BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHẦN THỨ NHẤT
THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
CHƯƠNG 1 :
CÁC LỰA CHỌN KỸ THUẬT CƠ BẢN
1.1.phân tích nguồn và phụ tải.
1.Sơ đồ địa lý:
2.Những số liệu về nguồn cung cấp:
a.Nhà máy 1:
• Công suất đặt: P
1
=4x50=200MW
• Hệ số công suất: cosφ=0,85
• Điện áp định mức: U
đm
=10kV
b.Nhà máy 2:
• Công suất đặt: P
2
=3x50=150MW
• Hệ số công suất: cosφ=0,85
• Điện áp định mức: U
đm
=10kV
3.Những số liệu về phụ tải:
Được biểu diễn nh bảng sau
Pt1 Pt2 Pt3 Pt4 Pt5 Pt6 Pt7 Pt8 Pt9
P
max
29 18 18 29 38 18 38 29 29
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 1

F
= 4.50 + 3.50 = 350MW.
Giả thiết tất cả các phụ tải đều hoạt động hết công suất , thì tổng công suất
phụ tải yêu cầu là : ∑P
pt
= 246 MW.
Nh vậy ở chế độ bình thường khi mà tất cả các tổ máy hoạt động thì lượng
công suất của 2 NM cung cấp cho phụ tải là thoả mãn
Do yêu cầu của ĐTC là tất cả các phụ tải đều phải được cấp điện từ 2 nguồn
nên ta dùng đường dây 2 mạch.
Tóm lại khi ta thiết kế mạng điện này ta cần chú ý các điều kiện sau:
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 2
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Phân tích và dự báo phụ tải phải chính xác.
Đảm bảo cho nhà máy vận hành với công suất tối thiểu và ở chế độ cực đại
thì phải thoả mãn nhu cầu của phụ tải.
Đảm bảo được các điều kiện về khí tượng, thuỷ văn, địa chất, địa hình, giao
thông vận tải.
Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải
Dựa vào khả năng cung cấp điện của các nhà máy và yêu cầu của các phụ tải
ta định chế độ vận hành cho các nhà máy điện sao cho kinh tế nhất và đảm bảo ổn
định cho hệ thống.
1.2. Chọn cấp điện áp định mức của lưới .
Ta chỉ tính điện áp trên nhánh mà khoảng cách từ phụ tải đÕn NMĐ gần nhất:
Ta có công suất và khoảng cách từ phụ tải đến nguồn gần nhất cho trong bảng sau:
Phụ tải S (MW) L (km)
1 29+j17,97 53,85
2 18+j11,155 100
3 18+j11,155 70,71
4 29+j17,97 56,57

=+=
kVU 9029.1657,55.34,4
4
=+=
kVU 04,11438.1646,82.34,4
5
=+=
kVU 78,8118.1608,67.34,4
6
=+=
kVU 286,11438.1644,85.34,4
7
=+=
kVU 65,10229.1639,95.34,4
8
=+=
kVU 49,9829.1699,50.34,4
9
=+=
Ta nhận thấy điện áp vận hành của hệ thống gần với giá trị định mức 110 kV ,
do đó ta chọn điện áp định mức sơ bộ của hệ thống là U
đm
= 110 kV.
1.3. Các lựa chọn kỹ thuật.
Do khoảng cách truyền tải từ nguồn đến phụ tải tương đối lớn ta chọn đường
dây truyền tải trên không
Yêu cầu của độ tin cậy là tất cả các phụ tải đều được cấp điện từ 2 nguồn nên ta
sử dụng đường dây 2 mạch .
Ta chọn dây nhôm lõi thép làm dây truyền tải do đảm bảo được khả năng dẫn
điện , độ bền cơ học cao và đảm bảo được kinh tế

+ ΣP
td
+ ΣP
dtr
Trong đó:
ΣP
F
: là tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện
m : là hệ số đồng thời, trong đồ án này lấy m=1
ΣP
pt
: là tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ
ΣΔP
md
: là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp, trong
đồ án này ta chọn bằng 10%.m.ΣP
pt
ΣP
td
: là tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện, có giá trị trong
khoảng 8-10%.ΣP
F
. Trong đồ án này ta chọn là:
ΣP
td
= 8%ΣP
F
ΣP
dtr
: là tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống, ở đây ta lấy bằng công

yc
= 246+24,6+28+50 = 348,6MW
ΣP
F
= 350MW ≥ P
yc
= 348,6MW
Vậy hai nhà máy cung cấp đủ công suất tác dụng cho các hộ phụ tải khi vận hành
ở chế độ cực đại và khi sửa chữa một tổ máy nào đó thì hệ thống vẫn đủ công suất
cung cấp cho phụ tải.
2.2. Cân bằng công suất phản kháng:
Nếu công suất phản kháng phát nhỏ hơn yêu cầu thì điện áp giảm và ngược lại.
Khác với công suất tác dụng, cân bằng công suất phản kháng vừa có tính chất hệ
thống vừa có tính chất địa phương, có nghĩa là chỗ này của hệ thống có thể đủ nhưng
chỗ khác của hệ thống lại thiếu công suất phản kháng.
Tổng công suất phản kháng có thể phát của 2 NMĐ phải bằng hoặc lớn hơn công
suất phản kháng yêu cầu
ΣQ
F
≥ Q
yc
= ΣQ
pt
+ΣΔQ
B
+ΣΔQ
L
- ΣΔQ
C
+ ΣQ

ΣQ
td
: là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện được xác định
theo công thức:
ΣQ
td
= ΣP
td
.tgφ
td
Trong đồ án ta chọn:
cosφ
td
=0,8
ΣQ
dtr
: là tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống, có thể lấy bằng công
suất phản kháng của tổ máy lớn nhất trong hệ thống
Thay số vào ta được:
Tổng công suất phản kháng định mức của các nhà máy điện:
ΣQ
F
=ΣP
F
.tgφ
F
=350.tg(arccos(0,85))=216,91 MVAr
Tổng công suất khản kháng cực đại của các phụ tải:
ΣQ
pt

ΣQ
yc
= m.ΣQ
pt
+ΣΔQ
B
+ ΣQ
td
+ ΣQ
dtr
=233,384 MVAr
Ta nhận thấy ΣQ
F
< ΣQ
yc
. Do đó ta phải bù cưỡng bức công suất phản kháng
Q
b
= ΣQ
yc
- ΣQ
F
= 233,384-216,91 = 16,474MVAr
2.3. Bù sơ bộ công suất phản kháng:
Theo nguyên tắc ta bù cho hộ ở xa, cosφ thấp, phụ tải lớn. Ta nhận thấy phụ tải 5
& 7 có công suất lớn nh nhau, ta bù cho hé 7 trước. Giả thiết ta bù hết cho hé 7 một
lượng Q
b
= 16,474.
Ta có : Q

’
=0,95→ tgφ
7
’
=0,3287
Vởy Q
b7
= 23,55- 12,49 = 11,06MVAr.
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 7
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lượng còn lại ta tiếp tục bù cho hé 5 .
Q
b5
= 16,474- 11,06 = 5,414MVAr
⇒ Q
5
’
= 23,55 - 5,414 = 18,136MVAr.
→ tgφ
5
’
=0,477→ cosφ
5
’
=0,9.
Ta có bảng phân bố phụ tải :
Phụ tải Trước khi bù Lượng Q
b
Sau khi bù
1 29+j17,97 Không bù 29+j17,97

=ΣP
pt
+ΣΔP
md
+ ΣP
td
Thay sè ta được:
ΣP
yc
=246+10%.24,6+8%.246=290,3 MW
Để đảm bảo cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống, ta cho nhà máy 1 nhận
phụ tải trước trước.
Công suất nhà máy I phát lên lưới là:
MW
PPPPPP
mddmdmtdFvh
1424,186.
100
8
200.
100
80
)%80%.(8%.80
11111
=−=
∆+−=−=
∑
Công suất nhà máy II phải đảm nhận là:
P
F2

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 9
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ta có : P
min
= 50%.P
max
= 123MW.
Tương tù nh trên:
ΣP
yc
=ΣP
ptmin
+ΣΔP
md
+ ΣP
td
= ΣP
ptmin
+10%.ΣP
ptmin
+8%. ΣP
ptmin
=123+12,3+9,84=145,14 MW
Để đảm bảo tính kinh tế và kĩ thuật ta cho nhà máy I nhận phụ tải trước, khi đó:
Giả thiết cho 2 tổ máy nghỉ, công suất phát của NM I trong chế độ phụ tải cực
tiểu là:
P
F1
= 80%P
đmmin

td1
=14-7,4=6,6 MW
Công suất nhà máy II phát lên lưới là:
P
vh2
=P
F2
-P
td2
=58,5MW
Vậy trong chế độ phụ tải cực tiểu thì ta có phương thức vận hành cho hai nhà máy
là:
Nhà máy I phát công suất 80 MW, có 2 tổ máy vận hành
Nhà máy II phát công suất 65,14 MW, có 2 tổ máy vận hành
3.Trường hợp sự cố:
Ta có công suất của các tổ máy của 2 NM là nh nhau, do NM I có tổng công suất
phát lớn hơn nên khi sự cố 1 tổ máy bên NM I sẽ ảnh hưởng hơn so với sự cố I tổ
máy bên NM II. Ta cần tìm ra phương thức vận hành hợp lý cho cả hai nhà máy.
giả sử nhà máy I có một tổ máy bị sự cố, khi đó ta có:
Tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:
ΣP
yc
=ΣP
pt
+ΣΔP
md
+ ΣP
td
=290,3 MW
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 10

-P
td2
=140,3-14=126,3 MW
Vậy trong chế độ sự cố thì ta có phương thức vận hành cho hai nhà máy là:
Nhà máy I phát công suất 150 MW, có 3 tổ máy vận hành
Nhà máy II phát công suất 140,3MW, có 3 tổ máy vận hành
Bảng tổng kết phương thức vận hành cho cả hai nhà máy:

Nhà máy
Phụ tải cực đại Phụ tải cực tiểu Chế độ sự cố
P
F
(MW)
Số tổ máy
làm việc
P
F
(MW)
Số tổ máy
làm việc
P
F
(MW)
Số tổ máy
làm việc
NĐ I
160
=80%
4x50
80

• Phương án 1
ND1
ND2
1
2
5
3
4
6
7
8
9
53,85 km
60,83 km
101,98 km
67,08 km
85,44 km
82,46 km
56,57 km
42,43 km
53,85 km
50,99 km
• Phương án 2
1
60,83 km
53,85 km
ND1
101,98 km
85,44 km
67,08 km

3
82,46 km
56,57 km
ND2
50,99 km
9
95,39 km
8
70,71 km
• Phương án 4
70,71 km
8
95,39 km
9
50,99 km
ND2
56,57 km
82,46 km
3
4
2
5
7
6
67,08 km
85,44 km
101,98 km
ND1
53,85 km
60,83 km

9
50,99 km
ND2
44,72 km
82,46 km
3
4
2
5
7
6
67,08 km
85,44 km
101,98 km
ND1
53,85 km
100 km
1
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 14
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• Phương án 7
8
95,39 km
9
50,99 km
ND2
56,57 km
104,4 km
3
4

50,99 km
9
95,39 km
8
70,71 km
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 15
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• Phương án 9
1
60,83 km
53,85 km
ND1
101,98 km
85,44 km
67,08 km
6
7
5
2
4
3
104,4 km
56,57 km
ND2
50,99 km
9
56,57 km
8
70,71 km
• Phương án 10

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 16
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
kt
J
I
F
max
=
Trong đó :
I
max
: Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại , A
J
kt
: mật độ kinh tế của dòng điện , A/mm
2
. Với dây AC ,T
max
= 5500h , tra
bảng ta có J
kt
=1A/mm
2
.
Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải được xác định theo công
thức :
A
Un
S
I

2. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện:
Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng điện
và độ lệch điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng điện .Khi thiết kế các
mạng điện thường giả thiết rằng hệ thống hoặc các nguồn cung cấp có đủ công suất
tác dụng để cung cấp cho các phụ tải .Do đó không xét đến những vấn đề duy trì tần
số .Vì vậy chỉ tiêu chất lượng của điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu
thụ so với điện áp định mức ở mạng điện thứ cấp
Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các trạm hạ áp , trong chế độ phụ tải cực đại
ta cho phép các tổn thất điện áp lớn nhất không vượt quá 10-15% trong chế độ làm
việc bình thường và trong chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp không vượt quá 15-
20%:
∆U
max bt
% = 10-15%
∆U
max sc
% = 15-20%
Tổn thất điện áp trong chế độ bình thường của đường dây thứ inào đó được xác
định theo công thức:
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 17
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
100.

2
dm
iiii
ibt
U
XQRP
U

max sc
= max{∆U
i sc
}
B. Tính toán kỹ thuật từng phương án:
Phương án 1:
9
8
7
6
4
3
5
2
1
ND2
ND1
50,99 km
53,85 km
42,43 km
56,57 km
82,46 km
85,44 km
67,08 km
101,98 km
60,83 km
53,85 km
1.Tính phân bố công suất trên lưới :
Như đã xác định phương thức vận hành của hai nhà máy điện khi phụ tải cực
đại, các tổ máy của nhiệt điện I phát với P

NI
: tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây do nhiệt điện
cung cấp (∆P
NI
= 6%P
NI
)
ở đây ta có :
P
vhI
= 142MW
P
NI
= P
1
+ P
2
+ P
6
+ P
7
= 103 MW
∆P
NI
= 6%.103 = 6,18 MW
Thay sè ta có :
P
I5
= 142- 103 – 6,18 = 32,8 MW.
Đối với công suất phản kháng truyền vào đường dây I5 được xác định tương tự

I5
= 38+j18,14-(32,8+j13,89)
= 5,2+j4,25 MVA.
Dòng công suất từ nguồn I truyền vào phụ tải 1 là :
S
I1
= S
1
+ S
2
= 47 + j29,13 MVA.
Tương tù ta sẽ có :
S
II4
= S
4
+ S
3
= 47 + j29,13 MVA.
S
II9
= S
9
+ S
8
= 58 + j35,94 MVA.
S
12
= S
2

=
+
=
⇒F
I5
=
A47,93
1
47,93
=
Theo tiêu chuẩn ta sẽ chọn dây dẫn có tiết diện lớn hơn gần nhất . Nh vậy trên
đoạn I5 ta sẽ chọn dây AC-95, có I
cp
= 330A
Do là đường dây nối 2 NMĐ nên ta kiểm tra 2 trường hợp sự cố :
1. Đứt 1 đường dây liên lạc
2. sự cố 1 tổ máy .
Xét trường hợp đứt 1 đường dây liên lạc : I
sc
= 2I
I5
= 2.93,47 = 187A.
Nh vậy :
I
sc
≤ I
cp

Khi ngõng 1 tổ máy phát của NMI , thì các máy phát còn lại sẽ phát 100% công suất ,
lúc này tổng công suất của NMI là :P

Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
AI
II
2010
110.32
25,42,5
3
22
5
=
+
=
⇒F
II5
=
A20
1
20
=
Để đảm bảo điều kiện vầng quang trên đoạn II5 ta sẽ chọn dây AC-70 , có I
cp
= 265A
Do là đường dây nối 2 NMĐ nên ta kiểm tra 2 trường hợp sự cố :
1. Đứt 1 đường dây liên lạc
2. sự cố 1 tổ máy .
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 20
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Xét trường hợp đứt 1 đường dây liên lạc : I
sc
= 2I

Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
AI
I
1,14510
110.32
13,2947
3
22
1
=
+
=
Do J
kt
= 1 nên F
I1
= 145,1
Ta chọn dây AC-150 , có I
cp
= 445A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
sc
= 2.I
I1
= 290,2 < I
cp
.
Nh vậy dây dẫn đã chọn thoã mãn.
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây II4 :

Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
AI
II
17910
110.32
94,3558
3
22
9
=
+
=
Do J
kt
= 1 nên F
I1
= 179
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 21
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ta chọn dây AC-185 , có I
cp
= 510A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
sc
= 2.I
II9
= 358 < I
cp
.

Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
AI 57,5510
110.32
155,1118
3
22
34
=
+
=
Do J
kt
= 1 nên F
34
= 55,57
Để đảm bảo điều kiện vầng quang , ta chọn dây AC-70 , có I
cp
= 265A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
sc
= 2.I
34
= 111,14 < I
cp
.
Nh vậy dây dẫn đã chọn thoã mãn.
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây 98 :
Dòng điện chạy trên đường dây bằng :
AI 5,8910

AI
I
57,5510
110.32
155,1118
3
22
6
=
+
=
Do J
kt
= 1 nên F
I6
= 55,57
Để đảm bảo điều kiện vầng quang , ta chọn dây AC-70 , có I
cp
= 265A
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
I
sc
= 2.I
I6
= 111,14 < I
cp
.
Nh vậy dây dẫn đã chọn thoã mãn.
• Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây I7 :
Dòng điện chạy trên đường dây bằng :

SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 23
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bảng tính toán chi tiết dây dẫn:
đd n L(km) S(MVA) I
max
F
tt
F
tc
I
cp
I
sc
R X
I5 2 101,98 32,8+j13,89 93,47 93,47 95 330 187 16,8 21,8
II5 2 82,46 5,2+j4,25 20 20 70 265 197,5 18,96 18,14
I1 2 53,85 47+j29,13 145,1 145,1 150 445 290,2 5,65 11,15
II4 2 56,57 47+j29,13 145,1 145,1 150 445 290,5 5,94 11,71
II9 2 50,99 58+j35,94 179 179 185 510 358 4,33 10,43
98 2 53,85 29+j17,97 89,5 89,5 95 330 179 8,88 11,55
43 2 42,43 18+j11,15 55,57 55,57 70 265 111,14 9,76 18,07
12 2 60,83 18+j11,15 55,57 55,57 70 265 111,14 14 13,4
I6 2 67,08 18+j11,15 55,57 55,57 70 265 111,14 15,43 11,53
I7 2 85,44 38+j12,5 104,98 104,98 120 380 205,96 11,53 18,07
3.Tổn thất điện áp trong mạng điện:
• Tổn thất điện áp trên đường dây khi vận hành bình thường:
%7100.
110
8,21.89,138,16.8,32
%

110
71,11.13,2994,5.47
%
2
4
=
+
=∆
II
U
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 24
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐHBKHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
%17,5100.
110
43,10.94,3533,4.58
%
2
9
=
+
=∆
II
U
%32,3100.
110
14,13.155,1114.18
%
2
12
=

U
%94,5100.
110
07,18.5,1253,11.38
%
2
7
=
+
=∆
I
U
Tổn thất điện áp trên đường dây I12 là :
∆U
I12
% = ∆U
I1
% +∆U
12
% = 8,2%
tương tù ta có :
∆U
I43
% = ∆U
I4
% +∆U
43
% = 7,44%
∆U
I98

II4
% = 10,26%
∆U
43sc
% = 2. ∆U
43
% = 4,62%
Nh vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố đối với đường dây II43 bằng :
SV Đặng Phúc Thọ HTĐ3_K45 25