ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoàng quyền – HTĐ1
- 1 -
PHẦN A:
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN KHU VỰC CÓ 2 NGUỒN VÀ 9 PHỤ TẢI
CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN CUNG CẤP VÀ CÁC PHỤ
TẨI
Để chọn phương án tối ưu cần tiến hành phân tích đặc diểm của các
nguồn cung cấp điện và các phụ tải.Trên cơ sở đó xác định công suất phát của
các nguồn cung cấp và dự kiến các sơ đồ nối điện sao cho đạt được hiệu quả
kinh tế kĩ thuật cao nhất
I.1 Nguồn cung cấp điện
Trong HTĐ có 2 nguồn cung cấp : Hệ thống điện + Nhà máy nhiệt điện
1.Hệ thống điện
Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, hệ số cos

trên thanh góp 110 kV
của hệ thống bằng 0,85 nên có các đặc điểm:
+ Cần phải có sự liên hệ giữa HT và NM để có thể trao đổi công suất
giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết
+ Chọn HT là nút cân bằng công suất , nút cơ sở về điện áp
+ Không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy nhiệt điện
2.Nhà máy nhiệt điện
Nhà máy nhiệt điện có 3 tổ máy phát. Mỗi tổ máy phát có công suất định
mức
P = 100 MW, cos

= 0,85, U = 10,5 kV. Có các kết quả:
Tổng công suất định mức của NĐ bằng 3
×

100
×
2
×
100 = 160 MW
eBook for You
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoàng quyền – HTĐ1
- 2 -
Khi sự cố ngừng một máy phát, hai máy còn lại sẽ phát 100% P
đm
, như
vậy:
P
F
= 2
×
100 = 200 MW
Phần công suất thiếu trong chế độ vận hành sẽ được cung cấp từ HTĐ.
I.2 Các phụ tải điện
Trong HTĐ thiết kế có 9 phụ tải. Tất cả phụ tải đều là hộ loại 1, có hệ số
công suất cos

= 0,9. Thời gian sử dụng phụ tải cực đại T
max
= 5000 h. Các phụ
tải đều có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Điên áp định mức của mạng
điện thứ cấp của các trạm hạ áp bằng 10 kV. Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải
cực đại.
Bảng A.1. Thông số của các phụ tải

28
2
38+j18,403
42,222
26,6+j12,9
29,6
3
48+j23,246
53,333
33,6+j16,3
37,3
4
48+j23,246
53,333
33,6+j16,3
37,3
5
50+j24,215
55,556
35+j17
38,9
6
36+j17,435
40
25,2+j12,2
28
7
40+j19,372
44,444
28+j13,6

một vấn đề quan trọng.
Rút ra phưong trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải
cực đại đối với HTĐ thiết kế có dạng:
maxNÐ HT td dt
P P m P P P P+ = + ∆ + +
∑ ∑
Trong đó:
NÐ
P
_ tổng công suất tác dụng do nhà máy nhiệt điện phát ra
HT
P
_ công suất tác dụng lấy từ hệ thống.
m _ hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại.
max
P
∑
_ tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại.
P∆
∑
_ tổng tổn thất trong mạng điện, khi tính sơ bộ lấy:
P∆
∑
=5%
max
P
∑
td
P
_ công suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy bằng 10% tổng

= 5%.
max
P
∑
=5%.364 = 18,2 MW
Công suất tự dùng trong nhà máy điện :
td
P
= 10%.P
đm
= 0,1.300 = 30 MW
Do đó công suất tiêu thụ trong mạng điện :
tt
P
= 364 +18,2+30 = 412,2 MW
Trong mục I.1 đã tính được tổng công suất do nhiệt điện phát ra theo chế độ
kinh tế : P
NĐ
= P
kt
= 240 MW
Do vậy trong chế độ phụ tải cực đại hệ thống cần cung cấp công suất cho các
phụ tải bằng: P
HT
=
tt
P
- P
NĐ
= 412,2 – 240 = 172,2 MW

- tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại;
L
Q∆
∑
- tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của đường
dây trong mạmg điên;
C
Q
∑
- tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh
ra, khi tính sơ bộ lấy:
L
Q∆
∑
=
C
Q
∑
;
b
Q∆
∑
- tổng tổn thất công suất phản kháng trong trạm biến áp, trong
tính toán sơ bộ lấy
b
Q∆
∑
= 15%
max
Q

max
Q
∑
= 176,3 MVAr
Tổng tổn thất công suất phản kháng trong trạm biến áp :
b
Q∆
∑
= 0,15 . 176,3 = 26,445 MVAr
Công suất phản kháng trong tự dùng nhà máy điện :
td
Q
= P
td
. tg
td

Lấy cos
td

= 0,75 thì tg
td

= 0,88 . Do đó :
td
Q
= 30.0,88 = 26,4 MVAr
Như vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện :
Q
tt

1
2
3
4
5
6
7
8
0
9
10
11
12
13
14
15
ND
6
5
7
8
4
9
1
2
3
HTD
PA : I
eBook for You
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

5
30 50 58,3
N
l km= + =
;
2 2
8
20 70 72,8
N
l km= + =
2 2
6
10 70 70,7
N
l km= + =
2 2
4
20 50 53,85
H
l km= + =
Tính điện áp định mức trên đường dây NĐ – 4 – HT .
Công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ – 4 được xác định :
P
N4
= P
kt
– P
td
– P
N

N
;
Theo kết quả tính toán:
P
kt
= 240 MW ; P
td
= 30 MW
P
N
= P
5
+ P
6
+ P
7
+ P
8
= 50 + 36 + 40 + 38 = 164 MW
N
P∆
= 5%. P
N
= 0,05 . 164 = 8,2 MW
Do đó :
P
N4
= 240 – 30 – 164 – 8,2 = 37,8 MW
Công suất phản kháng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ – 4 có thể xác định
gần đúng :

= 10,2 +j4,939 MVA
Điện áp tính toán trên đoạn đường dây NĐ-4 :
4
4,34. 51 16.37,8 111,141
N
U kV= + =
Điện áp tính toán trên đoạn đường dây HT-4 :
4
4,34. 53,85 16.10,2 63,94
H
U kV= + =
Điện áp của các đường dây còn lại được tính tương tự. Kết quả tính được
tổng hợp trong bảng A.2.
Bảng A.2. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Đường
dây
Công suất
truyền tải
S,MVA
Chiều dài
đường dây
l
,km
Điện áp
tính toán
U,kV
Điện áp
định mức của
mạng U
đm

112,44
HT – 3
48+j23,246
53,85
124,42
HT – 4
10,2 +j4,939
53,85
63,94
HT – 9
30+j14,529
63,24
101,15
Từ bảng A.2 ta chọn điện áp định mức của mạng điện U
đm
= 110 kV
2. Chọn tiết diện dây dẫn
Mạng điện 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không.
Các đường dây được sử dụng là dây nhôm lõi thép(AC),
eBook for You
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoàng quyền – HTĐ1
- 9 -
Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ
kinh tế của dòng điện :
max
kt
I
F
J

Trong đó:
n- số mạch của đường dây;
U
đm
– điện áp định mức của mạng điện,kV;
S
max
– công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA.
Dựa vào tiết diện dây dẫn tính được theo công thức trên, tiến hành chọn tiết
diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang,
độ bền cơ học của đường dây và phát nóng dây dây dẫn trong các chế độ sự cố.
Đối với đường dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi
thép cần phải có tiết diện
2
70F mm≥
Độ bền về cơ học của đường dây trên không thường được phối hợp với điều
kiện về vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố,
cần phải có các điều kiện sau :
sc cf
I I≤
Trong đó :
sc
I
- dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố;
cf
I
- dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn.
a.Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây NĐ – 4 .
Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại :

= = =
Chọn : AC - 120 , với dòng cho phép I
cf
= 380 A.
Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn cần kiểm tra dòng điện chạy trên đường dây
trong các chế độ độ sau sự cố. Đối với đường dây liên kết NĐ -4- HT, sự cố có
thể xảy ra trong 2 trường hợp:
- Ngừng một mạch trên đường dây;
- Ngừng một tổ máy phát điện;
+Nếu ngừng một mạch của đường dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại :
I
1sc
= 2.I
N4
= 2.100,2 = 200,4 A
Vậy :
1sc cf
I I≤
+Khi ngừng một tổ MFĐ thì 2 máy phát còn lại sẽ phát 100% công suất. Do
đó tổng công suất phát của NĐ :
P
F
= 2.100 = 200 MW
Công suất tự dùng trong nhà máy :
P
td
= 0,1 . 200 = 20 MW
Công suất chạy trên đường dây :
P
N4

4
S
•
-
4N
S
•
= 48+j23,246 – (7,8 + j3,78 )
= 40,2 +j19,466 MVA
Dòng điện chạy trên đường dây NĐ – 4 :
eBook for You
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoàng quyền – HTĐ1
- 11 -
2 2
3
2
7,8 3,78
.10 22,75
2. 3.110
sc
I
+
= =
A
Vậy :
2sc cf
I I≤
⇒
Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện.

1sc
= 2.I
H4
= 2.27,03 = 54,06 A
Vậy :
1sc cf
I I≤
+Khi ngừng một tổ MFĐ thì 2 máy phát còn lại sẽ phát 100% công suất,
dòng điện chạy trên đường dây:
2 2
3
2
40,2 19,466
.10 117,2
2. 3.110
sc
I
+
= =
A
Vậy :
2sc cf
I I≤
⇒
Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện.
c.Tính tiết diện dây dẫn của đường dâyNĐ – 5
Dòng điện chạy trên đường dây :
2 2
3 3
5

= 2.I
N5
= 2.132,54 = 265,08 A
Vậy :
sc cf
I I≤
eBook for You
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoàng quyền – HTĐ1
- 12 -
⇒
Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện.
Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định các thong số
đơn vị của đường dây r
0,
x
0
, b
0
sau đó tiến hành tính các thong số tập trung R, X,
B/2 trong sơ đồ thay thế hình
∏
của đường dây treo các công thức sau :
0
1
;R r l
n
=
0
1

2
F
tc
,
mm
2
I
cf
,
A
I
sc,
A
l
,
km
r
0
,
/ kmΩ
x
0
,
/ kmΩ
b
0
.10
6
,
/S km

445
265,08
58,3
0,21
0,416
2,74
6,12
12,13
1.597
NĐ – 6
36+j17,435
104,97
95,43
120
380
190,8
70,7
0,27
0,423
2,69
9,54
14,95
1.902
NĐ – 7
40+j19,372
116,64
106,03
120
380
212,06

0,423
2,69
9,83
15,4
1.958
HT –2
38+j18,403
110,8
100,73
120
380
201,46
63,24
0,27
0,423
2,69
8,54
13,38
1.701
HT – 3
48+j23,246
139,96
127,24
150
445
254,47
53,85
0,21
0,416
2,74

1.676
eBook for You
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoàng quyền – HTĐ1
-14-
3.Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bởi tần số dòng điện
và độ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng điện. Do
hệ thống có đủ công suất tác dụng để cung cấp cho các phụ tải nên không xét đến
vấn đề duy trì tần số. Vì vậy chỉ tiêu chất lượng điện năng là giá trị 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 cấp 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, có thể chấp nhận là phù hợp nếu trong chế
phụ tải cực đại có:
+ Bình thường :
max
% 10 15%
bt
U∆ = ÷
+Sự cố :
max
% 10 20%
sc
U∆ = ÷
Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i nào đó khi vận hành bình thường được
xác định theo công thức :
2
% 100
i i i i

U
+
∆ =
= 3,785%
Khi một mạch của đường dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp trên đường dây
có giá trị :
% 2 % 2.3,785 7,57%
isc ibt
U U∆ = ∆ = =
Tiến hành tương tự ta được kết quả cho trong bảngA.4
eBook for You
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoàng quyền – HTĐ1
-15-
Bảng A.4.các giá trị tổn thất điện áp cho trong mạng điện
Đường dây
,%
bt
U∆
,%
sc
U∆
NĐ – 4
3,78
7,57
NĐ – 5
4,96
9,91
NĐ – 6
4,99

% % 10,9%
sc N
U U∆ = ∆ =
Tính toán các phương án còn lại được tiến hành tương tự như phương án I.
b. Phương án II
1 2 3 4 5 6 7 80 9 10 11 12 13 14 15
1
2
3
4
5
6
7
8
0
9
10
11
12
13
14
15
ND
6
5
7
8
4
9
1

S,MVA
Chiều dài
đường dây
l
,km
Điện áp
tính toán
U,kV
Điện áp
định mức của
mạng U
đm
, kV
NĐ – 4
37,8 + j18,307
51
111,141
110,00
NĐ – 5
86 +j 41,655
58,3
164,365
5 – 6
36+j17,435
44,72
108,128
NĐ – 7
78+j37,775
63,24
157,156

Bảng A.6. Thông số của các đường dây trong mạng điện
Đường
dây
S
•
,
MVA
I
bt,
A
F
tt
,
mm
2
F
tc
,
mm
2
I
cf
,
A
I
sc,
A
l
,
km

380
220,44
51
0,27
0,423
2,69
6,89
10,79
1,372
NĐ – 5
86 +j 41,65
250,77
227,97
240
605
501,54
58,3
0,131
0,401
2,85
3,82
11,69
1,662
5 – 6
36+j17,435
104,97
95,43
120
380
209,95

0,423
2,69
5,57
8,72
1,109
9 – 1
36+j17,435
104,97
95,43
120
380
209,95
41,23
0,27
0,423
2,69
5,57
8,72
1,109
HT –2
38+j18,403
110,8
100,73
120
380
221,61
63,24
0,27
0,423
2,69

1,389
HT – 9
66+j31,964
192,45
174,95
185
510
384,9
63,24
0,17
0,409
2,82
5,38
12,93
1,783
eBook for You
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoàng quyền – HTĐ1
-18-
3. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
+Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-5-6 trong chế độ làm việc bình
thường :
Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ-5 bằng :
5 5 5 5
5
2 2
86.3,82 41,65.11,69
% 100 100 6,74%
110
N N

∆ = ∆ + ∆ = + =
+Tính tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ sau sự cố :
Khi tính tổn thất điện áp trên đường dây ta không xét các sự cố xếp chồng,
nghĩa là đồng thời xảy ra trên tất cả các đoạn của đường dây đã cho, chỉ xét sự cố ở
đoạn nào mà tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị cực đại.
Đối với đường dây NĐ-5-6, khi ngừng một mạch trên đoạn N-5 sẽ nguy hiểm
hơn so với trường hợp sự cố một mạch trên đoạn 5-6. Khi ngừng một mạch trên
đường dây NĐ-5, tổn thất điện áp trên đoạn này bằng :
5 5
% 2. % 13,48%
N sc N
U U∆ = ∆ =
Khi ngừng một mạch trên đường dây 5-6, tổn thất điện áp trên đoạn này bằng:
5 6 5 6
% 2. % 6,32%
sc
U U
− −
∆ = ∆ =
Như vậy tổn thất điện áp lớn nhất trên đường dây NĐ-5-6 trong chế độ sau sự
cố :
5 6 5 5 6
% 2. % % 13,48% 3,16% 16,64%
N sc N
U U U
− − −
∆ = ∆ + ∆ = + =
Tương tự ta có kết quả tính tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây :
eBook for You
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

9,431
HT – 3
4,395
8,79
HT – 4
1,505
3,01
HT – 9-1
6,348
12,7
+Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc bình thường :
max 5 5 6
% % % 6,74% 3,16% 9,9%
bt N bt
U U U
−
∆ = ∆ + ∆ = + =
+Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc sau sự cố :
max 5 5 6
% % % 2.6,74% 3,16% 16,64%
sc N sc bt
U U U
−
∆ = ∆ + ∆ = + =
c. Phương án III
Sơ đồ cho trên hình vẽ
1 2 3 4 5 6 7 80 9 10 11 12 13 14 15
1
2
3

Kết quả tính toán về các dòng công suất trên các đoạn đường dây được tính
tương tự và chọn điên điện áp định mức của mạng cho ở bảng A.8.
Bảng A.8. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Đường dây
Công suất truyền
tải S,MVA
Chiều dài đường
dây
l
,km
Điện áp tính
toán U,kV
Điện áp định
mức của mạng
U
đm
, kV
NĐ – 4
37,8 + j18,307
51
111,141
110,00
NĐ – 5
50 +j 41,655
58,3
164,365
NĐ – 6
36+j17,435
70,7
127,15

eBook for You
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoàng quyền – HTĐ1
-21-
Bảng A.9. Thông số của các đường dây trong mạng điện
Đường
dây
S
•
,
MVA
I
bt,
A
F
tt
,
mm
2
F
tc
,
mm
2
I
cf
,
A
I
sc,

j18,307
110,22
100,2
120
380
220,44
51
0,27
0,423
2,69
6,89
10,79
1,372
NĐ – 5
50 +j 24,22
145,8
132,54
150
445
291,59
58,3
0,131
0,401
2,85
6,12
11,69
1,662
NĐ – 6
36+j17,435
104,97

380
221,61
41,23
0,27
0,423
2,69
5,57
8,72
1,109
9 – 1
36+j17,435
104,97
95,43
120
380
209,95
41,23
0,27
0,423
2,69
5,57
8,72
1,109
HT –2
38+j18,403
110,8
100,73
120
380
221,61

0,44
2,58
12,1
11,85
1,389
HT – 9
66+j31,964
192,45
174,95
185
510
384,9
63,24
0,17
0,409
2,82
5,38
12,93
1,783
eBook for You
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoàng quyền – HTĐ1
-22-
3. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
Bảng A.10. Tổn thất điện áp trên các đường dây trong mạng điện
Đường dây
,%
bt
U∆
,%

6,348
12,7
+Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc bình thường :
max 7 5 6
% % % 6,629% 3,074% 9,703%
bt N bt bt
U U U
−
∆ = ∆ + ∆ = + =
+Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc sau sự cố :
max 5 5 6
% % % 2.6,629% 3,074% 16,332%
sc N sc bt
U U U
−
∆ = ∆ + ∆ = + =
d.Phương án IV
Sơ đồ :
1 2 3 4 5 6 7 80 9 10 11 12 13 14 15
1
2
3
4
5
6
7
8
0
9
10

l
,km
Điện áp tính
toán U,kV
Điện áp định
mức của mạng
U
đm
, kV
NĐ – 4
37,8 + j.18,307
51
111,141
110,00
NĐ – 5
50+j.24,215
58,3
164,365
NĐ – 6
36+j.17,435
70,7
127,15
NĐ – 7
40+j.19,372
63,24
115,09
NĐ – 8
38+j.18,403
72,8
113,24

Bảng A 12. Thông số của các đường dây trong mạng điện
Đường
dây
S
•
,
MVA
I
bt,
A
F
tt
,
mm
2
F
tc
,
mm
2
I
cf
,
A
I
sc,
A
l
,
km

380
200,4
51
0,27
0,423
2,69
6,89
10,79
1,372
NĐ – 5
50+j24,22
145,8
132,54
150
445
265,08
58,3
0,21
0,416
2,74
6,12
12,13
1,597
NĐ – 6
36+j17,435
104,97
95,43
120
380
190,8

0,423
2,69
9,83
15,4
1,958
9 – 1
36+j17,435
104,97
95,43
120
380
209,95
41,23
0,27
0,423
2,69
5,57
8,72
1,109
HT –2
38+j18,403
110,8
100,73
120
380
221,61
63,24
0,27
0,423
2,69

1,389
HT – 9
66+j31,964
192,45
174,95
185
510
384,9
63,24
0,17
0,409
2,82
5,38
12,93
1,783
eBook for You

Trích đoạn Chọn thiết bị điện hạ áp:

---