ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Trường.........................
Khoa……………….
…………..o0o………….
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
MẠNG LƯỚI ĐIỆN
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Mục lục
Trường...........................................................................................................1
Khoa………………. ....................................................................................1
...................................................................................................2
LỜI NÓI ĐẦU .........................................................................................................2
CHƯƠNG 1...................................................................3
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN...............................3
CHƯƠNG 2.................................................................................................................6
CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU...................................................................................6
CHƯƠNG 3...............................................................................................................44
CHỌN SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC TRẠM
VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN.................................................................................44
3.1. Chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong các trạm tăng áp của nhà máy
điện.............................................................................................................................44
CHƯƠNG 4..............................................................50
TÍNH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH , ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN
ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN........................................................................................50
CHƯƠNG 5...............................................................................................................69
TÍNH GIÁ THÀNH TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG...................................................69

Đảm bảo chất lượng điện năng là một trong những yêu cầu quan trọng của truyền
tải và cung cấp điện. Yếu tố quyết định đến chất lượng điện năng là tần số và điện
áp. Vậy muốn một hệ thống vận hành và cung cấp điện năng đạt chất lượng tốt thì
nhất thiết phải cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng
1.1.Phân tích nguồn phụ tải :
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 3 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
1.1.1. Nguồn cung cấp điện.
Là nhà máy điện khu vực có đủ công suất cung cấp cho các phụ tải làm việc
trong mọi chế độ của mạng có:
Hệ số công suất trung bình trên thanh góp cao áp của nhà máy điện khu vực
cosφ = 0,85.
Điện áp trên thanh cái cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực đại bằng 110%.
Điện áp trên thanh cái cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực tiểu bằng 105%.
Khi phụ tải nặng nề là 110% điện áp danh định.
1.1.2. Các phụ tải
Mạng được thiết kế với 6 phụ tải loại một là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, vì
vậy ta thiết kế mạng điện bằng đường dây hai mạch cosφ = 0,9
→
tgφ=0,484
Thời gian sử dụng công suất cực đại T
max
= 5000
h
;

P
min

1min
= 70% Q
1max
=
874,12
100
392,1870
=
×
MVArTính toán các đường dây còn lại ta có bảng sau :
Hộ tiêu
thụ
S
•
max
= P
max
+ jQ
max
,
MVA
S
max
,
MVA
S
•

4
5
6
38 + j18,392
40+ j19,36
49 + j23,716
42,216
44,438
54,437
26,6 + j12,874
28,0 + j13,552
34,30+ j16,601
29,551
31,107
38,106
Tổng 254+j122,936 282,282 177,8+ j85,344 197,528
Bảng 1.1: Thông số các phụ tải
1.2. Cân bằng công suất :
1.2.1Cân bằng công suất tác dụng :
P
F
= P
yc
P
F
- tổng công suất do nguồn cung cấp phát ra.
P
yc
- tổng công suất yêu cầu của mạng điện.
P

254=12,7 MW
P
F
= P
yc
= 254+12,7=266,7 MW

1.2.2. Cân bằng công suất phản kháng :
Việc cân bằng công suất phản kháng giữ cho điện áp trên lưới luôn bằng điện
áp vận hành.
Q
F
= Q
yc
Q
F
- tổng công suất phản kháng của nguồn cung cấp
Q
F
= P
F

×
tgφ
F

cosφ
F
= 0,85
Q

Q
L
- tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ cực đại.
∑
∆
Q
C
- tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra.
Trong khi tính toán sơ bộ :
∑
∆
Q
L
=
∑
∆
Q
C
Do đó:
∑
∆
Q
L
-
∑
∆
Q
C
= 0
∑

= 266,7
×
0,62 = 165,354 MVAr
∑
Q
imax
= Q
1max
+ …+ Q
6max
= 122,936 MVAr
∑
∆
Q
b
= 15%
×
122,936 = 18,440 MVAr
Q
yc
= 122,936 + 18,440 = 141,376 MVAr
Kiểm tra: Q
F
= Q
yc

⇒
công suất phản kháng trong các ngồn cung cấp lớn
hơn công suất phản kháng tiêu thụ nên không cần bù Q.


MĐ
2
S
1
S
•
5
S

MĐ

1
S
2
S
5
S

3
S

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
• Sơ đồ mạch điện phương án 3
• Sơ đồ mach điện phương án 4 :
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 8

1
S
2
S


3
S
5
S
4
S

1
S
2
S
5
S

3
S

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Sơ đồ mạng điện phương án 1
l
1
=
22
5040
+
= 64,031 km

2.2.1. Chọn điện áp định mức của mạng điện
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm

MVA
Chiều dài
đường dây l,
km
Điện áp tính
toán U, kV
Điện áp định mức
của mạng U
đm
, kV
MĐ-1
MĐ-2
MĐ-3
MĐ-4
MĐ-5
38 + j18,392
40 + j19,36
49 + j23,716
38 + j18,392
40 + j19,36
64,031
50,99
67,082
64,031
60,827
112,508
114,084
126,612
112,508
114,893

- mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm
2
. Với dây AC va
̀
T
max
=5000h thì .
J
kt
= 1,1 A/mm
2
.
Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được xác
định theo công thức:
I
max
=
dm
U3n
S
max
.10
3
, A
n - số mạch của đường dây (đường dây một mạch n =1; đường dây hai
mạch n = 2).
U
đm
- điện áp định mức của mạng điện, kV.
S

MĐ-1
=
ÐM
U
S
3n
MÐ-1

×
10
3
=
3
22
10
11032
392,1838
×
××
+
= 110,79 A
Tiết diện dây dẫn:
F
MĐ-1
=
-1
kt
J
MÐ
I

.r
o
.l =
2
1
×
0,33
×
64,031 = 10,565
Ω
Điện kháng của tổng đường có giá trò :
X =
n
1
.x
o
.l =
2
1
×
0,429
×
64,031 = 13,734
Ω
Điện dẫn của cả đường dây :
2
B
=
2
1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
I
sc
< I
cp
Các đường dây còn lại được tính toán tương tự ta có kết quả tính toán các
thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho ở bảng 2.2.
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 13 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Bảng 2.2. Thông số của các đường dây trong mạng điện
B/2.10
- 4
,S
1,696
1,371
1,804
1,696
1,637
1,448
X,Ω
13,734
10,784
14,187
13,734
12,874
11,389
R,Ω
10,565

0,27
0,33
0,27
0,27
l,Km
64,031
50,99
67,082
64,031
60,872
53,851
I
sc
,A
221,58
233,24
258,72
221,58
233,24
258,72
I
cp
,A
330
380
380
330
380
380
F

40+ j19,36
49+j23,716
38+j18,392
40+ j19,36
49+j23,716
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 14 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Đường dây
MĐ-1
MĐ-2
MĐ-3
MĐ-4
MĐ-5
MĐ-6
2.2.3. Tính tổn thất ñieän aùp trong maïng ñieän :
Để đánh giá chất lượng điện năng dựa trên hai chỉ tiêu là tần số và điện áp.Trong
thiết kế nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng nên không xét đến chỉ tiêu tần số. Vì
vậy chỉ tiêu chất lượng của điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ
so với điện áp định mức ở mạng điện thứ cấp.
Khi chọn sơ bộ các phương án cung cấp điện có thể đánh giá chất lượng điện năng
theo các giá trị của tổn thất điện áp.
Khi tính sơ bộ:
∆
U
max bt
% = 10
÷
15 %

+
.100
Trong đó:
P
i
, Q
i
- công suất chạy trên đường dây thứ i;
R
i
, X
i
- điện trở và điện kháng của đường dây thứ i;
Đối với đường dây hai mạch, nếu ngừng một mạch thì tổn thất điện áp trên
đường dây bằng:
∆
U
i sc
% = 2
∆
U
i bt
%
• Tính tổn thất điện áp trên đường dây MĐ- 1
Trong chế độ làm việc bình thường, tổn thất điện áp trên đường dây bằng:
∆
U
1 bt
% =
100

∆
U
sc
, % Đường dây
∆
U
bt
, %
∆
U
sc
, %
MĐ-1
MĐ-2
MĐ-3
5,405
4,00
6,447
10,808
8,00
12,894
MĐ-4
MĐ-5
MĐ-6
5,405
5,779
5,56
10,808
11,588
11,12
3
S
MĐ
2
S
1
S
5
S ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN Sơ đồ phương án 2

2.3.1. Chọn điện áp định mức của mạng điện
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây MĐ- 1có giá trị:
S
•
M-1
=
1
S
•
+
2
S

S
•
−

=
5
S
•
= 40 + j19,36 MVA
Chiều dài đường dây l
1-2
=
22
1040
+
= 41,231 km
Chiều dài đường dây l
4-5
=
22
1030
+
= 31,622 km
Các dòng công suất và chiều dài các đường dây còn lại tương tự như phương án 1
Kết quả tính điện áp trên các đường dây và chọn điện áp định mức của mạng
điện cho ở bảng 2.4.
Đường
dây
Công suất truyền
tải,

113,257
126,612
157,203
112,474
125,624
110
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 17 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN

Bảng 2.4: Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
2.3.2. Chọn tiết diện dây dẫn
a. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây MĐ-1
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
M-1
=
3
1
10
32
×
××
−
dm
M
U
S
=

= 2I
M-1
= 2
×
227,412= 454,824 A
Vậy: I
M-6sc
< I
cp
b. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 1-2:
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
1-2
=
3
21
10
32
×
××
−
dm
U
S
=
3
22
10
11032
36,1940

1-2sc
< I
cp

c. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây MĐ:4
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
M-4
=
3
4
10
32
×
××
−
dm
M
U
S
=
3
22
10
11032
752,3778
×
××
+
= 227,412A

M-4sc
< I
cp
d. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 4-5:
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
4-5
=
3
54
10
32
×
××
−
dm
U
S
=
3
22
10
11032
36,1940
×
××
+
= 116,621 A
Tiết diện của đường dây có giá trò:
F


SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 19 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Kết quả tính caùc thoâng số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho trong
bảng 2.5.
Bảng 2.5. Thông số của các đường dây trong mạng điện
B/2.10
-- 4
,S
1,818
1,109
1,804
1,,818
0,85063
1,448
X,Ω
13,094
8,720
14,187
13,094
6,688
11,389
R,Ω
5,442
5,566
9,056
5,442
4,268

l,Km
64,031
41,231
67,0 82
64,301
31,622
53,8 51
I
sc
,A
454,824
233,24
285,72
454,824
223,24
285,72
I
cp
,A
510
380
380
510
380
380
F
tc
,mm
2
185

40+j19,36
49+j23,716
78+j37,752
40+j19,36
49+j23,716
Đườg
dây
MĐ-1
1-2
MÑ-3
MĐ-4
4-5
MÑ-6
2.3.3. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
1. Tính tổn thất điện áp trên đường dâyMĐ-1-2 làm việc trong chế độ bình
thường:
Δ U
i
%

=
2
i i i i
P R Q X
U
× + ×
0
0
100
×

U
M-1 bt
% +
∆
U
1-2 bt
% = 7,593% +3,235%
= 10,828 %
2. Tính tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ sau sư cố:
Khi tính tổn thất điện áp trên đường dây ta không xét các sự cố xếp chồng.
Đối với đường dây MĐ-1-2, khi ngừng một mạch trên đoạn MĐ-1 sẽ nguy hiểm hơn
so với trường hợp sự cố một mạch trên đoạn 2-1. Khi ngừng một mạch trên đường
MĐ-1, tổn thất điện áp trên điên áp trên đoạn dây này la:

∆
U
M-1-2sc
% = 2
×
7,593 %+3,235= 18,421%
Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn 2-1 thì tổn thất điện áp trên đường
dây:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 21 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN

∆
U
M-1-2sc

∆
U
max sc
% = 7,593%
2
×
+ 3,235% = 18,421%
2.4. Phương án 3 :
Sơ đồ mạng điện của phương án 3 cho ở hình dưới:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 22

Đường dây
∆
U
bt
, %
∆
U
sc
, %
Đường dây
∆
U
bt
, %
∆
U
sc
, %
MĐ-1

2.4.1. Chọn điện áp định mức của mạng điện
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây MĐ- 3 có giá trị:
3M
S
•
−
=
3
S
•
+
2
S
•
= 49 +j23,716 + 40 +j19,36 = 89 +j 43,076 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây 2-3 có giá trị:
3 2
S
•
−
=
2
S
•
= 40 + j19,36 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây MĐ-6 có giá trị:

6M
S
•

5-6
=
22
1030
+
= 31,622 km
Các dòng công suất và chiều dài các đường dây còn lại tương tự như phương án 1
Kết quả tính điện áp trên các đường dây và chọn điện áp định mức của mạng điện
cho ở bảng 2.7.
Đường
dây
Công suất truyền
tải, (MVA)
Chiều dài đường dây,
km
Điện áp tính toán,
kV
U
đm
,
kV
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 23 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
MĐ-1
MĐ-3
3-2
MĐ- 4
6-5

kt
tt

Trong đó:-I
tt
dòng điện chạy trên các đoạn đường dây:A
-j
kt
Mật độ kinh tế của dòng điện có giá trị : j
kt
=1,1(A/mm
2
)
Dòng điên chạy trên đoạn đường dây M-3 :
I
M-3
=
3
3
10
32
×
××
−
dm
M
U
S
=
3

= 2
×
259,483 = 518,966 A
Vậy: I
M-3sc
< I
cp
2.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 2-3:
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 24 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
I
2-3
=
3
32
10
32
×
××
−
dm
U
S
=
3
22
10

Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
M-6
=
3
6
10
32
×
××
−
dm
M
U
S
=
3
22
10
11032
076,4389
×
××
+
= 259,482 A
Tiết diện của đường dây có giá tr ị:
F
M-6
=
kt

3
65
10
32
×
××
−
dm
U
S
=
3
22
10
11032
36,1940
×
××
+
= 116,621 A
Tiết diện của đường dây có giá tr ị:
F
5-6
=
kt
J
I
65
−
=