Đồ án Đề Tài:Thiết kế lưới điện
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí
1
Lời nói đầu
Ngày nay in nng ã tr thành dng nng lng không th thay th
trong các lnh vc ca i sng và sn xut. i ôi vi vic tng cng nng
lc sn xut in phc v i sng là vn  truyn ti in nng.
Vic truyn ti in là mt trong ba khâu c
 bn ca quá trình sn xut,
tiêu th và phân phi in nng. Thc t mt h thng in có vn hành n
nh hay không là ph thuc rt nhiu và các h thng truyn ti. Tn tht
in áp cao hay thp ph thuc hoàn toàn và các ng dây ti in. ng
thi mc  tin cy ca h thng cung cp i
n cng c quyt nh bi h
thng truyn ti in nng. Do vy vic thit k, xây dng và vn hành h
thng in luôn luôn phi c  cao.


án tốt nghiệ
nh viên: Ngu
HÂN TÍCH
1. Các số li
1.1. Vị trí c
heo u bài
ệp
uyễn Ngọc H
PHẦN 1
H NGUỒN
iệu về ngu
các nguồn
i ta có v tr
Hình
Hùng - Hệ th
1: THIẾT
C
N VÀ PHỤ
TRON
uồn cung c
n cung cấp
rí các ngu
1.1. S 

hống điện U
KẾ LƯỚI
CHƯƠNG
Ụ TẢI - CÂ
NG HỆ TH

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí
3
1.1.2. Nguồn cung cấp
a. H thng in
H thng in có công sut vô cùng ln, h s công sut trên thanh góp 110
kV ca h thng là 0,8. Vì vy cn phi có s liên h gia h thng và nhà
máy in  có th trao i công sut gia hai ngun cung cp khi cn thit,
m bo cho h thng thit k làm vic bình thng trong các ch  vn
hành. Mt khác, vì h thng có công sut vô cùng ln cho nên chn h thng
là nút cân abng công sut và nút c s v in áp. Ngoài ra do h thng có
công sut vô cùng ln cho nên không cn phi d tr công sut trong nhà máy
in, nói cách khác công sut tác dng và phn kháng d tr s c ly t h
thng in.
b. Nhà máy nhiệt điện
Nhà máy nhit in gm có 4 t máy công su
t P
m
= 60 MW, cos
ϕ
=0,8,
U
m
=10,5 kV. Nh vy tng công sut nh mc ca nhà máy bng: 4
×
60 =
240 MW.
Nhiên liu ca nhà máy nhit in có th là than á, du và khí t. Hiu sut
ca các nhà máy nhit in tng i thp (khong 30
÷

kt
= 85%
×
4
×
60 = 204 MW
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí
4
Trong ch  kh ti cc tiu, d kin ngng mt máy phát  bo dng, ba
máy phát còn li s phát 85%P
m
, ngha là tng công sut phát ra ca nhà
máy nhit in là:
P
kt
= 85%
×
3
×
60 = 153 MW
Khi s c ngng mt máy phát, ba máy phát còn lo s phát 100%P
m
, nh
vy:
P
F
= 3
×
60 = 180 MW


Ph ti 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí
5
S liu
P
max
(MW) 32 26 30 34 30 32 30 34 30
P
min
(MW) 16 13 15 17 15 16 15 17 15
cos
ϕ

0,90 0,90 0,90 0,85 0,92 0,90 0,90 0,92 0,92
Q
max

i vi các ph ti gn ngun thì xác sut s c ng dây ít nên thng
c s dng s  cu ngoài, i vi các ph ti xa ngun có xác sut s c
ng dây ln nên c s
dng s  cu trong.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí
6

1.2. Cân bằng công suất tác dụng
c im rt quan trng ca h thng in là truyn ti tc thi in nng t
các ngun n các h tiêu th và không th tích tr in nng thành s lng
nhn thy c. Tính cht này xác nh s ng b ca quá trình sn xut và
tiêu th in nng.
T
i mi thi im trong ch  xác lp ca h thng, các nhà máy ca h
thng cn phi phát công sut cân bng vi công sut ca các h tiêu th, k
c các tn tht công sut trong mng in, ngha là cn phi thc hin úng s
cân bng gia công sut phát và công sut tiêu th.
Ngoài ra  m bo cho h thng vn hành bình th
ng, cn phi có d tr
nht nh ca công sut tác dng trong h thng. D tr trong h thng in là
mt vn  quan trng, liên quan n vn hành cng nh s phát trin ca h
thng.
Vì vy phng trình cân bng công sut tác dng trong ch  ph ti cc i
i vi h thng in thi
t k có dng:
P
N
+ P
HT

max
%5 PP
.
P
td
– công sut t dùng trong nhà máy in, có th ly bng 10% tng
công sut t ca nhà máy.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí
7
P
dt
– công sut d tr trong h thng, khi cân bng s b có th ly
P
dt
= 10%
∑
max
P
, ng thi công sut d tr cn phi bng công sut nh
mc ca t máy phát ln nht i vi h thng in không ln. Bi vì h
thng in có công sut vô cùng ln nên công sut d tr ly  h thng,
ngha là P
dt
= 0.
Tng công sut tác dng ca các ph ti khi cc i c xác nh t bng
1.1 bng:
∑
max
P

P
HT
= P
tt
- P
N
= 315,9 – 204 = 111,9 MW
1.3. Cân bằng công suất phản kháng
Sn xut và tiêu th in nng bng dòng in xoay chiu òi hi s cân bng
gia in nng sn sut ra và in nng tiêu th ti mi thi im. S cân
bng òi hi không nhng ch i vi công sut tác dng mà c i vi công
sut phn kháng.
S
 cân bng công sut phn kháng có quan h vi in áp. Phá hoi s cân
bng công sut phn kháng s dn n thay i in áp trong mng in. Nu
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí
8
công sut phn kháng phát ra ln hn công sut tiêu th thì in áp trong
mng s tng, ngc li nu thiu công sut phn kháng thì in áp trong
mng s gim. Vì vy  m bo cht lng cn thit ca in áp  các h
tiêu th trong mng in và h thng, cn tin hành cân bng s b công sut
phn kháng.
Phng trình cân bng công sut phn kháng trong mng in thit k có
dng:
Q
F
+ Q
HT
= Q

các ph ti.

∑
Δ
L
Q
- tng tn tht công sut phn kháng trong cm kháng ca các
ng dây trong mng in.

∑
C
Q
- tng công sut phn kháng do in dung ca các ng dây
sinh ra, khi tính s b ly
∑ ∑
=Δ
CL
QQ
.

∑
b
Q
- tng tn tht công sut phn kháng trong các trm bin áp, trong
tính toán s b ly
∑ ∑
=
max
%15 QQ
b

HT
.tg
HT
ϕ
= 111,9.0,75 = 83,93 MVAr
Tng công sut phn kháng ca các ph ti trong ch  cc i theo mc
(1.1.2.b):
∑
max
Q
= 133,72 MVAr
Tng tn tht công sut phn kháng trong các máy bin áp:
∑
b
Q
=15%
×
133,72 = 20,06 MVAr
Tng công sut phn kháng t dùng trong nhà máy in có giá tr:
Q
td
= P
td
.tg
td
ϕ

Vi cos
td
ϕ

Đồ
Sin
Tro
dn
các
ch
Nh
cao
i
v
10
0
cho


phé
bi
Cá
Trê
nh

án tốt nghiệ
nh viên: Ngu
ong thit k
ng phng
c ngun cu
n c trê
hng yêu c
o ca in
n thit k,

y,  chn
u phn
g
n d kin
o sánh kinh
t ch yu
g cp cho c
t cn chú ý
in cho c
, ng thi
i I có th s
 loi II, t
oc bng 
o các h lo
a s c ch
c cung
hng c 
ó 5 phng

hống điện U
c s 
g án. T cá
mt s ph
h t – k th
i vi cá
các h tiêu
ý n hai y
các h tiêu
i d phòng
 dng 

hng án.
 tin c
y
d kin s
ên.  thc
I, cn m
ng. Vì v
ai mch ha
hp c c
t. Nhng n
ây trên khô
ên không r
ng dây mt
cp và các
h  hình 2
iết kế lưới đ
in ngi t
các ph t
án tt nh
y và cht l
  ca m
c hin yêu
bo d ph
y  cung
y mch vò
cung cp b
nói chung
ông mt m
t ngn.
t mch.

h
Hùng - Hệ th
h 2.1.a S 
2.1.b. S 
h 2.1.c. S

hống điện U
 mch 
 mch 
 mch 

Uông Bí
in phng
in phn
in phn
Th
g án 1
g án 2.
ng án 3
iết kế lưới đđiện
11Đồ
Sin

2.
1
Ph
án tốt nghiệ


Đồ
Sina. C
i
troTí
n
Cô
sau
tro

án tốt nghiệ
nh viên: Ngu
Chọn điện
n áp nh
ng ó:
l
- kho
P – côn
nh in áp
ông sut tác
u:

+ P
2

Hùng - Hệ th
h 2.2. S 
mức của m
ng dây
.34,4 += l
truyn ti,
uyn ti trên
trên ng
N truyn
P
N6
=P
ut phát ki
 dùng tron
ut các ph
+ P
3
+ P
4

hống điện U
 mng i
mạng điện
c tính
P
16
k

N
y in
i N (1, 2
Th
g án 1
g thc kinh
(2.1)
- 6 c xá
2,3 4, 5)
iết kế lưới đ
h nghim:
ác nh nh
điện
13


Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí
14

Δ
P
N
– tn tht công sut trên các ng dây do nhà máy cung cp

Δ
P
N
= 5%P
N

Công sut phn kháng do N truyn vào ng dây N - 6 có th tính gn
úng nh sau:
Q
N6
= P
N6

×
tg
6
ϕ
= 20,4.0,48 = 9,79 MVAr
Nh vy:
6
N
S
&
=20,4 + j9,79 MVAr
Dòng công sut truyn ti trên ng dây HT- 6 là:
666
NH
SSS
&&&
−=
= 11,6 + j5,71 MVAr
in áp tính toán trên on ng dây N-6 là:
56,874,20166,80.34,4
6
=×+=
N

in áp tính
toán U, kV
in áp nh mc
ca mng U
m
, kV
N-1 32 + j15,49 58,3 103,64
110
N-2 26 +j12,58 72,1 95,88
N-3 30 + j14,52 78,1 102,53
N-4 34 +j21,08 51 105,86
N-5 30 +j12,78 80,6 102,76
N-6 20,4 + j9,79 80,6 87,56
HT-6 11,6 + j5,71 63,2 68,46
HT-7 30 +j14,52 63,2 101,15
HT-8 34 +j14,48 53,8 106,11
HT-9 30 +j12,78 63,2 101,15

Bng 2.1. in áp tính toán và in áp nh mc ca mng in
T kt qu tính toán trên ta chn in áp nh mc cho mng in  tt c các
phng án là U
m
= 110 kV
b. Chọn tiết diện dây dẫn
Các mng in 110 kV c thc hin ch yu bng các ng dây trên
không. Các dây dn c s dng là dây nhôm lõi thép (AC), ng thi các
dây dn thng c t trên các ct bê tông ly tâm hay ct thép tùy theo a
hình ng dây chy qua. i vi các ng dây 110 kV, khong cách trung
bình hình hc gia dây dn các pha bng 5 m (D
tb

.
Dòng in chy trên ng dây trong các ch  ph ti cc i c xác
nh theo công thc:
3
max
max
10.
.3.
dm
Un
S
I
=
,A
trong ó:
n-s mch ca ng dây (ng dây mt mch n=1; ng dây hai
mch n=2).
U
m
- in áp nh mc ca mng in, kV
S
max
- công sut chy trên ng dây khi ph ti cc i, MVA
Da vào tit din dây dn tính c theo công thc trên, tin hành chn tit
din tiêu chun gn nht và kim tra các iu kin v s to thành vng
quang,  bn c ca ng dây và phát nóng dây dn trong các ch  sau
s c.
i vi ng dây 110 kV,  không xut hin vng quang các dây nhôm lõi
thép cn phi có ti
t din F

38,5910.
110.32
79,94,20
10.
.32
3
22
3
6
=
+
=
dm
N
U
S
A
Tit din dây dn:
F
N6
=
38,59
1
38,59
6
==
kt
N
J
I

P
F
= 3
×
60 = 180 MW
Công sut t dùng ca nhà máy bng:
P
td
= 10%.180 = 18 MW
Công sut chy trên ng dây bng:
P
N6
= P
F
-P
td
-P
N
-
Δ
P
N

Trong mc (2.1.1.a) ã tính c:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí
18
P
N
= 152 MW,

=
93,33
1
93,33
=
A
Chn dây AC-70, I
CP
= 265 A
Khi ngng mt mch trên ng dây, dòng in chy trên mch còn li có giá
tr:
I
1sc
=2.33,93 = 67,86 A
Nh vy I
1sc
< I
CP
.
Trng hp ngng mt t máy phát, h thng phi cung cp cho ph ti 6
lng công sut là:
666
NH
SSS
&&&
−=
=32 +j15,5 -(2,4 + j1,15) = 29,6 + j14,35 MVAr
Dòng in chy trên HT-6 khi ó là:
33,8610.
110.3.2

A
Tit din ca ng dây có giá tr:
31,93
1
31,93
1
==
F
mm
2
Chn dây AC-95, có I
CP
= 330 A
Khi ngng mt mch ca ng dây, dòng in chy trên mch còn li bng:
I
sc
=2.93,31 = 186,62 A
Nh vy I
sc
< I
CP

Sau khi chn các tit din dây dn tiêu chun, cn xác nh các thông s n
v ca ng dây là r
0
, x
0
, b
0
và tin hành tính các thông s tp trung R, X và


Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí
20 B/2
(10
-4
),
S
1,54
1,86
1,11
1,35
2,14
2,08
1,63

0

(10
-6
).
Ω/km
2,65
2,58
2,84
2,65
2,65
2,58
2,58
2,84
2,65
2,65
x
0
,
Ω/k
m
0,43
0,44
0,41
0,43
0,43
0,44
0,44
0,41
0,43

,
A
186,60
151,60
-
209,97
171,15
118,76
86,33
-
193,96
171,15
I
CP
,
A
330
265
510
330
330
265
265
510
330
330
F
tc
,
mm

93,30
75,80
174,93
104,98
85,58
59,38
33,93
174,93
96,98
85,58
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí
21
S, MVA
32+j15,49
26+j12,58
30+j14,52
34+j21,08
30+j12,78
20,40+j9,79
11,6+j5,71
30+j14,52
34+j14,48
30+j12,78
Đường
dây
NĐ-1
NĐ-2
NĐ-3
NĐ-4

%=10
÷
15%
Δ
U
maxsc
%=10
÷
20%
i vi nhng mng in phc tp, có th chp nhn các tn tht in áp ln
nht n 15
÷
20% trong ch  ph ti cc i khi vn hành bình thng và
n 20
÷
25% trong ch  sau s c, ngha là:
Δ
U
maxbt
%=15
÷
20%
Δ
U
maxsc
%=20
÷
25%
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí

Δ
U
isc
%=2
Δ
U
ibt
%
* Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-1
Trong ch  làm vic bình thng tn tht in áp trên ng dây bng:
%14,4100
110
51,1249,1562,932
%
2
1
=×
×+×
=Δ
bt
U

Khi mt mch ng dây ngng làm vic, tn tht in áp trên ng dây có
giá tr:
Δ
U
1sc
% = 2.U
1bt
% = 2


m
T
2.
1
Ph
Hìn
a. C
Dò
Dò
Dò
án tốt nghiệ
nh viên: Ngu
N-5
Bng 2.
 các kt qu
ng in tro
n tht in
1.2. Phươn
ng án 2
nh 2.3. S
Chọn điện
òng công su
4
S
N
&
=
òng công su
òng công s

%
ht khi s c
Δ
U
maxSC
% =
nh sau:
in phn
mức của m
rên N-4 c
= 34 +j21,0
rên ng d
334
SS
&&
=
=
rên HT-8:

hống điện U
26 H
t in áp t
n thy rn
giá tr:
% =
Δ
U
N2
c bng:
=

ng án 1.
n nht ca
MVA
điện
23
4
a

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hùng - Hệ thống điện Uông Bí
24
788
SSS
H
&&&
+=
= 34 +j14,48 + 30 +j14,52 = 64 + j29 MVA
Dòng công sut chy trên ng dây 8 - 7:
778
SS
&&
=
= 30 + j14,52 MVA
Kt qu tính toán ghi trong bng 2.4.

ng
dây