TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
**********

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
& NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Lê Văn Quy
Lớp: Đ4-H3

I. Đề tài
1. Phần 1: Thiết kế lƣới điện khu vực, khối lƣợng 70%
2. Phần 2: Khối lƣợng 30%

II. Số liệu thiết kế lƣới điện
1. Sơ đồ địa lý: 2. Phụ tải:


 
Số liệu/ Hộ phụ tải
1
2
3
4

0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
Điều chỉnh điện áp
KT
KT
KT
KT
KT
T
KT
T
KT
Loại hộ phụ tải
I
I
III
I
I
I
I
I
I
Điện áp thứ cấp (kV)

IV. Nội dung phần chuyên đề
Tính ổn định động khi xảy ra ngắn mạch ba pha tại đầu đƣờng dây gần máy
phát điện.
V. Yêu cầu các bản vẽ
Gồm 5 bản:
● 01 bản vẽ sơ đồ các phƣơng án nối dây
● 01 bản vẽ sơ đồ nối điện chính
● 01 bản vẽ sơ đồ thay thế tính toán
● 02 bản vẽ về ổn định

Ngày giao đề tài: ……/……/201…
Ngày hoàn thành: ……/……/201…

Trƣởng khoa
T.S Trần Thanh Sơn

Giáo viên hƣớng dẫn
Th.S Hoàng Thu Hà
LỜI MỞ ĐẦU
Điện năng là một nguồn năng lƣợng quan trọng của hệ thống năng lƣợng quốc
gia, nó đƣợc sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực nhƣ: sản xuất kinh tế, đời sống

Lê Văn Quy

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN


3.1.2. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện 35
3.2. Áp dụng cho từng nhóm và từng phƣơng án 35
3.2.1. Nhóm 1 35
3.2.2. Nhóm 2 38
3.2.3. Nhóm 3 43
3.2.4. Nhóm 4 47
3.2.5. Nhóm 5 49
CHƢƠNG 4: TÍNH CHỈ TIÊU KINH TẾ - CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU 51
4.1. Phƣơng pháp tính chỉ tiêu kinh tế 51
4.2. Tính kinh tế cho các phƣơng án đề xuất của các nhóm 52
4.2.1. Nhóm 1 52
4.2.2. Nhóm 2 53
4.3. Lựa chọn phƣơng án tối ƣu 57
CHƢƠNG 5: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM CHO
PHƢƠNG ÁN ĐƢỢC CHỌN 59
5.1. Chọn số lƣợng và công suất máy biến áp 59
5.1.1. Chọn số lƣợng và công suất các máy biến áp trong các trạm tăng áp 59
5.1.2. Chọn số lƣợng và công suất máy biến áp trong các trạm hạ áp 60
5.2. Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm 63
5.2.1.Trạm trung gian 63
5.2.2. Trạm hạ áp 63
5.2.3.Trạm tăng áp 65
5.2.4. Trạm liên thông. 66
CHƢƠNG 6: TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CHẾ ĐỘ VÀ CÂN BẰNG CÔNG
SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN 67
6.1. Chế độ phụ tải cực đại 68
6.1.1. Đƣờng dây NĐ-1 68
6.1.2. Đƣờng dây NĐ-5-3 70
6.1.3. Các đƣờng dây NĐ-2 và NĐ-6 72
6.1.4. Đƣờng dây NĐ-4-HT 74

8.4.1. Chi phí vận hành hàng năm 114
8.4.2. Chi phí tính toán hàng năm 114
8.4.3. Giá thành truyền tải điện năng 114
CHƢƠNG 9: NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN VỀ ỔN
ĐỊNH 118
9.1. Các chế độ làm việc của hệ thống điện 118
9.1.1. Hệ thống điện 118
9.1.2. Các chế độ của hệ thống 118
9.1.3. Yêu cầu đối với các chế độ của hệ thống điện 119
9.2. Định nghĩa ổn định của hệ thống điện 120
9.2.1. Ổn định tĩnh 120
9.2.2. Ổn định động 120
9.2.3. Ổn định tổng quát 121
9.3.Mục tiêu và phƣơng pháp khảo sát ổn định động 121
9.3.1. Mục tiêu khảo sát ổn định động 122
9.3.2.Phƣơng pháp khảo sát ổn định động 122
CHƢƠNG 10 : LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ, TÍNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC BAN
ĐẦU CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 125
10.1. Lập sơ đồ thay thế 125
10.1.1. Sơ đồ hệ thống điện và thông số các phần tử 125
10.1.2. Tính toán quy đổi các thông số 127
10.2. Tính toán chế độ làm việc ban đầu 129
10.2.1. Sơ đồ tính toán chế độ xác lập: 129
10.2.2. Tính toán chế độ xác lập trƣớc khi ngắn mạch 129
CHƢƠNG 11: KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH ĐỘNG KHI NGẮN MẠCH BA PHA
Ở ĐẦU ĐƢỜNG DÂY PHÍA NHÀ MÁY ĐIỆN 131
11.1. Tính đặc tính công suất khi ngắn mạch 131
11.1.1. Tính tổng trở phụ tải 131
11.1.2. Tính đặc tính công suất khi ngắn mạch 131
11.2. Đặc tính công suất sau ngắn mạch 134


Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Lưới Điện
GVHD : Th.s Hoàng Thu Hà 13 SV: Lê Văn Quy
CHƢƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN, PHỤ TẢI. XÁC ĐỊNH
SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN
Trong công việc thiết kế lƣới điện khu vực, ta phải nắm đƣợc những yếu tố mấu
chốt và điển hình về nguồn cung cấp và phụ tải trong phạm vi thiết kế. Qua đó có thể
định hƣớng rõ ràng trong bản dự án hiện tại cũng nhƣ sự phát triển của nó trong tƣơng
lai. Với các thông số nhƣ tổng công suất đặt của nguồn, công suất cần cung cấp cho
các phụ tải, hệ số công suất, loại hộ tiêu thụ,… ta có thể xác định đƣợc kết cấu của
mạng điện và nhu cầu gia tăng phụ tải.
1.1. Nguồn điện
Lƣới điện thiết kế gồm 2 nguồn cung cấp là nhà máy nhiệt điện và hệ thống
điện.
Hệ thống điện (HT) có công suất vô cùng lớn:

GVHD : Th.s Hoàng Thu Hà 14 SV: Lê Văn Quy
Công suất phát kinh tế của các máy phát ở nhà máy nhiệt điện thƣờng bằng (70
÷ 90)%P
đm
.
1.2. Phụ tải:
Nguồn điện cung cấp cho 9 phụ tải với các thông số cơ bản:
Bảng 1-1: Số liệu các phụ tải
Thông số
Phụ tải
1
2
3
4
5
6
7
8
9
P
max
, MW
24
28
21
32
28

KT
KT
KT
T
KT
T
KT
Loại
I
I
III
I
I
I
I
I
I
T
max
, h
4500
Trong hệ thống điện thiết kế có tất cả 9 phụ tải trong đó có 8 hộ phụ tải là phụ
tải loại I với cùng hệ số cosφ
đm
= 0,9. Phụ tải loại I là những phụ tải quan trọng phải
đƣợc cung cấp điện một cách liên tục. Nếu gián đoạn cung cấp điện sẽ gây hậu quả
nghiêm trọng ảnh hƣởng lớn đến tình hình an ninh, quốc phòng, tính mạng con ngƣời,
gây thiết hại lớn về kinh tế do đó các hộ phụ tải loại I cần phải đƣợc cấp điện từ hai
nguồn hoặc hai phía trở lên, cụ thể là sử dụng đƣờng dây mạch kép hoặc trạm biến áp
có hai máy biến áp làm việc song song để đảm bảo cung cấp điện liên tục cũng nhƣ

,
MW
Q
max
,
MVAr
S
max
,

MVA
P
min
,
MW
Q
min
,
MVAr
S
min
,
MVA
1
24
11,62
26,67
18
8,72
20,00

12,10
27,78
17
8,23
18,89
7
27
13,07
30,00
16
7,75
17,78
8
23
11,13
25,56
10
4,84
11,11
9
32
15,49
35,56
21
1017
23,33
Tổng
240
116,16
266,67






Hình 1-1: Sơ đồ bố trí phụ tải
1
1
3
5
4
7
8
9
6
2
10 km
NĐ
HT
110km
90km

HT
- công suất tác dụng lấy từ hệ thống;
▪ P
tt
- công suất tiêu thụ trong mạng điện;
▪ m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải trong chế độ cực đại (m = 1);
▪ ∑P
max
- tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại;
▪ ∑ΔP - tổng tổn thất công suất trong mạng điện, khi tính toán sơ bộ ta có thể lấy


max
P%5P
;
▪ P
td
- công suất tự dùng của các nhà máy, có thể lấy bằng 10% tổng công suất đặt
trong nhà máy;
▪ P
dt
- công suất dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ lấy P
dt
= 10%∑P
max
,
đồng thời công suất dự trữ cần phải bằng công suất định mức của tổ máy phát
lớn nhất đối với hệ thống điện không lớn. Bởi vì hệ thống điện có công suất vô
cùng lớn, cho nên công suất dự trữ lấy ở hệ thống, nghĩa là P
dt


1.4. Cân bằng công suất phản kháng
Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng
giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm. Sự cân bằng đòi hỏi
không những đối với công suất tác dụng mà đối với cả công suất phản kháng.
Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Phá hoại sự cân
bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện. Nếu nhƣ
công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong
mạng sẽ tăng, ngƣợc lại nếu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm.
Vì vậy để đảm bảo chất lƣợng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong
mạng điện và trong hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng.
Phƣơng trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng thiết kế có dạng:
dttdbCLmaxttHTF
QQQQQQmQQQ 
trong đó:
▪ Q
F
- tổng công suất phản kháng do NĐ phát ra;
▪ Q
HT
- công suất phản kháng do hệ thống cung cấp;
▪ Q
tt
- công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện;
▪ m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải trong chế độ cực đại (m=1);
▪ ∑Q
max
GVHD : Th.s Hoàng Thu Hà 18 SV: Lê Văn Quy
▪ Q
dt
– công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy
bằng 15% tổng công suất phản kháng ở phần bên phải của phƣơng trình. Đối
với mạng điện thiết kế, công suất Q
dt
sẽ lấy ở hệ thống, nghĩa là Q
dt
= 0.
Hệ số công suất của nhà máy là cosφ = 0,85 => tgφ
F
= 0,62
Hệ số công suất của hệ thống là cosφ = 0,85 => tgφ
HT
= 0,62
Hệ số công suất tự dùng là cosφ
td
= 0,75 => tgφ
td
= 0,88
Nhƣ vậy, tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra là:
F dm F
Q = P .tgφ = 200.0,62 =124 MVAr

Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp là:
HT HT HT
Q = P .tgφ = 72.0,62 = 44,64 MVAr

thống làm nhiệm vụ cân bằng công suất.
1.5.1. Chế độ phụ tải cực đại
Nhà máy nhiệt điện cho phát kinh tế từ 70% đến 90% tổng công suất định mức,
trong hệ thống này ta cho nhà máy phát cố định 85%P
đm
. Ta xác định công suất phát
của hệ thống để công suất đƣợc cân bằng.
Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Lưới Điện
GVHD : Th.s Hoàng Thu Hà 19 SV: Lê Văn Quy
Công suất phát kinh tế của nhà máy:
ktND dm
P = 85%.P = 0,85.200 =170 MW

Công suất phản kháng của nhà máy ở chế độ phụ tải cực đại:
ND kt ND
Q = P .tgφ =170.0,62 = 105,4 MVAr

Công suất tác dụng tự dùng của nhà máy tính sơ bộ nhƣ sau:
td dm
P =10%P = 0,1.200 = 20 MW

Công suất phản kháng tự dùng của nhà máy lúc này là:
td td td
Q = P .tgφ = 20.0,88 =17,6 MVAr

Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lƣới ở chế độ cực đại:
ycmax max td

P = 85%.3.50 =127,5 MW

Công suất phản kháng của nhà máy ở chế độ phụ tải cực tiểu:
kt kt ND
Q = P .tgφ =127,5.0,62 = 79,05 MVAr

Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Lưới Điện
GVHD : Th.s Hoàng Thu Hà 20 SV: Lê Văn Quy
Công suất tác dụng tự dùng của nhà máy:
td dm
P =10%P = 0,1.200 = 20 MW

Công suất phản kháng tự dùng của nhà máy lúc này là:
td td td
Q = P .tgφ = 20.0,88 =17,6 MVAr

Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lƣới ở chế độ cực tiểu:
ycmin min td
P = P + ΔP + P =138+0,05.240 +20 = 162,75 MW
  

Lƣợng công suất phát lên lƣới do hệ thống đảm nhiệm:
vhHTmin ycmin kt
P = P -P =162,75-127,5 = 35,25 MW


Lƣợng công suất phản kháng phát lên lƣới do hệ thống đảm nhiệm:

P 10%.P 0,1.200 20 MW  

Công suất phản kháng tự dùng của nhà máy lúc này là:
td td td
Q = P .tgφ = 20.0,88 =17,6 MVAr

Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lƣới ở chế độ sự cố:
Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Lưới Điện
GVHD : Th.s Hoàng Thu Hà 21 SV: Lê Văn Quy
ycsc max td
P = P + ΔP + P = 240 + 0,05.240 + 20 = 265,2 MW
  

Lƣợng công suất tác dụng phát lên lƣới do hệ thống đảm nhiệm:
vhHTsc ycsc sc
P = P -P = 265,2-150 =115,2 MW


Lƣợng công suất phản kháng phát lên lƣới do hệ thống đảm nhiệm:
vhHTsc vhHTsc HT
Q = P .tgφ = 115, 2.0,62 = 71,42MVAr

Tổng công suất phản kháng yêu cầu của lƣới ở chế độ sự cố:
ycsc max b td
Q = Q + ΔQ +Q
=116,24+0,15.116,24+17,6 =146,88 MVAr
  

79,05
18,69
Số tổ
3
-
Chế độ sự cố
P, MW
150
115,2
Q, MVAr
93
71,42
Số tổ
3
-
Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Lưới Điện
GVHD : Th.s Hoàng Thu Hà 22 SV: Lê Văn Quy
CHƢƠNG 2: ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ CHỌN
ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI
2.1. Đề xuất các phƣơng án nối dây
Một trong các yêu cầu của thiết kế mạng điện là đảm bảo cung cấp điện an toàn
và liên tục, nhƣng vẫn phải đảm bảo tính kinh tế. Muốn đạt đƣợc yêu cầu này ngƣời ta
phải tìm ra phƣơng án hợp lý nhất trong các phƣơng án vạch ra đồng thời đảm bảo
đƣợc các chỉ tiêu kỹ thuật.
Các yêu cầu chính đối với mạng điện:
 Đảm bảo an toàn cho ngƣời và thiết bị.
 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.

pháp khác chƣa thực hiện đƣợc.
- Nhƣợc điểm: việc chia nhóm phụ thuộc nhiều vào số lƣợng và vị trí địa lý của các
phụ tải. Khi vị trí địa lý của các phụ tải đan xen nhau, việc chia nhóm sẽ gặp nhiều khó
khăn.
Việc chia nhóm sẽ đƣợc thực hiện nhƣ sau: trƣớc tiên dựa vào vị trí địa lý và
công suất của các nguồn và phụ tải, chúng ta sẽ xem xét xem các phụ tải đƣợc lấy công
suất từ nguồn nào. Ở đây chúng ta có hai nguồn, các phụ tải sẽ đƣợc cung cấp từ
nguồn gần nó nhất, nếu phụ tải nằm ở vị trí gần giữa 2 nguồn thì chúng ta sẽ xét đến
công suất của nguồn và tổng công suất của các phụ tải xung quanh nó để đƣa ra quyết
định nối phụ tải đó với nguồn nào. Sau đó chúng ta sẽ tiến hành phân chia thành các
nhóm. Việc vạch phƣơng án sẽ đƣợc tiến hành đối với mỗi nhóm. Cụ thể nhƣ sau:
Nhƣ đã tính ở mục 1.5 ta có:
kt td
P 170 MW, P 20 MW
; khi tính toán sơ bộ , ta
có thể lấy một cách gần đúng :
∑ΔP = 5%.∑P
max
= 5%.240 = 12 MW
Dựa vào vị trí các phụ tải, nếu phụ tải 1, 2, 3, 5, 6 nối với nhà máy nhiệt điện thì
sơ bộ ta tính đƣợc lƣợng công suất truyền từ NĐ vào phụ tải 4 là:
4 kt td 6 7 8 9 10 N
P P -P -(P P P P P )- P 170-20-126-12 12 32 MW        
Lƣợng công suất còn thiếu là 20 MW sẽ do hệ thống truyền về.
Nhƣ vậy ta sẽ phân khu vực nhà máy nhiệt điện cung cấp điện cho các hộ phụ
tải lân cận nó là 1, 2, 3, 5, 6; khu vực hệ thống cung cấp điện cho các hộ phủ tải là 7, 8,
9. Nhà máy và hệ thống liên hệ thông qua đƣờng dây liên lạc nối qua phụ tải 4.
Dựa trên cơ sở vị trí địa lý giữa các phụ tải, ta lại phân hai khu vực trên làm các
nhóm nhỏ. Phía nhà máy nhiệt điện đƣợc chia làm hai nhóm, phía hệ thống chia làm
hai nhóm. Cụ thể là:

 Khi xảy ra sự cố ở đoạn đƣờng dây gần nguồn thì sẽ gây ảnh hƣởng tới
toàn bộ phụ tải phía sau nó.
 Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng cao hon so với sơ đồ hình tia.
 Bị giới hạn công suất chuyền tải trên đƣờng dây, tổng công suất không
đƣợc quá lớn.
Mạng điện mạch vòng:
- Ưu điểm:
 Mỗi phụ tải đều đƣợc nhận điện từ hai phía nên độ tin cậy cao.
 Vốn đầu tƣ ít hơn do chiều dài đƣờng dây ngắn, và là đƣờng dây đơn.
- Nhược điểm:
 Số lƣợng máy cắt cao áp nhiều hơn, bảo vệ rơle phức tạp hơn.
 Tổn thất điện áp lúc sự cố lớn.
 Vận hành phức tạp hơn.
Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thiết kế Lưới Điện
GVHD : Th.s Hoàng Thu Hà 25 SV: Lê Văn Quy







4
NĐ
HT

Hình 2-2: Phương án nối dây của nhóm 1
2.1.2. Nhóm 2:
1
3
5
NĐ
2b)
1
3
5
NĐ
2a)
NĐ
HT
1
3
2
6
5
4
8
9
Nhóm 1