Website: Email : Tel : 0918.775.368
Lời nói đầu
Điện năng là dạng năng lợng đợc sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lĩnh vực
hoạt động kinh tế và đời sống của con ngời. Nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao,
chính vì vậy chúng ta cần xây dựng thêm các hệ thống điện nhằm đảm bảo cung cấp
điện cho các hộ tiêu thụ. Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, các mạng điện và
các hộ tiêu thụ điện đợc liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiện quá trình
sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng. Mạng điện là một tập hợp gồm có
các trạm biến áp, trạm đóng cắt, các đờng dây trên không và các đờng dây cáp. Mạng
điện đợc dùng để truyền tải và phân phối điện năng từ các nhà máy điện đến các hộ
tiêu thụ.
Bản đồ án này bao gồm hai phần: Phần thứ nhất có nhiệm vụ thiết kế mạng điện
khu vực gồm hai nhà máy nhiệt điện điện, một trạm biến áp trung gian và 10 phụ tải.
Phần thứ hai có nhiệm vụ tính toán ổn định của hệ thống vừa đợc thiết kế.
Nhờ sự chỉ bảo, góp ý của các thầy, cô giáo và mọi ngời quan tâm nên em đã
hoàn thành đồ án này. Tuy đã nỗ lực rất nhiều nhng do thiếu kinh nghiệm thực tế và
kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận
đợc các ý kiến đánh giá, chỉ bảo của các thầy cô giáo để em đợc mở rộng, nâng cao
kiến thức.
Qua đây em xin chân thành cảm ơn các thầy, các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ
Thống Điện, đặc biệt là thầy giáo TS Nguyễn Lân Tráng đã tận tình giúp đỡ em trong
thời gian vừa qua. Em rất mong muốn sẽ tiếp tục nhận đợc sự giúp đỡ của các thầy, cô
giáo trong quá trình công tác sau này.
1
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Mục lục
Trang
Lời nói đầu 1
Phần I 4
Chơng 1: cân bằng công suất tác dụng và phản kháng 4
trong hệ thống điện. xác định dung lợng bù

2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Trang
chơng 7: Xác định điện áp ở các trạm biến áp. lựa 80
chọn phơng thức điều áp cho mạng điện
7.1. Xác định điện áp ở các trạm biến áp. 80
7.1.1. Chế độ phụ tải cực đại. 80
7.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu. 86
7.1.3. Chế độ sự cố. 92
7.2. Lựa chọn phơng thức điều áp cho mạng điện. 99
7.2.1. Phơng pháp chung lựa chọn đầu phân áp. 99
7.2.2. Tính toán cho các phụ tải. 99
chơng 8: tính toán chỉ tiêu kinh tế của mạng điện 114
8.1. Tính vốn đầu t xây dựng mạng điện. 114
8.2. Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong toàn mạng điện. 115
8.3. Tính giá thành tải điện. 115
phần 2 117
1.1. Khái niệm chung về ổn định. 117
1.2. Sơ đồ thay thế của hệ thộng điện. 117
1.3. Các thông số trong hệ đơn vị tơng đối. 117
1.4. Xác định các đờng đặc tính công suất. 119
1.5. Tính góc cắt
cắt
và thời gian cắt t
cắt
. 127
tài liệu tham khảo 130
Phần I
Chơng 1
Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng trong

Phụ tải 1, 6, 7 yêu cầu điều chỉnh điện áp thờng, các phụ tải còn lại yêu cầu điều
chỉnh điện áp khác thờng.
Tổng công suất lúc phụ tải cực đại là:
)(354
10
1
maxmax
MWPP
i
==

Tổng công suất lúc phụ tải cực tiểu là:
)(4,212.6,0
10
1
maxmin
MWPP
i
==

4
HTĐ
TĐ
1
3
7
10
9
8
6

nên ta thiết kế mạng điện để một phần phụ tải nhận công suất từ nhà máy thuỷ điện,
phần còn lại nhận công suất từ thanh cái trạm trung gian.
1.1.2. Nguồn điện.
Mạng điện thiết kế gồm hai nguồn cung cấp:
Nguồn thứ nhất là trạm trung gian có công suất vô cùng lớn, cos = 0,85 và
U
đm
= 220 kV.
Nguồn thứ hai là nhà máy thuỷ điện có thông số máy phát:
P = 4ì90 (MW)
cos = 0,85
U
đm
= 22kV
Ta thấy các phụ tải 5, 6, 7, 8, 9, 10 gần nhà máy thuỷ điện hơn do vậy thuận tiện
cho việc truyền tải công suất từ nhà máy thuỷ điện tới. Tổng công suất các phụ tải cực
đại lúc đó là:
)(216
10
5
max
MWP
=

Nh vậy ta sẽ cho nhà máy thuỷ điện hoạt động với ba tổ máy và 80% công suất
định mức.
)(6,129
10
5
min

dụng.
k: hệ số đồng thời, k = 1.
P
pt
: tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ.
P
md
: tổng tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây và máy biến áp.
5
Website: Email : Tel : 0918.775.368
P
td
: tổng công suất tự dùng của nhà máy điện.
P
dt
: tổng công suất dự trữ, P
dt
= 0 vì hệ thống điện có công suất vô
cùng lớn.
Do hệ thống điện có công suất vô cùng lớn nên ta không cần cân bằng công suất
tác dụng. Căn cứ vào việc phân tích nguồn cung cấp điện và vị trí phụ tải ta cho nhà
máy điện hoạt động với ba tổ máy, mỗi tổ phát 80% công suất định mức.
Công suất phát của nhà máy thuỷ điện:
P
FTĐ
= 0,8.3.90 = 216 MW
Công suất phụ tải cực đại:
P
max
= P

Trong đó:
Q
F
: công suất phản kháng do nguồn điện cung cấp.
Q
F
= P
FTĐ
.tg + P
FHT
.tg
Q
pt
: tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải.

tgPQ
QQ
ii
ipt
.
10
1
=
=

Q
pt
= 243,01 MVAr
Q
L

pt
+ Q
ba
+ Q
td

= 243,01 + 36,44 + 3 43 = 282,88 MVAr
Q
F
= P
FTĐ
.tg
HT
+ P
FHT
.tg
HT
= 216.0,62 + 177,29.0,62 = 243,84 MVAr
6
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Ta thấy Q
F
< Q
yc
nên ta cần bù sơ bộ.
Q
b
= Q
yc
- Q

(MW)
34 26 40 38 30 42 35 35 36 38
Q
max
(MVAr)
25,50 16,12 24,80 28,50 18,60 26,04 26,25 21,70 27,00 28,50
cos
0,80 0,85 0,85 0,80 0,85 0,85 0,80 0,85 0,80 0,80
cos'
0,90 0,85 0,85 0,85 0,85 0,90 0,85 0,85 0,85 0,90
Q
b
(MVAr)
9,03 0 0 4,94 0 5,70 4,59 0 4,68 10,10
Q
max
'(MVAr)
16,47 16,12 24,80 23,56 18,60 20,34 21,66 21,70 22,32 18,40
7
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Chơng 2
Dự kiến các phơng án nối dây của mạng điện
so sánh các phơng án về mặt kỹ thuật.
2.1. Dự kiến các phơng án nối dây.
Từ việc phân tích các phụ tải và các nguồn điện ở chơng 1 ta thấy:
Các phụ tải đều là hộ tiêu thụ loai 1 nên yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện
cao do đó phải sử dụng đờng dây lộ kép, hoặc mạch vòng để cung cấp điện cho các phụ
tải.
Các phụ tải 5, 6, 7, 8, 9, 10 gần nhà máy thuỷ điện do vậy sẽ đợc cung cấp
điện từ nhà máy. Các phụ tải 1, 2, 3, 4 ở gần hệ thống điện nên sẽ đợc cung cấp điện từ

8
6
4
2
5
HT§
T§
1
3
7
10
9
8
6
4
2
5
HT§
Website: Email : Tel : 0918.775.368
2.1.4. Ph¬ng ¸n 4.
2.1.5. Ph¬ng ¸n 5.
10
T§
1
3
7
10
9
8
6

5
HT§
T§
1
3
7
10
9
8
6
4
2
5
HT§
Website: Email : Tel : 0918.775.368
2.1.8. Ph¬ng ¸n 8.
2.1.9. Ph¬ng ¸n 9.
12
T§
1
3
7
10
9
8
6
4
2
5
HT§

: chiêù dài đờng dây thứ i.
P
i
: công suất tác dụng truyền tải trên đờng dây thứ i (MW)
Nếu kết quả tính toán đợc là: 70 (kV) < U < 160(kV) ta sẽ chọn điện áp danh
định của mạng điện là 110 kV
Tiết diện dây dẫn đợc lựa chọn theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế, theo
công thức:
kt
i
i
J
I
F
max
=
Trong đó:
F
i
: tiết diện dây dẫn.
I
imax
: dòng điện cực đại chạy trên đờng dây.
dm
i
Un
S
I
..3
10.

HTĐ
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Trong mạng điện ta sử dụng dây nhôm lõi thép, khoảng cách trung bình hiình
học giữa các pha là 5m.
Để đảm bảo điều kiện chống tổn thất vầng quang thì mạng điện 110kV dây dẫn
nhỏ nhất là AC-70.
Sau khi chọn đợc tiết diện dây dẫn ta sẽ tiến hành kiểm tra lại dòng điện làm
việc xem có chịu dòng điện sự cố không theo điều kiện sau:
I
sc
< I
cp
Với các tuyến đờng dây liên lạc giữa nhà máy điện và hệ thống điện ta sẽ chọn
cùng một tiết diện theo lộ đờng dây có tiết diện lớn nhất.
2.2.2. Tính toán cho các phơng án cụ thể.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
P (MW) 34 26 40 38 30 42 35 35 36 38
Q (MVAr) 16,47 16,12 24,80 23,56 18,60 20,34 21,66 21,70 22,32 18,40
Cos
0,90 0,85 0,85 0,85 0,85 0,90 0,85 0,85 0,85 0,90
Để có thể sơ bộ loại một số phơng án mà không cần phải tính toán chi tiết ta có
thể dùng mômen phụ tải P.L để phân tích. Dùng mômen phụ tải có thể nói lên đợc khối
lợng kim khí máu và tổn thất điện năng trong mạng đó.
1. Tính toán các dòng công suất chạy trên các lộ đờng dây của từng trờng
hợp.
Phơng án 1.
Dòng công suất chạy trên đoạn TĐ-7 là:
S
TĐ-7
= S

= 13,01 + j18,99 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn 2-7 là:
S
2-7
= S
7
- S
TĐ-7
S
2-7
= 35 + j21,66 - 13,01 -j18,99
S
2-7
= 21,99 + j2,67 MVA
Dòng công suất chạy rên doạn HT-2 là:
S
HT-2
= S
2
+ S
2-7
S
HT-2
= 47,99 + j18,79 MVA
14
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Vậy dòng công suất chạy trên các lộ đờng dây của phơng án 1 là:
Nhánh L (km) S (MVA)
HT-1 68,8 34 + j16,47
HT-2 60,8 47,99 + j18,79

2 5 49,6 22,49 + j2,97
TĐ-5 68,8 7,51 + j15,63
TĐ-7 49,6 35 + j21,66
TĐ-8 68,8 77 + j42,04
8-6 84,8 42 + j20,34
TĐ-10 60,8 74 + j40,72
10-9 49,6 36 + j22,32
15
Website: Email : Tel : 0918.775.368
• Ph¬ng ¸n 4.
Nh¸nh L (km) S (MVA)
HT-1 68,8 74 + j41,27
1-3 56 40 + j24,8
HT-2 60,8 48,49 + j19,09
HT-4 52,8 38 + j23,56
2 – 5 49,6 21,49 + j2,97
T§-5 68,8 7,51 + j15,63
T§-6 84,8 42 + j20,34
T§-7 49,6 35 + j21,66
T§-8 68,8 35 + j21,7
T§-9 38,4 74 + j40,72
9-10 49,6 38 + j18,4
• Ph¬ng ¸n 5.
Nh¸nh L (km) S (MVA)
HT-1 68,8 34 + j16,47
HT-2 60,8 66 + j40,92
2-3 35,2 40 + j24,8
HT-4 52,8 38 + j23,56
HT-5 100,8 22,49 + j2,97
T§-5 68,8 7,51 + j15,63

T§-8 68,8 35 + j21,7
T§-9 38,4 36 + j22,32
T§-10 60,8 38 + j18,4
• Ph¬ng ¸n 8.
Nh¸nh L (km) S (MVA)
HT-1 68,8 34 + j16,47
HT-2 60,8 26+ j40,92
2-3 35,2 40 + j24,8
HT-4 52,8 38 + j23,56
HT-5 100,8 18,99 + j0,81
T§-7 49,6 46,01 + j39,45
7-5 36,8 11,01 + j17,79
T§-8 68,8 77 + j42,04
8-6 84,8 42 + j20,34
T§-9 38,4 74 + j40,72
9-10 49,6 38 + j18,4
• Ph¬ng ¸n 9.
Nh¸nh L (km) S (MVA)
HT-1 68,8 34 + j16,47
HT-2 60,8 26 + j16,12
HT-3 67,2 40 + j24,8
HT-4 52,8 38 + j23,56
HT-5 100,8 18,29 + j0,94
5-6 35,2 42 + j20,34
T§-5 68,8 53,71 + j38
T§-7 49,6 35 + j21,66
T§-8 68,8 35 + j21,7
T§-9 38,4 36 + j22,32
T§-10 60,8 38 + j18,4
17

ii
kt
ii
ii
Phơng án 1:
)(65,423
9,0
8,60.38
85,0
4,38.36
85,0
8,68.35
57,0
6,49.01,13
9,0
8,84.42
85,0
8,68.30
99,0
6,49.99,21
85,0
8,52.38
85,0
2,67.40
93,0
8,60.99,47
90,0
8,68.34
.
3

4,38.74
85,0
8,68.35
57,0
6,49.01,13
9,0
2,35.42
88,0
8,68.72
99,0
6,49.99,21
85,0
8,52.38
93,0
8,60.99,47
85,0
56.40
87,0
8,68.74
.
3
3
2
2
mV
UJ
V
kt
=


85,0
8,52.38
93,0
8,60.49,48
9,0
56.34
87,0
2,67.74
.
3
3
3
3
mV
UJ
V
kt
=













3
3
4
4
mV
UJ
V
kt
=












+++++
+++++
=
• Ph¬ng ¸n 5:
)(39,456
9,0
6,49.38
88,0
4,38.74











+++++
+++++
=
• Ph¬ng ¸n 6:
)(08,489
9,0
8,60.38
85,0
4,38.36
9,0
8,84.42
88,0
8,68.77
85,0
6,49.35
43,0
8,68.51,7
99,0
8,100.49,22
85,0

+++++
=
• Ph¬ng ¸n 7:
20
Website: Email : Tel : 0918.775.368
)(58,419
9,0
8,60.38
85,0
4,38.36
85,0
8,68.35
53,0
8,36.01,11
76,0
6,49.01,46
9,0
8,84.42
1
8,100.99,18
85,0
8,52.38
85,0
2,67.40
85,0
8,60.26
9,0
8,68.34
.
3

8,84.42
88,0
8,68.77
53,0
8,36.01,11
76,0
6,49.01,46
1
8,100.99,18
85,0
8,52.38
85,0
2,35.40
85,0
8,60.66
9,0
8,68.34
.
3
3
8
8
mV
UJ
V
kt
=




85,0
2,35.40
85,0
8,60.26
9,0
8,68.34
.
3
3
9
9
mV
UJ
V
kt
=












+++++
+++++

10
10
mV
UJ
V
kt
=












+++++
+++++
=
Bảng tổng kết:
Phơng án V (m
3
)
Phơng án 1 423,65
Phơng án 2 498,31
Phơng án 3 549,90
Phơng án 4 480,28

TĐ-7 49,6 2 13,01 18,99 69,68 23,02 60,41 AC-150
TĐ-8 68,8 2 35 21,70 108,83 41,18 108,07 AC-120
TĐ-9 38,4 2 36 22,32 107,58 42,36 111,17 AC-120
TĐ-10 60,8 2 38 18,40 112,24 42,22 110,80 AC-120
Nh vậy với mạng điện này ta chọn cấp điện áp: U
dm
= 110 kV.
Kiểm tra lại dòng sự cố:
Lộ
ĐD
L(km) S(MVA) n Loại dây I
cp
(A)
I
lv
(A)
I
sc
(A)
Kết luận
HT-1 68,8 37,78 2 AC-95 336 99,15 198,30 Thoả mãn
HT-2 60,8 51,54 2 AC-150 446 135,26 270,52 Thoả mãn
HT-3 67,2 47,06 2 AC-120 380 123,50 247 Thoả mãn
HT-4 52,8 44,71 2 AC-120 380 117,33 234,66 Thoả mãn
2-7 49,6 22,15 2 AC-150 446 58,13 116,26 Thoả mãn
TĐ-5 68,8 35,30 2 AC-95 336 92,64 185,28 Thoả mãn
TĐ-6 84,8 46,67 2 AC-120 380 122,48 244,96 Thoả mãn
TĐ-7 49,6 23,02 2 AC-150 446 60,41 120,82 Thoả mãn
TĐ-8 68,8 41,18 2 AC-120 380 108,07 216,14 Thoả mãn
TĐ-9 38,4 42,36 2 AC-120 380 111,17 222,34 Thoả mãn

lv
(A)
I
sc
(A)
Kết luận
HT-1 68,8 37,78 2 AC-95 336 99,15 198,30 Thoả mãn
HT-2 60,8 77,66 2 AC-185 515 203,80 407,60 Thoả mãn
2-3 35,2 47,06 2 AC-120 380 123,50 247 Thoả mãn
HT-4 52,8 44,71 2 AC-120 380 117,33 234,66 Thoả mãn
HT-5 100,8 22,69 2 AC-70 275 59,55 119,10 Thoả mãn
TĐ-5 68,8 18,25 2 AC-70 275 47,89 95,78 Thoả mãn
TĐ-6 84,8 46,67 2 AC-120 380 122,48 244,96 Thoả mãn
TĐ-7 49,6 41,16 2 AC-120 380 108,02 216,04 Thoả mãn
TĐ-8 68,8 41,18 2 AC-120 380 108,07 216,14 Thoả mãn
TĐ-9 38,4 84,46 2 AC-240 610 221,65 443,30 Thoả mãn
9-10 49,6 42,22 2 AC-120 380 110,80 221,60 Thoả mãn
Nh vậy các dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố.
Phơng án 7.
Lộ
ĐD
L(km) n P(MW) Q(MVAr) U(kV) S(MVA) F(mm
2
) Loại
dây
HT-1 68,8 2 34 16,47 107,44 37,78 99,15 AC-95
HT-2 60,8 2 26 16,12 94,77 30,59 80,28 AC-95
HT-3 67,2 2 40 24,80 115,41 47,06 123,50 AC-120
HT-4 52,8 2 38 23,56 111,56 44,71 117,33 AC-120
HT-5 100,8 2 18,99 0,81 87,30 19,01 49,89 AC-150

TĐ-7 49,6 60,61 2 AC-150 446 159,06 318,12 Thoả mãn
7-5 36,8 20,92 2 AC-150 446 54,90 109,80 Thoả mãn
TĐ-8 68,8 41,18 2 AC-120 380 108,07 216,14 Thoả mãn
TĐ-9 38,4 42,36 2 AC-120 380 111,17 222,34 Thoả mãn
TĐ-10 60,8 42,22 2 AC-120 380 110,80 221,60 Thoả mãn
Nh vậy các dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố.
Phơng án 9.
Lộ
ĐD
L(km) n P(MW) Q(MVAr) U(kV) S(MVA) F(mm
2
) Loại
dây
HT-1 68,8 2 34 16,47 107,44 37,78 99,15 AC-95
HT-2 60,8 2 26 16,12 94,77 30,59 80,28 AC-95
HT-3 67,2 2 40 24,80 115,41 47,06 123,50 AC-120
HT-4 52,8 2 38 23,56 111,56 44,71 117,33 AC-120
HT-5 100,8 2 18,29 0,94 86,09 18,31 48,05 AC-185
5-6 35,2 2 42 20,34 115,41 46,67 122,48 AC-120
TĐ-5 68,8 2 53,71 38 132,22 65,79 172,65 AC-185
TĐ-7 49,6 2 35 21,66 107,15 41,16 108,02 AC-120
TĐ-8 68,8 2 35 21,70 108,83 41,18 108,07 AC-120
TĐ-9 38,4 2 36 22,32 107,58 42,36 111,17 AC-120
TĐ-10 60,8 2 38 18,40 112,24 42,22 110,80 AC-120
Nh vậy với mạng điện này ta chọn cấp điện áp: U
dm
= 110 kV.
25