Trường Đại Học Điện Lực

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ,đời sống nhân dân
được nâng cao nhanh chóng. Nhu cầu về điện trong tất cả các lĩnh vực tăng
cường không ngừng. Một lực lượng đông đảo cán bộ kỹ thuật trong và ngoài
ngành điện đang thiết kế, lắp đặt các công trình điện.
Hiện nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân
được nâng cao phát triển của ngành điện sẽ thúc đẩy nền kinh tế nước ta phát
triển.
Bên cạnh việc xây dụng các nhà máy điện thì việc truyền tải và sử dụng tiết
kiệm, hợp lý, đạt hiệu quả cao cũng hết sức quan trọng. Nó góp phần vào sự
phát triển của ngành điện và làm cho kinh tế nước ta phát triển.
Trong phạm vi của đồ án này trình bày về thiết kế môn học lưới điện.
Đồ án gồm 8 chương :
Chương 1 : Phân tích nguồn và phụ tải
Chương 2 : Cân bằng công suất và dự kiến phương án nối dây
Chương 3 : Tính toán kinh tế các phương án
Chương 4 : Tính toán chi tiêu kinh tế so sánh các phương án
Chương 5 : Chọn máy biến áp và sơ đồ nối điện chính
Chương 6 : Tính toán chính xác các chế độ
Chương 7 : Tính toán điện áp các nút và điều chỉnh điện áp
Chương 8 : Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của phương án

1
1
1
1
1
1
1

2

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
MỤC LỤC

3
3
3
3
3
3
3
3
3

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực

CHƯƠNG 1
PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI


min

1

20

0,9

9.7

14

6.8

20+9.7i

14+6.8i

2

27

0,88

14.6

18.9

10.2


9.8

29+14i

20.3+9.8i

5

32

0,88

17.2

22.4

12.1

32+17.2i

22.4+12.1i

6

34

0,9

16.5



Trường Đại Học Điện Lực
1.3 Sơ đồ địa lý
2
1

3
N

4

6

5

7

5

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực

CHƯƠNG 2:
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ DỰ KIẾN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
2.1:Cân Bằng Công Suất Tác Dụng
Pnguồn = Pyêu cầu

Trường Đại Học Điện Lực
2.3.1: Phương Án 1 Hình Tia
2
1

3
N

4

6

5

7

2.3.2: Phương Án 2 Liên Thông
2
1

3
N

4

6

5

7


Trường Đại Học Điện Lực

CHƯƠNG 3:
TÍNH TOÁN KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN
3.1: Xét Phương Án 1
3.1.1: Phân Bố Công Suất
N1

= 1 = P1 + iQ1 = 20+9.7i

N2

= 2 = P2 + iQ2 = 27+14.6i

N3

= 3 = P3 + iQ3 = 30+14.5i

N4

= 4 = P4 + iQ4 = 29+14i

N5

= 5 = P5 + iQ5 = 32+17.2i

N6

= 6 = P6 + iQ6 = 34+16.5i

Áp dụng công thức trên ta có bảng tính toán:
Đường Dây

Pi

Li

Utt

Uđm

N-1

20

36.06

81.9

110

N-2

27

64.03

96.7

110


N-6

34

28.28

103.8

110

N-7

36

40.00

107.7

110

Bảng kết quả tính toán cho ta thấy tất cả các giá trị điện áp tính được đều nằm
trong khoảng (80 ÷ 150) kV
3.1.3: Chọn Tiết Diện Dây Dẫn
Trong bài toán quy hoạch thiết kế lưới điện, chọn dây dẫn là bài toán cơ bản
nhất. Chọn dây dẫn bao gồm chọn chọn loại dây dẫn và tiết diện dây dẫn.
Hiện nay các dây hợp kim nhôm không có lõi thép bắt đầu được sử dụng
rộng rãi. Các dây hợp kim nhôm có độ bền cơ rất tốt và lớn hơn nhiều so với độ
bền cơ của dây nhôm. Các dây hợp kim nhôm nhẹ hơn dây nhôm lõi thép, do đó
cho phép giảm giá thành cột của đường dây. Điện trở dây hợp kim nhôm nhỏ

n 3 U dm

Imax =

× 103

(A)

Trong đó
n: số mạch đường dây(đường dây kép thì n = 2, đường dây đơn thì n = 1)
Uđm: điện áp định mức của lưới điện, kV
Pmax , Qmax: dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng cực đại chạy
trên đường dây, (MW, MVAr)
Sau khi tính tiết diện theo công thức ta tiến hành chọn tiết diện dây dẫn gần nhất
và kiểm tra các điều kiện về: phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố; độ
bền cơ của dây và kiểm tra điều kiện về sự tạo thành vầng quang và tổn thất điện
áp cho phép. Chọn dây dẫn có tiết diện nằm trong dãy tiêu chuẩn: 70 – 95 – 120
– 150 – 185 – 240
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về
vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố,
cần phải có điều kiện sau:
Isc≤ Icp
Isc= =2.Imax
11

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh



70

265

116.62

AC-70

N-2

30.7

160.99

160.99

150

445

321.98

AC-150

N-3

33.3

87.47


95.40

95.40

95

330

190.80

AC-95

N-6

37.8

99.13

99.13

95

330

198.26

AC-95

N-7

12

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
n. là số mạch đường dây
l. chiều dài đường dây (km)
r0,x0,b0. điện trở tác dụng,điện kháng ,điện dẫn của dây dẫn tra bảng sách
giáo khoa.với DTB=5

Đường
Dây
N-1

Loại
Dây
AC-70

N-2

n

Li

Roi

Xoi


N-5

AC-95

N-6
N-7

Boi.

R

X

B

2.58

8.29

7.93

0.00019

0.416

2.74

13.45


2

44.72

0.33

0.429

2.65

7.38

9.59

0.00024

AC-95

2

28.28

0.33

0.429

2.65

4.67


dây:
Đường Dây

Pi

Qi

Ri

Xi

Ubt%

Usc%

13

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
N-1

20

9.7

8.29


2.98

5.96

N-4

29

14.0

4.95

6.44

1.93

3.87

N-5

32

17.2

7.38

9.59

3.32


Kết luận: ∆ Ubt max%
30
61
32
34
36

Li
36.06
64.03
44.72
30
22.36
28.28
40

Utt
81.9
96.7
99.4
137.7
100.3
103.8
107.7

Uđm
110
110
110
110
110

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
Jkt: mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2. Jkt chọn chung cho toàn lưới
theo điều kiện Tmax và dây AC.( Với Tmax = 5000 h, dây AC ta có Jkt = 1 A/mm2)
Imax: dòng điện chạy trên đường dây cho chế độ cực đại, A.
Giá trị dòng điện này được xác định theo công thức sau:
P 2 max + Q 2 max

Imax =

n 3 U dm

× 103

(A)

16

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
Trong đó
n: số mạch đường dây(đường dây kép thì n = 2, đường dây đơn thì n = 1)

Icp

Isc

Kết luận

N-1

22.2

58.33

58.33

70

265

116.67

AC-70

N-2

30.7

161.10

161.10


179.81

185

510

359.62

AC-185

4-5

36.3

95.34

95.34

95

330

190.68

AC-95

17

GVHD: Nguyễn Đức Thuân


330

209.86

AC-95

*Nhận xét: Từ các kết quả ta nhận thấy tiết diện chọn của các đường dây thỏa
mãn các điều kiện
+ điều kiện phát sinh vầng quang
+ điều kiện độ bền cơ
+ điều kiện phát nóng lúc sự cố
C.Tính thông số đường dây
Điện trở của đường dây:
R=
Điện kháng của đường dây:
X=
Điện dẫn của đường dây:
B=n.B0.l
Trong Đó:
n. là số mạch đường dây
l. chiều dài đường dây (km)
r0,x0,b0. điện trở tác dụng,điện kháng ,điện dẫn của dây dẫn tra bảng sách
giáo khoa.với DTB=5
Boi.10

Đườn
g Dây

Loại
Dây


44.72

N-4

AC-185

2

4-5

AC-70

N-6

AC-70

Li (km) Roi(Ω/km) Xoi(Ω/km)

-6

R

X

B

2.58

8.29


2.55

6.14

0.00017

2

22.36

0.33

0.429

2.65

3.69

4.80

0.00012

2

28.28

0.33

0.429


2.65

6.60

8.58

0.00021

3.2.4: Tính Tổn Thất Điện Áp
*tổn thất điện áp cho phép trong chế độ làm việc bình thường:
∆Ucp% khi làm việc bình thường = 15%
∆ Ucp% khi có sự cố =25%
*tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ làm việc bình thường:
∆ Ubt% = .100%
∆ Usc% = 2. ∆ Ubt%
Áp dụng cống thức trên ta có bảng tính toán ∆Ubt% ,∆Usc% cho các đường
dây:
Đường Dây
N-1
N-2
N-3
N-4
4-5
N-6
N-7

Pi
20
27

6.07
8.58

∆Ubt%
2.01
6.21
2.98
2.87
1.66
2.14
3.20

∆ Usc%
4.01
12.43
5.96
5.73
3.31
4.28
6.39

∆ Ubt max% = max
∆ Usc max%= max
3.3.Phương án 3
3.3.1.Phân bố công suất.
* xét đường dây N-4-5-N: bỏ qua ∆U và giả thiết tất cả các đường dây cùng
một loại dây:
- SSN4 = =
= 32,78 + 17,59i
19

7

= P7 + iQ7 = 36+17.4i

3.3.2.Chọn Điện Áp Định Mức Cho Lưới.
-Điện áp tính toán của đường dây được tính toán theo:
Utt =4,34.
Trong đó:
L: là chiều dài đường dây (km)
P: là công suất tác dụng (MW)
Áp dụng công thức trên ta có bảng tính toán:
Đường Dây

Pi

Li

Utt

Uđm

N-1

20

36.06

81.9

110


4-5

3.78

22.36

39.5

110

N-5

28.22

44.72

96.7

110

N-6

34

28.28

103.8

110

trên cùng một cột thép, khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn pha là
Dtb = 5 m.
Tiết diện dây dẫn ảnh hưởng nhiều đến vốn đầu tư để xây dựng đường dây và
chi phí vận hành của đường dây, nhưng giảm tổn thất điện năng và chi phí về
tổn thất điện năng. Vì vậy ta cần phải chọn tiết diện dây dẫn làm sao cho hàm
chi phí tính toán nhỏ nhất. Ta sẽ sử dụng phương pháp mật độ dòng điện kinh tế
để tìm tiết diện dây dẫn:
Fkt =

I max
J kt

Trong đó
Fkt: tiết diện kinh tế của dây dẫn
Jkt: mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2. Jkt chọn chung cho toàn lưới
theo điều kiện Tmax và dây AC.( Với Tmax = 5400 h, dây AC ta có Jkt = 1 A/mm2)
Imax: dòng điện chạy trên đường dây cho chế độ cực đại, A.
Giá trị dòng điện này được xác định theo công thức sau:
P 2 max + Q 2 max

Imax =

n 3 U dm

× 103

(A)

Trong đó
n: số mạch đường dây(đường dây kép thì n = 2, đường dây đơn thì n = 1)

N-3
N-4
4-5

Smax

ILvmax

Fkt

Ftc

Icp

Isc

22.2
30.7
33.3
37.2
5.2

58.33
161.10
87.44
195.26
27.36

58.33
161.10

22

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
N-5
N-6
N-7

31.3
37.8
40.0

164.44
99.18
104.93

164.44
99.18
104.93

150
95
95

445
330


Loại
Dây

n

Li

R0i

X0i

B0i.

R

X

B

N-1

AC-70

2

36.06

0.46


AC-95

44.72

0.33

0.429

2.65

7.38

9.59

0.00024

N-4

AC-185 1

30

0.17

0.409

2.82

5.10


0.21

0.416

2.74

9.39

18.60

0.00012

N-6

AC-95

28.28

0.33

0.429

2.65

4.67

6.07

0.00015


0.00021

24

GVHD: Nguyễn Đức Thuân

SVTH:Nguyễn Hải Mạnh


Trường Đại Học Điện Lực
3.3.4.Tính Tổn Thất Điện Áp.
*tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ làm việc bình thường:
∆ Ubt% = .100%
∆ Usc% = 2. ∆ Ubt%
Áp dụng cống thức trên ta có bảng tính toán ∆Ubt% ,∆Usc% cho các đường
dây:
Đường
Dây
N-1

Pi

Qi

Ri

Xi

∆Ubt%


30

14.5

7.38

9.59

2.98

5.96

N-4

32.78

17.59

5.10

12.27

3.17

6.33

4-5

3.78


4.67

6.07

2.14

4.28

N-7

36

17.4

6.60

8.58

3.20

6.39

Kết luân: Từ kết quả trên ta nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất trong chế
độ vận hành bình thường là: ∆UN-1btmax = 6,21%
- thất điện áp trong chế độ sự cố từ N-4-5-N là:
∆UscN-4-5-N = ∆UscN-4 + ∆Usc4-5 = 7,56%
- thất điện áp trong chế độ sự cố từ N-4-5-N là:
=> ∆Usc N-4-5-N= ∆Usc N-5 + ∆U4-5 = 9,8%
=>∆Uscmax = 12,43%
Thoả mãn điều kiện ∆Ubtmax