1

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, ñiện năng là một phần vô cùng quan trọng trong hệ thống năng lượng
của một quốc gia. Trong ñiều kiện nước ta hiện nay ñang trong thời kì công nghiệp
hoá và hiện ñại hoá thì ñiện năng lại ñóng vai trò vô cùng quan trọng. Điện năng là
ñiều kiện tiên quyểt cho việc phát triển nền nông nghiệp cũng như các ngành sản xuất
khác. Do nền kinh tế nước ta còn trong giai ñoạn ñang phát triển và việc phát triển
ñiện năng còn ñang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ ñiện nên việc truyền tải ñiện,
cung cấp ñiện cũng như ñiện phân phối ñiện cho các hộ tiêu thụ cần phải ñược tính
toán kĩ lưỡng ñể vừa ñảm bảo hợp lý về kĩ thuật cũng như về kinh tế.
Đồ án môn học này ñã ñưa ra phương án có khả năng thực thi nhất trong việc thiết
kế mạng lưới ñiện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ ñiện loại I và loại III. Nhìn
chung, phương án ñưa ra ñã ñáp ứng ñược những yêu cầu cơ bản của một mạng ñiện.
Dù ñã cố gắng song ñồ án vẫn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, em
rất mong nhận ñược sự chỉ bảo và giúp ñỡ của cô, ñể em có thể tự hoàn thiện thêm
kiến thức của mình trong các lần thiết kế ñồ án sau này.
Trong quá trình làm ñồ án, em xin chân thành cám ơn cô giáo Th.s
Nguyễn Thị
Huyền Phương
ñã tận tình giúp ñỡ em hoàn thành ñồ án này.

Sinh viên

Trần Văn Hiển-52KTĐ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ HUYỀN PHƯƠNG
2
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
MỤC LỤC

25
2.3.2 Tính toán chỉ tiêu kinh tế cho từng phương án 28
ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ HUYỀN PHƯƠNG
3
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
2.3.2.1 Phương án I 28
2.3.2.2 Phương án II 29
CHƯƠNG 3: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH
31
3.1 Tính toán chọn công suất, số lượng, loại máy biến áp
31
3.1.1 Tính toán lựa chọn công suất ñịnh mức số lượng máy biến áp cho phụ tải
. 31
3.1.2 Chọn loại máy biến áp
33
3.2 Sơ ñồ nối ñiện chính
34
CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT 36
4.1 Xác ñịnh sơ ñồ thay thế 36
4.2 Cân bằng chính xác công suất 37
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ-KỸ THUẬT CỦA LƯỚI ĐIỆN41
5.1 Vốn ñầu tư xâu dựng mạng ñiện 41
5.2 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng ñiện 42
5.3 Tổn thất ñiện năng trong mạng ñiện 42
5.4 Chi phí vận hành và giá thành tải ñiện 43
5.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 43
5.4.2 Chi phí tính toán hàng năm 43
5.4.3 Giá thành truyền tải ñiện năng 44
5.4.4 Chi phí vố ñầu tư cho 1MW công suất
44

trong bảng 1.1
Bảng 1.1. Thông số của các phụ tải
Phụ tải
S
max
=P
max
+jQ
max

(MVA)

S
max
(MVA)

S
min
=P
min
+jQ
min

(MVA)

S
min
(MVA)

1 40+23,73j 46,51 20+11,87j 23,26

Điện áp tính
toán U, (kv)
Điện áp ñịnh
mức mạngñiện
(kv)
1 40+j23,73 58,31 114,69
110
2 32+j18,99 80,62 105,65
3 22+j13,05 22,36 83,972
4 32+j18,99 104,40 107,75
5 37+j21,95 53,85 110,29
6 30+j17,80 92,20 103,82

Chọn ñiện áp ñịnh mức của mạng ñiện là
110
ñm
U kv
=

ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ HUYỀN PHƯƠNG
6
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
1.3 Cân bằng công suất trong HTĐ
1.3.1 Cân bằng công suất tác dụng
Phương trình cân bằng công suất
F yc
P P
∑ = ∑

Với

td
P
=0

dt
P
- công suất dự trữ trong hệ thống ñiện,
dt
P
=0
Vậy
1.193 5%.193 202,65
yc
P MW
∑ = + =

Kết luận: với
yc
P
∑
=202,65MW nguồn ñiện ñảm bảo yêu cầu cung cấp cho phụ tải
1.3.2 Cân bằng công suất phản kháng
Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng ñiện thiết kế
F yc
Q Q
∑ = ∑

Với
yc pti BA L C dt td
Q m Q Q Q Q Q Q


C
Q
∆
- tổng tổn thất công suất do ñiện dung của các ñường dây sinh ra, sơ bộ
lấy
L C
Q Q
∆ − ∆
=0

td
Q
- công suất phản kháng tự dùng trong NMĐ,
td
Q
=0

dt
Q
- công suất phản kháng dự trữ trong HTĐ,
dt
Q
=0
Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế ñộ cực ñại ñược xác ñịnh
trong bảng 1.1:
114,53
pti
Q MVAR
∑ =


ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ HUYỀN PHƯƠNG
8
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
CHƯƠNG 2: THÀNH LẬP CÁC PHƯƠNG ÁN LƯỚI ĐIỆN TÍNH TOÁN CHỈ
TIỂU KINH TẾ - KỸ THUẬT
2.1 Các phương án lưới ñiện
Các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của mạng ñiện phụ thuộc rất nhiều vào sơ ñồ mạng ñiện
của nó. Các sơ ñồ mạng ñiện cần phải có các chi phí nhỏ nhất ñảm bảo ñộ cũng cấp ñiện
cần thiết và chất lượng ñiện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ, thuận tiện và an toàn trong
vận hành.
Trên cơ sở phân tích những ñặc ñiểm của các nguồn cung cấp và các phụ tải cũng như
vị trí của chúng, có 3 phương án lưới ñiện như ở hình 2.1.1, 2,3.
2.1.1
Phương án lưới ñiện hình tia: PAIHình 2.1.1. Sơ ñồ mạch ñiện phương án I
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 2 3 4 5 6

3
,
8
5
2
2
,
3
6
ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ HUYỀN PHƯƠNG
9
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
2.1.2 Phương án lưới ñiện liên thông: PAII

Hình 2.1.2. Sơ ñồ mạch ñiện phương án II
2.1.3 Phương án lưới ñiện mạch vòng: PAIII

Hình 2.1.3. Sơ ñồ mạch ñiện phương án III
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 2

3
6
4
4
,
7
2
8
0
,
6
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
14
15 16
1
2
3
4

3
6
5
6,57
ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ HUYỀN PHƯƠNG
10
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
2.2 Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật
2.2.1 Cách thức chọn dây dẫn và tính tổn thất ñiện áp
2.2.1.1 Cách thức chọn dây dẫn
Các mạng ñiện 110 kV ñược thực hiện chủ yếu bằng các ñường dây trên không.
Các dây dẫn ñược sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), Đồng thời các dây dẫn
thường ñược ñặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép tuỳ theo ñịa hình ñường
dây chạy qua. Đối với các ñường dây 110 kV, khoảng cách trung bình hình học
giữa dây dẫn các pha bằng 5m (Dtb = 5m)
Đối với mạng ñiện cao áp do công suất lớn, chiều dài ñường dây lớn dẫn ñến
tiết diện ñường dây lớn từ ñó chi phí cũng lớn theo. Mắt khác mạng ñiện cao áp có
khả năng ñiều chỉnh ñiện áp , phạm vi ñiều chỉnh rộng do ñó ñiều kiện về tổn thất
ñiện áp không quan trọng bằng ñiều kiện kinh tế
Vì vậy khi chọn tiết diện dây dẫn ta chọn theo phương pháp mật ñộ kinh tế của
dòng ñiện (Jkt). Công thức 6.1 trang 220 (sách lưới ñiện & hệ thống ñiện_Trần
Bách_NXB khoa học và kỹ thuật)

ax
m
kt
kt
I
F
J

=
, A
Trong ñó :
n - là số lộ của ñường dây (ñường dây một mạch n=1 ; ñường dây hai mạch
n=2) ;
ñm
U
- là ñiện áp ñịnh mức của mạng ñiện, kV ;
Smax - là công suất chạy trên ñường dây khi phụ tải cực ñại, MVA.
Dựa vào tiết diện dây dẫn tính ñược theo công thức trên, ta tiến hành chọn tiết
diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các ñiều kiện về sự tạo thành vầng quang,ñộ bền
cơ của ñường dây và phát nóng trong các chế ñộ sau sự cố.
-

Để ñảm bảo cho ñường dây vận hành bình thường trong các chế ñộ sau sư cố
cần phải có ñiều kiện sau :

sc cp
I I
≤

trong ñó :

sc
I
là dòng ñiện chạy trên ñường dây trong chế ñộ sự cố

Icp
là dòng ñiện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn
-

% (15 20)%
bt
sc
U
U
∆ = −
∆ = −

Tổn thất ñiện áp trên ñường dây thứ i nào ñó khi vận hành bình thường ñược xác
ñịnh theo công thức :

2
( )
i i i i
ibt
dm
PR Q X
U kV
U
+
∆ =

Trong ñó : Pi, Qi – là công suất chạy trên ñường dây chứ i
Ri, Xi – là ñiện trở và ñiện khác ñường dây thứ i (tính toán dựa vào
bảng thông số các phương án)

R =
1
n
.r

Tính tiết diện dây dẫn NĐ-1 :

3 3
1max
1max
I
46,5
.10 .10
3. 2 3.11
1
122,06
0
NĐ
ñm
S
n U
−
= = =
(A)

1max
1
122,06
110,97
1,1
NĐ
kt
kt
I
F

6
5
NÐ
5
8
,
3
1
8
0
,
6
2
1
0
4
,
4
0
9
2
,
2
0
5
3
,
8
5
2

ñm
= 110 kV chọn
D=5 m (tra bảng 3 PL trang 259 sách thiết kế các mạng và hệ thống ñiện_Nguyễn Văn
Đạm_NXB khoa học và kỹ thuật 2008) ta có: r
0
= 0,27Ω/km; x
0
= 0,423 Ω/km.
Tổn thất ñiện áp ở chế ñộ bình thường:
R1= 0,27/2. 58,31= 7,87 Ω; X1=0,423/2.58,31=12, 33 Ω; P1, Q1 tính toán trong bảng
1.2
∆U
1bt
% =
1 1 1 1
2 2
. .
40.7,87 23,74.12,33
110
P R Q X
U
ñm
+ +
=
.100 = 5,02 %
Tổn thất điện áp ở chế độ sự cố:
∆U
1sc
% = 2.∆U
1bt

I
NĐ m
J
kt
−
=
= 88,77
ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ HUYỀN PHƯƠNG
15
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
Chọn dây dẫn AC-95, có tiết diện chuẩn là 95 mm
2
tra bảng 2 PL trang 258 (sách
thiết kế các mạng và hệ thống điện_Nguyễn Văn Đạm_NXB khoa học và kỹ thuật 2008)
ta có dòng điện cho phép I
cp
= 330 A.
Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
F
tc
= 95 mm
2
≥
70 mm
2
(thỏa mãn điều kiện)
Khi sự cố nặng nề nhất là đứt một dây, dây còn lại phải chịu một dòng điện là:
riêng đối với đường dây NĐ-3 là dây đơn nên không sét dòng điện sự cố
2 2 ax
2 2.97,65 195,30

P R Q X
U
ñm
+
+
=
.100 = 6,23 %
Tổn thất điện áp ở chế độ sự cố
2 2
2 2.6,23 12,46%
sc bt
U U
∆ = ∆ = =

Như vậy chọn dây dẫn AC-95 cho lộ NĐ-2
Các đoạn dây còn lại tính tương tự, ta có các bảng số liệu tính toán.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ HUYỀN PHƯƠNG
16
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
Bảng 2.2.1a Chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra sự cố
Đường
dây
Số lộ
Smax
(MVA)
Imax
(A)
Fkt
2
( )


(Ω/km)
ݔ
଴

(Ω/km)
R
(Ω)
X
(Ω)
NĐ-1 2 120 58,31 0,27 0,423 7,87 12,33
NĐ-2 2 95 80,62 0,33 0,429 13,30 17,29
NĐ-3 1 120 22,36 0,27 0,423 6,04 9,46
NĐ-4 2 95 104,40 0,33 0,429 17,23 22,39
NĐ-5 2 95 53,85 0,33 0,429 8,89 11,55
NĐ-6 2 95 92,20 0,33 0,429 15,21 19,78

Bảng 2.2.1c Tính toán giá trị tổn thất trong mạng ñiện
Đường dây
bt
U
∆
(%)
sc
U
∆
(%)
Đường dây
bt
U

17
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
2.2.2.2 Phương án II

Hình 2.2.2 Sơ ñồ mạng ñiện PAII
Theo phương án mạng điện liên thông Hình 2.2.2 đường dây liên thông là NĐ-2-4 các
phụ tải còn lại nối thẳng với nguồn
Tính toán tiết diện dây dẫn NĐ-2: đường dây này cấp điện cho cả PT 2 và PT 4
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ-2 có giá trị

2 2 4
32 18,99 32 18,99 64 37,98
NĐ
S S S j j j MVA
−
= + = + + + = +
=
74, 42 30, 69
MVA
∠

2max
NĐ
I
−

=
2max
.
. 3

3
4
6
5
NÐ
5
8
,
3
1
9
2
,
2
0
5
3
,
8
5
2
2
,
3
6
4
4
,
7
2

btmax
= 2.195,30 = 390,60A; I
sc
< I
cp
= 510 A. (thỏa mãn điều kiện)
Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây: với dây dẫn AC-185 tra bảng 2 và 3
trang 258-260 (sách thiết kế các mạng và hệ thống điện_NXB khoa học và kỹ thuật) ta có
r
0
=0.17 Ω/km; x
0
= 0.409Ω/km.
Tổn thất ñiện áp ở chế ñộ bình thường:
∆U
2bt
% =
2 2 2 2
64. .
. .
1 1
0,17.74,42 37,98. .0,409.74,42
2 2
2 2
110
P R Q X
U
ñm
+
+

ñm
S
I
n U
−
−
= = =
A
F
kt
=
97,65
ax
1.1
I
m
J
kt
=
= 88,77
2
mm

Chọn dây dẫn AC-95, có tiết diện chuẩn là 95 mm
2
, tra bảng 2 trang 258( sách thiết
kế các mạng & hệ thống ñiện_Nguyễn Văn Đạm_NXB khoa học và kỹ thuật 2008) ta có
dòng ñiện cho phép I
cp
= 330 A.

2 4max 2 4max
2 4
2 2
. .
10
0,33 0,429
32. 18,99
2 2
3,46%
0 100
110
bt
ñm
P R Q X
U
U
− −
−
+
∆ = = =
+

Tổn thất ñiện áp ở chế ñộ sự cố.:
2 4 2 4
2.
6,91%
2.3,46
sc bt
U U
− −

Imax
(A)
Fkt
2
( )
mm

Ftc
2
( )
mm

Isc
(A)
Icp
(A)
NĐ-1 2 40+j23,72 122,06 110,96 120 244,12 380
NĐ-3 1 22+j13,05 134,27 122,06 120 - 380
NĐ-5 2 37+j21,95 112,91 102,64 95 225,81 330
NĐ-6 2 30+j17,80 91,55 83,22 95 183,09 330
NĐ-2 2 64+j37,98 195,30 177,54 185 390,60 510
PT2-PT4 2 32+18,99 97,65 88,77 95 195,30 330

Bảng 2.2.2b Thông số của các ñường dây trong mạng ñiện
Đường
dây
Số lộ
Ftc
2
( )

∆
(%)
Đường dây
bt
U
∆
(%)
sc
U
∆
(%)
NĐ-1 5,02 10,04 NĐ-6 6,68 13,36
NĐ-3 2,12 - NĐ-2 8,80 17,60
NĐ-5 4,81 9,63 PT2-PT4 3,46 6,91

ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ HUYỀN PHƯƠNG
21
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
Từ kết quả tính toán và bảng số liệu 2.2.2c ta có :
max
max
% 12,26%
% 21,06%
bt
sc
U
U
∆ =
∆ =


9
2
,
2
0
5
3
,
8
5
2
2
,
3
6
56,
5
7
ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ HUYỀN PHƯƠNG
22
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
4 6 4 6 6 6
4
6 4 6 6
( ) .
NĐ NĐ
NĐ
NĐ NĐ
S l l S l
S

6 4
32,27 19,15 (29,73 17,64) 2,54 1,51
S j j j MVA
−
= + − + = +

Ta thấy
6 4
S
−
>0 vậy điểm 4 là điểm phân công công suất
Dòng điện chạy trên đoạn NĐ-4 bằng :
I
NĐ-4
=
2 2
3
29,73 17,64
.10 181,44A
3.10
+
=Tiết diện dây dẫn bằng :
2
4
181,44
164,95
1,1


ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ HUYỀN PHƯƠNG
23
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
Chọn dây AC-185 có
510
cp
I A
=

Dòng điện chạy trên đoạn 6-4 là :
2 2
3
6 4
2,54 1,51
10 15,71
3.110
I A
−
+
= =

Tiết diện
2
6 4
15,51
14,10
1,1
kt
F mm

Tính tổn thất ñiện áp trong mạch vòng : trong mạch vòng này chỉ có 1 điểm phân chia
công suất là nút 4, do đó nút này sẽ có điện áp thấp nhất trong mạch vòng, nghĩa là điện
áp lớn nhất trong mạch vòng bằng

max 4
% %
bt
bt
NĐ
U U
−
∆ = ∆
=
2
29,73.21,92 17,64.4
100
3,4
11,72%
110
3
+
=

Khi ngừng đoạn NĐ-6, tổn thất trên NĐ-4 bằng :

4
2
(29,73 2,54).21,92 (17,64 19,15).43,43
100 24,44%
110

+
∆ = =

Tổn thất điện áp trên đoạn 6-4 :
6 4
2
29,73.26,02 17,64.24,89
100 10,02%
110
sc
U
−
+
∆ = =

Các đường dẫn khác tính tương tự ta có bảng số liệu tổng hợp kết quả tính
Bảng 2.2.3a Chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra sự cố
Đường dây

Số lộ
Smax
(MVA)
Imax
(A)
Fkt
2
( )
mm

Ftc

(km)
ݎ
଴

(Ω/km)
ݔ
଴

(Ω/km)
R
(Ω)
X
(Ω)
NĐ-1 2 120 58,31 0,27 0,423 7,87 12,33
NĐ-2 2 95 80,62 0,33 0,429 13,30 17,29
NĐ-3 1 120 22,36 0,27 0,423 6,04 9,46
NĐ-5 2 95 53,85 0,33 0,429 8,89 11,55
NĐ-4 1 150 104,40 0,21 0,416 21,92 43,43
NĐ-6 1 185 92,20 0,17 0,409 15,67 37,71
PT6-PT4 1 70 56,57 0,46 0,44 26,02 24,89

ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ HUYỀN PHƯƠNG
25
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN LỚP 52KTĐ
Bảng 2.2.3c Tính toán giá trị tổn thất trong mạng ñiện
Đường dây
∆Ubt
(%)
∆Usc
(%)

Kết luận : từ kết quả tính toán thì PAI và PAII đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật, sử dụng
tính toán phương án kinh tế
2.3 Tính toán chỉ tiêu kinh tế
2.3.1 Phương pháp tính toán chỉ tiêu kinh tế
Vì các phương án so sánh của mạng điện có cùng điện áp định mức, do đó để đơn
giản ta không cần tính vốn đầu tư vào các trạm hạ áp.

Chỉ tiêu kinh tế được sử dụng để so sánh các phương án là các chi phí tính toán
hàng năm, được xác định theo công thức: