AAA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
++
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
---  ---

ĐỒ ÁN
MÔN: LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
Giáo viên hướng dẫn
: TH.S NGUYỄN ĐỨC
THUẬN
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA
Lớp
: D8 – H3

Năm học: 2015 – 2016


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

+ Thiết kế hệ thống cung cấp điện giúp chúng ta thiết kế, tính toán hệ thống
mạng lưới truyền tải điện, cung cấp và phân phối điện. Từ đó có phương án xây
dựng nắp đặt các mạng lưới sao cho tiết kiệm và hiệu quả nhất. Thiết kế hệ
thống cung cấp điện là một công việc quan trọng và rất khó khăn, một hệ thống
nhỏ cũng yêu cầu kiến thức từ rất nhiều chuyên ngành hẹp như Lý thuyết mạch,
Mạng điện.. Mạng lưới thiết kế dư thừa sẽ gây lãng phí về kinh tế và tổn hao
lớn. Thiết kế sai sẽ dẫn đến độ tin cậy dẫn điện thấp hư hỏng cháy nổ…
Sau thời gian học tập tìm hiểu kiến thức môn dưới sự hướng dẫn chỉ bảo nhiệt
tình của thầy Nguyễn Đức Thuận em đã hoàn thành Đồ án thiết kế lưới điện khu

ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Contents


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NGUỒN CUNG CẤP VÀ CÁC
PHỤ TẢI
I. Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải
1. Nguồn điện

Nguồn hệ thống: Hệ thống điện (HT) có công suất vô cùng lớn, có
hệ số công suất của HT là 0,85.
2. Phụ tải
Trong hệ thống điện có 7 phụ tải có đặc điểm trong bảng sau
3. Sơ đồ mặt bằng của nguồn điện và phụ tải
7

N
D

1

5

4
2


Chế độ cực đại

Chế độ cực tiểu

Pmax

Qmax

Smax

Pmin

Qmin

Smin

MW

MVAr

MVA

MW

MVAr

MVA

0.9


0.9

0.484

21

10.164

23.33

14.7

7.115

16.331

0.9

0.484

28

13.552

31.11

19.6

9.486


12.096

25.457

0.85

0.620

18

11.16

21.179

12.6

7.812

14.825

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

II

CHƯƠNG 2. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

= 89.168 MVAr
Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp
=0.15 × 89.168 = 13.375MVAr
= = 180.6 0.62 =111.972 MVAr
So sánh


5

4
6

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA
2

3

II. So sánh các phương án về mặt kĩ thuật

Để so sánh các phương án về mặt kĩ thuật, ta phải xét tới các nội dung sau:
- Chọn lựa cấp điện áp định mức của hệ thống
- Chọn lựa tiết diện dây dẫn
- Tính toán tổn thất điện áp
- Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố
Chọn lựa cấp điện áp của hệ thống:
Vấn đề lựa chọn cấp điện áp cho hệ thống ảnh hửog trực tiếp đến cả về mặt kĩ
thuật cũng như về mặt kinh tế. Nếu như chọn U cao thì tổn thất trên lưới giảm nhưng chi
phí cao. Còn nếu chọn U thấp thì chi phí giảm nhưng tôn thất trên lưới lại cao. Vì vậy ta
phải lựa chọn U sao cho hợp lý.
Ta sử dụng công thức kinh nghiệm sau:
U i = 4.34. Li + 16.Pi


1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Trong đó :
Jkt : mật độ kinh tế của dòng điện.
Uđm : điện áp định mức của dòng điện. (kV)
Smaxi : công suất trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại.(MVA)
n - số lộ đường dây.
2

Pi + Qi

2

Smaxi =
, (MVA)
Khi xác định được tiết diện dây dẫn của các đoạn đường dây, ta tiến hành so sánh
với tiết diện tiêu chuẩn để chọn ra tiêu chuẩn gần nhất.
3. Tính tổn thất điện áp của hệ thống:
Tổn thất điện áp được tính theo biểu thức sau:
ΣPi Ri + ΣQi X i
100
2
n.U dm

∆U% =
%


1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA
III. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho từng phương án
3.1 Phương án 1
+Sơ đồ phân bố công suất
7

1

5

4
2

6

3

III.1.1 Lựa chọn điện
Xét đoạn N-1:
PN-1= P1= 20 MW ;
LN-1= 36.056 km;
⇒UN-1 = 4,34. = 81.893 kV

Xét tương tự với các đoạn đường dây khác ta có bảng tổng kết sau:
Ta có bảng

81.893

23+j11.132
21+j10.164

23
21

51.000
72.801

88.838
87.750

28+j13.552
30+j16.2

28
30

50.000
63.246

96.851
101.155

32+j17.28

32


- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
≥

Ftc=70mm2 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: vì đoạn N-1 là đường dây kép nên khi
hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường.
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng
điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 116.62 (A)
Isc < Icp = 265A ( thỏa mãn điều kiện ).
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω

Ω

Với loại đường dây AC- 70 ta có: ro=0.45 /km, xo=0.44 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=

1
.
2

Ω

ro.l =8.113( ).

1
.
2


Fkt =
= = 67.057
Chọn dây dẫn loại AC- 70,có tiết diện chuẩn là 70mm2 và dòng điện cho
phép Icp=265A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
≥

Ftc=70mm2 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: vì đoạn N-2 là đường dây kép nên khi
hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường.
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng
điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 134.115 (A)
Isc < Icp = 265A ( thỏa mãn điều kiện ).
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω

Ω

Với loại đường dây AC- 70 ta có: ro=0.45 /km, xo=0.44 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=

1
.
2

Ω


S max
Imax =

n×

3.U dm

=67.349(A)

I max
J kt

Fkt =
= 67.349
Chọn dây dẫn loại AC-70 có tiết diện chuẩn là 70mm2 và dòng điện cho
phép Icp= 265 A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
≥

Ftc=70mm2
70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : vì đoạn N-6 là đường dây đơn nên khi
xảy ra sự có sẽ dẫn đến mất điện, không tính đến Isc.
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω

Ω

Với loại đường dây AC- 70 ta có: ro=0.45 /km, xo=0.44 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :

-

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Đường dây

S
(MAR)

Số
mạch

NĐ-1

20+j9.68

58.31

2

58.31

AC -70

0.45


AC -70

0.45

0.44

NĐ-4

28+j13.55
2

81.635

2

81.635

AC -95

0.33

0.429

NĐ-5

30+j16.2

89.475

2


2

55.58

AC -70

0.45

0.44

Kết quả điều kiện phát nóng của dây dẫn sau sự cố
1

Loại dây


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Đường dây
NĐ-1

58.31

116,64

265

NĐ-2


178,93
190,86
107,36

330
380
265

Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây
Đường dây

R

X

NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4
NĐ-5
NĐ-6
NĐ-7

8.113
13.686
16.2
8.25
10.436
10.544

Vậy phương án I đạt yêu cầu kĩ thuật

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

3.2 Phương án 2
+ Sơ đồ nối dây

7

1

5

4
6
2
3

3.2.1 Lựa chọn điện áp định mức
Xét đoạn N-1:
SN-1 = S2 + S1 = (23 + j11.132) + (20+j9.68) = 43+j20.812 MVA
LN-1 = 36.056 km;
⇒UN-1 = 4,34.= 115,480kV
Xét đoạn 1-2 :
S1-2 = S2 =23+j11.132MVA
L1-2 = 51 km

21+j10.164

21

72.801

87,750

28+j13.552
30+j16.200

28
30

50.000
63.246

96,850
101,160

32+j17.28

32

78.102

105,430

18+j14.16


- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: vì đoạn N-2 là đường dây kép nên khi
hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường.
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng
điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 134.115 (A)
Isc < Icp = 265A ( thỏa mãn điều kiện ).
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω

Ω

Với loại đường dây AC- 70 ta có: ro=0.45 /km, xo=0.44 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=

1
.
2

Ω

ro.l = .0.45 .51=11.475( ).

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

1

- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: vì đoạn N-1 là đường dây kép nên khi
hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :
Isc = 2.Ibt max = 2.125.368 = 250.736 (A)
Isc
Fkt

Loại dây
(

ro
Ω
km

)

(

xo
Ω
km

)

NĐ-1

2 36.056

43 +j20.812 125.368 125.368 AC -150

0.21

0.416

1-2


2 50.000
2 63.246

28+j13.552
30+j16.200

81.635
89.475

81.635 AC -95
89.475 AC -95

0.33
0.33

0.429
0.429

2 78.102

32+j17.280

95.44

95.44 AC -120

0.27

0.423

95,440
120,205

445
265
265
330
330
380
265

246,023
134,115
244,906
163,270
178,950
190,880
240,410

Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây
Đường dây

R

X

NĐ-1
1-2
NĐ-3
NĐ-4

5,208
6,427
8,376
6,221
8,807
10,295
6,040


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Theo bảng trên ta thấy:
∆Ubt max%= 5.147 < 10%
∆Uscmax% = 10.295< 20% (thỏa mãn điều kiện)
Vậy phương án II đạt yêu cầu kĩ thuật
Phương án 3
+ Sơ đồ phân bố công suất

7

1

5

4
2

6


72.801 + 50 + 31.623

N-3

1


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

=20.166+j9.76 (MVA)
72.801 + 16 × 20.166

⇒UN-3 = 4,34.

=106.267 (Kv)

Dòng công suất chạy trên đoạn N-4 bằng:
.

.

S
N-4

=

.

S


=

.

S
N-3

–

S
3

= (20.166+j9.76) –(21+j10.164) =-0.834-j0.404 (MVA).

31.623 + 16 × 0.834

⇒U4-3 = 4,34.
=29.1 (Kv)
Điểm phân công suất trong mạng điện kín N-3-4-N là điểm 3
Đường dây
NĐ -1
NĐ-2
NĐ -3
NĐ -4
NĐ -5
NĐ -6

(MVA)


50
63.246

98.14
101.115

32+j17.28

32

78.102

105.427

18+j17.28

18

51

105.427

0.834

31.623

29.1

20+j9.68



3.U đm

20.166 2 + 9.76 2

=

. = 117.589

1

3.110

.103=117.589 (A)


ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
SVTH : NGUYỄN ĐỨC NGHĨA

Chọn dây dẫn loại AC-120 ,có tiết diện chuẩn là 120mm2 và dòng điện
cho phép Icp=380A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
Ftc=120mm2 > 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : đối với đường dây N-3 có 2 trường
hợp vận hành sự cố :
+ trường hợp sự cố đoạn 4-3
+ trường hợp sự cố đoạn N-4
Ta thấy rằng trường hợp sự cố đoạn N-4 nguy hiểm hơn vì phải tải một
lượng công suất tới phụ tải 6.Khi có sự cố đoạn N-4,công suất chạy trên đoạn còn
lại là

I max
J kt

.10 3

=168.134 A

168.134
1

Fkt =
. =
=168.134
Chọn dây dẫn AC-185, Icp=510A
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
Ftc=185mm2 >70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : đối với đường dây N-4 có 2 trường hợp
vận hành sự cố :
+ trường hợp sự cố đoạn 3-4
+ trường hợp sự cố đoạn N-3
Cũng giống như đường dây N-3,sự cố nguy hiểm nhất là đoạn N-3 .Khi có sự cố
.

S N −4

.

S N −3

đoạn N-3,công suất chạy trên đoạn còn lại là

=4.864 A
=4.864

Tiết diện tối thiểu cho cấp điện áp 110 kV là 70 mm2 .Chọn dây dẫn AC-70 để
thỏa mãn điều kiện vầng quang với Icp=265A
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : với đường dây này có 2 TH vận hành sự cố
+ trường hợp sự cố đoạn N-3
+ trường hợp sự cố đoạn N-4
Sự cố đường dây N-3 nguy hiểm hơn do phụ tải của nó lớn hơn
212 + 10.164 2

Isc =

3.110

.10 3

=122.453
51
72.80
1
50
63.24
6
78.10
2
51
31.62
3

23+j9.68
23+j11.132

58.31
67.057

ro
Ω
km

)

(

xo
Ω
km


55.58

AC -120
AC -70

0.27
0.45

0.416
0.44

0.834 + j0.404

4.864

4.864

AC-70

0.45

0.44

20.166+j9.76 117.589

1

AC -70
AC -70