LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân được nâng cao
nhanh chóng. Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và trong
sinh hoạt đang tăng không ngừng mà trong đó Hệ thống điện đặt ra làm sao phải đáp ứng được
nhu cầu đó.
Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, các mạng điện và các hộ tiêu thụ được
liên kết với nhau thành hệ thống để sản xuất cũng như truyền tải phân phối tiêu thụ điện năng.
Hệ thống điện là một phần của hệ thống năng lượng nên có cấu trúc vô cùng phức tạp. Điều đó
thể hiện ở tính đa chỉ tiêu và sự biến đổi của nó, phát triển không ngừng. Tùy từng mức độ, phạm
vi, cấu trúc nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu điện năng cho sự phát triển kinh tế xã hội cho từng địa
phương nói riêng và cả nước nói chung, đồng thời đảm bảo chi tiêu kinh tế, kỹ thuật đề ra.
Đồ án môn học Lưới điện của sinh viên khoa hệ thống điện thông qua việc tính toán thiết kế lưới
điện khu vực nhằm mục đích tổng hợp lại những kiến thức đã được học và xây dựng cho mỗi sinh
viên những kĩ năng cần thiết khi thiết kế một lưới điện khu vực.
Qua đồ án này em vô cùng biết ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn: Ths
Nguyễn Đức Thuận đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Vì thời gian cũng như kiến thức có hạn và còn nhiều thiếu sót trong quá trình thực hiện khó tránh
khỏi những sai sót. Kính mong sự góp ý của thầy cô để bản đồ án của em có thể được hoàn thiện
hơn nữa.
Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh Viên Thực Hiện
Lê Diệu Linh

CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
_ Hệ thống điện là một tập hợp bao gồm máy phát điện, đường dây, trạm biến áp, hộ tiêu thụ điện
và các thiết bị khác như: thiết bị điều khiển, rơle bảo vệ, thiết bị đóng cắt,… chúng tạo thành một
hệ thống thống nhất và có sự phối hợp chặt chẽ với nhau. Có nhiệm vụ sản xuất, truyền tải, tiêu
thụ điện năng và đảm bảo an toàn cho thiết bị và con người.
Nguyễn Văn Huy D8_H3

_Thời gian sử dụng công suất lớn nhất là 5200
_Những phụ tải có tải yêu cầu chỉnh điện áp thường là phụ tải số 2,3,6,7.
_Những phụ tải có tải yêu cầu chỉnh điện áp khác thường là phụ tải số 1,4,5.
_Công suất phụ tải cực tiểu bằng 60% Pmax
_Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau :
Qmax =Pmax.
Smax=Pmax + jQmax
Smax =


Bảng 1.1 : Bảng tính toán phụ tải trong chế độ cực đại và cực tiểu
CÂN BẰNG NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
Đặc điểm quan trọng của hệ thống điện (HTĐ) là truyền tải tức thời điện năng từ nguồn đến hộ
tiêu thụ và không có khả năng tích trữ lại điện năng với một lượng lớn, có nghĩa là quá trình sản
xuất và tiêu thụ điện xảy ra đồng thời theo một nguyên tắc đảm bảo cân bằng công suất. Tại từng
thời điểm của chế độ xác lập của hệ thống, các nguồn phát điện phải phát ra công suất đúng băng
công suất tiêu thụ, trong đó bao gồm cả tổn thất công suất trong lưới điện. Xét trường hợp HTĐ
gồm một nhà máy điện và 7 phụ tải điện. Sự cân bằng công suất phải được đảm bảo về công suất
tác dụng cũng như công suất phản kháng . 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 hệ thống điện
là một vấn đề quan trọng,liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống.
1.

Cân bằng công suất tác dụng

Vì vậy phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại đối với hệ thống
điện thiết kế có dạng: Pht = m∑P max + ∑∆P + P td + P dt
Trong đó: P ht : công suất tác dụng lấy từ hệ thống.
m : hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m=1).
∑P max : tổng công suất của các phụ tải ở chế độ cực đại.

thống nên Q dt =0
Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp là : Q ht =P ht . tgφ ht vì cosφ ht =0,85→ tgφ
ht=0,619 => Qht = 185,85 . 0,619 =115,041 MVAr
∑∆Q ba =15%∑Q max= 15%.88,524=13,279MVAr
Qyc =88,524+13,27=128,32 MVAr > Qht => Nên ta phải bù công suất phản kháng thiếu hụt do
đó ta phải dùng các tụ điện đặt tại các nút phụ tải để bù vào cho đủ. Nguyên tắc đặt bù: Bù ở hộ
xa nhất ( tính từ nguồn đến phụ tải), nếu chưa đủ thì tiếp tục bù ở hộ gần hơn, quá trình tiếp tục
như vậy cho đến khi bù hết số lượng cần bù. Hệ số cos ϕ thỏa mãn : 0.85≤ Cos ϕ m ≤ 0.95 ta bù
vào phụ tải số 1 ,2 ,5, 6 và 7

CHƯƠNG II: DỰ KIẾN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY


Một trong các yêu cầu của thiết kế mạng điện là đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục,
nhưng vẫn phải đảm bảo tính kinh tế. Muốn đạt được yêu cầu này người ta phải tìm ra
phương án hợp lý nhất trong các phương án vạch ra đồng thời đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ
thuật. Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với các mạng là độ tin cậy và chất lượng cao của
điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Khi dự kiến sơ đồ của mạng điện thiết kế, trước hết
cần chú ý đến hai yêu cầu trên. Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ
tiêu thụ loại I, cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự
động. Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I có thể sử dụng đường dây hai mạch
hay mạch vòng. Các hộ tiêu thụ loại III được cung cấp điện bằng đường dây một mạch. Để
chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện ta sử dụng phương pháp chia lưới điện thành các nhóm
nhỏ, trong mỗi nhóm ta đề ra các phương án nối dây, dựa trên các chỉ tiêu về kinh tế - kỹ
thuật ta chọnđược một phương án tốiưu của từng nhóm. Vì các nhóm phân chia độc lập,
không phụ thuộc lẫn nhau nên tổng hợp các phương án tối ưu của các nhóm lại ta được sơ đồ
tối ưu của mạng điện. Một phương án nối dây hợp lý phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Đảm
bảo cung cấp điện liên tục. + Đảm bảo chất lượng điện. + Đảm bảo an toàn cho người và
thiết bị. + Đảm bảo thuận lợi cho thi công, vận hành và phải có tính linh hoạt cao. + Đảm
bảo tính kinh tế. + Đảm bảo tính phát triển của mạng điện trong tương lai . Dựa vào các điều

Có khả năng sử dụng các thiết bị đơn giản, rẻ tiền và các thiết bị bảo vệ rơle đơn giản.
Thuận tiện khi phát triển và thiết kế cải tạo các mạng điện hiện có.
Nhược điểm:
Độ tin cậy cung cấp điện thấp.
_Phương án liên thông:
Ưu điểm:
Việc tổ chức thi công sẽ thuận lợi hơn vì hoạt động trên cùng 1 đường dây.
Độ tin cậy cung cấp điện tốt hơn lưới hình tia.
Nhược điểm:
Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng lớn.


_Phương án vòng kín:
Ưu điểm:
Độ tin cậy cung cấp điện cao.
Nhược điểm:
Số lượng máy cắt cao áp nhiều hơn,bảo vệ rơle phức tạp hơn.
Tổn thất điện áp lúc sự cố lớn.
1/ Phương án hình tia:
_Phân bố công suất:
Sṅ1=Ṡ1=P1+j(P1.tanϕ)=22+j(22.0,484)=22+j10,484 MVA
Sṅ2=Ṡ2=P2+j(P2.tan ϕ)=24+j(24.0,484)=24+j11,616 MVA
Sṅ3=Ṡ3=P3+j(P3.tanϕ)=26+j(26.0,54)=26+j14,04 MVA
Sṅ4=Ṡ4=P4+j(P4.tanϕ)=30+j(30.0,484)=30+j14,52 MVA
Sṅ5=Ṡ5=P5+j(P5.tanϕ)=23+j(23.0,484)=23+j11,132 MVA
Sṅ6=Ṡ6=P6+j(P6.tanϕ)=25+j(25.0,54)=25+j13,5 MVA
Sṅ7=Ṡ7=P7+j(P7.tanϕ)=27+j(27.0,484)=27+j13,068 MVA

_Chọn điện áp định mức:
Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật,


N-3
N-4
N-5
N-6
N-7

26
30
23
25
27

20
60
10
10
50

93,155
100,852
86,759
90,627
95,282

110
110
110
110
110

= = =69,973A
= = =63,61 => Chọn dây AC-70


+/ Kiểm tra:
Dây AC-70 có = =1.0,88.265=233,2A >= 63,61A
=2.=2.63,61=127,22A < => dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện kỹ thuật
+ Với đường dây N-3
= = =155,09 A
= = =140,99 => Chọn dây AC-150
+/ Kiểm tra:
Dây AC-150 có = k1.k2.445=1.0,88.445=391,6 A > =155,09 A => dây dẫn đã chọn thỏa
mãn điều kiện kỹ thuật
Với đường dây N-4:
= = =87,466A
= = =79,51=> Chọn dây AC-70
+/ Kiểm tra:
Dây AC-150 có =k1.k2.265=233,2A >= 79,51 A
=2.=2.79,51=159,02A < => dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện kỹ thuật
Với đường dây N-5:
= = =134,114 A
= = =121,92 A => Chọn dây AC-120
+/ Kiểm tra:
Dây AC-120 có =1.0,88.380 =334,4 A >= 134,114 A => dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều
kiện kỹ thuật
+ Với đường dây N-6:
= ==74,562 A
= ==67,78 A => chọn dây Ac-70
+/ Kiểm tra:
Dây AC-70 có =1.0,88. 265 =233,2A > = 74,562 A

_∆Ucpsc % =25%
_ta có công thức tính tổn thất điện áp khi bình thường ∆Ubt % = .100
Trong đó : R=(Ro.L)/n và X=(Xo.L)/n với n=1 là lộ đơn và n=2 là lộ kép
_∆Usc% = 2. ∆Ubt %
_Ta có :
Với đường dây N-1
R=(Ro.L)/n = (0,45.20)/2 =4,5(
X=(Xo.L)/n = (0,44.20)/2 = 4,4 (/km)

∆Ubt N-1% = .100 = .100 = 1,205%
Các trường hợp còn lại tính tương tự :
Ta có bảng sau :


Đường
dây
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
N-7

Pi

Qi

22
24

4,4
9,838
18,604
15,4
13,376
9,333
11

1,205
2,94
4,176
5,752
2,853
3,013
3,698

2,41
5,88
11,505
6,026
7,396

Từ bảng trên ta có nhận xét :
_∆Ubtmax =5,197%
10

(KV)
83,707
89,862
93,155
134,189
86,759
90,627

(KV)
110
110
110
110
110
110


N-7

27

50

95,282

110

_Từ bảng trên ta chọn điện áp định mức cho toàn mạng điện là 110 KV

0,33
0,27
0,21

Xo
0,44
0,429
0,423
0,416

Tính Tổn Thất Điện Áp :
_Tiêu chuẩn tổn thất điện áp : ∆Ucpbt % =15%
_∆Ucpsc % =25%
_ta có công thức tính tổn thất điện áp khi bình thường ∆Ubt % = .100
Trong đó : R=(Ro.L)/n và X=(Xo.L)/n với n=1 là lộ đơn và n=2 là lộ kép
_∆Usc% = 2. ∆Ubt %
_Xét cả ∆Ubt N-4 + ∆Ubt 3-4
_Xét ∆Usc N-4 + ∆Usc N-3
Ta có bảng sau :

Icp (A)
265
330
380
445


Đường dây Pi
Qi
N-1


Xi
4,4
9,838
11,766
12,48
13,376
9,333
11

∆Ubti
1,205
2,94
2.641
5,861
2,853
3,013
3,698

∆Usci
2,41
5,88
11,722
6,026
7,396

_∆Ubt%max =6,238%
AC -185
AC-95
AC-120
AC-150

Loại dây
AC-70
AC-70
AC-150
AC-70
AC-120
AC-185
AC-120
AC-70

R0
0,45
0,17
0,33
0,27
0,21

Xo
0,44
0,409
0,429
0,423
0,416

Icp (A)

_ta có công thức tính tổn thất điện áp khi bình thường ∆Ubt % = .100
Trong đó : R=(Ro.L)/n và X=(Xo.L)/n với n=1 là lộ đơn và n=2 là lộ kép
_∆Usc% = 2. ∆Ubt %
_Xét cả ∆Ubt N-4% + ∆Ubt N-1%
_Xét ∆Usc N-4% + ∆Usc N-1%

Ta có bảng sau :
Đường
Pi
Qi
dây
N-1
22
10.648
N-2
24
11.616
N-3
26
14.040
N-4
30
14.520
N-5
23
11.132
N-6
30
17.888
N-7

14.746
21.600
12.445

1.205
2.940
4.177
5.753
2.854
3.725
3.413
1.029

2.411
5.880
11.506
7.449
6.826
2.057


_∆Usc%cmax =11,506%
PHƯƠNG ÁN HÌNH TIA

a/ Tính vốn đầu tư :
+ Tính kinh tế :
Ta có hàm chi phí tính toán :

Z = (avh+ atc ).V + ΔA. C

+/ Với (avh+ atc ) = ( 1/8+0,04 ) = 0,165
V = 20 .300.1,6 + 20 . 300 . 1,6 +20 . 336 +60. 300.1,6 + 10 . 320 + 10 . 300 .1,6 + 50 . 300.
1,6 ). 106 = 126318,564 .106 (đ)
-/ Tổng tổn thất công suất :

∆PMax =

Pi 2 + Qi 2
.Ri
Udm 2

+ Với đường dây 1 :
∆P1 = . R1 = . 4,5 = 0,221 MW
+ Tính tương tự cho các dường dây khác ta có kết quả

ΔP2 = 0,591 MW
ΔP3= 0,677MW
ΔP4= 1,446 MW
ΔP5 =0,461 MW
ΔP6=0,637 MW
ΔP7 = 0, 836MW
ΔPmax = 0,221+0,591+0,677+1,446+0,461+0,637+0,836 = 4,869 (MW)

N-4
N-5
4,158
4,01
3,476
3,138
8,316
6,952
Tổng chi phí Z = 3,3754. 1010 ( đ )
∆A =18445,1827. 103 KWH
0,591
0,677
1,446

0,461

N-6
5,197
10,394

N-7
2,468
4,938

0,637

0,836

PHƯƠNG ÁN 2 : PHƯƠNG ÁN LIÊN THÔNG
+/ Tính toán tương tự như tính toán chi phí cho phương án hình tia ta có : Z = (a vh+ atc ).V + ΔA.

8,316

N-3-4
3,3

N-4
6,238
12,476

N-5
3,138

N-6
5,197
10,394

N-7
2,468
4,938


∆A = = 12748,502.103Kwh
∆P

0,221

Tổng chi phí Z = 2,9425.1010 đ
0,591
0,244
0,519

+/ Bảng tổng kết phương án 3 :
Nhánh
∆Ubt%
∆Usc%

N-1
3,306

N-2
4,158
8,316

N-3
4,01

N-1-4
0,395

N-4
4,553

N-5
3,138

N-6
5,197
10,394

N-7
2,468


= 0,88.

_ Do mạng điện ta thiết kế là từ thanh góp cao áp của nhà máy cung cấp điện cho phụ tải nên xem
như thanh góp truyền tất cả các công suất vào mạng điện cao áp do đó ta chọn sơ đồ nối các máy
biến áp theo sơ đồ khối máy phát điện-máy biến áp.
_ Để đảm bảo việc cung cấp điện liên tục cho phụ tải ta dùng 2 hệ thống thanh góp có thanh góp
vòng.
+ / Chọn sơ đồ nối điện cho các trạm biến áp hạ:
+ / Đối với các phụ tải 1,2,4,6,7:
+ Là các hộ phụ tải loại I, yêu cầu phải được cung cấp điện áp liên tục đồng thời là các trạm
biến áp cụt, do đó ta chọn sơ đồ cầu ngoài (L
S dmBA ≥ S pt max

+/ Chọn máy biến áp cho phụ tải 1(Loại I):
S dmBA ≥

Ta có điều kiện chọn máy biến áp :
S dmB1 ≥

34 2 + 16,4562
= 18,886 ( MVA)
2

S pt max
n


S dmBA ≥

S pt max .(1 − α %)
(n − 1).Kqtsc

+ Kiểm tra :
S dmB1 ≥

34 2 + 16,4562
= 26,98( MVA)
1,4

Tra bảng 18, trang 276 sách Thiết kế các mạng và hệ thống điện.
Chọn 2 máy biến áp điều áp dưới tải, loại TPDH – 32000/110


4

17,04

2

5

22,21

1

6

23,81

2

7

19,84

2

Loại
MBA
TPDH
32000/110
TPDH

24,2

40

115

24,2

25

115

24,2

25

115

24,2

25

115

24,2

25

115


34,8

280

10,5 120

29

0,8

2,54 55,9

200

10,5 120

29

0,8

2,54 55,9

200

10,5 120

29

0,8


+/ Phụ tải ở chế độ cực đại (U=121kv)
a) Đoạn đường dây N-1
N

1

30 km
2xAC-95

2TPDH-32000/110

*Sơ đồ thay thế tính toán

*Tính toán các thông số:
- Đối với đường dây: lấy kết quả đã tính toán ở chương II đối với phương ánI:
RN-1 = 4,95 (Ω)
Nên

XN-1 = 6,435 (Ω)

ZN-1 = 4,95+j 6,435 (Ω)
BN-1/2 = 7,95. 10-5 (1/Ω)

-Đối với trạm biến áp B1: từ những số liệu của máy biến áp TPDH– 32000/110

(

)

∆S& = 2. ∆P + j ∆Q = 2. ( 35 + j 240 ) .10−3 = 0, 07 + j 0, 48 ( MVA )


- Công suất sau tổng trở của trạm biến áp B1 là:

.

S b1" = S1 = 34 + j16,456( MVA)

-Tổn thất công suất trên tổng trở của trạm biến áp B1 là:
.

∆ S B1

PB"12 + QB''21
34 2 + 16,4562
=
.Z B1 =
.( 0,935 + 21,75j) = 0,11 + 2,564 j ( MVA)
2
U dm
110 2

-Công suất trước tổng trở của trạm biến áp B1 là:
ṠB1’ =ṠB1” + ΔṠB1 = (34 +j 16,456) + ( 0,11 +j2,564) =34,11 +j19,02 (MVA)
Công suất phản kháng do dung dẫn cuối đường dây N-1 sinh ra:
jQc” = j U12 . Bn-1/2 = j.1102 . 7,95.10-5 = j0,962 (MVAr)
-Công suất sau tổng trở đoạn đường dây N-1 là:Ṡn-1” = ṠB’ + ∆So- jQc”
= (34,11 +j19,02) +(0,07 + j0,48 ) – j0,962 = 34,18 +j18,538 ( MVA )
-Tổn thất công suất trên tổng trở đoạn dây N-1 là:
∆ṠN-1={(PN-12+QN-12)/Udm2}.ZN-1={(34,182+18,5382)/1102}.(4,95+j6,435) =0,619+j0,804MVA)
-Công suất trước tổng trở đoạn dây N-1 là: ṠN-1’ = Ṡn-1”+ ∆ṠN-1

TPD

TPd

TPD

TPDH

TPDH

32000/110

25000/110

40000/11
0

25000/1
10

25000/11
0

25000/11
0

25000/11
0