Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện GVHD: Nguyễn Văn Đạm
Thực hiện: Nguyễn Anh Thế
1
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 3
1.1 Nguồn điện : 3
1.2 Phụ tải: 4
CHƯƠNG II: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
TRONG MẠNG ĐIỆN 6
2.1Cân bằng công suất tác dụng : 6
2.2Cân bằng công suất phản kháng : 8
CHƯƠNG III: CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN HỢP LÝ 10
3.1 Đề xuất các phương án: 10
3.1.1Nguyên tắc chung thành lập phương án lưới điện : 10
3.1.2.Các phương án lưới điện : 12
3.1.5. Bảng tổng kết cho từng phương án : 56
3.2 So sánh các phương án về kinh tế và vhọn phương án cung cấp điện hợp lý nhất: 57
3.2.1.Phương pháp tính kinh tế : 57
CHƯƠNG IV. CHỌN SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC
TRẠM, CHỌN SƠ ĐỒ CỦA CÁC TRẠM VÀ CỦA MẠNG ĐIỆN. 68
4.1. chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong các trạm tăng áp của nhà máy điện 68
4.2. Chọn số lượng và công suất MBA trong các trạm hạ áp 68
4.3. Chọn sơ đồ trạm và sơ đồ hệ thống điện: 71
CHƯƠNG V: PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA 72
MẠNG ĐIỆN 72
5.1. Chế độ phụ tải cực đại 72
5.1.1. Đường dây NĐ-6: 72
5.1.2.Các đường dây NĐ-7, NĐ-8, NĐ-9 74
5.1.3.Các đường dây HT-5-NĐ 76
5.1.4.Các đường dây HT-1, HT-2, HT-3, HT-4. 79

7.4.1. Chi phí vận hành hàng năm: 122
7.4.2. Chi phí tính toán hàng năm: 122
7.4.3. Giá thành truyền tải điện năng: 123
7.4.4 Giá thành xây dựng 1 MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại: 123
PHẦN II : THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO 126
CÔNG SUẤT 160 KVA – 10/0,4 kV 126
1. Phần mở đầu: 126
2. Chọn máy biến áp và sơ đồ nối dây: 126
3. Chọn thiết bị điện áp cao: 127
4. Chọn thiết bị điện hạ áp: 130
5. Tính ngắn mạch: 134
6. Kiểm tra các khí cụ điện: 137
6.1 Kiểm tra khí cụ điện cao áp (Cầu chì tự rơi): 137
6.2 Kiểm tra khí cụ điện hạ áp: 138
7. Tính toán nối đất cho trạm biến áp: 143
8. Kết cấu trạm : 146
PHẦN III : 147
THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP 10 kV 147
1. CÁC SỐ LIỆU PHỤC VỤ TÍNH TOÁN 147
1.1. Phân loại đường dây trên không 147
1.2. Hệ số an toàn 147
1.3. Vùng khí hậu 148
1.4. Thông số kỹ thuật của dây dẫn 149
2. LỰA CHỌN VÀ TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ TRÊN ĐƯỜNG DÂY 150
2.1. Chọn khoảng cột 150
2.2. Chọn cột 152
2.3. Chọn xà, sứ 153
2.4. Chọn móng cột 153
2.5. Thiết kế chống sét cho tuyến đường dây 154
3. KIỂM TRA CÁC PHẦN TỬ TRONG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐƯỜNG DÂY 154

máy nhiệt điện, nói cách khác công suất tác dụng và công suất phản kháng được dự trữ
sẽ được lấy từ hệ thống điện.
1.1.2 Nhà máy nhiệt điện
Nhà máy nhiệt điện gồm 3 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất định mức là 100MW, công
suất đặt: PĐNĐ = 3.100 = 300 MW. Hệ số công suất Cosφ = 0,85
eBook for You
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện GVHD: Nguyễn Văn Đạm
Thực hiện: Nguyễn Anh Thế
4
Đặc điểm của nhà máy nhiệt điện là hiệu suất thấp (Khoảng 30%) thời gian khởi động
lâu (nhanh nhất cũng mất từ 4 đến 10 giờ ), nhưng điều kiện làm việc của nhà máy
nhiệt điện là ổn định, công suất phát ra có thể thay đổi tuỳ ý, điều đó phù hợp với sự
thay đổi của phụ tải trong mạng điện. Đồng thời công suất tự dùng của NĐ thường
chiếm khoảng 6 đến 15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện.
Chế độ làm việc của nhà máy nhiệt điện chỉ đảm bảo được tính kinh tế khi nó vận hành
với (80 – 90%Pđm). Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 80% công suất định
mức, nghĩa là:
kt dm
P =80%P
Do đó khi phụ tải cực đại cả 3 máy phát đều vận hành và tổng công suất tác dụng phát
ra của NĐ bằng:
kt
80
P = .3.100 = 240MW
100
Trong chế độ phụ tải cực tiểu, dự kiến ngừng một máy phát để bảo dưỡng, hai máy còn
lại sẽ phát 80%Pđm, nghĩa là tổng công suất phát của NĐ là:
F
80
P = .2.100 =160MW

(MVA)
1
50+24.2161i
55.56
35+16.95127i
38.89
2
38+18.404236i
42.22
26.6+12.8829652i
29.56
3
40+19.37288i
44.44
28+13.561016i
31.11
4
30+14.52966i
33.33
21+10.170762i
23.33
5
36+17.435592i
40.00
25.2+12.2049144i
28.00
6
38+18.404236i
42.22
26.6+12.8829652i

suất tiêu thụ.
Ngoải ra để hệ thống vận hành bình thường ,cần phải có sự dự trữ nhất định của công
suất tác dụng trong hệ thống Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề quan trọng ,liên
quan đến vận hành cũng như phát triển của hệ thống điện.
Ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại đối với
hệ thống :
P
NĐ
+ P
HT
=
∑P
tt
= m
∑P
max
+
∑∆P +P
td
+P
dt
(1.2.1)
Trong đó :
∑P
NĐ
:Tổng công suất tác dụng phát ra từ nhà máy nhiệt điện.
∑P
HT
:Tổng công suất tác dụng lấy từ hệ thống.
∑P

tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại là :
∑P
max
=316(MW)
Tổng công suât tác dụng trong mạng điên có giá trị :
∑∆P=5% ∑P
max
=0,05.316=15,8(MW)
Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng:
P
td
=10%P
đm
=0,1.300=30(MW)
Do đó công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị:
P
tt
=316+15,8 +30= 361,8(MW)
Tổng công suât do NĐ phát ra theo chế độ kinh tế là:
P
NĐ
=P
kt
=240(MW)
Như vậy trong chế độ cực đại hệ thống cần cung cấp công suất cho các phụ tải là:
P
HT
=P
tt
-P

c
+Q
td
+Q
dt
(1.3.1)
Trong đó:
Q
F
:Tổng công suất phản kháng do nguồn điện phát ra
Q
HT
: công suất phản kháng do hệ thống cung cấp.
∑Q
tt
: Tổng công suất phản kháng tiêu thụ.
∑Q
pt
:Tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ cực đại
∑Q
L
:Tổng công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng
điện.
∑Q
c
: tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra , khi cân
bằng sơ bộ có thể lấy ∑Q
c
=∑Q
L

.tgϕ
F
=240.0,62=148,8(MVAr)
Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp là:
Q
HT
=P
HT
.tgϕ
HT
=121,8.0,62=75,52(MVAr)
Tổng công suất phản kháng của phụ tải trong chế độ cực đại là: ∑Q
max
=153,04(MVAr)
Tổng công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp là:
∑∆Q
b
=0,15. 153,04=22,96(MVAr)
Tổng công suất phản kháng tự dùng trong các nhà máy điện :
Q
td
=P
td
.tgϕ
td
Đối với cosϕ
td
=0,75 thì tgϕ
td
=0,88. Do đó : Q

cung cấp điện phụ thuộc vào hộ tiêu thụ. Đối với phụ tải loại 1 phải đảm bảo cấp điện
liên tục không được phép gián đoạn trong bất cứ tình huống nào, vì vậy trong phương
án nối dây phải có đường dây dự phòng.
-Đảm bảo chất lượng điện năng (tần số, điện áp, …)
-Chỉ tiêu kinh tế cao, vốn đầu tư thấp, tổn thất nhỏ, chi phí vận hành hàng năm nhỏ.
-Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Vận hành đơn giản, linh hoạt và có khả năng
phát triển.
Kết hợp với việc phân tích nguồn và phụ tải ở trên nhận thấy: cả 9 phụ tải đều là hộ
loại I, yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao. Do đó phải sử dụng các biện pháp cung
cấp điện như: lộ kép, mạch vòng.
Để có sự liên kết giữa nhà máy làm việc trong hệ thống điện thì phải có sự liên lạc giữa
nhà máy và hệ thống. Khi phân tích nguồn và phụ tải có phụ tải 1 nằm tương đối giữa
nhà máy nhiệt điện và hệ thống điện nên sử dụng mạch đường dây NĐ-1-HT để liên
kết.
eBook for You
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện GVHD: Nguyễn Văn Đạm
Thực hiện: Nguyễn Anh Thế
11
Với các nhận xét và yêu cầu trên đưa ra các phương án nối dây sau:
eBook for You
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện GVHD: Nguyễn Văn Đạm
Thực hiện: Nguyễn Anh Thế
12
3.1.2.Các phương án lưới điện :
Phương án I
1
2
3
4
5

4
5
6
7
8
0
9
10
11
12
13
14
15
1 2 3 4 5 6 7 80 9 10 11 12 13 14 15
NÐ
HTÐ
3
2
4
5
1
7
9
6
eBook for You
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện GVHD: Nguyễn Văn Đạm
Thực hiện: Nguyễn Anh Thế
14
Phương án III
1

Phương án IV
1
2
3
4
5
6
7
8
0
9
10
11
12
13
14
15
1 2 3 4 5 6 7 80 9 10 11 12 13 14 15
NÐ
HTÐ
3
2
4
5
1
7
9
6
eBook for You
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện GVHD: Nguyễn Văn Đạm

eBook for You
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện GVHD: Nguyễn Văn Đạm
Thực hiện: Nguyễn Anh Thế
17
3.1.4.Tính toán cho từng phương án :
3.1.4.1 Phương án I :
a.Lựa chọn điện áp định mức cho mạng điện :
Việc chọn cấp điện áp vận hành cho mạng điện là một vấn đề rất quan trọng, nó ảnh
hưởng đến tính vận hành kinh tế kỹ thuật của mạng điện.
Tuỳ thuộc vào giá trị công suất cần chuyền tải và độ dài tải điện mà ta chọn độ lớn của
điện áp vận hành sao cho kinh tế nhất.
Nên công suất chuyên tải lớn và tải đi xa ta dùng cấp điện áp lớn lợi hơn, vì rằng giảm
được đáng kể lượng công suất tổn thất trên đường dây và trong máy biến áp, tuy nhiên
tổn thất do vầng quang điện tăng và chi phí cho cách điện đường dây và máy biến áp
cũng tăng. Do vậy ta cần cân nhắc kỹ lưỡng để chọn ra cấp điện áp vận hành hợp lý
nhất cho mạng điện.
ở đây điện áp vận hành của mạng điện được xác định theo công thức kinh nghiệm sau :
U = 4,34.
P.16L +
eBook for You
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện GVHD: Nguyễn Văn Đạm
Thực hiện: Nguyễn Anh Thế
18
-P : là công suất đường dây cần truyền tải (MW).
-L :là khoảng cách cần truyền tải công suất.
-U : là điện áp định mức vận hành (KV) .Trường hợp công suất lớn và khoảng cách
truyền tải đến 1000 km thì ta cần phải sử dụng công thức sau của Zalesski:
U
đmi
=

63,25 16.38 112,44+ =
. kV
∗
Đoạn NĐ-5-HT :
Ta tính dòng công suất ở chế độ bình thường :
P
N5
= P
kt
-P
N
-ΔP
N
-P
td
eBook for You
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện GVHD: Nguyễn Văn Đạm
Thực hiện: Nguyễn Anh Thế
19
Trong đó:
P
N
: Tổng công suất phụ tải nối với NĐ
P
N
=P
6
+ P
7
+ P

=39,9.0,48=19,15(MVAr)
Như vậy :
.
5
39,9 19,15 ( )
N
S i MVA= +
Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT-5 bằng:
. . .
5 5 5
49+23.7307i (39,9 19,15 )
=9.1+4.5787i ( )
HT N
S S S
i
MVA
= −
= − +
Điện áp tính toán trên đoạn đường dây NĐ-5 là:
U
N5
= 4,34
53,85 16.39,9 114,2+ =
. kV
Điện áp tính toán trên đoạn đường dây HT-5 là:
U
HT5
= 4,34
53,85 16.9,1 61,3+ =
. kV

63.25
115.09
HT4
38
76.16
113.52
HT5
9.1
53.85
61.29
NĐ5
39.9
53.85
114.19
NĐ6
40
76.16
116.14
NĐ7
38
63.25
112.44
NĐ8
36
72.8
110.55
NĐ9
48
63.25
125.13

:
S
3
max
I = .10
max
n.U 3
dm
A (2.3)
Trong đó :
n: số mạch của đường dây
Uđm: điện áp định mức của mạng điện,kV
S
max
: công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại,MVA
Đối với các đường dây trên không , để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi
thép cần phải có tiết diện F
≥
70 mm
2
Sau đây ta sẽ tính toán trên từng đoạn đường dây trong phương án 1:
Đoạn NĐ-5:
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại là:
2 2
3
5
5
®m
39,9 19,2
.10 116,14

=380A
Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn ta phải kiểm tra dòng điện chạy trên đường dây trong
các chế độ sự cố. Đối với đường dây liên kết NĐ-5-HT , sự cố có thể xảy ra trong 2
trường hợp sau:
-Ngừng một mạch trên đường dây
-Ngừng một tổ máy phát điện
Nếu ngừng một mạch của đường dây thị dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
1 5
2. 2.116,14 232,28
sc N
I I A= = =
Như vậy I
1sc
<I
cf
Khi ngừng một tổ máy phát điện thì 2 máy phát còn lại sẽ phát 100% công suất. Do đó
tổng công suất phát của NĐ bằng:
P
F
=2.100=200(MW)
Công suất tự dùng trong nhà máy bằng:
P
td
=0,1.200=20(MW)
Công suất chạy trên đường dây bằng:
P
N5
=P
F
-P

Thực hiện: Nguyễn Anh Thế
23
2 2
3
2
9,9 6,14
*10 30,57
2 3 *110
sc
I A
+
= =
Như vậy I
2sc
<I
cf
Tính tiết diện đường dây HT-5:
Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại là:
2 2
3
5
5
®m
9,1 4,58
.10 26,7
2 3 2 3.110
H
H
S
I A

2
39,1 17,6
*10 112,5
2 3 *110
sc
I A
+
= =
Như vậy I
2sc
<I
cf
Đoạn H-1
∗
S
= 38+18.4034iMVA
eBook for You
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện GVHD: Nguyễn Văn Đạm
Thực hiện: Nguyễn Anh Thế
24
2 2
3
m
38 18,4
I .10 110,8
2 3.110
+
= =
ax
A

I
max
: Dòng ở chế độ phụ tải cực đại
I
cp
: Dòng điện cho phép lớn nhất.
eBook for You
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mạng lưới điện GVHD: Nguyễn Văn Đạm
Thực hiện: Nguyễn Anh Thế
25
Do đó ta có bảng tổng hợp các đoạn đường dây như sau:
đường
dây
công
suất(MVA)
Ibt(A)
Ftt(mm
2
)
Ftc(mm
2
)
Icp(A)
Isc(A
HT1
38+18.4034i
110.8
100.73
120
380

39.9+19.152i
116.15
105.59
120
380
232.3
NĐ6
40+19.372i
116.64
106.03
120
380
233.27
NĐ7
38+18.4034i
110.8
100.73
120
380
221.61
NĐ8
36+17.4348i
104.97
95.429
95
330
209.94
NĐ9
48+23.2464i
139.96