Page | 1
Nguyễn Hải Hinh
Hình 1. Sơ đồ mặt bằng của nguồn và phụ tải.
Tỉ lệ: 1 đơn vị = 10 km
N
Bảng 1. Các số liệu về phụ tải.
Các số liệu Các hộ tiêu thụ
1 2 3 4 5 6
Phụ tải cực đại (MW) 38 20 30 30 35 28
Hệ số công suất cosφ 0.90
Mức đảm bảo cung cấp điện 1 3 1 1 1 1
Yêu cầu điều chỉnh điện áp Khác thường
Điện áp danh định lưới điện thứ cấp
(kV)
10
Page | 2
Nguyễn Hải Hinh
Phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại.
Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000h.
Giá 1 kWh điện năng tổn thất: 500 đồng.
Hệ số công suất trung bình trên thanh góp cao áp của NMĐ khu vực cos
φ= 0.85.
Hệ số đồng thời m=1.
Điện áp trên thanh cái cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực đại bằng
110%, khi phụ tải cực tiểu bằng 105%. Khi sự cố nặng nề bằng 110%
điện áp danh định.
5. Nhiệm vụ thiết kế:
a. Cân bằng công suất trong hệ thống.
b. Chọn phương án hợp lý về kinh tế - kỹ thuật.
c. Xác định số lượng và công suất của các máy biến áp trong các trạm
hạ áp. Chọn sơ đồ nối dây hợp lý của các trạm biến áp và vé sơ đồ

Page | 5
Nguyễn Hải Hinh
thành cảm ơn thầy giáo Lã Minh Khánh đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em
hoàn thành đồ án này.
Chương I: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NGUỒN CUNG CẤP
VÀ
CÁC PHỤ TẢI
1. Yêu cầu đối với hệ thống điện:
Page | 6
Nguyễn Hải Hinh
Phải đảm bảo chất lượng điện năng.
Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
Giá thành điện năng tối ưu.
Phải đảm bảo an toàn.
2. Nguồn điện:
Nguồn điện cung cấp cho lưới điện được lấy từ thanh cái cao áp của
hệ thống điện
Xem nguồn điện có công suất vô cùng lớn
3. Phụ tải:
Trong hệ thống điện thiết kế có 6 phụ tải được phân bố trên mặt bằng
như trong hình 1, trong đó có phụ tải số 2 là hộ tiêu thụ loại 3 còn lại 5 phụ
tải loại 1 và có hệ số công suất cosφ = 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.
Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp của các trạm hạ áp bằng 10kV, phụ
tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại.
Các phụ tải được phân bố trên mặt bằng như trong hình 1. Xác định
khoảng cách từ nguồn đến các phụ tải điện:
Bảng1.1: Khoảng cách phụ tải đến nguồn điện.

K
m
6
7

K
m
* Xác định công suất cực đại và công suất cực tiểu của các phụ tải:
S
max
= P
max
/cosφ
Q
max
= S
max
* sinφ
S
min
= 50% S
max
P
min
= S
min
* cosφ
Q
min
= S

4 30 30 +
j14.53 33.3
16.67
15 + j7.26
5 35 35 +
j16.95 38.9
19.44 17.5 +
j8.47
6 28 28 +
j13.56 31.1
15.56
14 + j6.78
Tổng 181
Chương II: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
1. Công suất tác dụng:
Đặc điểm rất quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời
điện năng từ các nguồn đến các hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng
thành số lượng nhận thấy được. Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá
trình sản xuất và tiêu thụ điện năng.
Page | 9
Nguyễn Hải Hinh
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của
hệ thống cần phải phát công suất bằng với công suất trong các mạng điện,
nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công
suất tiêu thụ.
Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường, cần phải có
dự trữ nhất định của công suất tác dụng trong hệ thống. Dự trữ trong hệ
thống là một vấn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát
triển của hệ thống.
Vì vậy phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải

3
+ P
4
+ P
5
+ P
6
= 38+20+30+30+35+28=181 MW
∆P= 10%
∑
P
pt
: Tổn thất công suất tác dụng.
=10% 181 =1.81 MW
Page | 10
Nguyễn Hải Hinh
P
td
: Công suất tự dùng trong nhà máy điện, P
td
= 0
P
dt
: Công suất dự trữ trong hệ thống, P
dt
= 0
m: Hệ số đồng thời. m=1
∑
P
F

∑
Q
F
: Công suất phản kháng phát của hệ thống.
∑
Q
cy /
: Tổng công suất phản kháng yêu cầu.
Q
pt
: Tổng công suất phản kháng của các phụ tải.
Page | 11
Nguyễn Hải Hinh
Q
pt
= Q
1
+Q
2
+Q
3
+Q
4
+Q
5
+Q
6

=18.4+9.686+14.53+14.53+16.95+13.56 =87.656 MVAr
∆Q

Ta nhận thấy, công suất phản kháng do hệ thống cung cấp cho các phụ
tải lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ. Vì vậy không cần bù công suất
phản kháng trong mạng điện thiết kế.
Chương III: CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN VÀ SO
SÁNH KỸ THUẬTCÁC PHƯƠNG ÁN
1. Các phương án nối dây:
Yêu cầu chủ yếu đối với mạng điện là độ tin cậy và chất lượng điện
năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Đối với các hộ tiêu thụ loại I cần sử dụng
Page | 12
Nguyễn Hải Hinh
đường dây hai mạch hay mạch vòng. Các hộ tiêu thụ loại III được cung cấp
điện bằng đường dây một mạch
Đặt ra 5 phương án cung cấp điện:
Phương án 1: Sơ đồ hình tia đơn giản
N
1. Xác định điện áp định mức:
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm:
U
đm
= 4.34
Pl 16+
Trong đó:
l: Khoảng cách truyền tải, km.
P: Công suất truyền tải trên đường dây, MW
Điện áp định mức trên nhánh N-1:
Có công suất truyền tải là P= 38 MW
Page | 13
Nguyễn Hải Hinh
Khoảng cách truyền tải là: 40km
U

2. Chọn tiết diện dây dẫn:
Các mạng điện 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên
không.Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), và khoảng
cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5 m (D
tb
= 5m)
Page | 14
Nguyễn Hải Hinh
Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo
mật độ kinh tế của dòng điện: F =
J
I
kt
max
Trong đó: I
max
: dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại,
A
10
S
3
max
max
*3n
U
I
dm
=
n: Số mạch của đường dây
U

+ Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang: Đối với đường dây 110kV dây
nhôm lõi thép phải có tiết diện F
≥
70 mm
2
Page | 15
Nguyễn Hải Hinh
+ Kiểm tra độ bền cơ : Đường dây trên không mức điện áp 110kV tiết diện
dây F
≥
35 mm
2
* Tính tiết diện của dây dẫn nhánh N-1:
Dòng điện cực đại chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:
I
N-1
=
U
S
dm
N
*32
1=
10
3
=
10
3
110*32
2.42

sc
≤
I
cp
Như vậy tiết diện dây dẫn của nhánh N-1 đã chọn thoả mãn điều kiện kiểm
tra.
* Tính toán tương tự đối với các nhánh còn lại ta có bảng :
Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực
Bảng3.2: Thông số của các đường dây trong mạng điện.
Nhán
h
S (MVA) I (A) F
tt

(mm
2
)
F
tc

(mm
2
)
I
cp
(A) I
sc
(A) L(km) R
0


% = 10
÷
15%
Trong chế độ làm việc sự cố: ∆U
max sc
% = 20
÷
25%
Tính tổn thất điện áp trên nhánh thứ i trong chế độ vận hành bình
thường:
∆U
i bt
=
100
U
XR
2
dm
i
i
ii
Q
P
+
Trong đó: P
i
, Q
i
: Công suất chạy trên nhánh thứ i
R

1 sc
% =2*3.25% =6.5%
≤
20%
Tổn thất điện áp trên nhánh N-1 thoả mãn điều kiện
Các nhánh khác tính toán tương tự ta được bảng kết quả:
Bảng3.3: Tổn thất điện áp trong các nhánh.
Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực
Nhánh S (MVA) R (Ω/km) X (Ω/km) ∆U
bt
% ∆U
sc
%
N-1 38 + j18.40 6.2 8.6 3.25 6.5
N-2 20 + j9.686 22.32 30.96 6.17 6.17
N-3 30 + j14.53 13.23 13.86 4.94 9.89
N-4 30 + j14.53 14.07 14.74 5.26 10.5
N-5 35 + j16.95 10.385 14.405 5.02 10
N-6 28 + j13.56 16.926 17.732 5.9 11.8
∆U
max bt
%= 6.17%
∆U
max sc
%= 11.8%
Thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép
Đối với các phương án còn lại ta tính toán tương tự như đối với phương án I.
Phương án II:
Sơ đồ mạng điện phương án II:
N

đm
,
kV
N-1 58 40 135.03
1-2 20 44.7 82.882
N-3 30 63 101.13
N-4 30 67 101.5
N-5 35 67 108.67
N-6 28 80.6 99.782
Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực
2.Chọn tiết diện dây dẫn
Bảng3.5- Thông số của các đường dây trong mạng điện:
Nhán
h
S (MVA) I (A) F
tt

(mm
2
)
F
tc

(mm
2
)
I
cp
(A) I
sc

Tổn thất điện áp trên đoạn N-1:
∆U
N-1
%=
110
22
1
1
11
3.8*086.288.3*58
%100
+
=
+
−
−
U
X
Q
RP
dm
N
N
100%= 3.75%
Tổn thất điện áp trên đoạn 1-2:
∆U
1-2
%=
%100
22.19*686.986.13*20

sc
%
Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực
N-1 58+
j28.086 3.8 8.3 3.75 7.5
1-2 20 + j9.686 13.857 19.221 3.83 3.83
N-3 30 + j14.53 13.23 13.86 4.94 9.89
N-4 30 + j14.53 14.07 14.74 5.26 10.5
N-5 35 + j16.95 10.385 14.405 5.02 10
N-6 28 + j13.56 16.926 17.732 5.9 11.8
Từ kết quả trên cho thấy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành
bình thường và sự cố đều thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp:
∆U
max bt
% =∆U
N-1-2 bt
% =7.58%
∆U
max sc
% = ∆U
N-6 sc
% = 11.8%
Phương án III:
Sơ đồ mạng điện của phương án III:
N
Chọn điện áp định mức của mạng điện:
Đồ án môn học lưới điện Thiết kế lưới điện khu vực
Bảng3.7- Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện:
Nhánh Công suất
truyền tải P

tc

(mm
2
)
I
cp
(A) I
sc
(A) L(km) R
0

(Ω/km)
X
0

(Ω/km)
R (Ω) X (Ω)
N-1 58 +
j28.09 169.12 153.75
150 445 338.25 40 0.19 0.415 3.8 8.3
1-2 20 +
j9.686 116.64 106.03
95 335 116.64 44.7 0.31 0.43 13.9 19.22
N-3 60 +
j29.05 174.95 159.05
150 445 349.91 63 0.19 0.415 5.99 13.07
3-4 30 +
j14.53 87.477 79.525
70 275 174.95 50 0.42 0.44 10.5 11