11058_Thiết kế mạng điện 110KV

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
——

ĐỒ ÁN 1
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN 110KV

GVHD : ThS. TRẦN ĐÌNH CƯƠNG
SVTH
: NGUYỄN ANH THỜI
MSSV : 41301679
Lớp
: 13040102
Khoá
: 2013 – 2018

TP. Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2016
TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
——

ĐỒ ÁN 1
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN 110KV

GVHD : ThS. TRẦN ĐÌNH CƯƠNG
SVTH
: NGUYỄN ANH THỜI
MSSV : 41301679
Lớp
: 13040102
Khoá
: 2013 – 2018

TP. Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2016
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang I
Mục lục
LỜI CẢM ƠN ……………………………………………………………………………………………….
1
CHƯƠNG 1: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
……………….
2
1.1 THU THẬP SỐ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH VỀ PHỤ TẢI:……………………………..
2
1.2 PHÂN TÍCH NGUỒN CUNG CẤP ĐIỆN: ………………………………………………
2
1.3 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN: ………………………….
2
1.3.1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG: …………………………………………..
2
1.3.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG: ……………………………………..
4
CHƯƠNG 2: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT ………………….
7
2.1 LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN:
………………………………………………………….
7
2.2. CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN: ……………………………………….
8
2.2.1 Khu vực 1:
……………………………………………………………………………………….
9
2.2.2 Khu vực 2:
……………………………………………………………………………………..
10
2.2.3 Khu vực 3:
……………………………………………………………………………………..
10
2.3. TÍNH TOÁN CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN, TRỤ, SỨ, TỔN THẤT ĐIỆN
ÁP, TỔN THẤT CÔNG SUẤT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN: …………………………..
13
2.3.1 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN: ………………………………………………
13
2.3.2 LỰA CHỌN TRỤ ĐIỆN VÀ TÍNH CÁC THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY:
.
18
2.3.3 TÍNH TOÁN TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP:…………………….
26
2.5 CHỌN SỐ BÁT SỨ:
…………………………………………………………………………….
33
2.6 TỔN HAO VẦNG QUANG:
…………………………………………………………………
34
CHƯƠNG 3: SO SÁNH PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ …………………………………….
35
3.1 TÍNH TOÁN ……………………………………………………………………………………….
35
3.2 CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CHO PHƯƠNG ÁN : …………………………
35
3.2.1 PHƯƠNG ÁN 1 :
……………………………………………………………………………
35
3.2.2 PHƯƠNG ÁN 2:
…………………………………………………………………………….
37
3.2.3 PHƯƠNG ÁN 3 :
……………………………………………………………………………
38
3.2.4 PHƯƠNG ÁN 4:
…………………………………………………………………………….
39
CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN
ÁP
………………………………………………………………………………………………………………
41
4.1. YÊU CẦU: …………………………………………………………………………………………
41
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang II
4.2. CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG
TRẠM GIẢM ÁP: …………………………………………………………………………………….
41
4.3. CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP: …………………………………………………………….
41
4.4. CHỌN MÁY BIẾN ÁP: ………………………………………………………………………
42
4.4.1 Phụ tải 1: ……………………………………………………………………………………….
42
4.4.2 Phụ tải 2: ……………………………………………………………………………………….
42
4.4.3 Phụ tải 3: ……………………………………………………………………………………….
42
4.4.4 Phụ tải 4: ……………………………………………………………………………………….
42
4.4.5 Phụ tải 5: ……………………………………………………………………………………….
42
4.4.6 Phụ tải 6: ……………………………………………………………………………………….
42
4.5 CÔNG THỨC TÍNH TOÁN VÀ THÔNG SỐ MBA ……………………………….
43
4.6. SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHO THANH CÁI ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP:

………………………………………………………………………………………………………………..
44
CHƯƠNG 5: BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN ………………………………………..
45
5.1. NỘI DUNG: ……………………………………………………………………………………….
45
5.2. YÊU CẦU TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ:
………………………………………………..
45
5.3. TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ: ……………………………………………………………..
45
5.3.1 Bù kinh tế cho khu vực 1: ………………………………………………………………..
47
5.3.2 Bù kinh tế cho khu vực 2: ………………………………………………………………..
49
5.3.3 Bù kinh tế cho khu vực 3: ………………………………………………………………..
51
5.3.4 Kết quả bù kinh tế: ………………………………………………………………………….
53
6.1 MỤC ĐÍCH
…………………………………………………………………………………………
54
6.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT KHÁNG
…………………………………
55
6.2.1 Tính công suất ở đầu các đường dây nối đến thanh cái:
……………………….
55
6.2.2 Tính toán cân bằng công suất phản kháng:
…………………………………………
63
CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN
……
65
7.1 MỤC ĐÍCH:
………………………………………………………………………………………..
65
7.2 TÍNH TOÁN TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA MẠNG ĐIỆN LÚC PHỤ TẢI
CỰC ĐẠI: ………………………………………………………………………………………………..
65
7.2.1 Vẽ sơ đồ thay thế của mạng điện: ……………………………………………………..
65
7.2.2 Bảng tổng kết phụ tải trước và sau khi bù, bảng thông số đường dây và
máy biến áp: …………………………………………………………………………………………..
65
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang III
7.2.3 Tính điện áp và tổn thất công suất lúc phụ tải cực đại: ………………………..
66
7.3 TÍNH TOÁN TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA MẠNG ĐIỆN LÚC PHỤ TẢI
CỰC TIỂU: ………………………………………………………………………………………………
74
7.3.1 Vẽ sơ đồ thay thế của mạng điện: ……………………………………………………..
74
7.3.2 Bảng số liệu phụ tải: ……………………………………………………………………….
74
7.3.3 Tính điện áp và tổn thất công suất lúc phụ tải cực tiểu: ……………………….
74
7.4 TÍNH TOÁN TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA MẠNG ĐIỆN LÚC SỰ CỐ:

………………………………………………………………………………………………………………..
76
7.4.1 Sự cố đường dây N-3 đứt 1 lộ:
………………………………………………………….
76
7.4.2 Sự cố đường dây N-4 bị đứt 1 lộ và hỏng một MBA: ………………………….
79
7.4.3 Sự cố đứt dây N-6 là trầm trọng nhất: ……………………………………………….
81
CHƯƠNG 8: ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CỦA MÁY BIẾN
ÁP
………………………………………………………………………………………………………………
87
8.1. MỞ ĐẦU:…………………………………………………………………………………………..
87
8.2. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP:
………………………………………………………………………
87
8.2.1 Chọn đầu phân áp cho máy biến áp trạm 1
…………………………………………
89
8.2.2 Chọn đầu phân áp cho máy biến áp trạm 2:
………………………………………..
90
8.2.3 Chọn đầu phân áp cho máy biến áp trạm 3:
………………………………………..
91
8.2.4 Chọn đầu phân áp cho máy biến áp trạm 4:
………………………………………..
92
8.2.5 Chọn đầu phân áp cho máy biến áp trạm 5:
………………………………………..
94
8.2.6 Chọn đầu phân áp cho máy biến áp trạm 6:
………………………………………..
95
8.3. ĐẦU PHÂN ÁP CHO MÁY BIẾN ÁP TẠI CÁC TRẠM BIẾN ÁP:
……….
97
CHƯƠNG 9: CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN THIẾT
KẾ
………………………………………………………………………………………………………………
98
9.1 MỞ ĐẦU:……………………………………………………………………………………………
98
9.2 TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG:
……………………………………………….
98
9.2.1 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện:
…………………………………….
98
9.2.2 Tổn thất điện áp hàng năm trong mạng điện: ……………………………………..
98
9.3 TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN: …………………………………………………
99
9.4 LẬP BẢNG CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT: ……………………………
101
TÀI LIỆU THAM KHẢO
……………………………………………………………………………
102
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 1
LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy giáo Trần Đình Cương và Huỳnh
Văn Vạn – giảng viên Trường Đại học Tôn Đức Thắng và thầy Vạn là người trực tiếp
giảng dạy tôi môn Lưới điện truyền tải và phân phối; Thầy Cương đã giúp đỡ hướng
dẫn tôi thực hiện Đồ án 1 về Thiết kế mạng điện 110kV. Đồ án này là kết quả của
quá trình học tập trong gần 4 học kỳ tại trường. Do đó, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn
tới toàn thể tất cả thầy, cô khoa Điện-Điện tử của Trường Đại học Tôn Đức Thắng-
những người đã tham gia vào quá trình giảng dạy và trang bị cho tôi những kiến thức
để tôi có thể hoàn thành đồ án này.
Tiếp đến là lời cảm ơn tới người thân, bạn bè đã động viên tôi trong suốt thời
gian làm đồ án cũng như thời gian học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Nguyễn Anh Thời
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 2
CHƯƠNG 1:
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
1.1 THU THẬP SỐ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH VỀ PHỤ TẢI:
Công tác phân tích phụ tải chiếm một vị trí hết sức quan trọng cần được thực
hiện một cách chu đáo.
Việc thu thập số liệu về phụ tải chủ yếu là để nắm vững về vị trí và yêu cầu của
các hộ tiêu thụ lớn, dự báo nhu cầu tiêu thụ, sự phát triển của phụ tải trong tương lai.
Sau khi thu thập số liệu và phân tích về phụ tải, ta có bảng số liệu tổng hợp như
sau:
Bảng 1.1: Số liệu phụ tải
Nguồn điện
 Đủ cung cấp cho phụ tải với cosφ = 0.9
 Điện áp thanh cái cao áp:
1.1 Udm lúc phụ tải cực đại
1.05 Udm lúc phụ tải cực tiểu
1.1 Udm lúc sự cố
Phụ tải
1
2
3
4
5
6
Pmax (MW)
14
15
23
27
17
29
Cos
0.76
0.82
0.81
0.8
0.72
0.8
Pmin(MW)
6.4
6
9.2
10.8
6.8
11.6
Tmax (giờ/năm)
5000
5000
5000
5000
5000
5000
Yêu cầu cung cấp điện

Kép
Kép
Vòng
Vòng
Điện áp định mức phía thứ cấp
trạm phân phối (kV)
22
22
22
22
22
22
Yêu cầu điều chỉnh điện áp phía
thứ cấp
±5%
±5%
±5%
±5%
±5%
±5%
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 2
1.2 PHÂN TÍCH NGUỒN CUNG CẤP ĐIỆN:
Trong thiết kế môn học chỉ cho một nguồn cung cấp điện cho phụ tải trong vùng.
Nguồn điện được giả thiết cung cấp đủ công suất tác dụng theo nhu cầu của phụ tải
với hệ số công suất là 0.9. Điều này cho thấy nguồn có thể không cung cấp đủ yêu
cầu về công suất phản kháng và vì thế mà việc đảm bảo nhu cầu điện năng phản kháng
có thể thực hiện trong quá trình thiết kế bằng cách bù công suất phản kháng tại các
phụ tải mà không cần phải đi từ nguồn.
1.3 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN:
Cân bằng công suất trong hệ thống điện nhằm xét khả năng cung cấp của các
nguồn cho phụ tải thông qua mạng điện.
Tại mỗi thời điểm phải luôn đảm bảo cân bằng giữacông suất sản xuất và công
suất tiêu thụ. Mỗi mức cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng xác định
một giá trị tần số và điện áp.
Quá trình biến đổi công suất và các chỉ tiêu chất lượng điện năng khi cân bằng
công suất bị phá hoại, xảy ra rất phức tạp, vì giữa chúng có quan hệ tương hỗ.
Để đơn giản bài toán, ta coi sự thay đổi công suất tác dụng ảnh hưởng chủ yếu
đến tần số, còn sự cân bằng công suất phản kháng ảnh hưởng chủ yếu đến điện áp.
Cụ thể là khi nguồn phát không đủ công suất tác dụng cho phụ tải thì tần số bị giảm
đi và ngược lại. Khi thiếu công suất phản kháng điện áp bị giảm thấp và ngược lại.
Trong mạng điện, tổn thất công suất phản kháng lớn hơn công suất tác dụng,
nên khi các máy phát điện được lựa chọn theo sự cân bằng công suất tác dụng, trong
mạng thiếu hụt công suất kháng. Điều này dẫn đến xấu các tình trạng làm việc của
các hộ dùng điện, thậm chí làm ngừng sự truyền động của các máy công cụ trong xí
nghiệp gây thiệt hại rất lớn. Đồng thời làm hạ điện áp của mạng và làm xấu tình trạng
làm việc của mạng. Cho nên việc bù công suất kháng là vô cùng cần thiết. Mục đích
của bù sơ bộ trong phần này là để cân bằng công suất kháng và số liệu để chọn dây
dẫn và công suất máy biến áp cho chương sau.
Sở dĩ bù công suất kháng mà không bù công suất tác dụng là vì khi bù công suất
phản kháng giá thành kinh tế hơn, chỉ cần dùng bộ tụ điện để phát ra công suất phản
kháng. Trong khi thay đổi công suất tác dụng thì phải thay đổi máy phát, nguồn phát
dẫn đến chi phí tăng lên nên không được hiệu quả về kinh tế.
1.3.1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG:
Một đặc điểm quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng
từ các nguồn điện đến các hộ tiêu thụ và không thể tích luỹ điện năng thành số lượng
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 3
nhìn thấy được. Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ
điện năng.
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của hệ thống
cần phải phát công suất bằng công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất
trong các mạng điện, nghĩa là cần thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và
công suất tiêu thụ.
Ngoài ra để hệ thống vận hành bình thường, cần phải có sự dự trữ nhất định của
công suất tác dụng trong hệ thống. Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề quan
trọng, liên quan đến vận hành cũng như phát triển của hệ thống điện.
Cân bằng công suất cần thiết để giữ tần số trong hệ thống điện. Cân bằng công
suất trong hệ thống được biểu diễn bằng biểu thức sau:
∑𝑃
𝐹= 𝑚. ∑𝑃
𝑝𝑡+ ∑∆𝑃
𝑚𝑑+ ∑𝑃
𝑡𝑑+ ∑𝑃
𝑑𝑡∑𝑃
𝐹= 𝑚∑𝑃
𝑝𝑡+ ∑𝑃
𝑚𝑑
Trong đó:
– ΣP
F: Tổng công suất tác dụng phát ra của các nhà máy điện trong hệ
thống.
– ΣP
ptmax: Tổng phụ tải cực đại của các hộ tiêu thụ.
– m: Hệ số đồng thời (giả thiết chọn 0,8).
– ΣP
md: Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp.
– ΣP
td: Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện.
– ΣP
dt: Tổng công suất dự trữ.
Xác định hệ số đồng thời của một khu vực phải căn cứ vào tình hình thực tế của
phụ tải.
Theo tài liệu thống kê thì tổn thất công suất tác dụng của đường dây và máy
biến áp trong trường hợp mạng cao áp khoảng 8÷10%.
Ta có:
ΣΔP
md = 10% mΣP
pt
Công suất tự dùng của các nhà máy điện:
Tính theo phần trăm của (mΣP
pt + ΣP
md)
– Nhà máy nhiệt điện 3 ÷ 7%.
– Nhà máy thuỷ điện 1 ÷ 2%.
Công suất dự trữ của hệ thống:
– Dự trữ sự cố thường lấy bằng công suất của một tổ máy lớn nhất trong
hệ thống điện.
– Dự trữ phụ tải là dự trù cho phụ tải tăng bất thường ngoài dự báo: 2 – 3%
phụ tải tổng.
– Dự trữ phát triển nhằm đáp ứng phát triển phụ tải 5 – 15 năm sau.
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 4
Tổng quát dự trữ hệ thống lấy bằng 10 – 15% tổng phụ tải của hệ thống. Trong
thiết kế môn học giả thiết nguồn điện đủ cung cấp hoàn toàn cho nhu cầu công suất
tác dụng và chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng của nhà máy điện
nên tính cân bằng công suất tác dụng như sau:
∑𝑃
𝐹= 𝑚∑𝑃
𝑝𝑡+ ∑𝑃
𝑚𝑑
Từ số liệu công suất tác dụng cực đại của các phụ tải ta tính được công suất tác
dụng của nguồn phát ra là:
∑𝑃
𝐹= 𝑚∑𝑃
𝑝𝑡+ ∑𝑃
𝑚𝑑= 𝑚(1 + 10%) × ∑𝑃
𝑝𝑡𝑚𝑎𝑥
= 0.8 × (1 + 0.1) × (14 + 15 + 23 + 27 + 17 + 29)
= 0.8 × 1.1 × 125 = 110 𝑀𝑊
Vậy ta cần nguồn có công suất tác dụng là: ∑P
F= 110 (MW).
1.3.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG:
Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng
giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm. Sự cân bằng đòi
hỏi không những chỉ đối với công suất tác dụng, mà còn đối với cả công suất phản
kháng.
Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Phá hoại sự cân bằng
công suất phản kháng sẽ dẫn đến sự thay đổi điện áp trong mạng điện. Nếu công suất
phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng điện
sẽ tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm. Vì
vậy để đảm bảo chất lượng của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ
thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng.
Ta có mối quan hệ của công suất tác dụng phản kháng: Qi = Pi×tgφi
Từ các số liệu của phụ tải và của nguồn tính ở trên ta có các công suất phản kháng
của nguồn và của các phụ tải như sau:
Bảng 1.2
Thông số
Nguồn
Tải1
Tải2
Tải3
Tải4
Tải5
Tải6
P(MW)
125
14
15
23
27
17
29
Cos

0.76
0.82
0.81
0.8
0.72
0.8
Q(MVar)
97.48
11.97
10.47
16.65
20.25
16.39
21.75
S(MVA)
158.72
18.42
18.29
28.40
33.75
23.61
36.25
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 5
Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường trong hệ thống.
Cân bằng công suất phản kháng được biểu diễn bằng biểu thức sau:
∑𝑄𝐹+ ∑𝑄𝑏ù∑= 𝑚∑𝑄𝑝𝑡+ ∑∆𝑄𝐵+ ∑∆𝑄𝐿−∑𝑄𝐶+ ∑𝑄𝑡𝑑+ ∑𝑄𝑑𝑡

Trong đó:
– 𝛴𝑄𝐹: tổng công suất phát ra của các máy phát điện. Trong thiết kế môn
học chỉ thiết kế từ thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng của nhà máy
nên chỉ cần cân bằng từ thanh cái cao áp.
∑𝑄𝐹= ∑𝑃
𝑝𝑡× tan 𝜑𝐹= 110 × tan(cos−1 0.9) = 110 × 0.48
= 53.28 (𝑀𝑉𝐴𝑟)
– mΣQpt: tổng phụ tải phản kháng của mạng điện có xét đến hệ số đồng
thời.
– ΣΔQB: tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp có thể ước
lượng với:ΣΔQB = (8 ÷ 12%)ΣSpt; ΣSpt = √ΣP
pt
2 + ΣQpt
2

Ta chọn : ΣΔQB = 10%ΣSpt = 10% × 158.72 = 15.872 (MVAr)
– 𝛴Δ𝑄𝐿: tổng tổn thất công suất kháng trên các đoạn đường dây của mạng
điện. Với mạng điện 110 kV trong tính toán sơ bộ có thể xem tổn thất
công suất phản kháng trên cảm kháng đường dây bằng công suất phản
kháng do điện dung đường dây cao áp sinh ra.
– 𝛴𝑄𝑡𝑑: tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống với
ΣQtd = ΣP
td × tgφtd
– 𝛴𝑄𝑑𝑡: công suất phản kháng dự trữ của hệ thống với :
ΣQdt = (5 ÷ 10%)ΣQpt
Trong thiết kế môn học, chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của nhà máy điện có thể
không cần tính Qtd và Qdt. Từ công thức trên có thể suy ra lượng công suất kháng cần
bù QbùƩ Nếu QbùƩ dương có nghĩa hệ thống cần cài đặt thêm thiết bị bù để cân bằng
công suất kháng.
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 6
Trong phần này ta chỉ xét cung cấp công suất bù cho các phụ tải ở xa nguồn và có
hệ số cosφ thấp hay phụ tải có công suất tiêu thụ lớn. Và ta có thể tạm cho một lượng
Qbù i ở các phụ tải này sao cho tổng Qbù i bằng QbùƩ. Sau đó, ta tính lại công suất biểu
kiến và hệ số công suất cosφ mới theo công thức :
Si
′ = √P
i
2 + (Q −Qbù i)2 , và Cosφi
′ =
Pi
Si
′
Từ biểu thức và các số liệu bảng trên ta có QbùƩ :
QbùΣ = mΣQpt + ΣΔQB −ΣQF = 0.8 × 97.48 + 15.872 −53.28
= 40.576 (𝑀𝑉𝐴𝑟)

 Chọn 𝐐𝐛ù𝚺 = 42(MVAr)
Bảng 1.3: Sau khi bù sơ bộ công suất kháng ta có bảng số liệu phụ tải
Phụ
tải
Ppt
(MW)
Cos
Qpt
(MVa)
Qb
(MVa)
Qpt-Qb
(MVa)
S
(MVA)
S’
(MVA)
Cos’
1
14
0.76
11.97
6
5.97
18.42
15.22
0.92
2
15
0.82
10.47
4
6.47
18.29
16.34
0.92
3
23
0.81
16.65
6
10.65
28.40
25.35
0.91
4
27
0.8
20.25
8
12.25
33.75
29.65
0.91
5
17
0.72
16.39
10
6.39
23.61
18.16
0.94
6
29
0.8
21.75
8
13.75
36.25
32.09
0.90
Tổng
125

97.48
42
55.48
158.72
136.76

Số liệu này sẽ được dùng trong phần so sánh phương án chọn dây chọn công suất
máy biến áp. Nếu sau này khi tính chính xác lại sự phân bố thiết bị bù mà một phụ
tải không được bù nhưng lại được bù sơ bộ thì ta phải kiểm tra lại tiết diện dây và
công suất máy biến áp đã chọn.
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 7
CHƯƠNG 2:
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT
2.1 LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN:
Điện áp vận hành của cả mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế
kỹ thuật cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện.
Điện áp định mức của cả mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của
phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối
giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện.
Điện áp định mức của mạng điện được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện.
Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên
mỗi đoạn đường dây trong mạng điện.
Vì chưa có sơ đồ nối dây cụ thể, sơ bộ về một số đường dây hình tia nối từ nguồn
đến phụ tải ở xa hoặc có công suất tiêu thụ lớn cấp điện áp phụ thuộc vào công suất
và khoảng cách truyền tải. Dựa vào công thức Still để tìm điện áp tải điện U(kV):
𝑈= 4,34√L + 0,016P
Trong đó:
P: công suất truyền tải (KW).

L: khoảng cách truyền tải (km).
Bảng 2.1: Lựa chọn cấp điện áp tải điện.
Phụ tải
1
2
3
4
5
6
P(MW)
14
15
23
27
17
29
L(kM)
50
41.23
31.62
41.23
41.23
28.28
U(kV)
78.32
89.92
85.21
91.33
99.85
92.98

Theo các cấp điện áp của Việt Nam thì chỉ có cấp 110 KV là cao gần nhất so với
98,61 kV nên ta sẽ chọn cấp điện áp 110 kV để truyền tải cho hệ thống này.
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 8
2.2. CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN:
Sơ đồ nối dây của mạng điện phụ thuộc nhiều yếu tố: số lượng phụ tải, vị trí phụ
tải, mức độ liên tục cung cấp điện, công tác vạch tuyến, sự phát triển của phụ tải và
khả năng vận hành của mạng điện.
Trong phạm vi đồ án môn học có thể chia ra làm nhiều vùng để cung cấp điện cho
các nút phụ tải. Đối với phụ tải có nhu cầu cung cấp điện liên tục cần đưa ra phương
án đường dây lộ kép hay phương án mạch vòng kín.
Ta chia sơ đồ theo 3 khu vực sau:
 Khu vực 1 gồm phụ tải 1 và 2 yêu cầu cung cấp điện không liên tục.
 Khu vực 2 gồm phụ tải 3 và 4 yêu cầu cung cấp điện liên tục.
 Khu vực 3 gồm phụ tải 5 và 6 yêu cầu cung cấp điện liên tục.

|—-| : 10km
Hình 2.1: Vị trí các phụ tải và nguồn điện
Đối với khu vực không cần cung cấp điện liên tục thì có 2 phương án:
 Hai tải mắc hình tia đơn.
 Hai tải mắc nối tiếp liên thông đơn.

2

1

5

N

4

6

3

Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 9
Đối với khu vực cần cung cấp điện liên tục thì có 3 phương án:
 Hai tải mắc liên thông kép.
 Hai tải mắc thành hình tia kép.
 Hai tải mắc thành vòng kín.
2.2.1 Khu vực 1: yêu cầu cung cấp điện không liên tục nên có 3 phương án.
Phương án 1: Tải 1 và 2 mắc hình tia đơn.

Phương án 2: Tải 1 và 2 mắc nối tiếp liên thông đơn.

Hình 2.2: Các phương án đi dây khu vực 1

2

1

N

2

1

N

Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 10
2.2.2 Khu vực 2: yêu cầu cung cấp điện liên tục lộ kép nên có 3 phương án.
 Phương án 1: Tải 1 và 2 mắc liên thông kép.

 Phương án 2: Tải 1 và 2 mắc thành hình tia kép.

Hình 2.3: Các phương án đi dây khu vực 2
2.2.3 Khu vực 3: yêu cầu cung cấp điện liên tục vòng nên có 1 phương án.
Tải 5 và 6 mắc thành vòng kín.

Hình 2.4: Phương án đi dây khu vực 3

N

4

3

N

4

3

5

N

6

Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 11
Ta có các phương án nối điện như sau:

Phương án 1:
Phương án 2:

Phương án 3:
Phương án 4

Hình 2.5: Các phương án nối điện

2

1

5

N

4

6

3

2

1

5

N

4

6

3

2

1

5

N

4

6

3

2

1

5

N

4

6

3

Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 12
Chọn phương án tối ưu: Tính ∑Pi.Li của từng phương án sau đó so sánh các
phương án với nhau, chọn 02 phương án tối ưu dựa vào ∑Pi.Li nhỏ nhất và đảm
bảo yêu cầu:
Vùng 1: mạch cung cấp điện không liên tục
Vùng 2: mạch cung cấp điện liên tục mạch kép.
Vùng 3: mạch cung cấp điện liên tục mạch vòng.
Bảng 2.2: Thông số ∑P*L của phương án 1
Phương án 1
Đường dây
N-1
N-2
N-3 N-4
N-5
N-6
5-6
Công suất P(MW)
14
15
23
27
18.13
27.87
1.13
Chiều dài L(Km)
50
41.23 31.62
41.23
41.23
28.28
36.06
P*L
700.00 618.45 727.26 1113.21 747.50 788.16 40.75
Ʃ P*L
4735.33
Bảng 2.3: Thông số ∑P*L của phương án 2
Phương án 2
Đường dây
N-2
2-1
N-3 N-4
N-5
N-6
5-6
Công suất P(MW)
29
14
23
27
18.13
27.87
1.13
Chiều dài L(Km) 41.23
31.62
31.62
41.23
41.23
28.28
36.06
P*L
1195.67 442.68 727.26 1113.21 747.50 788.16
40.75
Ʃ P*L
5055.23
Bảng 2.4: Thông số ∑P*L của phương án 3
Phương án 3
Đường dây
N-1
N-2
N-3 3-4
N-5
N-6
5-6
Công suất P(MW)
14
15
50
27
18.13
27.87
1.13
Chiều dài L(Km)
50
41.23
31.62
36.06
41.23
28.28
36.06
P*L
700.00 618.45 1581.00 973.62 747.50 788.16
40.75
Ʃ P*L
5449.48
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 13
Bảng 2.5: Thông số ∑P*L của phương án 4
Phương án 4
Đường dây
N-2
2-1
N-3 3-4
N-5
N-6
5-6
Công suất P(MW)
29
14
50
27
18.13
27.87
1.13
Chiều dài L(Km) 41.23
31.62
31.62
36.06
41.23
28.28
36.06
P*L
1195.67 442.68 1581.00 973.62 747.50 788.16
40.75
Ʃ P*L
5769.38

2.3. TÍNH TOÁN CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN, TRỤ, SỨ, TỔN THẤT
ĐIỆN ÁP, TỔN THẤT CÔNG SUẤT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN:
2.3.1 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN:
2.3.1.1 Chọn tiết diện dây khu vực 1 (lộ đơn):
Đoạn N-1 (PA1, 3):
IN-1 =
SN-1
√3Uđm
× 103 = √𝑃
𝑁−1
2
+ 𝑄𝑁−1
2
√3Uđm
× 103 =
√142+ 11.972
110√3
× 103 = 96.68 (𝐴)
Với Tmax = 5000 giờ, dây nhôm lõi thép nên ta có jkt = 1,1 A/mm2
𝐹
𝑁−1,𝑘𝑡= 𝐼𝑁−1
𝑗𝑘𝑡
= 96.68
1.1
= 87.89 (𝑚𝑚)
 Chọn dây AC-95
Đoạn N-2 (PA1, 3):
𝐼𝑁−2 = 𝑆𝑁−2
√3𝑈đ𝑚
× 103 = √𝑃
𝑁−2
2
+ 𝑄𝑁−2
2
√3𝑈đ𝑚
× 103 = √152 + 10.472
110√3
× 103
= 96.01 (𝐴)
𝐹
𝑁−2,𝑘𝑡= 𝐼𝑁−2
𝑗𝑘𝑡
= 96.01
1.1
= 87.28 (𝑚𝑚)
 Chọn dây AC-95
Đoạn 2-1 (PA2, 4):
𝐼2−1 =
𝑆2−1
√3𝑈đ𝑚
× 103 = √𝑃
2−1
2
+ 𝑄2−1
2
√3𝑈đ𝑚
× 103 = √142 + 11.972
110√3
× 103
= 96.68 (𝐴)
𝐹
2−1,𝑘𝑡= 𝐼2−1
𝑗𝑘𝑡
= 96.01
1.1
= 87.89 (𝑚𝑚)
 Chọn dây AC-95
Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV
GVHD: Th.S Trần Đình Cương

SVTH: Nguyễn Anh Thời
Trang 14
Đoạn N-2’ (PA2, 4):
𝐼𝑁−2
′
= 𝑆𝑁−2
′
√3𝑈đ𝑚
× 103 = √𝑃
𝑁−2
′2
+ 𝑄𝑁−2
′2
√3𝑈đ𝑚
× 103 = √292 + 22.442
110√3
× 103
= 192.46 (𝐴)
𝐹′𝑁−2,𝑘𝑡= 𝐼′𝑁−2
𝑗𝑘𝑡
= 192.46
1.1
= 174.96 (𝑚𝑚)
 Chọn dây AC-185
2.3.1.2 Chọn tiết diện dây khu vực 2 (lộ kép):
Đoạn N-3 (PA1, 2):
𝐼𝑁−3 =
𝑆𝑁−3
2√3𝑈đ𝑚
× 103 = √𝑃
𝑁−3
2
+ 𝑄𝑁−3
2
2√3𝑈đ𝑚
× 103 = √232 + 16.652
2 × 110√3
× 103
= 74.52 (𝐴)
𝐹
𝑁−3,𝑘𝑡= 𝐼𝑁−3
𝑗𝑘𝑡
= 74.52
1.1
= 67.75 (𝑚𝑚)
 Chọn dây AC-70
Đoạn N-4 (PA1, 2):
𝐼𝑁−4 =
𝑆𝑁−4
2√3𝑈đ𝑚
× 103 = √𝑃
𝑁−4
2
+ 𝑄𝑁−4
2
2√3𝑈đ𝑚
× 103 = √272 + 20.252
2 × 110√3
× 103
= 88.57 (𝐴)
𝐹
𝑁−4,𝑘𝑡= 𝐼𝑁−4
𝑗𝑘𝑡
= 88.57
1.1
= 80.52 (𝑚𝑚)
 Chọn dây AC-95
Bảng 2.6: Dòng điện cho phép của dây dẫn đoạn N-3, N-4:
(Sau khi đã hiệu chỉnh nhiệt độ, giả thiết nhiệt độ môi trường là 40o C=> k = 0.81)
Đoạn
Dây dẫn
Dòng điện cho phép (A)
N-3
AC-70
0.81*275 = 222.75
N-4
AC-95
0.81*335 =271.35
Trong quá trình truyền tải nếu có trường hợp đường dây lộ kép gặp sự cố và
bị đứt 1 dây thì dây còn lại chịu toàn bộ phụ tải gọi là dòng cưỡng bức.
– I3,cb = ImaxN3*2 = 67.75*2 = 135.5 A < Icp - I4,cb = ImaxN4*2 = 80.52*2 = 161.04 A < Icp Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV GVHD: Th.S Trần Đình Cương SVTH: Nguyễn Anh Thời Trang 15 Đoạn N-3’ (PA3, 4): 𝐼𝑁−3 ′ = 𝑆′ 𝑁−4 2√3𝑈đ𝑚 × 103 = √𝑃 𝑁−4 ′2 + 𝑄𝑁−4 ′2 2√3𝑈đ𝑚 × 103 = √502 + 36.92 2 × 110√3 × 103 = 163.08 (𝐴) 𝐹 𝑁−4,𝑘𝑡= 𝐼𝑁−4 𝑗𝑘𝑡 = 163.08 1.1 = 148.25 (𝑚𝑚)  Chọn dây AC-150 Đoạn 3-4 (PA3, 4): 𝐼3−4 = 𝑆3−4 2√3𝑈đ𝑚 × 103 = √𝑃 3−4 2 + 𝑄3−4 2 2√3𝑈đ𝑚 × 103 = √272 + 20.252 2 × 110√3 × 103 = 88.57 (𝐴) 𝐹 3−4,𝑘𝑡= 𝐼3−4 𝑗𝑘𝑡 = 88.57 1.1 = 80.52 (𝑚𝑚)  Chọn dây AC-95 Bảng 2.7: Dòng điện cho phép của dây dẫn đoạn N-3’, 3-4: (Sau khi đã hiệu chỉnh nhiệt độ, giả thiết nhiệt độ môi trường là 40o C=> k = 0.81)
Đoạn
Dây dẫn
Dòng điện cho phép (A)
N-3’
AC-150
0.81*445 = 360.45
3-4
AC-95
0.81*335 =271.35
Trong quá trình truyền tải nếu có trường hợp đường dây lộ kép gặp sự cố và
bị đứt 1 dây thì dây còn lại chịu toàn bộ phụ tải gọi là dòng cưỡng bức.
– I’3,cb = ImaxN3*2 = 148.25*2 = 296.5 A k = 0.81)
Đoạn
Dây dẫn
Dòng điện cho phép (A)
N-5
AC-120
0.81*360 = 291.6
N-6
AC-185
0.81*515 = 417.15
5-6
AC-70
0.81*275 = 222.75
Trong quá trình truyền tải nếu có trường hợp đường dây mạch vòng gặp sự cố và bị
đứt 1 dây thì dây còn lại chịu toàn bộ phụ tải gọi là dòng cưỡng bức. Nếu trường hợp
xấu nhất là dứt dây N-6 thì còn lại 2 dây N-5 và dây 5-6.
– IN5 = 313.63 A >Icp nên ta chọn lại là đường dây N-5 là AC-150 (Icp= 360.45A)
–
I56= 190.26 A < Icp Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV GVHD: Th.S Trần Đình Cương SVTH: Nguyễn Anh Thời Trang 18 2.3.2 LỰA CHỌN TRỤ ĐIỆN VÀ TÍNH CÁC THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY: 2.3.2.1 Lựa chọn trụ cho đường dây mạch đơn: Trong 2 phương án này, đoạn N-1,1-2, N-5, N-6, 5-6 chúng ta đi dây lộ đơn nên chọn trụ Bêtông cốt thép có mã hiệu Y110-1 trang 158 sách thiết kế đồ án thiết kế mạng điện của thầy Hồ Văn Hiến như hình vẽ bên dưới: Hình 2.6: Hình trức trụ kim loại Y110-1 Đồ án thiết kế mạng điện 110 kV GVHD: Th.S Trần Đình Cương SVTH: Nguyễn Anh Thời Trang 19 2.3.2.2 Tính toán thông số điện trở, cảm kháng, dung dẫn các đường dây mạch đơn: Dựa vào hình vẽ 2.10 ta tính được các khoảng cách sau: Dab = 3.5+5.0 = 8.5 m Dac = √4.02 + 1.52 = 4.27 𝑚 Dbc = √4.02 + 7.02 = 8.06 𝑚 Khoảng cách trung bình giữa các pha với nhau: 𝐷𝑚= √𝐷𝑎𝑏× 𝐷𝑎𝑐× 𝐷𝑏𝑐 3 = √8.5 × 4.27 × 8.06 3 = 5.84 𝑚 Đoạn N-1 sử dụng dây AC-95, có 6 sợi nhôm và 1 sợi thép, có đường kính ngoài là: d = 13.5 mm nên r = 6.75 mm. Điện trở dây dẫn khi nhiệt độ ở 20oc: ro = 0.33 Ω/km. Cảm kháng của đường dây: 𝑥𝑜= 2. 10−4 × 2𝜋𝑓. 𝑙𝑛𝐷𝑚 𝑟= 2. 10−4 × 2𝜋× 50. ln 5.84 6.75 × 10−3 = 0.42 ( Ω 𝑘𝑚) 𝑏0 = 2𝜋𝑓 18 × 106. ln 𝐷𝑚 𝑟 = 2𝜋𝑓 18. ln 5.84 0.25 × 10−6 = 2.58 × 10−6 ( 1 Ω𝑘𝑚) Các đoạn N-2, 2-1: tính toán tương tự như cách tính của đoạn N-1 Đoạn N-2’ sử dụng dây AC-185, có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép, có đường kính ngoài là: d = 19.0 mm nên r = 9.5 mm. Điện trở dây dẫn khi nhiệt độ ở 20oc: ro = 0.17 Ω/km. Cảm kháng của đường dây: 𝑥𝑜= 2. 10−4 × 2𝜋𝑓. 𝑙𝑛𝐷𝑚 𝑟= 2. 10−4 × 2𝜋× 50. ln 5.84 9.5 × 10−3 = 0.40 ( Ω 𝑘𝑚) 𝑏0 = 2𝜋𝑓 18 × 106. ln 𝐷𝑚 𝑟 = 2𝜋𝑓 18. ln 5.84 9.5 × 10−6 = 2.72 × 10−6 ( 1 Ω𝑘𝑚) Đoạn N-6 tính tương tự Đoạn N-5 sử dụng dây AC-150, có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép, có đường kính ngoài là: d= 17 mm nên r = 8.5 mm. Điện trở dây dẫn khi nhiệt độ ở 20oc: ro = 0.21 Ω/km. Cảm kháng của đường dây: