
SSS
&&&
−=
=29 +j17,97 -(12,9 + j8,00) = 16,1 + j9,97MVAr
Dòng điện chạy trên HT-2 khi đó là:

=I
A
Tiết diện của đường dây có giá trị:
8046,110
1
8046,110
1
==F
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
sc
=2.110,8046 = 331,6092 A
Như vậy I
sc
< I
CP

Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định các thông
số đơn vị của đường dây là r
0
, x
0
, b
0

Kết quả tính các thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện
cho ở bảng 3.2.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
19

B/2
(10
- 4
),S
1,11
1,17
1,63
1,59
2,30
1,33
1,70
0,97

).
Ω/m
2,69
2,65
2.58
2,65
2,69
2,65
2,65
2,69
2,65
2,65
x
0
,
Ω/k
m
0,42
0,43
0,44
0,43
0,42
0,43
0,43
0,42
0,43
0,43
r
0
,

13,6
185,24
231,92
169,14
209,96
221,60
172,89
174,96
I
CP
,
A
380
330
265
330
380
330
330
380
330
330
F
tc
,
mm
2

120
95

115,96
84,57
104,98
110,80
86,44
87,48
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
20

c. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số
của dòng điện và độ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của
thiết bị dùng điện. Khi thiết kế mạng điện, ta giả thiết rằng hệ thống hoặc các
nguồn cung cấp có đủ công suất tác dụng để cung cấp cho các phụ tải. Do đó
không xét đến những vấn đề duy trì tần số. Vì vậy chỉ tiêu chất lượng của điện
năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ so với điện áp định mức ở
mạng điện thứ cấp.
Khi chọn sơ bộ các phương án cung c
ấp điện có thể đánh giá chất
lượng điện năng theo các giá trị của tổn thất điện áp.
Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các trạm hạ áp, có thể chấp nhận
là phù hợp nếu trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của
mạng điện một cấp điện áp không vượ
t quá 10
÷
15% trong chế độ làm việc
bình thường, còn trong các chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất
không vượt quá 15
÷

25%
S, MVA
38+j18,40
30,9+j19,15
1,9 +j1,18
30+j18,59
38+j22,55
29+j14,05
36+j17,44
38+j18,40
28+j17,35
30+j14,53
Đường
dây
NĐ-1
NĐ-2
2-HT
NĐ-3
NĐ-4
HT-5
NĐ-6
HT-7
HT-8
HT-9
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
21
Đối với các tổn thất điện áp như vậy, cần sử dụng các máy biến áp
điều chỉnh điện áp dưới tải trong các trạm hạ áp.
Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i nào đó khi vận hành bình

ibt
%
* Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-1
Trong chế độ làm việc bình thường tổn thất điện áp trên đường dây
bằng:
%06,3100
110
65,840,1856,538
%
2
1
=×
×
+
×
=Δ
bt
U

Khi một mạch đường dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp trên đường
dây có giá trị:
Δ
U
1sc
% = 2.U
1bt
% = 2
×
3,06 = 6,12 %
Tính các tổn thất điện áp trên các đường dây còn lại được tiến hành

của mạng điện trong phương án 1 có giá trị:
Δ
U
maxbt
% =
Δ
U
NĐ2
% = 7,11%
Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng:
Δ U
maxSC
% = Δ U
NĐ2SC
% = 14,22%

3.2.2. Phương án 2
Phương án 2 có sơ đồ như sau:

Hình 3.3. Sơ đồ mạng điện phương án 2
a. Chọn điện áp định mức của mạng điện
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
23
Dòng công suất chạy trên NĐ-3 có giá trị:
434
SSS
N
&&&
+=

ờng dây
l ,
km
Điện áp
tính toán U,
kV
Điện áp định mức
của mạng U
đm
,
kV
NĐ-1 38 + j18,40 41,23 110,58
110
NĐ-2 30,9 + j19,15 44,72 100,74
2-HT 1,9 + j1,18 63,25 42,00
NĐ-3 68 + j42,14 60,00 147,05
3-4 38 + j23,55 36,06 110,14
HT-5 29 + j14,05 50,00 98,39
NĐ-6 36 + j17,44 64,03 109,80
HT-7 66 + j35,75 36,06 143,42
7-8 28 + j17,35 31,62 95,05
HT-9 30 + j14,53 70,71 101,85

Bảng 3.4. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
24
b. Chọn tiết diện dây dẫn
Kết quả tính toán ghi trong bảng 3.5.


10,75
13,76
7,40
6,79
15,20
R,Ω
5,56
7,31
14,54
5,10
4,86
8,25
10,56
3,07
6,04
11,67
b
0
(10
-6
).
Ω/m
2,69
2,65
2.58
2,84
2,69
2,65
2,65
2,84

0,33
0,33
l,
km
41,2
44,3
63,2
60,0
36,1
50,0
64,0
36,1
31,6
70,7
I
SC
,
A
221,60
190,80
13,6
419,88
231,92
169,14
209,96
397,96
172,89
174,96
I
CP