Đồ án môn học mạng lới điện
Mục luc
Mục luc 1
Chơng I: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện 3
I. Cân bằng công suất tiêu dùng 4
II. Cân bằng công suất phản kháng 4
Chơng II: Lựa Chọn Các Phơng án Nối Dây Của Mạng Điện Và So Sánh Các
Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật 7
A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế 7
B. Tính toán cụ thể cho từng phơng án 10
I. Phơng án I: 10
1. Điện áp ĐM mạng điện 10
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng 11
3. Tính tổn thấp điện áp 12
II. phơng án II: 14
1. Điện áp định mức của mạch điện 14
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra đk phát nóng 15
3. Tính tổn thất điện áp 15
III. Phơng án III: 16
1. Sơ đồ nối dây: 16
2. Điện áp định mức của mạng điện 16
3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng 16
4. Tính tổn thất điện áp 17
IV. Phơng án IV 17
1. Sơ đồ nối dây: 17
2. Điện áp định mức của mạng điện 18
3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng 18
4. Tính tổn thất điện áp 19
V. Phơng án V 20
1. Sơ đồ nối dây: 20
2. Chọn điện áp định mức cho mạng 20

dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân vì điện
năng là nguồn năng lợng có thể dễ dàng chuyển hoá thành các dạng năng lợng
DHBKHN
Đồ án môn học mạng lới điện
khác. Chính vì vậy trớc khi xây dựng một hệ thống một khu công nghiệp hoặc
một khu dân c ng ời ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện, nhu cầu về
điện không ngừng tăng trong giai đoạn trớc mắt và còn trong phải dự trù cho
phát triển trong tơng lai gần.
Đồ án môn học Mạng Lới Điện là một bớc thực dợc quan trọng cho sinh
viên nghành Hệ Thống Điện bớc đầu làm quen với những ứng dụng thực tế.
Đây là một đề tài hết sức quan trọng cho một kĩ s điện trong tơng lai có thể
vận dụng nhằm đa ra đợc những phơng án tối u nhất.
Trong đồ án thiết kế môn học Mạng Lới Điện em đã sử dụng các tài liệu
sau:
1. Giáo trình Mạng Lới Điện của tác giả Nguyễn Văn Đạm
2. Giáo trình Thiết Kế Các Mạng Và Hệ Thống Điện của tác
giả Nguyễn Văn Đạm.
3. Giáo trình Nhà Máy Điện Và Trạm Biến áp của đồng tác
giả Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch,
Lã Văn út, Phạm Văn Hoà.
Nội dung đề án gồm những phần sau:
Chơng I : Cân bằng công suất trong hệ thống
Chơng II : Dự kiến các phơng án và so sánh về mặt kĩ thuật
Chơng III : So sánh các phơng án về mặt kinh tế
Chơng IV : Chọn số lợng, công suất MBA và sơ đồ nối dây
Chơng V : Tính chính xác trạng thái vận hành của LĐ
Chơng VI : Lựa chọn phơng thức điều chỉnh điện áp
Chơng VII: Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật
Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không thể
tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong thầy cô trong bộ môn góp ý để bản đồ

: Công suất tiêu dùng phát ra của nguồn


YC
P
: Tổng công suất tiêu dùng yêu cầu của hệ thống
Mà:

YC
P
= m

Pt
P
+

P
mđ
+

td
P
+

dt
P
m : Là hệ số đồng thời ( ở đây lấy m = 1)

Pt
P


td
P
,

dt
P
: Tổng công suất tự dùng và công suất dự trữ
của mạng.
ở đây:

dt
P
=

td
P
= 0 Vì

F
P
coi nh lấy từ thanh cái cao áp.
Vậy:
F
P

=

YC
P

F
= 0,85

tg

F
= 0,6197)
Vậy

F
Q
= 184,8 . 0,6197 = 114,52 (MVAR)

YC
Q
= m

maxi
Q
+


BA
Q
+


L
Q
+Q

6
Từ số liệu đã cho ta tính đợc các công suất phản kháng của các hệ
phụ tải bằng công thức
Q
i
= P
i
.Tg
i

Theo đề Cos
i

= 0,85

Tg
i

= 0,6197
Sau khi tính toán ta thu đợc bảng sau:
Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6
P
i
(MW) 30 32 24 28 30 32
Q
i
(MVAR) 18,591 19,83 14,875 17,352 18,591 19,83
Vậy :

maxi

BA
Q
=15%

maxi
Q
= 109,067 . 15% = 16,36 (MVAR)
Vậy

YC
Q
= 109,067 +16,36 = 125,427 (MVAR)
So sánh

F
Q
với

YC
Q
ta thấy:
DHBKHN
Đồ án môn học mạng lới điện


F
Q
<

YC

1
- tg

2
) = Q
i
- P
i
tg

2

1
,

2
: Các pha trớc và sau khi bù
Cos

2
= 0,9

tg

2
=0,484
Phụ tải 2 : Q
b2
= Q
2

( Q
b2
+ Q
b3
+Q
b5
)
=10,907-(1,321+ 4,342+4,071)
=1,173 (MVAR)
Đối với phụ tải 4 : Q
b4
=Q
4
P
4
tg

2
Nên tg

2
=
4
44
P
QQ
b

=
28

Đồ án môn học mạng lới điện
Phụ tải 2 32 19,83 0,85 32 4,342 0,9
Phụ tải 3 28 14,873 0,85 28 1,321 0,9
Phụ tải 4 24 17,352 0,85 24 1,173 0,866
Phụ tải 5 30 18,591 0,85 30 4,071 0,9
Phụ tải 6 32 19,83 0,85 32 0 0,85
Chơng II: Lựa Chọn Các Phơng án Nối Dây Của Mạng
Điện Và So Sánh Các Phơng án Về Mặt Kĩ Thuật
A. Dự kiến các phơng án của mạng điện thiết kế
Theo yêu cầu là mức đảm bảo cung cấp điện cho các hộ loại 1:
Mà hộ loại 1 là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu nh ngừng cung cấp
điện có thể gây ra nguy hiểm đến tính mạng và sức khoẻ con ngời, gây thiệt
hại nhiều về kinh tế, h hỏng về thiết bị làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn
các quá trình công nghệ phức tạp ( VD: Các lò luyện kim loại, thông gió trong
hầm lò và trong các nhà máy sản xuất hoá chất độc hại )
- Khi CCĐ cho các phụ tải thì yêu cầu đối với mạng điện là:
+ Độ tin cậy CCĐ cho các phụ tải phải cao
+ Phải đảm bảo chất lợng điện năng
+Về kinh tế: Giá thành phải hạ, tổn thất điện năng phải nhỏ
+ An toàn đối với ngời và thiết bị
+ Linh hoạt trong vận hành và phải có khả năng phát triển trong tơng
lai, phù hơp với sự phát triển của KHCN trong tơng lai.
- Vì các hộ loại 1 có tính chất quan trọng nh vậy nên phải đợc CCĐ
liên tục không đợc mất điện. Khi chọn các phơng án ta phải chọn sao cho các
phụ tải đợc cung cấp từ hai nguồn độc lập. Dựa vào các vị trí địa lí và yêu cầu
ta lựa chọn 5 phơng án nối dây nh sau:

Ph ơng án 1:
DHBKHN
§å ¸n m«n häc m¹ng líi ®iÖn


N
1
2
3
4
5
6
Ph ¬ng ¸n 5:
DHBKHN
Đồ án môn học mạng lới điện

N
1
2
3
4
5
6

B. Tính toán cụ thể cho từng phơng án
I. Phơng án I:

N
1
2
3
4
5
6

thờng đợc lựa chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện J
KT
Dự kiến dùng dây AC trên không, đặt trên các đỉnh tam giác đều có
khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là: D
tb
= 5m. Với tg sử dụng
công suất cực đại T
max
= 5000(h) thì mật độ kinh tế của dòng điện là:
J
kt
=1,1(A/mm
2
)
Tiết diện kinh tế cuả dây dẫn đợc tính theo công thức:
F
i
=
kt
i
J
I
max
Trong đó:
F
i
: Tiết diện tính toán của đây theo mật độ kinh tế
I
j
max

với I
SC
= 2. I
MAX
Trong đó:
DHBKHN
Đồ án môn học mạng lới điện
I
SC
:Dòng điện khi sự cố
I
MAX
:Dòng điện chạy trên các đoạn đờng dây ở chế độ phụ
tải cực đại
I
CP
: Dòng điện cho phép lớn nhất ( Phụ thuộc vào bản
chất và tiết diện dây dẫn)
Cụ thể đối với đoạn N-1:
I
N-1 MAX
=
110.32
591,1830
22
+
. 10
3
= 92,6 (A)
Tiết diện kinh tế của dây dẫn:

Tính toán tơng tự cho các đờng dây còn lại ta có bảng sau:
Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6
L(km) 50 72,11 80,62 58,31 63,24 50,99
P(MW) 30 32 28 24 30 32
Q(MVAR) 18,591 19,83 14,873 17,352 18,591 19,83
I
MAX
(A) 92,6 98,8 83,2 77,72 92,6 98,8
F(mm
2
) 84,18 89,82 75,64 70,66 84,2 84,18
F
TC
(mm
2
) AC-95 AC-95 AC-70 AC-70 AC-95 AC-95
I
SC
(A) 185,2 197,6 166,4 155,44 185,2 197,6
I
CP
(A) 330 330 265 265 330 330
Vậy các đoạn đờng dây đã chọn đều thoả mãn điều kiện vầng quang và
điều kiện phải nóng.
3. Tính tổn thấp điện áp
Các thông số thay thế của đờng dây
DHBKHN
Đồ án môn học mạng lới điện
- Đờng dây 1 mạch: R= r
0

đờng
dây
F
TC
(mm
2
)
L
(km)
R
0
(
km

)
X
0
(
km

)
B
0
.10
-6
(s/km)
R
(

)

i
P
: Tổng cs truyền trên đơng dây thứ i

i
Q
: Tổng cspk truyền trên đờng dây thứ i
R
i
: Điện trở t/đ của đoạn dây thứ i
X
i
: Điện dẫn pk của đoạn dây i
Yêu cầu về tổn thất điện áp:
Tổn thất điện áp lúc bình thờng

U
MAXbt
% <= (10-15)%
Tổn thất điện áp lớn nhất khi xẩy ra sự cố nặng nề

U
MAXsc
%<= (20-25)%
Tổn thất ở đoạn N-1

U
N1
%=
2

% = 2.3,69 = 7,38%
Tính toán cho các đoạn mạch còn lại ta có bảng sau:
Vậy H điện áp lớn nhất ở chế độ bình thờng là:

U
MAXbt
% = 6,47
Tổn thất điện áp lớn nhất khi có sự cố là:

U
MAXSC
% = 12,94
II. phơng án II:

N
1
2
3
4
6
5
1. Điện áp định mức của mạch điện
Tính toán tơng tự nh phơng án 1 ta có bảng sau:
Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-6 6-5
L(Km) 50 72,11 36,05 58,31 50,99 31,62
P(MW) 30 60 28 24 62 30
Q(MVAR) 18,591 34,703 14,873 17,352 38,421 18,591
U
đm
(KV)

) AC-95 AC-150 AC-70 AC-70 AC-185 AC-95
I
SC
(A) 186,24 363,8 166,4 155,44 382,84 186,24
I
CP
(A) 330 445 265 265 510 330
R
0
(
km

)
0,33 0,21 0,460 0,46 0,17 0,33
X
0
(
km

)
0,429 0,416 0,442 0,442 0,409 0,429
b
0
.10
-6
(s/km) 2,65 2,74 2,58 2,58 2,84 2,65
R(

) 8,25 7,57 8,29 13,41 4,33 5,22
X(

N-6-5
=

U%
N-6
+

U%
6-5
Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:


U
MAXbt
%= 10,958%<15%
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:


U
MAXSC
%=21,916%<25%

DHBKHN
Đồ án môn học mạng lới điện
Vậy phơng án này thoả mãn các yêu cầu về kĩ thuật
III. Phơng án III:
1. Sơ đồ nối dây:

N
1

MAX
(A) 93,125 98,78 83,2 77,72 191,42 92,62
F
KT
(mm
2
) 84,66 89,8 76,64 70,65 174,02 84,2
F
TC
(mm
2
) AC-95 AC-95 AC-70 AC-70 AC-185 AC-95
I
SC
(A) 186,25 197,58 166,4 155,44 382,84 185,24
I
CP
(A) 330 330 265 265 510 330
R
0
(
km

)
0,33 0,33 0,46 0,46 0,17 0,33
X
0
(
km



U
MAXbt
%= 7,86%
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:

U
MAXSC
%=15,72%

Vậy phơng án này thoả mãn các yêu cầu về kĩ thuật
IV. Phơng án IV
1. Sơ đồ nối dây:
DHBKHN
Đồ án môn học mạng lới điện

N
1
2
3
4
5
6
2. Điện áp định mức của mạng điện
Bảng số liệu
Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-5 N-6
L(Km) 50 72,11 36,05 58,31 63,24 50,99
P(MW) 30 60 28 24 30 32
Q(MVAR) 18,591 34,703 14,873 17,352 18,591 19,83
U

3
22
+
.10
3
(A)
I
Sci
= 2.I
MAXi
Tính toán tơng tự các phơng phát trên ta có kết quả ở bảng sau:
X= X
0
.l/2 (

)
R=R
0
.l/2 (

)
B = 2b
0.
l (

)
Đoạn N-1 N-2 2-3 N-4 N-5 N-6
L(Km) 50 72,11 36,05 58,31 63,24 50,99
P(MW) 30 60 28 24 30 32
DHBKHN

(
km

)
0,429 0,416 0,442 0,442 0,429 0,429
b
0
.10
-6
(s/km) 2,65 2,74 2,58 2,58 2,56 2,65
R(

) 8,25 7,57 8,29 13,41 10,43 8,41
X(

) 10,725 14,99 7,97 12,89 13,56 10,94
B
0
10
-4
(S) 2,65 3,95 1,86 3,0 3,35 2,7
Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đêu thoả mãn đk phát nóng và điều
kiện vầng quang
4. Tính tổn thất điện áp

U
i
%=
2
dm

MAXSC
%=16,1%<25%

Vậy phơng án này thoả mãn các yêu cầu về kĩ thuật
DHBKHN
Đồ án môn học mạng lới điện
V. Phơng án V
1. Sơ đồ nối dây:

N
1
2
3
4
5
6
2. Chọn điện áp định mức cho mạng
Các đoạn N-1, N-2, N-3, N-6. Tính tơng tự nh đáp án, riêng với đoạn
mạch vòng, trớc khi tính toán phải xác định đợc dòng cs chạy trên các đoạn đ-
ờng dây
Ta có:
Công suất truyền tải trên đoạn N-4
S
N4
=
5454
555454
.)(
NN
NN

=
98,163
31,58).352,1724()31,5843,42)(591,1830( jj ++++
S
N5
= 26,96+j17,59 (MW)
S
45
=S
4
-S
5
=(27,04 26,96) + j(18,35-17,59)
S
45
=0,08+j. 0,76
Vậy 5 là điểm phân chia cs trong mạng lớn
DHBKHN
Đồ án môn học mạng lới điện

Từ kết quả tính đợc diện áp đoạn mạch của mạng nh sau:
Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4 4-5 N-5 N-6
L(Km) 50 72,11 80,62 58,31 42,43 63,24 50,99
P(MW) 30 32 28 24,08 0,08 29,92 32
Q(MVAR) 18,591 19,83 14,873 18,112 0,76 17,831 19,83
U
đm
(KV)
99,9 104,89 99,78 91,47 101,04 101,04 102,98
Chọn điện áp định mức cuả MĐ là 110KV

)
0,33 0,33 0,46 0,46 0,46 0,33 0,33
X
0
(
km

)
0,429 0,429 0,442 0,442 0,442 0,429 0,429
b
0
.10
-6
(s/km) 2,65 2,65 2,58 2,58 2,58 2,65 2,65
R(

) 8,25 11,89 18,54 26,82 19,752 20,86 8,41
X(

) 10,725 15,47 17,82 25,77 18,74 27,13 10,94
B
0
10
-4
(S) 2,65 3,82 4,16 1,5 1,09 1,67 2,7
DHBKHN
Đồ án môn học mạng lới điện
Tiết diện các đoạn dây dẫn đã chọn đêu thoả mãn đk phát nóng và điều
kiện vầng quang
4. Tổn thất điện áp

2
454454545545
XQXPXQQRPP
NN
+++++

=
100.
100
74,18.352,1752,19.2413,27.943,3586,20.64
2
+++
=25,65%
Đối với đoạn mạch hở tính tơng tự nh phơng án 1, kết quả tính toán có
trong bảng sau:
Đoạn N-1 N-2 N-3 N-4-5 N-6

U% 3,69 2,53 6,47 4,7 4,02

U
SC
% 7,38 5,07 12,94 25,65 8,04
Tổn thất điện áp ở chế độ vận hành bình thờng là:
U
MAXbt
%= 6,47%
Tổn thất khi có sự cố nặng nề là:
U
MAXSC
%=25,65%>25%

kinh tế cuả HTĐ.
Trong tính toán sơ bộ về mặt kinh tế thờng dựa vào vốn đầu t cơ bản vào
phí vận hành hàng năm, hay chi phí tính toán hàng năm. Để so sánh các phơng
án về mặt kinh tế cần phải giả thiết rằng các phơng án có cùng số lợng MBA,
mắt cắt, dao cách li. Khi đó hàm chi phí tính toán hàng năm của mỗi phơng án
đợc tính theo công thức sau:
Z
i
=(a
tc
+a
vh
)K
đdi
+

A.C
Trong đó:
a
tc
: hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn,
a
tc
=1/T
tc
=1/8 = 0,125
a
vh
: hệ số vận hành
a


i
P
=
2
22
dm
ii
U
QP +
.R
i
(P
i,
Q
i
là cs cực đại chạy trên các đ d)
DHBKHN
Đồ án môn học mạng lới điện

: Tổng tổn thất cs lớn nhất, tính theo công thức

=(0,124+T
max
.10
-4
)
2
.8766
Khi T

t cho đờng dây một mạch.
K
N1
= 1,6.283.10
6
.50 = 22,64.10
9
(đồng)
K
N2
= 1,6.283.10
6
.72,11 = 32,65.10
9
(đồng)
K
N3
= 1,6.208.10
6
.80,62 = 26,83.10
9
(đồng)
K
N4
= 1,6.208.10
6
.58,31 = 19,41.10
9
(đồng)
K

đd
= ( 22,64 + 32,56 + 26,83 + 19,41 + 28,64 + 23,09 ).10
9
(đồng)
Tổn thất công suất tác dụng trong mạng.

P
N1
=
3
1
2
2
1
2
1
10.
N
dm
NN
R
U
QP +
=
3
2
22
10.25,8.
110
591,1830 +

=
3
3
2
2
3
2
3
10.
N
dm
NN
R
U
QP +
=
3
2
22
10.53,18.
110
873,1428 +
= 1690,73 (KW)

P
N4
=
3
4
2

10.
N
dm
NN
R
U
QP +
=
3
2
22
10.43,10.
110
591,1830 +
= 1073,71 (KW)
DHBKHN
Đồ án môn học mạng lới điện

P
N6
=
3
6
2
2
6
2
6
10.
N

+

P
N4
+

P
N5
+

P
N6



P
i
= 849,29 + 1392,63 + 1690,73 + 972,05 + 1073,71 + 985,03


P
i
= 6963,44 (KW).
Tổn thất điện năng hàng năm:

A =


P
i


P
i
(MW) 0,85 1,32 0,688 0,972 1,9 0,54
Tổng vốn đầu t cho đờng dây:
K
dđ
=

idd
K
= 150,84(tỷ)
Tổng tổn thất cs tác dụng:


i
P
= 6,27(MW)
Tổn thất điện năng hàng năm:
A
=



i
P
= 6,27.10
3
.3411=21,386.10
6