LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ đời sống nhân dân
cũng được nâng cao nhanh chóng. Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công
nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Mặc dù
còn nhiều khó khăn song trong những năm qua chóng ta đạt được những thành
quả trong việc phát triển nguồn điện và lưới điện nhằm đáp ứng nhu cầu điện
năng cho sản suất và đời sống.
Công nghiệp điện lực giữ vai trò hết sức quan trọng, có liên quan chặt chẽ
đến nhiều ngành kinh tế quốc dân nh : Luyện kim, hoá chất, khai thác mỏ
Điện năng có vai trò rất quan trọng trong cơ khí hoá, điện khí hoá.
Điện năng đã đến tận vùng sâu, vùng xa nhằm phục vụ cho đời sông sinh
hoạt và phát triển sản suất của người dân, các phụ tải tiếp tục gia tăng điển
hình là các khu kinh tế, các nhà máy, các xí nghiệp ngày càng mở rộng. Do đó
đòi hỏi cao về độ tin cậy, bảo đảm chỉ tiêu kinh tế, cũng nh chất lượng điện
năng trong khi thiết kế, vận hành các mạng và hệ thống điện.
Là sinh viên được học tại ngành Hệ Thống Điện của Trường Đại Học
Bách Khoa Hà Nội, dưới sự hướng dẫn hết lòng của các thầy cô trong quá
trình học tập của mình. Em đã tiếp thu được những kiến thức quý báu điều đó
đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp cũng như ra
công tác sau này.
Trong quá trình làm đồ án mặc dù đã có những cố gắng song do kinh
nghiệm, thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót em mong
được các thầy cô nhận xét và góp ý kiến để em thêm nhiều tiến bộ phục vụ tốt
hơn trong công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Đạm cùng các thầy cô trong
bộ môn đã giúp đỡ em tận tình để hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
CHƯƠNG 1
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
*******
Phân tích nguồn cung cấp điện là rất cần thiết và phải quan tâm đúng
mức khi bắt tay vào làm thiết kế. Việc quyết định sơ đồ nối dây của mạng điện

Bảng 1.1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
P
max
(MW) 36 40 38 40 38 40 38 40 38
P
min
(MW) 25,2 28 26,6 28 26,6 28 26,6 28 26,6
Cosϕ
0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
Q
max
(MV) 17,4 19,37 18,4 19,37 18,4 19,37 18,4 19,37 18,4
Q
min
(MVAr) 12,2 13,56 12,8
8
13,56 12,8
8
13,56 12,8
8
13,56 12,88
Loại phụ tải 1 1 1 1 1 1 1 1 1
ĐCĐA kt kt kt kt kt kt kt kt kt
U
tc
(kV) 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Tổng số có 9 phụ tải, tất cả đều là phụ tải loại 1, yêu cầu điều chỉnh điện áp
khác thường cần cung cấp điện với độ tin cậy cao.
- Công suất phụ tải yêu cầu ở chế độ phụ tải cực đại

*******
2.1/ CÂN BẮNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG .
Cân bằng công suất tác dụng rất cần thiết để giữ được tần số bình thường.
Nó có nghĩa là tổng công suất tác dụng phát ra phải bằng tổng công suất yêu
cầu.
ΣP
f
= Σ P
yc

Nếu ΣP
f
< Σ P
yc
phải tăng công suất phát lên, nếu nhà máy phát hết công
suất định mức mà vẫn không đủ thì phải lấy thêm từ hệ thống.
Σ P
f+ ΣP
ht
= mΣ P
ptmax
+Σ∆P
md
+ ΣP
td
+ ΣP
dt

ΣP
dt
: Tổng công suẩt dự trữ lấy từ hệ thống nên coi ΣP
dt
= 0
Ta có : 240 + P
HT
= 348 + 0,05.348 +0,1.240
P
HT
= 149,4 MW
Nh vậy trong chế độ phụ tẩi cực đại , nhà máy cần một lượng công suất là:
149,4MW từ hệ thống.
2. 2/ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG .
Cân bằng công suất phản kháng để giữ điện áp bình thường trong hệ thống,
sự thiếu hụt công suất phản kháng sẽ làm cho điện áp giảm sút.
Phương trình cân băng công suất phản kháng.
ΣQ
f
+ Q
HT
= mΣQ
ptmax
+ Σ∆Q
ba
+ Σ∆Q
c
+ ΣQ
dt
+ ΣQ

pt
=P
ptmax
tgϕ= 0,484. 348 =168,4MVAr
5
Σ∆Q
L
: Tổn thất công suất phản kháng trên các đoạn đường dây.
Σ∆Q
C
: Công suất phản kháng của đường dây sinh ra, với mạng
110kV trong tính toán sơ bộ coi Σ∆Q
L
= Σ∆Q
C
.
Σ∆Q
BA
: Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp
Σ∆Q
BA
= 15%.Σ∆Q
ptmax
= 15% .168,4 = 25,26MVA
Σ∆Q
td
= ΣP
td
.tgϕ
td

+ Từ những nhận xét trên ta có một số phương án sau:
PHƯƠNG ÁN I
7
N§
8
Ph¬ng ¸n 2
N§
9
Ph¬ng ¸n 3
N§
10
N§
Ph¬ng ¸n 4
11
Ph¬ng ¸n 5
N§
63,2 Km
12
Ph¬ng ¸n 6
N§
13
3. 2/ CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC : U
đm

1/ Nguyên tắc chung
Lựa chọn hợp lý điện áp định mức là một trong những vấn đề rất quan
trọng khi thiết kế mạng điện, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh
tế, kỹ thuật của mạng thiết kế nh sau.
Vốn đầu tư, tổn thất điện năng, phí tổn kim loại màu chi phí cho vận hành
… Để trọn cấp điện áp của mạng hợp lý ta phải thoả mãn các yêu cầu sau:


3.2/ Chọn tiết diện dây dẫn theo chỉ tiêu kinh tế, tính các chỉ tiêu kỹ thuật
của từng phương án.
Ta dùng dây AC cho tất cả các lộ đường dây, mạng có điện áp 110kV
nên ta chọn F ≥ 70 mm
2
, để thoả mãn điều kiện vầng quang. Tất cả các phụ
tải đều có thời gian sử dụng công suất cực đại
T
max
= 5000h tra bảng ta có J
kt
= 1,1 A/mm
2

- Các dây dẫn đặt trên không với khoảng cách trung bình dọc D
tb
= 5m
Công thức tính tiết diện dây dẫn :
F=
J
I
Kt
max
(3.3.1)
Trong đó :
F : Tiết diện dây dẫn mm
2
I
max

=
S
max
: Công suất chạy trên lộ đường dây ở chế độ max MVA
U
đm
: Điện áp định mức của mạng điện 110kV 3.3. Phương án I
16
N§
Ph¬ng ¸n 1
* Chọn tiết diện dây dẫn :
Theo đề bài cho tất cả các phụ tải có Cosϕ = 0,9 → tgϕ = 0,484
Từ đó ta tính được công suất phản kháng của các phụ tải theo công thức
Q
i
= P
i
. tgϕ
Kết quả :
1. Tính dòng công suất chạy trên các lộ
S
H1
= S
1
= 36+ j17,4MVA
S
H2

= 78 + j37,77MVA
S
8-9
= S
8
= 40 + j19,37MVA
S
4
= 40 + j19,37MVA
P
N4
= ΣP
fKt
-ΣP
td
-ΣP
ptNĐ
ΣP
NĐ
= P
5
+ P
6
+ P
7
+ P
8
+ P
9
= 38+ 40+ 38 +40+ 38 = 194MW

10.
322
3
1
max1
=
+
==

A
S
I
8,110
110.732,1.2
10.4,1838
110.732,1.2
10.
322
3
32
max32
=
+
==
−
−

A
S
I

==
−
−
18
A
S
I
H
H
4,227
110.732,1.2
10.77,3778
110.732,1.2
10.
322
3
2
max2
=
+
==

A
S
I
N
N
4,227
110.732,1.2
10.77,3778

I
N
N
1,64
110.732,1.2
10.65,1022
110.732,1.2
10.
322
3
4
max4
=
+
==

A
S
I
H
H
49,52
110.732,1.2
10.72,818
110.732,1.2
10.
322
3
4
max4

J
I
kt
H
==

2
max2
2
7,206
1,1
4,227
mm
J
I
F
kt
H
ttH
===

2
32
7,100
1,1
8,110
mm
F
tt
==

F
ttN
==

2
9
7,206
1,1
4,227
mm
F
ttN
==

2
98
106
1,1
6,116
mm
F
tt
==
−

2
4
3,58
1,1
1,64

2
) 95 240 120 70 70 120 120 240 120
I
cp
(A) 330 610 380 265 265 380 380 610 380
* Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố nặng nề nhất :
I
sc
=
I
S
i
dm
i
U
max
3
max
2
.3
10.
=
+ Giả sử đứt 1 dây của đoạn H
2
, N
5
, N
9
- Đoạn H
2

- Tổng công suất tác dụng của nhà máy là :
ΣP
Ftd
= 2.100 = 200MW
- Tổn thất công suất tự dùng của nhà máy
ΣP
tdsc
= 10%ΣP
Fsc
= 0,1. 200 = 20MW
-Tổng công suất chạy trên đoạn N
4
là
P
N4
= ΣP
Fsc
- ΣP
tdsc
- ΣP
ptNĐ
= 200- 20 – 194 = -14MW
(dấu (-) chứng tỏ công suất chạy từ hệ thống sang )
Q
N4
= tgϕ. P
N4
= 0,484. 14 = 6,776MVAr
S
N4

+ S
N4
= 40+ j19,37 + 14 + j6,776 = 54 + j26,15MVA
I
H4sc
=
A
S
scH
4,157
110.732,1.2
10.15,2654
110.3.2
10.
322
3
4
=
+
=
I
H4sc
< I
cp
= 445 A ⇒ đạt yêu cầu ( tiết diện dây dẫn đã chọn là phù
hợp )
Bảng 3.3.1a
* Tính chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của từng phương án
Đoạn I
max

5
227,4 206,7 240 610 454,8 1,1 đạt yêu cầu
5-6 116,6 106 120 380 233,2 1,1 đạt yêu cầu
N
7
110,8 100,7 120 380 221,6 1,1 đạt yêu cầu
N
9
227,4 206,7 240 610 454,8 1,1 đạt yêu cầu
9-8 116,6 106 120 380 233,2 1,1 đạt yêu cấu
Từ các kết quả trong bảng ta nhận thấy tiết diện các đoạn đường dây thoả
mãn các điều kiện
+ Điều kiện phát sinh vầng quang
+ Điều kiện độ bền cơ
+ Điều kiện phát nóng lúc sự cố
4. Tính tổn thất điện áp trên các đường dây được xác định:
∆U%=
%100.
2
U
dm
QXPR +
Trong đó:
U
đm
: Điện áp định mức của mạng điện kV
P
i
,Q
i

o
=2,65.10
-
6
S/km
R =
Ω= 43,10
2
2,63.33,0
X =
Ω= 56,13
2
2,63.429,0
∆U%
bt
=
%05,5%100.
110
56,13.1743,10.36
2
=
+
Khi sự cố đứt một đoạn đường dây của đoạn H
1
∆U
SC
= 2.∆U%
bt
= 2.5,05 = 10,1 %
* Đoạn H


∆U
sc
= 2 ∆U%
bt
= 2.6,36% = 12,72%
* Đoạn 2-3 :
23
2AC –120; L= 41,2km; X
o
= 0,423 Ω/km; r
o
= 0,27Ω/km;b
o
=
2,69.10
-6
S/km

Ω== 562,5
2
2,41.27,0
R

Ω== 7,8
2
2,41.423,0
X
∆U%
bt

X =
Ω= 9,13
2
2,63.44,0
∆U%
bt
=
%16,3%100.
110
9,13.72,85,14.18
2
=
+
Khi sự cố đứt một đoạn dây của đoạn N
4
∆U%
SC
= 2∆U%
bt
= 6,32%
* Đoạn N
4

Dây 2.AC-70; L = 50,9km; r
o
=0,46Ω/km; x
o
= 0,44 Ω/km; b
o
=2,58.10

5

Dây AC –240; L = 60,8km; r
o
= 0,131Ω/km; x
o
= 0,4 Ω/km; b
o
= 2,86.10
–6
S/km
R =
Ω= 98,3
2
8,60.131,0

Ω== 16,12
2
8,60.4,0
X
∆U%
bt
=
%36,6%110.
110
16,12.77,3798,3.78
2
=
+
- Khi sự cố đứt một đoạn dây của đoạn N

%14,3%100.
110
46,8.37,194,5.40
2
=
+
Khi sự cố đứt một đoạn dây của đoạn 5-6
25