LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay điện năng đã trở thành dạng năng lƣợng không thể thay thế trong các lĩnh
vực của đời sống và sản xuất. Việc truyền tải điện là một trong ba khâu cơ bản của quá
trình sản xuất, tiêu thụ và phân phối điện năng. Một Hệ thống điện có vận hành ổn
định hay không phụ thuộc rất nhiều vào các hệ thống các đƣờng dây truyền tải. Tổn
thất điện áp cao hay thấp phụ thuộc hoàn toàn vào thông số các đƣờng dây tải điện.
Đồng thời mức độ tin cậy cung cấp điện đƣợc quyết định bởi cấu hình hệ thống truyền
tải điện năng. Do vậy việc thiết kế, xây dựng và vận hành Hệ thống điện luôn luôn
phải đƣợc đề cao.
Trên cơ sở đó, đồ án tốt nghiệp này sẽ tiến hành phân tích, tính toán thiết kết một
hệ thống điện cấp khu vực đồng thời một chuyên đề về tính toán chế độ lƣới điện bằng
việc sử dụng chƣơng trình PSS/E và tính toán các trƣờng hợp nhà máy là nút PQ/PV.
Mặc dù, trong đồ án này có một số chi tiết đã đƣợc đơn giản hoá nhƣng đây là
những cơ sở quan trọng cho việc thiết kế một Hệ thống điện lớn. Bản đồ án tốt nghiệp
gồm hai phần lớn cụ thể nhƣ sau:
 Phần I: Thiết kế lưới điện khu vực
 Phần II: Tính toán chế độ lưới điện bằng việc sử dụng chương trình
PSS/E
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô giáo trong trƣờng Đại học Điện
lực, các thầy cô giáo trong khoa Hệ thống điện đã tận tình giảng dạy, đặc biệt em xin
gửi lời cảm ơn đến thầy giáo TS. Trần Thanh Sơn, đã giúp đỡ, hƣớng dẫn em hoàn
thành đồ án tốt nghiệp này.
Trong quá trình thực hiện, em đã làm việc hết sức mình, vận dụng những kiến thức
mình đã học và tham khảo một số tài liệu chuyên môn nhằm đạt đƣợc kết quả tốt nhất.
Tuy nhiên, do thời gian có hạn, trong đồ án có thể có những thiếu sót nhất định. Kính
mong quý thầy cô góp thêm những ý kiến quý báu để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 25 tháng 12 năm 2013
Sinh viên

Bùi Văn Bằng



NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
….…
.


































NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN







































MỤC LỤC
PHẦN I: THIẾT KẾ LƢỚI ĐIỆN KHU VỰC 1
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI.XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ
LÀM VIỆC CỦA NGUỒN 2
1.1 Nguồn điện 2
1.1.1 Hệ thống điện 2
1.1.2 Nhà máy nhiệt điện 2
1.2 Phụ tải điện 2
1.3 Cân bằng công suất tác dụng 3
1.4 Cân bằng công suất phản kháng 5

1.5 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn 6
1.5.1 Chế độ phụ tải cực đại 6
1.5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 7
1.5.3 Chế độ sự cố 8
CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ CHỌN ĐIỆN ÁP
TRUYỀN TẢI 10
2.1 Đề xuất các phƣơng án nối dây 10
2.1.1 Nhóm 1 13
2.1.2 Nhóm 2 14
2.1.3 Nhóm 3 14
2.1.4 Nhóm 4 15
2.2 Tính phân bố công suất sơ bộ 16
2.2.1 Nhóm 1 16
2.2.2 Nhóm 2,3,4 18
2.2.3 Đƣờng dây liên lạc giữa NĐ và HT 19
2.3 Lựa chọn điện áp truyền tải 20
2.3.1 Nhóm 1 21
2.3.2 Nhóm 2,3,4 21
2.3.3 Đƣờng dây liên lạc giữa nhiệt điện và hệ thống 22
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 23
3.1 Phƣơng pháp chọn tiết diện dây dẫn 23
3.2 Áp dụng cho các phƣơng án 25
3.2.1 Nhóm 1 25


3.2.2 Nhóm 2,3,4 29
3.2.3 Đƣờng dây NĐ-HT 37
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ 39
4.1 Phƣơng pháp tính chỉ tiêu kinh tế 39
4.2 Tính toán chỉ tiêu kinh tế cho các phƣơng án 40

4.2.1 Nhóm 1 40
4.2.2 Nhóm 2,3,4 41
4.2.3 Hệ thống – nhiệt điện 46
4.3 Lựa chọn phƣơng án tối ƣu 46
CHƯƠNG 5: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM 49
5.1 Chọn số lƣợng và công suất máy biến áp 49
5.1.1 Chọn số lƣợng, công suất máy biến áp trong trạm tăng áp 49
5.1.2 Chọn số lƣợng, công suất máy biến áp trong trạm hạ áp 49
5.2 Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm 52
5.2.1 Trạm tăng áp 52
5.2.2 Trạm hạ áp 52
CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG
CÁC CHẾ ĐỘ CỦA PHƢƠNG ÁN ĐƢỢC CHỌN 54
6.1 Chế độ phụ tải cực đại 54
6.1.1 Đƣờng dây NĐ-1 54
6.1.2 Đƣờng dây NĐ-2, NĐ-3, NĐ-4 55
6.1.3 Đƣờng dây HT-5, HT-6, HT-7, HT-8, HT-9 58
6.1.4 Đƣờng dây HT-NĐ 60
6.1.5 Cân bằng công suất 61
6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 61
6.2.1 Các lộ đƣờng dây nối với phụ tải 61
6.2.2 Đƣờng dây HT-NĐ 63
6.3 Chế độ sau sự cố 64
6.3.1 Ngừng 1 mạch đƣờng dây nối từ nguồn cung cấp đến phụ tải 64
6.3.2 Ngừng 1 mạch đƣờng dây liên kết NĐ-HT 69
6.3.3 Ngừng 1 máy phát điện 70
CHƯƠNG 7: TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT PHỤ TẢI VÀ CHỌN PHƢƠNG THỨC
ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 72



7.1 Tính điện áp tại các nút của lƣới điện trong các chế độ 72
7.1.1 Chế độ phụ tải cực đại 72
7.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 73
7.1.3 Chế độ sau sự cố 74
7.2 Lựa chọn phƣơng thức điều chỉnh điện áp cho các trạm 77
7.2.1 Chọn các đầu điều chỉnh cho máy biến áp có đầu phân áp cố định 79
7.2.2 Chọn các đầu điều chỉnh cho máy biến áp điều chỉnh dƣới tải 80
CHƯƠNG 8: TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN
83
8.1 Vốn đầu tƣ xây dựng mạng điện 83
8.2 Tổn thất công suất tác dụng trong lƣới điện 83
8.3 Tổn thất điện năng trong lƣới điện 84
8.4 Các loại chi phí và giá thành 86
8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 86
8.4.2 Chi phí tính toán hàng năm 86
8.4.3 Giá thành truyền tải điện năng 86
PHẦN II: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/E MÔ PHỎNG LƢỚI ĐIỆN THIẾT
KẾ……………………………………………… 88
CHƯƠNG 9: GIỚI THIỆU CHƢƠNG TRÌNH PSS/E. TÍNH TOÁN CÁC
THÔNG SỐ PHỤC VỤ MÔ PHỎNG 89
9.1 Giới thiệu phần mềm PSS/E 89
9.2 Tính toán các dữ liệu đầu vào 89
9.2.1 Đƣờng dây 89
9.2.2 Máy biến áp 90
CHƯƠNG 10: MÔ PHỎNG MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ KHI COI NHÀ MÁY
NHIỆT ĐIỆN LÀ NÚT PQ 92
10.1 Chế độ phụ tải cực đại 92
10.1.1 Nhập thông số 92
10.1.2 Kết quả 98
10.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 101

10.2.1 Nhập thông số 101
10.2.2 Kết quả 104


CHƯƠNG 11: MÔ PHỎNG MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ KHI COI NHÀ MÁY
NHIỆT ĐIỆN LÀ NÚT PV 108
11.1 Chế độ phụ tải cực đại 108
11.1.1 Nhập thông số 108
11.1.2 Kết quả 111
11.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 114
11.2.1 Nhập thông số 114
11.2.2 Kết quả 117
KẾT LUẬN CHUNG 120






























DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Bảng số liệu các phụ tải 3
Bảng 1.2 Dự kiến vận hành sơ bộ nhà máy và hệ thống điện 9
Bảng 2.1: Bảng phân bố công suất sơ bộ nhóm 1 18
Bảng 2.2: Bảng phân bố công suất sơ bộ nhóm 2 18
Bảng 2.3: Bảng phân bố công suất sơ bộ nhóm 3 19
Bảng 2.4: Bảng phân bố công suất sơ bộ nhóm 4 19
Bảng 3.1: Bảng tiết diện dây dẫn nhóm 1 30
Bảng 3.2: Tổn thất điện áp nhóm 1 31
Bảng 3.3: Bảng tiết diện dây dẫn nhóm 2 32
Bảng 3.4: Tính tổn thất điện áp nhóm 2 33
Bảng 3.5: Bảng tiết diện dây dẫn nhóm 3 34
Bảng 3.6: Tổn thất điện áp nhóm 3 35
Bảng 3.7: Bảng tiết diện dây dẫn nhóm 4 36
Bảng 3.8: Tổn thất điện áp nhóm 4 37
Bảng 3.9: Tiết diện dây dẫn và tổn thất điện áp đoạn NĐ – HT 38
Bảng 4.1: Giá thành 1km đƣờng dây trên không mạch 110kV 40
Bảng 4.2: Tổn thất công suất và vốn đầu tƣ xây dựng các đƣờng dây của

phƣơng án 1a 41
Bảng 4.3: Tổn thất công suất và vốn đầu tƣ của nhóm 1 42
Bảng 4.4: Tổn thất công suất và vốn đầu tƣ của nhóm 2 43
Bảng 4.5: Tổn thất công suất và vốn đầu tƣ của nhóm 3 44
Bảng 4.6: Tổn thất công suất và vốn đầu tƣ của nhóm 4 45
Bảng 4.7: Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phƣơng án so sánh 47
Bảng 5.1: Các thông số của máy biến áp tăng áp 49
Bảng 5.2: Các thông số của máy biến áp hạ áp 51
Bảng 5.3: Sơ đồ cầu của các phụ tải loại I 53
Bảng 6.1: Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế 56
Bảng 6.2: Dòng công suất và các tổn thất công suất trên các phần tử nối với
nhiệt điện ở chế độ cực đại 57
Bảng 6.3: Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế 58
Bảng 6.4: Dòng công suất và các tổn thất công suất trên các phần tử nối với hệ
thống ở chế độ cực đại 59
Bảng 6.5: Dòng công suất và các tổn thất công suất trên các phần tử ở chế độ
cực tiểu 62
Bảng 6.6: Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế ở chế độ sau sự cố 66
Bảng 6.7: Dòng công suất và các tổn thất công suất trên các phần tử ở chế độ
sau sự cố 67
Bảng 7.1: Tính toán điện áp ở chế độ cực đại 73
Bảng 7.2: Tính toán điện áp ở chế độ cực tiểu 74
Bảng 7.3: Tính toán điện áp ở chế độ sự cố 1 75
Bảng 7.4: Tính toán điện áp ở chế độ sự cố 2 76
Bảng 7.5: Tính toán điện áp ở chế độ sự cố 3 77
Bảng 7.6: Thống kê điện áp ở các nút trong các chế độ. 77


Bảng 7.7: Thông số điều chỉnh của MBA có đầu phân áp cố định 78
Bảng 7.8: Thông số điều chỉnh của MBA có bộ điều chỉnh dƣới tải 79

Bảng 7.9: Chọn đầu điều chỉnh các trạm với các MBA có đầu phân áp cố định 80
Bảng 7.10: chọn đầu điều chỉnh các trạm với các MBA điều chỉnh dƣới tải 82
Bảng 8.1: Vốn đầu tƣ cho các trạm tăng áp và hạ áp 83
Bảng 8.2:Tổn thất điện năng trên đƣờng dây và trong máy biến áp hạ áp 85
Bảng 8.1: Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện thiết kế 87
Bảng 9.1: Thông số đƣờng dây đơn dạng đơn vị tƣơng đối 90
Bảng 9.2: Thông số máy biến áp hạ áp dạngđơn vị tƣơng đối 91
Bảng 10.1: Kết quả tính toán điện áp các nút 100
Bảng 10.2: So sánh dòng công suất khi tính trên PSS/E và bằng tay 100
Bảng 10.3: Kết quả tính toán điện áp các nút 106
Bảng 10.4: So sánh dòng công suất khi tính trên PSS/E và bằng tay 106
Bảng 11.1: Kết quả tính toán điện áp các nút 113
Bảng 11.2: So sánh dòng công suất khi tính trên PSS/E và bằng tay 113
Bảng 11.3: Kết quả tính toán điện áp các nút 119
Bảng 11.4: So sánh dòng công suất khi tính trên PSS/E và bằng tay 119





























DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ phân nhóm 12
Hình 1.2: Phƣơng án nối dây nhóm 1 14
Hình 1.3:Phƣơng án nối dây nhóm 2 14
Hình 1.4: Phƣơng án nối dây nhóm 3 15
Hình 1.5: Phƣơng án nối dây nhóm 4 15
Hình 4.1: Phƣơng án tối ƣu của lƣới điện 48
Hình 5-1: Sơ đồ trạm biến áp tăng áp 52
Hình 5.2: Sơ đồ cầu đầy đủ và sơ đồ cầu ngoài 53
Hình 5.3: Sơ đồ bộ đƣờng dây - máy biến áp 53
Hình 6.1: Tính chế độ mạng điện của đƣờng dây NĐ-1 trong chế độ cực đại 54
Hình 6.2: Tính chế độ mạng điện của đƣờng dây NĐ-HT trong chế độ cực đại 60
Hình 6.3: Tính chế độ mạng điện của đƣờng dây NĐ-HT trong chế độ cực đại 63
Hình 6-4: Tính chế độ mạng điện của đƣờng dây NĐ-1 trong chế độ sự cố 64
Hình 6.5: Tính chế độ mạng điện của đƣờng dây NĐ-HT trong chế độ cực đại 68
Hình 6.6: Tính chế độ mạng điện của đƣờng dây NĐ-HT trong chế độ sau sự cố 69
Hình 6.7: Tính chế độ mạng điện của đƣờng dây NĐ-HT trong chế độ cực đại 70

hình 10.1 kết quả điện áp ở chế độ cực đại 98
Hình 10.2 Trào lƣu công suất ở chế độ cực đại với nhà máy nhiệt điện là nút PQ 99
hình 10.3 kết quả điện áp ở chế độ cực tiểu 104
Hình 10.4 Trào lƣu công suất ở chế độ cực tiểu với nhà máy nhiệt điện là nút PQ . 105
hình 11.1 kết quả điện áp nút ở chế độ cực đại 111
Hình 11.2 thông số phát tại nút cân bằng và các máy phát 111
Hình 11.3 Trào lƣu công suất ở chế độ cực đại với nhà máy nhiệt điện là nút PV 112
hình 11.4 kết quả điện áp nút ở chế độ cực đại 117
Hình 11.5 thông số phát tại nút cân bằng và tại các máy phát 117
Hình 11.6 Trào lƣu công suất ở chế độ cực tiểu với nhà máy nhiệt điện là nút PV . 118


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 1









PHẦN I: THIẾT KẾ LƢỚI ĐIỆN KHU VỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 2

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI.XÁC ĐỊNH

SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN
1.1 Nguồn điện
1.1.1 Hệ thống điện
Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, hệ số công suất của hệ thống là cos =
0,85.
Hệ thống có công suất phát vô cùng lớn, nên sẽ có nhiệm vụ phát công suất thiếu
do phía Nhà máy nhiệt điện cung cấp không đủ cho phụ tải khi sự cố một tổ máy phát.
Vì vậy cần có sự liên hệ giữa hệ thống và nhà máy điện để có thể trao đổi công suất
giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình
thƣờng trong các chế độ vận hành.
Mặt khác, vì hệ thống có công suất vô cùng lớn nên chọn hệ thống là nút cân
bằng công suất và nút cơ sở về điện áp.
Ngoài ra do hệ thống có công suất vô cùng lớn nên không cần phải dự trữ công
suất trong nhà máy điện, nói cách khác công suất tác dụng và phản kháng dự trữ sẽ
đƣợc lấy từ hệ thống điện.
1.1.2 Nhà máy nhiệt điện
Nhà máy nhiệt điện gồm 3 tổ máy. Mỗi tổ máy có:
 Công suất định mức: P
đm
= 50 MW
 Hệ số công suất: cos = 0,8
 Tổng công suất định mức của nhà máy là: P
F
= 3 . 50 = 150 MW.
Nhiên liệu của NĐ có thể là than đá, dầu và khí đốt. Hiệu suất của các nhà máy
nhiệt điện tƣơng đối thấp (khoảng 30- 40%). Đồng thời công suất tự dùng của NĐ
thƣờng chiếm khoảng 6-15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện.
Đối với nhà máy nhiệt điện, các nhà máy làm việc ổn định khi phụ tải P ≥ 70%
P
đm

và khi phụ tải P < 30% P
đm
, các máy phát ngừng làm việc.
1.2 Phụ tải điện
Mạng điện gồm có 9 phụ tải ở các vị trí xung quanh nguồn cung cấp với tổng công
suất tác dụng ở :
+chế độ phụ tải cực đại là ∑P

=240MW
+chế độ cực tiểu là ∑P
min
=0,72. ∑ P
max
= 172,8MW.
Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện đƣợc tính nhƣ sau:

max
max
.
max
max
max
2
2
max
max
max
.tg
Q
P

Sj
Q
P
Q
S
P




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 3

Từ cosφ=0,9

tgφ=0,484
Ta có bảng số liệu các phụ tải
Bảng 1.1 Bảng số liệu các phụ tải
Phụ
tải
Loại
P
max

Q
max

S
max


P
min

Q
min

S
min

T
max

U
đm

ĐC ĐA
1
I
42
20,342
46,667
30,240
14,646
33,600
3800
22
KT
2
I

36
17,436
40,000
25,920
12,554
28,800
3800
22
KT
3
III
15
7,265
16,667
10,800
5,231
12,000
3800
22
KT
4
I
25
12,108
27,778
18,000
8,718
20,000
3800
22

KT
5
I
18
8,718
20,000
12,960
6,277
14,400
4400
22
KT
6
III
16
7,749
17,778
11,520
5,579
12,800
4400
22
KT
7
I
32
15,498
35,556
23,040
11,159

25,600
4400
22
KT
8
I
36
17,436
40,000
25,920
12,554
28,800
4400
22
KT
9
I
20
9,686
22,222
14,400
6,974
16,000
4400
22
KT
Các hộ phụ tải loại I là những hộ quan trọng, vì vậy phải dự phòng chắc chắn.
Mỗi phụ tải phải đƣợc cấp điện bằng một lộ đƣờng dây kép và hai máy biến áp làm
việc song song hoặc nối mạch vòng để đảm bảo cấp điện liên tục cũng nhƣ đảm bảo
chất lƣợng điện năng ở một chế độ vận hành . Khi ngừng cấp điện có thể làm hỏng sản

phẩm, hƣ hại thiết bị gây ảnh hƣởng lớn đến hoạt động của phụ tải.
- Các hộ phụ tải loại III là các hộ phụ tải ít quan trọng hơn nên để giảm chi phí
đầu tƣ ta chỉ cần cấp điện bằng một đƣờng dây đơn và một máy biến áp
- Yêu cầu điều chỉnh điện áp
Trong mạng điện thiết kế tất cả các hộ đều có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác
thƣờng. Vì vậy độ lệch điện áp phải thỏa mãn các chế độ nhƣ sau:
Chế độ phụ tải cực đại:

U% = +5% U
đm.
Chế độ phụ tải cực tiểu:

U% = 0% U
đm.
Chế độ sự cố: 0% ≤

U% ≤ 5% U
đm.
- Tất cả các phụ tải đều có điện áp hạ áp nhƣ nhau là 22 kV, hệ số công suất của các
hộ đều cos = 0,9.
1.3 Cân bằng công suất tác dụng
Đặc điểm rất quan trọng cảu các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng
từ các nguồn điện đến các hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số lƣợng
nhận thấy đƣợc. Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ
điện năng.Vì vậy tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của
hệ thống cần phải phát công suất cân bằng với công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả các
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 4


tổn thất công suất trong mạng điện, nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa
công suất phát và công suất tiêu thụ.
Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thƣờng cần phải có dự trữ nhất
định của công suất tác dụng trong hệ thống.Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề
quan trong, liên quan đến vận hành cũng nhƣ sự phát triển của hệ thống.
Vì vậy phƣơng trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại đối
với hệ thống điện thiết kế có dạng
P
NĐ
+ P
HT
=P
tt
=m∑P
max
+ ∑∆P + P
td
+ P
dt

Trong đó:
P
NĐ
– tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra.
P
HT
– tổng công suất tác dụng lấy từ hệ thống
m – hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m=1).
∑P
max

– tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại.
∑∆P – tổng tổn thất trong mạng điện, và có thể lấy bằng 5%∑P
max
.
P
td
– công suất tự dùng trong nhà máy lấy bằng 10%.P
đm
.
P
dt
– Công suất tác dụng dự trữ vì hệ thống có công suất vô cùng lớn nên P
dt

=0.
P
tt
– Công suất tiêu thụ trong mạng điện.
Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi phụ tải cực đại là:
∑P
max
= 240 MW
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:
∆P = 5% ∑P
max
=5% . 240 = 12 MW
Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy nhiệt điện ngƣng hơi bằng:
. P
td
=10%.P

đm
=10%.3.50 = 15 MW
Do đó công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị:
P
tt
= 240 + 12 + 15 = 267 MW.
Mặt khác : P
NĐ
= P
đm
= 150 MW.
Vậy trong chế độ phụ tải cực đại thì hệ thống cần cung cấp công suất cho các phụ tải
bằng:
P
HT
=P
tt
– P
đm
=267 – 150 = 117 MW
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 5

1.4 Cân bằng công suất phản kháng
Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Nếu công suất phản kháng
phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng điện sẽ tăng hoặc
ngƣợc lại, nếu thiếu công suất phản kháng thì điện áp trong mạng điện sẽ giảm. Vì vậy
để đảm bảo chất lƣợng 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.

Phƣơng trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế có dạng:
Q
F
+ Q
HT
=Q
tt
=m∑Q
max
+ ∑∆Q
L
- ∑Q
c
+ ∑∆Q
b
+ Q
td
+Q
dt

Trong đó:
Q
F
– tổng công suất phản kháng do nhà máy phát ra.
Q
HT
– công suất phản kháng do hệ thống cung cấp.
∑∆Q
L
– tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đƣờng dây

trong mạng điện.
∑Q
c
– tổng công suất phản kháng do điện dung của các đƣờng dây sinh ra, khi
tính sơ bộ thì ta lấy ∑Q
c
= ∑Q
L
.
∑∆Q
b
– tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp, trong tính
toán sơ bộ lấy ∑∆Q
b
=15% ∑Q
max
;
Q
td
– Công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện.
Q
dt
–Công suất phản kháng dự trữ vì hệ thống có công suất vô cùng lớn nên
Q
dt
=0.
Ta có : Nhà máy : cosφ
F
= 0,8 


tgφ
F
= 0,750
Hệ thống : cosφ
HT
=0,85 

tgφ
HT
= 0,620
Do đó :
Tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra bằng:
Q
F
= P
F
.tgφ
F
=150.0,750 = 112,5 MVAr
Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp bằng:
Q
HT
= P
HT
.tgφ
HT
= 117.0,620 = 72,54 MVAr.
Tổng công suất phản kháng do các hộ phụ tải tiêu thụ là:
∑Q
max

= 116,237 MVAr
Tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp bằng:
∑∆Q
b
= 0,15.116,237 = 17,436 MVAr
Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện có giá trị:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 6

Với cosφ
td
=0,75→tgφ
td
=0,882→Q
td
=P
td
. tgφ =15.0,882 = 13,23 MVAr.
Nhƣ vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện:
Q
tt
=116,237 + 17,436 + 13,23 =146,903 MVAr
Tổng công suất phản kháng do NĐ và HT có thể phát ra bằng:
Q
F
+ Q
HT
=112,5 + 72,54 =185,04 MVAr
Từ các kết quả trên ta thấy công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn

công suất phản kháng tiêu thụ .Vì vậy ta không cần bù công suất phản kháng trong
mạng điện thiết kế.
1.5 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn
1.5.1 Chế độ phụ tải cực đại
Do hệ thống điện có nguồn công suất vô cùng lớn nên ta chọn làm nút cân bằng. Nhà
máy điện có công suất định mức lớn nhất cho phát kinh tế từ (80-90)% tổng công suất
định mức, ở chế độ phụ tải cực đại trong mạng điện thiết kế ta cho nhà máy phát với
công suất cố định là 85%P
đm
.
Công suất tác dụng định mức của nhà máy nhiệt điện:
P
đm
= 3 . 50 = 150 MW
Công suất tác dụng phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện:
P
kt
= 85% . 150 =127,5 MW.
Công suất phản kháng của nhà máy ở chế độ phụ tải cực đại là:







Công suất tác dụng tự dùng của nhà máy nhiệt điện tính sơ bộ nhƣ sau:
P
td
= 10%xP

kt
= 12,75 MW
Công suất phản kháng tự dung của nhà máy trong chế độ này là:







Công suất tác dụng phát lên lƣới của nhà máy nhiệt điện là:
P
F-NĐ
=P
kt
– P
td
=127,5 – 12,75 =114,75 MW
Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lƣới điện là:
P
yc
= ∑P
pt
+ ∑∆P = 240 + 5%.240 = 252 MW
Khi đó hệ thống điện sẽ phát lên lƣới một lƣợng công suất là:
P
HT
=P
yc
– P

F-NĐ
=252 – 114,75 =137,25 MW
Lƣợng công suất phản kháng phát lên lƣới do hệ thống điện đảm nhiệm là :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 7








Tổng công suất phản kháng yêu cầu của lƣới là :
Q
yc
= ∑Q
pt
+ ∑∆Q
b
= 116,237 + 17,436 = 133,673 MVAr
Công suất phản kháng phát lên lƣới của nhà máy nhiệt điện và hệ thống là:
Q
ND
– Q
td
+ Q
HT
=95,625 – 11,246 + 85,095 = 169,474 MVAr

Nhƣ vậy ở chế độ cực đại thì hệ thống điện phải phát một lƣợng công suất tác
dụng là:P = 137,25 MW để đảm bảo cho nhà máy nhiệt điện vận hành kinh tế.Và công
suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu của
lƣới nên không cần bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế ở chế độ này.
1.5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu
Khi phụ tải cực tiểu thì ta cho ngừng một tổ máy để bảo dƣỡng, 2 tổ máy còn lại phát
trong khoảng kinh tế bằng 85% công suất định mức:
Tổng công suất định mức của 2 tổ máy là :
∑P
NĐ
= 2 . 50 = 100 MW.
Công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện là:
P
kt
= 85% . 100 = 85 MW.
Công suất phản kháng do nhà máy phát ở chế độ phụ tải cực tiểu là:







Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện tính sơ bộ nhƣ sau:
P
td
=10%.P
kt
=0,1.85= 8,5 MW
Công suất phản kháng tự dùng của nhà máy là:








Công suất phát lên lƣới của nhà máy nhiệt điện là:
P
F-NĐ
=P
kt
– P
td
=85 – 8,5= 76,5 MW
Ta có ∑P
pt min
= 172,8 MW nên
Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lƣới điện là:
P
yc min
= ∑P
pt min
+ ∑∆P = 172,8 + 10%.172,8 =190,08 MW
Khi đó hệ thống điện sẽ phát lên lƣới một lƣợng công suất là:
P
HT
=P
yc
– P

F-NĐ
=190,08 – 76,5 = 113,58 MW
Lƣợng công suất phản kháng do hệ thống phát lên lƣới là:







ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 8

Tổng công suất phản kháng yêu cầu của lƣới là :
Q
yc
= ∑Q
pt
+ ∑∆Q
b
= 83,691+ 0,15.83,691 = 96,245 MVAr
Tổng lƣợng công suất phản đƣợc cung cấp từ nhà máy và hệ thống là :
Q
ND
– Q
td
+ Q
HT
= 63,75 – 7,497 + 70,42 = 126,673 MVAr

Nhƣ vậy ở chế độ phụ tải cực tiểu thì hệ thống phát lên lƣới một lƣợng công suất tác
dụng là P = 113,58 MW.Và lƣợng công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn
hơn công suất phản kháng yêu cầu của lƣới nên không cần bù công suất phản kháng
trong mạng điện thiết kế ở chế độ này.
1.5.3 Chế độ sự cố
Khi có sự cố ngừng một tổ máy ở nhà máy nhiệt điện thì ta cho các máy còn lại phát
100% công suất định mức:
Công suất phát của nhà máy nhiệt điện là:
P
kt
= 2 . 50 =100 MW
Công suất phản kháng lúc này do nhà máy phát là:







Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện tính sơ bộ nhƣ sau:
P
td
=10%.P
kt
=10 MW
Công suất phản kháng tự dùng của nhà máy là:








Công suất phát lên lƣới của nhà máy nhiệt điện là:
P
F-NĐ
=P
kt
– P
td
=100 – 10 = 90 MW
Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lƣới điện là:
P
yc
= ∑P
pt
+ ∑∆P = 252 MW
Khi đó hệ thống điện sẽ phát lên lƣới một lƣợng công suất là:
P
HT
=P
yc
– P
F-NĐ
=252 – 90 = 162 MW
Lƣợng công suất phản kháng do hệ thống phát lên lƣới là








Tổng công suất phản kháng yêu cầu của lƣới là :
Q
yc
= ∑Q
pt
+ ∑∆Q
b
= 116,237 + 17,436 = 133,673 MVAr
Tổng lƣợng công suất phản kháng đƣợc cung cấp từ nhà máy và hệ thống là :
Q
ND
– Q
td
+ Q
HT
= 75 – 8,82 + 100,44 = 166,62 MVAr
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 9

Ta thấy công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng
yêu cầu nên không cần bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế ở chế độ phụ
tải sau sự cố.
Từ các lập luận cùng với các tính toán ở trên ta có bảng tổng kết phƣơng thức vận
hành của nhà máy và hệ thống trong các chế độ nhƣ sau:
Bảng 1.2 Dự kiến vận hành sơ bộ nhà máy và hệ thống điện
Chế độ vận hành

Giá trị
Nhà Máy Nhiệt Điện
Hệ Thống

P , MW
127,5
137,25
Chế độ cực đại
Q , MVAr

85,095

Số tổ
3 ( 85% )
-

P , MW
85
113.58
Chế độ cực tiểu
Q , MVAr

70,42

Số tổ
2 ( 85% )
-

P , MW
100

162
Chế độ sự cố
Q , MVAr
75
100,44

Số tổ
2 ( 100% )
-
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 10

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ CHỌN ĐIỆN
ÁP TRUYỀN TẢI
2.1 Đề xuất các phƣơng án nối dây
Một trong các yêu cầu của thiết kế mạng điện là đảm bảo cung cấp điện an toàn
và liên tục, nhƣng vẫn phải đảm bảo tính kinh tế. Muốn đạt đƣợc yêu cầu này ngƣời ta
phải tìm ra phƣơng án hợp lý nhất trong các phƣơng án vạch ra đồng thời đảm bảo
đƣợc các chỉ tiêu kỹ thuật.
Các yêu cầu chính đối với mạng điện:
 Đảm bảo an toàn cho ngƣời và thiết bị.
 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
 Đảm bảo chất lƣợng điện năng.
 Đảm bảo tính linh hoạt của mạng điện.
 Đảm bảo tính kinh tế và có khả năng phát triển.
Trong thiết kế hiện nay, để chọn đƣợc sơ đồ tối ƣu của mạng điện ngƣời ta sử
dụng phƣơng pháp nhiều phƣơng án. Từ các vị trí đã cho của các phụ tải và các nguồn
cung cấp, cần dự kiến một số phƣơng án và phƣơng án tốt nhất sẽ chọn đƣợc trên cơ
sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phƣơng án đó. Đồng thời cần chú ý chọn các sơ đồ

đơn giản. Các sơ đồ phức tạp hơn đƣợc chọn trong trƣờng hợp khi các sơ đồ đơn giản
không thoả mãn yêu cầu kinh tế - kỹ thuật.
Những phƣơng án đƣợc lựa chọn để tiến hành so sánh về kinh tế chỉ là những
phƣơng án thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật của mạng điện.
Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với các mạng là độ tin cậy và chất lƣợng
cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Khi dự kiến sơ đồ của mạng điện thiết
kế, trƣớc hết cần chú ý đến hai yêu cầu trên. Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung
cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I, cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện,
đồng thời dự phòng đóng tự động. Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I
có thể sử dụng đƣờng dây hai mạch hay mạch vòng.
Các hộ tiêu thụ loại III đƣợc cung cấp điện bằng đƣờng dây một mạch.
Để chọn đƣợc sơ đồ tối ƣu của mạng điện ta sử dụng phƣơng pháp chia lƣới
điện thành các nhóm nhỏ, trong mỗi nhóm ta đề ra các phƣơng án nối dây, dựa trên các
chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật ta chọn đƣợc một phƣơng án tối ƣu của từng nhóm. Vì
các nhóm phân chia độc lập, không phụ thuộc lẫn nhau nên kết hợp các phƣơng án tối
ƣu của các nhóm lại ta đƣợc sơ đồ tối ƣu của mạng điện.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 11

Ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp chia nhóm :
-Ƣu điểm: phƣơng pháp này giúp ta chọn đƣợc sơ đồ tối ƣu nhất mà các
phƣơng pháp khác chƣa thực hiện đƣợc.
-Nhƣợc điểm: việc chia nhóm phụ thuộc nhiều vào số lƣợng và vị trí địa
lý của các phụ tải. Khi vị trí địa lý của các phụ tải đan xen nhau, việc chia nhóm
sẽ gặp nhiều khó khăn.
Việc chia nhóm sẽ đƣợc thực hiện nhƣ sau: trƣớc tiên dựa vào vị trí địa lý và
công suất của các nguồn và phụ tải, chúng ta sẽ xem xét xem các phụ tải đƣợc lấy công
suất từ nguồn nào. Ở đây chúng ta có hai nguồn, các phụ tải sẽ đƣợc cung cấp từ
nguồn gần nó nhất, nếu phụ tải nằm ở vị trí gần giữa 2 nguồn thì chúng ta sẽ xét đến

công suất của nguồn và tổng công suất của các phụ tải xung quanh nó để đƣa ra quyết
định nối phụ tải đó với nguồn nào. Sau đó chúng ta sẽ tiến hành phân chia thành các
nhóm. Việc vạch phƣơng án sẽ đƣợc tiến hành đối với mỗi nhóm. Cụ thể nhƣ sau:
Dựa vào vị trí phụ tải, ta sẽ phân khu vực nhà máy nhiệt điện cung cấp điện cho
các hộ phụ tải lân cận nó là 1, 2, 3 và 4; khu vực hệ thống cung cấp điện cho các hộ
phủ tải là 5, 6, 7, 8 và 9. Nhà máy và hệ thống liên hệ trực tiếp qua đƣờng dây liên lạc.
Dựa trên cơ sở vị trí địa lý giữa các phụ tải, ta lại phân hai khu vực trên làm các
nhóm nhỏ. Phía nhà máy nhiệt điện đƣợc chia làm hai nhóm, phía hệ thống cũng là hai
nhóm. Cụ thể là:
Nhóm 1 gồm nhà máy nhiệt điện, phụ tải 1 và phụ tải 2
Nhóm 2 gồm nhà máy nhiệt điện, phụ tải 3 và phụ tải 4
Nhóm 3 gồm hệ thống, phụ tải 5, phụ tải 6 và phụ tải 9
Nhóm 4 gồm hệ thống, phụ tải 7 và phụ tải 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 12


Hình 1.1: Sơ đồ phân nhóm
Để vạch ra đƣợc các phƣơng án nối dây cho mỗi nhóm, ta phải dựa trên ƣu
điểm, nhƣợc điểm của các sơ đồ hình tia, liên thông, mạch vòng và yêu cầu của các
phụ tải.
Mạng điện hình tia:
-Ƣu điểm:
 Có khả năng sử dụng các thiết bị đơn giản, rẻ tiền và các thiết bị bảo vệ
rơle đơn giản.
 Khi sự cố một đƣờng dây, không liên quan đến các đƣờng dây khác.
 Thuận tiện khi phát triển và thiết kế cải tạo các mạng điện hiện có.
-Nhƣợc điểm:
 Khảo sát thiết kế, thi công mất nhiều thời gian.

 Khoảng cách dây lớn nên thi công tốn kém.
Mạng điện liên thông:
Nhóm 2
Nhóm 1
Nhóm 3

Nhóm 4

Nhóm 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 13

-Ƣu điểm:
 Việc thi công sẽ thuận lợi hơn vì hoạt động trên cùng một đƣờng dây.
 Thiết bị, dây dẫn có chi phí giảm hơn so với hình tia.
-Nhƣợc điểm:
 Cần có thêm trạm trung gian, thiết bị bố trí đòi bảo vệ rơle, thiết bị tự
động hóa phức tạp hơn so với sơ đồ hình tia.
 Độ tin cậy cung cấp điện thấp hơn so với sơ đồ hình tia.
 Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng cao.
Mạng điện mạch vòng:
-Ƣu điểm:
 Độ tin cậy cung cấp điện cao.
 Khả năng vận hành lƣới linh hoạt, tổn thất ở chế độ bình thƣờng thấp.
-Nhƣợc điểm:
 Số lƣợng máy cắt cao áp nhiều hơn, bảo vệ rơle phức tạp hơn.
 Tổn thất điện áp lúc sự cố lớn.
Vận hành phức tạp hơn.
2.1.1 Nhóm 1

Nhóm 1 gồm có : NĐ, phụ tải 1, phụ tải 2. Trong đó phụ tải 1 và 2 đều là phụ
tải loại I
Ta có các phƣơng án nối dây nhƣ sau:
NĐ
1
(1a)
41
,
231
km
2
44
,
721
km
NĐ
1
(1b)
41
,
231
km
2
36
,056
km

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 14


NĐ
1
(1c)
41
,
231
km
2
44
,
721
km
36,
056
km

Hình 1.2: Phương án nối dây nhóm 1
2.1.2 Nhóm 2
Nhóm 2 gồm có : NĐ, phụ tải 3 và phụ tải 4. Trong đó phụ tải 4 là phụ tải loại
I, còn phụ tải 3 là phụ tải loại III.
Ta có các phƣơng án nối dây nhƣ sau:
NĐ
4
(2a)
36
,
056
km
3

41,231km
NĐ
4
(2b)
36
,
056
km
3
72
,111
km

Hình 1.3:Phương án nối dây nhóm 2
2.1.3 Nhóm 3
Nhóm 3 gồm có : HTĐ, phụ tải 5, phụ tải 6 và phụ tải 9. Trong đó, phụ tải 5 và
9 là những phụ tải loại I, còn phụ tải 6 là phụ tải loại III.
Ta có các phƣơng án nối dây nhƣ sau:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LƢỚI ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN THANH SƠN

SVTH: BÙI VĂN BẰNG Page 15

HTĐ
6
(3a)
28
,284
km
5
31

,623
km
9
50,
99
km
HTĐ
6
(3b)
28
,284
km
5
31
,623
km
9
28
,284
km
HTĐ
6
(3c)
28
,284
km
5
31
,623
km

9
28
,284
km
31
,623
km

Hình 1.4: Phương án nối dây nhóm 3
2.1.4 Nhóm 4
Nhóm 4 gồm có : HTĐ, phụ tải 7 và phụ tải 8. Trong đó phụ tải 7 và 8 đều là
phụ tải loại I. Ta có các phƣơng án nối dây nhƣ sau:
HTĐ
7
(4a)
31,
623
km
8
41,
231
km
HTĐ
7
(4b)
31,
623
km
8
36

,056
km

HTĐ
7
(4c)
31,
623
km
8
41
,
231
km
36
,056
km

Hình 1.5: Phương án nối dây nhóm 4