Đồ án môn học lưới II GVHD: Phạm Văn Hòa
Đồ án môn học lưới điện
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện
1
Đồ án môn học lưới II GVHD: Phạm Văn Hòa
MỤC LỤC
Lời nói đầu ……………………………………………………………………. 1
Chương I - TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT , XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN
2
1.1. Phân tích nguồn và phụ tải ……………………………………………………….
2
1.2.Tính toán cân bằng công suất …………………………………………………….
4
1.3.Xây dựng các phương án nối dây …………………………………………………
5
Chương II – TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT,CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
( TIẾN HÀNH CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN)
2.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ,chọn cấp điện áp ……………………………. 9
2.2 Chọn tiết diện dây dẫn ( theo từng lộ ) …………………………………………
9
2.3 Tính toán kinh tế - kỹ thuật chọn phương án tối ưu ……………………………
11
TÍNH TOÁN CỤ THỂ CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN
A-Phương án 1 ………………………………………………………………………
13
B-Phương án 2 ………………………………………………………………………
22
Chương III – CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH
3.1. Sơ đồ nối điện chính ……………………………………………………………
27
3.2. Chọn máy biến áp ……………………………………………………………….

không thể thiếu được vì vậy việc phát triển nguồn điện là hết sức cần thiết. Trong một số
năm vừa qua cũng như những năm tiếp theo, Nhà nước cùng với ngành điện đã và đang
mở rộng, lắp đặt nhiều dây chuyền sản xuất điện năng đáp ứng nhu cầu sử dụng điện cho
công cuộc công nghiệp hoá, hiện đai hoá đất nược và đời sống sinh hoạt của nhân dân.
Trong vài thập kỷ qua, do các ngành khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, nhất là
khoa học công nghệ thông tin. Máy tính và kỹ thuật vi xử lý đã được ứng dụng rộng rãi
vào tất cả các ngành công nghiệp, kinh tế, đời sống xã hội. Ngành điện cũng không nằm
ngoài xu thế tất yếu đó.
Ngày nay trên thế giới,hệ thống điện đã phát triển theo con đường tập trung hóa sản
xuất điện năng trên cơ sở những nhà máy lớn hợp nhất các hệ thống năng lượng vì vậy
mỗi chúng ta phải học hỏi,trau dồi kiến thức khoa học kỹ thuật góp phần đưa nghành hệ
thống điện ta có thể theo kịp tốc độ phát triển trên toàn thế giới.
Trong hệ thống điện của nước ta hiện nay,quá trình phát triển phụ tạo,gia tăng rất
nhanh.Do vậy việc qui hoạch thiết kế mới và phát triển mạng điện đây là vấn đề cần được
quan tâm của nghành điện nói riêng và của cả nước nói chung.
Đồ án môn học “Lưới điện”là một sự tập dượt lớn cho các sinh viên nghành hệ thống
điện làm quen với các hệ thống cung cấp điện.Công việc làm đồ án giúp cho sinh viên vận
dụng kiến thức đã học để nghiên cứu thực hiện một nhiệm vụ tương đối toàn diện về lĩnh
vực sản xuất,truyền tải và phân phối điện năng.
Sau hơn 2 năm học tập tại trường đại học điện lực được các thầy cô giáo tạo điều kiện
thuận lợi cho em làm đồ án môn học.Đặc biệt là sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy chủ nhiệm
PGS-TS Phạm Văn Hòa, đến nay bản đồ án môn học của em đã hoàn thành.Vì đây là lần
đầu tiên em làm quen với đồ án ,kinh nghiệm năng lực còn hạn chế nên bản đồ án không
tránh khỏi những thiếu sót .Em kính mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong
khoa ,nhà trường để bản đồ án của em hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên : Hoàng Văn Ninh
Phần I –Thiết kế lưới điện khu vực
Chương 1 : TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT , XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN:
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện

TT
Max Min Loại hộ
P (MW) Q (MWAr) P(MW) Q(MVAr)
1
45 27,9 31,5 19,53 1
2
40 24,8 28 17,36 2
3
35 21,7 24,5 15,19 1
4
30 18,6 21 13,02 2
5
30 18,6 21 13,02 1
6
25 15,5 17,5 10,85 2
6
1i=
∑
205 127,1 143,5 88,97
Bảng 1.1-Số liệu các phụ tải của lưới điện thiết kế
1.1.2.Phân tích nguồn và phụ tải
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện
4
Đồ án môn học lưới II GVHD: Phạm Văn Hòa
Nhiệm vụ của thiết kế mạng lưới điện và hệ thống điện là nghiên cứu và phân
tích các giải pháp ,phương án để đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải với chi phí
nhỏ nhất nhưng không hạn chế độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng.
Để chọn phương án tối ưu cần tiến hành phân tích những đặc điểm của các
nguồn cung cấp điện và dự kiến sơ đồ nối điện sao cho đạt hiệu quả kinh tế cao – Kỹ
thuật cao nhất.

Đồ án môn học lưới II GVHD: Phạm Văn Hòa
1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng:
Phương trình cân bằng:
P
trạm
= m∑P
ptj
+∑∆P
mạng
(1)
Trong đó:
+ P
trạm
: công suất tác dụng của trạm
+ m∑P
ptj
: tổng công suất tác dụng của các phụ tải .
+ ∑∆P
mạng
: tổn hao trên đường dây và máy biến áp bằng khoảng 5%m∑ P
ptj
+ m=1:là hệ số đồng thời.
Thay số liệu từ bảng (1.1) vào biểu thức (1) ta được:
Khi phụ tải max:
P
trạm
=(1+0,05)* m∑P
ptj
=1,05* m∑P
ptj

j
+ ∑Q
MBA
(2)
Trong đó:
+ Q
Trạm
: là công suất phản kháng do hệ thống cung cấp:
Từ : cos φ
Ht
= 0,85 => tg φ
Ht
= 0,62
+ m∑Q
Pt
: là tổng phụ tải cực đại của các hộ tiêu thụ có tính đến hệ số đồng thời
m = 1.
+ ∑Q
MBA
:tổng tổn thất công suất trong máy biến áp và bằng khoảng 15% m
∑P
ptj
*tgφ
j
Từ : cosφ
j
=0,85 => tgφ
j
=0,62
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện

tgφ
h
=1,15*127,1 – 215,25*0,62
=12,71 (MVAr)
Bảng bù công suất cưỡng bức:
Bảng công suất các phụ tải sau khi bù cưỡng bức là:
Phụ tải 1 2 3 4 5 6
P
i
45 40 35 30 30 25
Q
i
21,19 18,8 21,7 18,6 18,6 15,5
1.3 Xây dựng các phương án nối dây
1.3.1Xây dựng các phương án nối dây
a. Dự kiến các phương 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
vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có chi phí nhỏ nhất,đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện
cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầucủa các hộ tiêu thụ,thuận tiện và an toàn trong
vận hành,khả năng phát triển trong tương laivà tiếp nhận các phụ tải mới.Các hộ phụ tải
loại (I) được cấp điện bằng đường dây hai mạch hoặc mạch vòng,các hộ phụ tải loại (II)
được cấp điện bằng đường dây một mạch.
Các yêu cầu chính đối với mạng điện:
- Cung cấp điện liên tục
- Đảm bảo chất lượng điện năng
- Đảm bảo thuận lợi cho thi công ,vận hành và tính linh hoạt cao
-Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị
-Đảm bảo kinh tế
Trên cơ sở phân tích những đặc điểm của nguồn điện A và các hộ phụ tải cũng như
vị trí địa lý của chúng ta có thể đưa ra các phương án nối dây như sau:

(5)
A
45 Km
40 Km
31,5 Km
40 Km
45 Km
45 Km
Phương án 1 Phương án 2
A
4
0

K
m
4
0

K
m
4
0

K
m
4
5

K
m


K
m
( 1 )
( 2 )
( 5 )
( 6 )
( 3 )
( 4 )
31,5 Km
4
0

K
m
4
2
,
5

K
m
Phương án 3 Phương án 4
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện
8
Đồ án môn học lưới II GVHD: Phạm Văn Hòa
(2)
(1)
(3)
(4)

-Khả năng phát sinh sự cố mất điện là tương đối lớn vì sự cố ở đoạn đường này
có thể ảnh hưởng trực tiếp đến đoạn đường kia.
Phương án 4 :
Ưu điểm:
- Tổng chiều dài đường dây nhỏ nên nên vốn đầu tư xây dựng mạng điện có thể ít
hơn hình tia
- Việc tổ chức thi công thuận lợi khối lượng kim loại màu ít hơn mạng điện hình tia.
Nhược điểm :
- Vì khoảng cách dẫn điện từ nguồn tới phụ tải thứ 2 tương đối xa nên tổn thất
điện năng cũng như tổn thất điện áp lớn.
-Mô hình xây dựng trạm phức tạp tốn nhiều thiết bị
- Khả năng phát sinih sự cố mất điện tương đối lớn
Phương án 5:
Ưu điểm:
- Khả năng xảy ra sự cố mất điện là tương đối ít
-Có khả năng sử dụng thiết bị đơn giản rẻ tiền,thiết bị bảo vệ rơle đơn giản
Nhược điểm:
-Công tác thăm dò khảo sát phức tạp hơn vì diện tích trải rộng
-Để đảm bảo điều kiện vầng quang nhiều truờng hợp phải tăng tiết
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện
10
Đồ án môn học lưới II GVHD: Phạm Văn Hòa
Chương 2:TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT ,CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
2.1. Tính toán phân bố công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp
2.1.1. Tính toán phân bố công suất sơ bộ
Phân bố lại công suất cho từng đoạn đường dây không xét đến tổn thất
2.1.2 . Chọn cấp điện áp
a.Nguyên tắc chọn
Điện áp định mức của mạng điện ảnh hướng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế -kỹ
thuật,cũng như các dặc trưng kỹ thuật của mạng điện.

được độ bền cơ ,do đó được sử dụng rộng rải trong thực tế.Vì mạng điện thiết kế là mạng
110 (KV) có chiều dài lớn nên tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ dòng kinh tế
Tiết diện kinh tế được tính theo công thức :

kt
ilvA
iA
J
I
F
max
−
−
≥
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện
11
Đồ án môn học lưới II GVHD: Phạm Văn Hòa
Trong đó :
+ F
i
: Là tiết diện dây dẫn của đoạn đường dây thứ i ; (mm
2
)
+
max
lv
I
:Là dòng điện chạy trên đoạn đường dây thứ i khi phụ tải cực đại (A)
J
kt

chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang,độ bền cơ của đường
dây và điều kiện phát nóng trong các chế độ trước ,sau sự cố.
-Đối với đường dây 110 kV để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần
phải có tiết diện F≥ 70 mm
2
.
-Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với các điều kiện về vầng
quang của dây dẫn cho nên không cần 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 điều kiện sau:
I
cb
≤ k
1*
k
2*
I
cp
Trong đó: I
cb
: dòng điện chạy trên đường dây :
Ở chế độ làm việc bình thường: I
cb
=
max
ilvA
I
−
, chế độ sự cố :I
cb

=1
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện
12
Đồ án môn học lưới II GVHD: Phạm Văn Hòa
2.2.3 Tính toán tổn thất điện áp, tổn thất công suất và tổn thất điện năng
 Tổn thất điện áp:
2
. .
%
dm
P R Q X
U
U
+
∆ =
100
Trong đó: R= (r
0i
*l
i
)/n ; X= (x
0i
*l
i
)/n
n = 1: nếu lộ đơn ; n = 2 :nếu lộ kép
 Tổn thất công suất:
2 2
2
( )

d
+ ΔA * c
Trong đó: + a
tc
là hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn, lấy a
tc
= 0,125.
+ V
d
vốn đầu tư xây dựng trạm điện, chỉ tính đến vốn xây dựng đường
dây: V
d
= ∑V
i
= C
i
* l
i
.
C
i
vốn đầu tư xây dựng 1Km dây đơn thứ i (đ/Km). Nếu là dây kép thì chi phí xây dựng
1km đường dây bằng 1,6 lần chi phí xây dựng 1 Km đường dây đơn cùng loại ( đ/Km).
+ l
i
chiều dài đoạn đường dây thứ i (Km).
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện
13
Đồ án môn học lưới II GVHD: Phạm Văn Hòa
+ ΔA tổn thất điện năng hàng năm của mạng điện (KWh).

TÍNH TOÁN CỤ THỂ CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN
A – PHƯƠNG ÁN 1
I-A:Phân bố công suất sơ bộ :
s
3 =35+ j 21,7
s
4 =30+ j 18,6
s
6 =25+ j 15,5
s
5 =30+ j 18,6
s
2 = 40+ j 18,6
s
1 =45+ j 21,19
S
A
3
=
4
1
,
1
2
+
j
2
3
,
1

7
5
s
A
5

=
7
0
+

j

3
7
,
4
A
4
0

K
m
4
0

K
m
4
0

,
5

K
m
S
A1
=
(45 j21,19)(42,5 31,5) (35 j21,7)31,5
40 42,5 31,5
+ + + +
+ +
= 38,88+j19,75 (MVA)
S
13
= S
1
- S
A1
= (45 -38,88) + j(21,19 – 19,75) =6,12 + j1,44 (MVA)
S
A3
= S
3
+ S
13
=(35 + 6,12) + j(21,7+1,44) =41,12 + j23,14 (MVA)
S
A5
= S

nhj
U
= 99,205 (kV)
Tính toán tương tự với các đoạn dây còn lại ta có kết quả trong bảng sau:
Nhánh A-1 1-3 A-3 A-4 A-6 A-5 5-2
Chiều dài ( Km ) 40 42,5 31,5 42,5 40 45 40
Công suất ( MW ) 38,88 6,12 41,12 30 25 70 40
n 1 1 1 1 1 2 1
U
nh
( KV ) 111,67 51,43 113,95 99,205 91,04 106,75 113,17
Dựa vào kết quả tính toán của bảng trên có thể rút ra kết luận :Chọn cấp điện
áp định mức cho mạng điện là: U
đm
= 110 (kV)
III-A.Chọn tiết diện dây dẫn cho từng đoạn dây kiểm tra điều kiện
vầng quang ,phát nóng ,tổn thất điện áp và tốn thất công suất
Chọn tiết diện dây dẫn cho đoạn đường dây A-1
Dòng công suất cực đại chạy đoạn đường dây là:
S
max
=S
A-1
=(38,88 + j19,75) (MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
Tiết diện dây dẫn: Tra bảng chọn tiết diện gần nhất :AC -240 (TK2) =>Thỏa mãn điều kiện vầng quang
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện

31
max
A
U
QQPP
I
đm
SC
=
+++
=
+++
=
Ta thấy : = 476,43 k
1
*k
2
*I
cp
= 532,4 A => đạt yêu cầu .
Vậy ta chọn dây AC- 240
Chọn tiết diện dây dẫn cho đoạn đường dây A-3
Dòng công suất cực đại chạy đoạn đường dây là:
S
max
=S
A-3
=(41,12 + j23,14) (MVA)
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
=

31
2
31
max
A
U
QQPP
I
đm
sc
=
+++
=
+++
=
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện
17
Đồ án môn học lưới II GVHD: Phạm Văn Hòa
Ta thấy : =476,43 k
1
*k
2
*I
cp
= 532,4 A => đạt yêu cầu .
Vậy ta chọn dây AC- 240
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện
18
Đồ án môn học lưới II GVHD: Phạm Văn Hòa
Chọn tiết diện dây cho đoạn đường dây 1-3

*3
3
22
3
2
1
2
1
max
A
U
QP
I
đm
sc
=
+
=
+
=
Ta thấy : =261,064 k
1
*k
2
*I
cp
= 290,4 (A) => đảm bảo yêu cầu .
Vậy ta chọn dây AC- 95 cho các đoạn đường dây 1-3.
Tổn thất điện áp không xét đến tổn thất công suất :
Dây AC -240 có : r

0A-3
*l
A-3
= 0,131*31,5 = 4,126 ( )
X
A-3
= x
0A-3
*l
A-3
= 0,401*31,5 = 12,631 ( )
SVTH: Hoàng Văn Ninh_Đ3H3 Khoa: Hệ Thống Điện
19
Đồ án môn học lưới II GVHD: Phạm Văn Hòa
R
1-3
= r
01-3
*l
1-3
= 0,33*42,5 = 14,025 ( )
X
1-3
= x
01-3
*l
1-3
= 0,429*42,5 = 18,233 ( )

Lúc sự cố

2
1
=
+++
=∆
−scA
U
Hỏng A-3 :
A
(1)
(3)
S
1
=45+j21,19
S
3
=35+j21,7
S
A
1
=
8
0
+
j

4
2
,
8

110
04,16*19,2124,5*45
2
31
=
+
=∆
−
sc
U
Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:
A-1: ∆P
A-1
=
=
+
−
−−
1
2
2
1
2
1
*
A
dm
AA
R
U

)(759,0126,4*
110
14,2312,41
2
22
MW
=
+

1-3:
∆P
1-3
=
=
+
−
−−
31
2
2
31
2
31
* R
U
QP
dm
)(046,0025,14*
110
44,112,6

1
*k
2
*I
cp
= 0,88*1*510=448,8 A
Sự cố nặng nề nhất là đứt một mạch khi đó dòng điện lớn nhất chạy trên dây dẫn là :
= 2* = 2*208,28 = 416,56 ( A )
Ta thấy =416,56 (A) < k
1
*k
2
*I
cp
= 448,8 ( A )
Vậy dây dẫn dảm bảo yêu cầu : Chọn dây AC -185 .
Chọn dây dẫn cho đường dây 5-2 :
Công suất cực đai chạy trên đoạn dây là :
S
5-2
= 40 +j 18 ,8 ( MVA)
Dòng điện cực đại chạy trên đó là :
=
F
5-2
≥ =
Chọn dây dẫn có tiết diện gần nhất là : AC -185(TK1) => Đảm bảo điều kiện vầng
quang
Kiểm tra điều kiện phát nóng :
Do là đường dây đơn nên dòng điện lớn nhất chạy trên đường dây dẫn khi phụ tải

0
*l
5-2
= 0,17*40 = 6,8 ( )
X
5-2
= x
0
*l
5-2
= 0,409*40 = 16,36 ( )

= 2* % = 2*5,057 + 4,79 = 14,904 %
Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:
A-5: ∆P
A-5
=
=
+
−
−−
5
2
2
5
2
5
*
A
dm

110
8,1840
2
22
MW
=
+
Chọn tiết diện cho đoạn đường dây A-4 :
Dòng cộng suất cực đại trên đường dây là:
S
A-4
= 30 +j 18,6 MVA
Dòng điện làm việc cực đại chạy trên đoạn dường dây là:

max
4−lvA
I
=
=> F
A-4
≥
kt
lvA
J
I
max
4−
=
Chọn dây dẫn có tiết diện gần nhất là dây AC- 185 (TK1) =>thỏa mãn điều kiện vầng quang.
Kiểm tra điều kiện phát nóng :

A-4
= 0,17* 42,5 = 7,225 ( )
X
A-4
= x
0
*l
A-4
= 0,409 * 42,5 = 17,38 ( )
Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:
A-4: ∆P
A-4
=
=
+
−
−−
4
2
2
4
2
4
*
A
dm
AA
R
U
QP

Dây AC-150 đặt ngoài trời có I
cp
= 445 ( A ) .
Ta thấy:
max
6−lvA
I
= 154,389 A < k
1
*k
2
*I
cp
= 391,6 ( A )
Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng cần thiết . Vậy chọn dây dẫn AC-150
Xét tổn thất điện áp trên đường dây :
Dây AC – 150 có : r
0
= 0,21 ( ) và x
0
= 0,416 ( )
R
A-6
= r
0
*l
A-6
= 0,21* 40 = 8,4 ( )
X
A-6

)(601,04,8*
110
5,1525
2
22
MW
=
+
IV-A . Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án tối ưu
Tính kinh tế:
Ta có hàm chi phí tính toán : Z = a
tc
* V
d
+ ΔA* c
Với a
tc
= 0,125
V
d
= (40*500 + 31,5*500 + 42,5*283 + 42,5*411 + 1,6*45*411 + 40*411+ 40*403) *10
6

= 127397*10
6
đ
Tổng tổn thất công suất:
ΔP
∑
= 0,824+0,759+0,046+1,991+1,098+0,744+0,601=6,063 (MW)