TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên : Trần Văn Thắng
Lớp : T3
Ngành : Hệ Thống Điện
Khoa : Điện
Trường : Đại Học Bách Khoa Hà Nội
I. ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ:
Thiết kế mạng điện khu vực có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải
II. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
∗ Nguồn cung cấp thứ nhất: hệ thống có công suất vô cùng lớn,
hệ số cosφ trên thanh góp 110kV bằng 0,85.
∗ Nguồn cung cấp thứ hai: nhà máy nhiệt điện có 4 tổ máy phát.
Mỗi tổ máy có công suất định mức P
đm
= 55 MW,
cosφ
đm
=0,85, U
đm
= 10,5kV.
∗ Số liệu về phụ tải cho ở phụ lục.
III.NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN
1. Phân tích các đặc điểm của nguồn và phụ tải.
2. Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng trong mạng điện.
3. Chọn phương án cung cấp điện hợp lý

3
4
5
6
7
8
9
Hệ số công suất cosφ
0,85
0,88
0,9
0,92
0,95
0,9
0,95
0,95
0,92
Mức đảm bảo cung cấp điện
38
28
30
32
30
29
34
36
35
Yêu cầu điều chỉnh điện áp
KT
Điện áp danh định của lưới điện

tới thầy giáo Nguyễn Hoàng Việt, ngời đã trực tiếp hớng dẫn em hoàn thành
bản đồ án tốt nghiệp này.
Hà Nội, tháng năm
Sinh viên thực hiện
Trần Văn Thắng
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN
Thit k mng in khu vc B mụn h thng in
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Vit
Sinh viờn: Trn Vn Thng - H thng in T3
2
Lời nói đầu 1
phần 1: thiết kế lới điện khu vực
chơng I:Phân tích nguồn và phụ tải
I. Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải 4
II. Phân tích nguồn và phụ tải 6
chơng II:cân bằng công suất-sơ bộ xác định chế độ làm
việc của hệ thống điện và nhà máy
I. Cân bằng công suất tác dụng 7
II. Cân bằng công suất phản kháng 8
chơng III: lựa chọn điện áp
I. Nguyên tắc chọn 10
II. Chọn điện áp vận hành 10
chơng iv:các phơng án nối dây của mạng điện, chọn
phơng án tối u
I. Dự kiến các phơng án nối dây của mạng điện 14
II. Lựa chọn tiết diện dây dẫn - tính tổn thất điện áp 19
chơng v:so sánh các phơng án về mặt kinh tế
I. Phơng án I 43
II. Phơng án III 45

III. chọn thiết bị điện hạ áp 101
IV. tính toán ngắn mạch 105
V. tính toán nối đất cho trạm bién áp 111
VI. Kết cấu trạm 113
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN
Thit k mng in khu vc B mụn h thng in
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Vit
Sinh viờn: Trn Vn Thng - H thng in T3
4
Phần I
Thiết kế lới điện khu vực
Chơng I
Phân tích nguồn và phụ tải
I. Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải
1. Sơ đồ địa lý
50 100 150 200
50
0
100
150
200
9
HT
1
2
N
5
4
7

máy điện để có thể trao đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm
bảo cho hệ thống thiết kế làm việc linh hoạt 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 bằng công
suất và nút cơ sở về điện áp, không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy nhiệt
điện, công suất tác dụng và công suất phản kháng dự trữ sẽ đợc lấy từ hệ thống
điện.
b). Nhà máy nhiệt điện
- Công suất đặt : P = 4 x 55 = 220 MW
- Hệ số công suất : cos = 0,85
- Điện áp định mức : U
đm
= 10,5 kV
3. Những số liệu về phụ tải
Bảng 1.1 - Số liệu về các phụ tải của lới điện thiết kế
Phụ tải
Số liệu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
P
max
(MW)
38
28

max
(MVAr)
23,55
15,11
14,53
13,63
9,86
14,05
11,18
11,83
14,91
Q
min
(MVAr)
11,78
7,56
7,26
6,82
4,93
7,02
5,59
5,92
7,45
S
max
(MVA)
44,71
31,82
33,33
34,78

10
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN
Thit k mng in khu vc B mụn h thng in
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Vit
Sinh viờn: Trn Vn Thng - H thng in T3
6
II. Phân tích nguồn và phụ tải
Từ những số liệu trên ta có thể rút ra những nhận xét sau:
- Nhiệt điện không đủ cung cấp cho tất cả các phụ tải, do đó một số phụ tải sẽ
đợc lấy công suất từ hệ thống. Phụ tải 3,4,5,6 gần với nhiệt điện, nên ta bố trí
nhận công suất trực tiếp từ nhiệt điện. Phụ tải 2,7,8,9 gần hệ thống nên bố trí nhận
điện trực tiếp từ hệ thống.
- Hệ thống và nhiệt điện cách xa nhau, có phụ tải 1 ở giữa, nên có thể bố trí hệ
thống và nhiệt điện liên lạc với nhau qua trạm trung gian là phụ tải 1.
- Các hộ loại 1 yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao, do vậy sẽ cung cấp bằng
mạch kép hoặc vòng.
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN
Thit k mng in khu vc B mụn h thng in
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Vit
Sinh viờn: Trn Vn Thng - H thng in T3
7
Chơng II
Cân bằng công suất - sơ bộ xác định
chế độ làm việc của
hệ thống điện và nhà máy
I. Cân bằng công suất tác dụng
Phơng trình cân bằng:
P

+ P
FHT
là công suất tác dụng lấy từ hệ thống
+ P
tt
là công suất tác dụng tiêu thụ trong mạng điện
+ P
pt
là tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ
+ m là hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (ở đây lấy m =1)
Thay số vào ta có : mP
pt
= 292 MW
+ P
mđ
là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây và máy biến áp
(chọn bằng 5% mP
pt
).
P
mđ
= 5% x mP
pt
= 0,05 x 292 = 14,6 MW
+ P
td
là tổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện
Chọn bằng 10% x P
đm
P

II. Cân bằng công suất phản kháng
Q
FNĐ
+ Q
FHT
+ Q
b
= Q
tt
= mQ
pt
+ Q
B
+ Q
L
- Q
C
+ Q
td
+ Q
dtr
Trong đó:
+ Q
FNĐ
là tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra
Q
FNĐ
= P
FNĐ
x tg

C
là tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đờng dây cao áp sinh ra.
Đối với bớc tính sơ bộ, với mạng điện 110 kV ta coi Q
L
= Q
C
+ Q
td
là tổng công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện.
Q
td
= P
td
x tg
td
cos
td
= 0,75 tg
td
= 0,88
Thay số vào ta có : Q
td
= 22 x 0,88 = 19,36 MVAr
+ Q
dtr
là tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống , Q
dtr
= 0.
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN

tế - kỹ thuật.
Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của
phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tơng đối
giữa các phụ tải với nhau và sơ đồ mạng điệnv.v
II. Chọn điện áp vận hành
Điện áp đợc tính theo công thức kinh nghiệm:
)(1634,4 kVPlU +=
Trong đó:
+ U là điện áp vận hành (kV)
+ l là khoảng cách chuyên tải (km)
+ P là công suất chuyên tải trên đờng dây (MW)
Để đơn giản ta chỉ chọn cho phơng án hình tia nh sau:
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN
Thit k mng in khu vc B mụn h thng in
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Vit
Sinh viờn: Trn Vn Thng - H thng in T3
11
50 100 150 200
50
0
100
150
200
9
HT
1
2
N
5

KT
là tổng công suất tác dụng phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện;
+ P
td
là tổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy nhiệt điện;
Theo phần I chơng II ta có : P
KT
= 187 MW ; P
td
= 22 MW
+ P
N
là tổng công suất các phụ tải nối với NĐ
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN
Thit k mng in khu vc B mụn h thng in
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Vit
Sinh viờn: Trn Vn Thng - H thng in T3
12
P
N
= P
3
+ P
4
+ P
5
+ P
6
= 30 + 32 + 30 + 29 = 121 MW

=

= 38 + j 23,55 -37,96 - j 23,53 = 0,05 + j 0,02 MVA
- Điện áp tính toán trên đoạn đờng dây NĐ-1:
1 6 6
4,34 16 4,34 76,16 16 37,96 113,45
ND ND ND
U l P x kV

= + = + =
- Điện áp tính toán trên đoạn đờng dây HT-1:
6 6 6
4,34 16 4,34 60 16 0,05 33,84
HT HT HT
U l P x kV

= + = + =
* Tính điện áp vận hành cho nhánh NĐ đến PT1:
3 1 1
4,34 16 4,34 104,4 16 30 104,92
ND
U l P x kV

= + = + =
Tính toán tơng tự cho các nhánh còn lại của mạng điện ta có bảng sau:
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN
Thit k mng in khu vc B mụn h thng in
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Vit
Sinh viờn: Trn Vn Thng - H thng in T3

HT-7
98,49
34,00
110,01
HT-8
70,71
36,00
110,37
HT-9
72,80
35,00
109,18
HT-2
72,11
28,00
98,98
Từ kết quả trên ta chọn điện áp tải điện cho mạng điện thiết kế là 110kV.
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN
Thit k mng in khu vc B mụn h thng in
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Vit
Sinh viờn: Trn Vn Thng - H thng in T3
14
Chơng IV
Các phơng án nối dây của
mạng điện, Chọn phơng án tối u
I. Dự kiến các phơng án nối dây của mạng điện
Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ
nối điện của nó vì vậy các sơ mạng điện cần phải có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ
tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lợng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu

3
HT
NĐ
H×nh 4.1 - S¬ ®å nèi ®iÖn ph¬ng ¸n I
eBook for You
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA ĐIỆN
Thiết kế mạng điện khu vực Bộ môn hệ thống điện
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Sinh viên: Trần Văn Thắng - Hệ thống điện T3
16
2. Ph¬ng ¸n II
50 100 150 200
50
0
100
150
200
9
1
2
5
4
7
8
6
3
HT
NĐ
H×nh 4.2 - S¬ ®å nèi ®iÖn ph¬ng ¸n II
eBook for You

4. Ph¬ng ¸n IV
50 100 150 200
50
0
100
150
200
9
1
2
5
4
7
8
6
3
HT
NĐ
H×nh 4.4 - S¬ ®å nèi ®iÖn ph¬ng ¸n IV
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN
Thit k mng in khu vc B mụn h thng in
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Vit
Sinh viờn: Trn Vn Thng - H thng in T3
19
5. Phơng án V
50 100 150 200
50
0
100

độ kinh tế của dòng điện :
kt
J
I
F
max
=
Trong đó:
I
max
là dòng điện chạy trên đờng dây trong chế độ phụ tải cực đại, A;
J
kt
là mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm
2
. Với dây AC và T
max
= 5000h thì
J
kt
= 1,1 A/mm
2
.
Dòng điện chạy trên đờng dây trong các chế độ phụ tải cực đại đợc xác
định theo công thức:
A
Un
S
I
dm

sc
là dòng điện chạy trên đờng dây trong chế độ sau sự cố;
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN
Thit k mng in khu vc B mụn h thng in
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Vit
Sinh viờn: Trn Vn Thng - H thng in T3
21
I
cp
là dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn.
** Điều kiện về tổn thất điện áp
Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ đợc đặc trng 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 các mạng điện thờng 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 lợng 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 phơng án cung cấp điện có thể đánh giá chất lợng 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 vợt quá (10 ữ 15)% trong chế độ làm việc bình thờng,
còn trong các chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không vợt quá (15 ữ
20)%:
U
maxbt
% = 10 ữ 15%
U

i bt
%
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN
Thit k mng in khu vc B mụn h thng in
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Vit
Sinh viờn: Trn Vn Thng - H thng in T3
22
Sau đây ta sẽ tính cụ thể cho từng phơng án.
1.Phơng án I
50 100 150 200
50
0
100
150
200
9
1
2
5
4
7
8
6
3
HT
N
S1
S2
S3

106,52
1,1
ND
ND
kt
I
F mm
J


= = =
eBook for You
N TT NGHIP KHOA IN
Thit k mng in khu vc B mụn h thng in
Giỏo viờn hng dn: Nguyn Hong Vit
Sinh viờn: Trn Vn Thng - H thng in T3
23
Để không xuất hiện vầng quang trên đờng dây, cần chọn dây nhôm lõi
thép AC có tiết diện F = 120 mm
2
và dòng điện I
cp
= 380 A.
Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn cần kiểm tra dòng điện chạy trên đờng
dây trong các chế độ sau sự cố. Đối với đờng dây liên kết NĐ-1-HT, sự cố có thể
ảnh hởng là 1 trong 2 trờng hợp:
- Ngừng một mạch trên đờng dây
- Ngừng một tổ máy phát điện.
Nếu ngừng một mạch của đờng dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I

P
N
= 121 MW ; P
N
= 6,05 MW
Thay số ta đợc:
P
NĐ-1
= 165 16,5 - 121 6,05 = 21,45 MW
Công suất phản kháng chạy trên đờng dây:
Q
NĐ-1
= P
NĐ-1
x tg
1
= 21,45 x 0,62 = 13,3 MVAr
Nh vậy:
1ND
S


= 21,45 + j 13,3 MVA
Dòng công suất từ hệ thống truyền vào đờng dây HT-1 bằng:
1 1 1HT ND
S S S

=

= 38 + j 23,55 21,45 - j 13,3 = 16,55 + j 10,25 MVA