Đồ án thiết kế phần điện nhà máy thủy điện công suất 5x100 MW

Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
1
MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành điện giữ
một vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong cuộc sống điện
rất cần cho sinh hoạt và phục vụ sản xuất. Với sự phát triển của xã hội đòi hỏi phải có
thêm nhiều nhà máy điện mới đủ để cung cấp điện năng cho phụ tải.
Xuất phát từ thực tế và sau khi học xong chương trình của ngành hệ thống điện, em
được nhà trường và hộ môn Hệ thống điện giao nhiệm vụ thiết kế gồm nội dung sau:
Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện gồm 5 tổ máy, công suất mỗi tổ là 80 MW
cấp điện cho phụ tải địa phương 22 kV, phụ tải điện áp trung 110 kV và phát vào hệ
thống 220 kV.
Sau thời gian làm đồ án với sự lỗ lực của bản thân, được sự giúp đỡ tận tình của các
thầy cô giáo trong khoa, các bạn cùng lớp. Đặc biệt là sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình
của cô giáo ThS. Ma Thị Thương Huyền đến nay em đã hoàn thành bản đồ án. Do thời
gian có hạn, kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án của em không tránh những thiếu sót. Vì
vậy em rất mong nhận được sự góp ý bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án
của em ngày càng hoàn thiện hơn.
Em xin gửi tới cô giáo hướng dẫn cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn lời cảm
ơn chân thành nhất!
Sinh viên thực hiện
Quách Tiến Đức

Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
2
LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa hệ thống điện đặc biệt là cô giáo
Th.s Ma Thị Thương Huyền đã hướng dẫn em rất nhiệt tình và trang bị cho em một
lượng kiến thức sâu rộng về bộ môn nhà máy điện để em hoàn thành tốt bản đồ án tốt
nghiệp này. Thiết kế nhà máy điện là một mảng đề tài rất lớn và đặc trưng của nghành
điện nói chung và khoa hệ thống điện nói riêng đòi hỏi nhiều về trình độ chuyên môn, do
vậy trong quá trình thiết kế em cũng có sự giúp đỡ và phối hợp rất tốt với bạn bè trong
nhóm đồ án.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn và bầy tỏ lòng biết ơn các thầy cô đã tận
tình giảng dạy và giúp đỡ em trong những năm học vừa qua.

Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
3
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………….……………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
4
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………….……………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức

Lớp Đ4H2
5
KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
Dm định mức.
MPD máy phát điện.
MBA máy biến áp
MBATN máy biến áp tự ngẫu.
dp địa phương
ca cao áp.
ta trung áp.
tnm toàn nhà máy.
td tự dùng.
vht về hệ thống.
MPD-MBA bộ máy phát điện và máy biến áp.
kqtsc hệ số quá tải khi có sự cố.
S
bo
công suất của bộ
TBPP Thiết bị phân phối.
MC máy cắt.
DCL dao cách ly
I
cb
dòng điện cưỡng bức.
C
1
, C
2
cáp 1 và 2

Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
6

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
****************
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
*************************
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Quách Tiến Đức Lớp: Đ4H2
Hệ : Chính quy Ngành học: Hệ thống điện
ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
Thiết kế phần điện cho nhà máy thủy điện có công suất đặt 400MW gồm 5 tổ máy,
công suất mỗi tổ máy là 80MW. Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau:
1. Phụ tải địa phương, 22kV: P
max
= 10MW; cosφ = 0,85;
Gồm 2 lộ kép x 3 MW x 4 km và 2 lộ đơn x 2MW x 4 km. Biến thiên phụ tải theo
thời gian như bảng dưới. Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ với I
cắt
= 20kA; t
cắt
=
0,7sec; cáp nhôm vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất là 70mm

2
.
2. Phụ tải cấp điện áp trung, 110kV: P
max
= 150MW; cosφ = 0,86.
Gồm 2 lộ kép x 50 MW và 1 lộ đơn x 50MW. Biến thiên phụ tải theo thời gian
như bảng dưới.
3. Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: P
max
= 120MW; cosφ = 0,85.
Gồm 2 lộ đơn x 60 MW. Biến thiên phụ tải theo thời gian như bảng dưới.
4. Nhà máy nối với hệ thống 220kV bằng đường dây kép dài 60km. Công suất hệ
thống (Không kể công suất của nhà máy đang thiết kế) là 3000MVA. Dự trữ quay của hệ
thống 200MVA. Điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống x
*HT
= 0,6.
5. Phụ tải tự dùng: α
td
= 0.5%; cosφ = 0,85.
6. Biến thiên công suất phát của toàn nhà máy cho trong bảng.

Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
7

Bảng biến thiên công suất theo thời gian tính theo phần trăm
t(h)
0÷5

5÷8
8÷11
11÷13
13÷17
17÷21
21÷24
P
đp%

60
70
90
80
90
100
80
P
UT%
80
80
100
80
80
90
70
P
UC%
60
80
90

80
90
100
80
P
NM%
70
80
100
80
90
100
80
YÊU CẦU:
1. Tính toán cân bằng công suất, chọn phương án nối dây
2. Tính toán chọn máy biến áp.
3. Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu.
4. Tính toán ngắn mạch.
5. Chọn các khí cụ điện và dây dẫn.
6. Tính toán tự dùng.
7. Bản vẽ: Bản vẽ phụ tải tổng hợp toàn nhà máy
Kết quả tính toán kinh tế kỹ thuật của 2 phương án
Sơ đồ nối điện chính kể cả tự dùng
Sơ đồ thiết bị phân phối.
PHẦN CHUYÊN ĐỀ:
Thiết kế trạm hạ áp 22/0,4kV để cung cấp cho một khu đô thị mới.
Ngày giao:
Ngày hoàn thành:
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN XÁC NHẬN CỦA KHOA

Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
8
MỤC LỤC

PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 1
CHƯƠNG 1:TÍNH TOÁN PHỤ TẢI,CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 1
1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 1
1.2.TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 2
1.3. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN. 8
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 14
A . PHƯƠNG ÁN I 14
2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp cho MBA 15
2.2. Chọn loại và công suất định mức của MBA. 17
2.3. Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp 22
B . PHƯƠNG ÁN II 26
2.1 Phân bố công suất các cấp điện áp cho MBA 26
2.2. Chọn loại và công suất định mức của MBA. 28
2.3. Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp 34
CHƯƠNG III 38
TÍNH TOÁN KINH TẾ-KỸ THUẬT - CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 38
CHƯƠNG IV 45
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 45
4.1. Chọn điểm ngắn mạch 45
4.2. Sơ đồ thay thế 47
4.3. Tính toán ngắn mạch 47
CHƯƠNG V 58
CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 58

5.1. Tính toán dòng cưỡng bức các cấp điện áp 58
5.2. Chọn máy cắt và dao cách ly 61
5.3. Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát 62
5.4. Chọn thanh dẫn mềm 67
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
9
5.5. Chọn cáp và máy biến áp phụ tải địa phương 74
5.6. Chọn máy biến áp đo lường 82
5.7. Chọn chống sét van 89
CHƯƠNG VI 92
TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 92
6.1. Chọn sơ đồ tự dùng 92
6.2. Chọn các thiết bị điện và khí cụ điện cho tự dùng 93
PHẦN 2 98
Thiết kế trạm hạ áp 22/0,4kV để cung cấp cho khu đô thị mới 98
I.Yêu cầu thiết kế . 98
II.Khảo sát phụ tải 98
III.Giới thiệu chung về trạm biến áp hợp bộ 98
IV.Giới thiệu chung về TBA hợp bộ 98
V.Chọn sơ đồ nguyên lý và tính toán lựa chọn các thiết bị 99
3.1. Chọn áptômát. 102
3.2. Chọn thanh dẫn và thanh cái. 103
3.3. Chọn thiết bị đo lường. 106
3.4. Chọn cáp liên lạc 107
3.5. Chọn kích thước trạm biến áp hợp bộ. 109
3.6. Thiết kế cách lắp đặt 110
VI.Tính toán nối đất. 111

1. Điện trở nối đất của thanh. 111
2. Điện trở nối đất của cọc 112
3. Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc. 112




Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
1
MỤC LỤC HÌNH VÀ BẢNG
Bảng 1.1: Các thông số của máy phát 1
Bảng 1.2:Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t. 2
Bảng 1.3: Công suất của phụ tải địa phương. 4
Bảng1.4: Biến thiên phụ tải cấp điện áp Trung theo thời gian 4
Bảng1.5: Biến thiên phụ tải cấp điện áp cao theo thời gian 5
Bảng1.6: Biến thiên công suất phát về hệ thống theo thời gian 6
Bảng 1.7 Bảng tổng hợp phụ tải các cấp 6
Hình 1.2 : Phương án I 10
Hình 1.3 : Phương án II 11
Hình 1.4 : Phương án III 12
Hình 1.5 : Phương án IV 13
Hình 2.1.A. Sơ đồ nối điện phương án II 15
Bảng 2.1.A. Bảng phân bố công suất của MBATN B2, B3 17
Bảng 2.2.A. Thông số MBA 2 cuộn dây 17
Bảng 2.3.A. Thông số MBA tự ngẫu 18
Hình 2.2.B Phân bố công suất các cuộn dây MBATN sự cố 1. 19
Hình 2.3.B. .Phân bố công suất các cuộn dây MBATN sự cố 2. 21

Bảng 2.4.A. Tổn thất điện năng trong các khoảng thời gian 25
Hình 2.1.B. Sơ đồ nối điện phương án II 26
Bảng 2.1.B. Bảng phân bố công suất của MBATN B2, B3 28
Bảng 2.2.B. Thông số MBA 2 cuộn dây 28
Bảng 2.3.B. Thông số MBA tự ngẫu 29
Hình 2.2.B Phân bố công suất các cuộn dây MBATN sự cố 1. 30
Hình 2.3.B. .Phân bố công suất các cuộn dây MBATN sự cố 2. 31
Hình 2.4.B. Phân bố công suất các cuộn dây MBATN sự cố 3. 33
Bảng 2.4.B. Tổn thất điện năng trong các khoảng thời gian 37
Bảng 2.5. So sánh tổn thất 2 phương án 37
Hình 3.1: Sơ đồ thiết bị trạm phân phối phương án II 39
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
2
Hình 3.2: Sơ đồ thiết bị trạm phân phối phương án II 40
Bảng 3.1. Kết quả tính toán kinh tế 2 phương án 44
Hình 4.2. Sơ đồ thay thế 47
Hình 4.3. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch tại N1 51
Hình 4.7. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch tại N2 53
Bảng 4.1: Kết quả tính toán dòng ngắn mạch 57
Bảng 5.1 Dòng cưỡng bức các cấp điện áp phương án 2 61
Bảng 5.2 Thông số máy cắt và dao cách ly 62
Bảng 5.3 Thông số thanh dẫn đồng 63
Hình 5.1. Tiết diện thanh dẫn đồng 63
Hình 5.2: Sơ đồ kết cấu thanh dẫn-sứ đỡ 66
Bảng 5.5. Thông số thanh góp mềm cấp 220 kV 68
Bảng 5.7. Dòng ngắn mạch nhánh hệ thống khi xảy ra ngắn mạch tại điểm N
1.

70
Bảng 5.8. Dòng ngắn mạch nhánh nhà máy khi xảy ra ngắn mạch tại điểm N
1
.
70
Bảng 5.9. Giá trị dòng ngắn mạch tại N
1.
71
Bảng 5.6. Thông số thanh góp mềm cấp 110 kV 73
Hình 5.3. Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương 74
Bảng 5.7. Thông số MBA phụ tải địa phương 75
Bảng 5.8. Thông số cáp đơn 76
Bảng 5.9. Thông số cáp kép 78
Bảng 5.10.Thông số MC trước MBA phụ tải địa phương 79
Bảng 5.11.Thông số DCL trước MBA phụ tải địa phương 79
Hình 5.4. Sơ đồ thay thế tính toán điểm ngắn mạch N5 và N6 80
Bảng5.12. Thôngsố MC cho mạch cấp điện áp 22kV 81
Bảng 5.13. Thông số BI cấp 13,8 kV 83
Bảng 5.14. Các dụng cụ đo 84
Bảng 5.15. Thông số BI cấp 110kV 85
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
3
Bảng 5.16. Thông số BI cấp 220kV 86
Bảng 5.17. Thông số BU cấp 13,8 kV 87
Bảng 5.18. Các dụng cụ đo 87
Bảng 5.19. ThôngsốBU cấp110,220kV 89
Hình 5.5. Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào biến điện áp và biến dòng điện mạ ch MF 89

Hình 5.6. Sơ đồ bố trí chống sét van cho MBA tự ngẫu và MBA hai dây quấn 91
Bảng 6.1. Thông số MBA tự dùng riêng 94
Bảng 6.2. Thông số MBA tự dùng chung 94
Bảng 6.3. Thông số máy cắt 95
Bảng 6.4. Thông số DCL 96
Bảng 6.5. Thông số aptomat tự dùng 97
PHẦN II : CHUYÊN ĐỀ
Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của cầu chì cao áp. 100
Hình 1.1. Sơ đồ một sợi ngăn trung thế. 101
Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật của MBA. 101
Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật của Aptomat tổng. 102
Bảng 2.3. Thông số kỹ thuật của Aptomat nhánh. 103
Hình 3.1. Sơ đồ tính toán ngắn mạch 104
Bảng 3.1. Thông số của máy biến dòng điện 106
Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 107
Bảng 3.2. Thông số kỹ thuật của cáp cao áp. 108
Bảng 3.3. Thông số kỹ thuật của cáp hạ áp. 109
Hình 3.3. Hình chiếu đứng, hình chiếu cạnh TBA hợp bộ 110
Hình 3.4. Hình chiếu bằng TBA hợp bộ 111
Hình 3.5. Mặt bằng, mặt cắt hệ thống nối đất TBA hợp bộ. 113
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
4
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
1

PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI,CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY
Trong thiết kế và vận hành nhà máy điện, việc tính toán phụ tải và đảm bảo cân
bằng công suất giữa các phụ tải là hết sức quan trọng. Công việc này sẽ đảm bảo cho sự
ổn định của hệ thống điện và chất lượng điện năng. Quyết định phương thức huy động
nguồn cũng như vận hành từng tổ máy phải chính xác, hợp lý cả về kỹ thuật và kinh tế.
Dưới đây ta sẽ tiến hành tính toán về phụ tải và đề xuất các phương án nối dây cho nhà
máy thủy điện mà ta sẽ thiết kế.
1.1.CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Do yêu cầu thiết kế phần điện cho nhà máy thủy điện có tổng công suất là 400MW
gồm có 5 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 80MW. Để đơn giản cho việc tính toán và vận
hành, ta chọn 5 máy phát điện cùng loại.
Tra phụ lục bảng 1.2: Ta chọn được máy phát thủy điện loại CB-1070/145-52 có
công suất 100MVA có các thông số sau:
Bảng 1.1: Các thông số của máy phát
Loại MPĐ
S
đm
,
MVA
P
đm
,
MW
cos
U
đm
kV
I
đm

,kA
n
đm
,v/ph
Điện kháng
tương đối
x
d
''
x
d
'
x
d

CB
1070/145-52
100
80
0,8
13,8
4,19
115,4
0,22
0,34
1,1

- Công suất máy phát lớn nhất ta chọn: S
đmF
= 100 MVA.

- Công suất dự trữ quay của hệ thống: S
dtq
= 200 MVA .
 S
dtq
= 200 MVA > S
đmF
= 100 MVA.
Vậy máy phát ta chọn thỏa mãn điều kiện công suất của một máy phát điện lớn nhất
không được lớn hơn dự trữ quay của hệ thống.
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
2
1.2.TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
Trong nhiệm vụ thiết kế thường cho công suất cực đại, hệ số công suất cos
φ và biểu đồ biến thiên hàng ngày công suất dạng phần trăm P%(t) đối với phụ tải từng
cấp điện áp cũng như biểu đồ biến thiên công suất phát của toàn nhà máy. Do đó ta sẽ
dựa vào các số liệu trên để xây dựng đồ thị công suất phát của toàn nhà máy, đồ thị phụ
tải tự dùng, đồ thị từng cấp điện áp và công suất phát về hệ thống lần lượt như sau.
1.2.1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
Đồ thị phụ tải toàn nhà máy được xác định theo công thức sau:
%( )
()
cos
P t P
t
TNM
dat

S
TNM
F




Trong đó:
S
TNM
(t): là công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
P
FNM
%(t): phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
cosφ
F
: hệ số công suất định mức của máy phát; cosφ
F
= 0,8
P
đặt
: công suất tác dụng định mức của toàn nhà máy.
P
đặt
= n.P
đmF
= 5.80 = 400 MW
n: số tổ máy.
P
đmF

: công suất tác dụng định mức của 1 tổ máy phát.
Ta có kết quả tính toán trong bảng sau:
Bảng 1.2:Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t.
t(h)
CS
0÷5
5÷8
8÷11
11÷13
13÷17
17÷21
21÷24
P
TNM
%
70
80
100
80
90
100
80
S
TNM
(t),MVA
350
400
500
400
450

500
400

1.2.2.Đồ thị phụ tải tự dùng
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
3
Vì công suất điện tự dùng trong nhà máy thủy điện rất nhỏ chỉ chiếm 0,5% tổng
công suất phát ra của nhà máy nên có thể coi công suất điện tự dùng không đổi và được
tính theo công thức :
( ) MAX
%
0,5 5 80
2,353
100 cos 100 0,85
t
dmF
TD TD
TD
nP
S S MVA




   


Trong đó:

S
(t)
TD
: phụ tải tự dùng.
α%: lượng điện phần trăm tự dùng.
cosφ
TD
: hệ số công suất phụ tải tự dùng.
P
đmF
: công suất tác dụng của 1 tổ máy
1.2.3. Đồ thị phụ tải các cấp điện áp

1.2.3.1.Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát ( phụ tải địa phương )
Theo nhiệm vụ thiết kế ta có:
U
ĐP
= 22 kV ; P
max
= 10 MW ; cos = 0,85
Gồm : 2 lộ kép x 3 MW x 4km và 2 lộ đơn x 2 MW x 4km
Công suất phụ tải cấp điện áp nhà máy từng thời điểm được xác định theo công
thức sau:
max
( ) %( )
cos
DP DP
P

S t P t




Tính toán cho từng thời điểm ta có bảng kết quả sau:






Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
4
Bảng 1.3: Công suất của phụ tải địa phương.
t(h)
CS
0÷5
5÷8
8÷11
11÷13
13÷17
17÷21
21÷24
P
DP
%

60
70
90
80
90
100
80
S
DP
(t),MVA
7.059
8.235
10.588
9.412
10.588
11.765
9.412

1.2.3.2. Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110kV
P
max
= 150 MW, cosφ = 0,86
Gồm 2 lộ kép x 50 MW và 1 lộ đơn x 50MW. Biến thiên phụ tải ghi trong bảng
(tính theo phần trăm P
max
).
Công suất phụ tải cấp điện áp Trung từng thời điểm được xác định theo công thức
sau:

)%(

cos
)(
max
tP
P
tS
UTUT



Tính toán cho từng thời điểm ta có bảng kết quả sau:
Bảng1.4: Biến thiên phụ tải cấp điện áp Trung theo thời gian

t(h)
CS
0÷5
5÷8
8÷11
11÷13
13÷17
17÷21
21÷24
P
UT
%
80
80
100
80
80

90
70
S
UT
(t),MVA
139.535
139.535
174.419
139.535
139.535
156.977
122.093

1.2.3.3. Đồ thị phụ tải cấp điện áp cao 220 kV
P
max
= 120 MW, cosφ = 0,85
Gồm 2 lộ đơn x 60 MW
Công suất phụ tải cấp điện áp cao từng thời điểm được xác định theo công thức
sau:
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
5

max
( ) %( )
cos
UC UC

P
S t P t



Tính toán cho từng thời điểm ta có bảng kết quả sau:
Bảng1.5: Biến thiên phụ tải cấp điện áp cao theo thời gian
t(h)
CS
0÷5
5÷8
8÷11
11÷13
13÷17
17÷21
21÷24
P
UC
%
60
80
90
80
90
100
80
S
UC
(t),MVA
84.706

112.941
127.059
112.941
127.059
141.176
112.941

1.2.4. Đồ thị công suất phát về hệ thống
Do nhà máy thiết kế có nhiệm vụ ngoài nhiệm vụ cung cấp điện năng cho các phụ
tải phía trung áp, cao áp và phụ tải địa phương thì lượng còn lại sẽ cung cấp về hệ thống,
ta có công thức sau :
S
VHT
(t) = S
TNM
(t) – [ S
UF
(t) + S
UC
(t) + S
UT
(t) + S
TD
(t) ]
Trong đó :
 S
VHT
(t) : Công suất phát về hệ thống tại thời điểm t, (MVA).
 S
TNM

(t) : Công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t, (MVA).
 S
UF
(t) : Công suất của phụ tải địa phương tại thời điểm t, (MVA).
 S
TD
(t) : Công suất tự dùng nhà máy tại thời điểm t, (MVA).
 S
UC
(t) : Công suất phía cao áp tại thời điểm t, (MVA).
 S
UT
(t) : Công suất phía trung áp tại thời điểm t, (MVA).
Áp dụng công thức trên và dựa vào các bản tính toán ở trên ta có bảng số liệu tính
được là :




Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
6
Bảng1.6: Biến thiên công suất phát về hệ thống theo thời gian

t(h)
CS
0÷5
5÷8

8÷11
11÷13
13÷17
17÷21
21÷24
S
VHT
(t),MVA
116.347
136.936
185.581
135.759
170.465
187.729
153.201

*Ta có bảng tổng kết sau:
Bảng 1.7 Bảng tổng hợp phụ tải các cấp

Từ bảng cân bằng công suất toàn nhà máy ta có đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà
máy như sau:
Giờ
STNM(t)
STD
SDP(t)
SUT(t)
SUC(t)
SVHT(t)
0-5
350

2.353
7.059
139.535
84.706
116.347
5-8
400
2.353
8.235
139.535
112.941
136.936
8-11
500
2.353
10.588
174.419
127.059
185.581
11-13
400
2.353
9.412
139.535
112.941
135.759
13-17
450
2.353
10.588

139.535
127.059
170.465
17-21
500
2.353
11.765
156.977
141.176
187.729
21-24
400
2.353
9.412
122.093
112.941
153.201
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
7
0
5
13
17
21
24
S
(

t
)
MVA
t
(h)
100
8
11
350
500
400
450
250
150
TNM
S

td DP
SS
S S S
TD DP UT
  S S S S
DP UT
UC
td
td
S
Hình 1.1. Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy.

Nhận xét:

+ Nhà máy gồm có 5 tổ máy. Công suất mỗi tổ 80 MW
+ Nhà máy thiết kế có những phụ tải ở cấp điện áp sau:
 Cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương): 22 kV.
 Cấp điện áp trung: 110 kV.
 Cấp điện áp cao: 220 kV
+ Nhà máy điện thiết kế có công suất đặt là: 500 MVA so với công suất đặt của hệ
thống là: 3000MVA chiếm 16,67%.
+ Phụ tải cấp điện áp máy phát (phụ tải địa phương) 22 kV có:
max
11,765
DP
S MVA

min
7,059
DP
S MVA

Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
8
Phụ tải địa phương khi cực đại, cực tiếu so với công suất đặt của nhà máy chiếm
lần lượt là: 2,35 % và 1,41 %.
+ Phụ tải cấp điện áp trung 110 kV có:

max
174,419
UT

S MVA


min
122,093
UT
S MVA

Phụ tải cấp điện áp trung khi cực đại và cực tiếu so với công suất đặt của nhà máy
chiếm lần lượt là: 34,88% và 24,42 %.
+ Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV có:

max
141,176
UC
S MVA


min
84,706
UC
S MVA

Phụ tải cấp điện áp cao khi cực đại và cực tiếu so với công suất đặt của nhà máy
chiếm lần lượt là: 28,24% và 16,94 %.

+ Công suất phát về hệ thống:

max
187,729

VHT
S MVA


min
116,347
VHT
S MVA

Nhà máy luôn phát công suất thừa về hệ thống, công suất thừa phát lên hệ thống
khi cực đại so với công suất đặt của nhà máy chiếm: 37,54 %.
Qua phân tích trên ta thấy nhà máy điện thiết kế đóng vai trò rất quan trọng trong
hệ thống điện với nhiệm vụ chính không những cung cấp đủ cho: phụ tải địa phương, phụ
tải cấp điện áp trung và cao mà còn cung cấp cho hệ thống lúc cực đại lên đến 37,54 %.

1.3. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN.
1.3.1. Đề xuất các phương án sơ đồ nối điện.
Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và kết quả tổng hợp phụ tải các cấp ở Bảng 1.7 và
dựa trên cơ sở các nguyên tắc nêu trên ta có một số nhận xét sau:
 Giả sử phụ tải địa phương lấy điện từ 2 máy phát –máy biến áp liên lạc, vậy
mỗi tổ máy sẽ lấy là:
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
9

max
11,765
.100 .100 5,88% 15%

2. 2.100
DP
dmF
S
S
  

Do đó ta không dùng thanh góp điện áp máy phát, phụ tải điện áp máy phát được
lấy trực tiếp từ đầu cực máy phát ra.
 Vì mạng điên phía cao 220kV và phía trung 110kV là lưới trung tính nối
đất và có hệ số có lợi:
CT
C
UU
220 110
0,5
U 220



  

Do vậy ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu (MBATN) làm liên lạc.
 Dựa vào bảng tổng hợp phụ tải các cấp thì ta có thể thấy rằng:
 S
UT
max
= 174,419 (MVA)
 S
UT

min
= 122,093 (MVA).
Mà S
đmF
của 1 tổ máy là 100 (MVA) nên ta nên ghép từ 1 đến 2 bộ MPĐ-MBA để
cấp điện cho thanh góp 110(kV). Từ những nhận xét trên,ta có thể đưa ra các phương án
nối dây như sau:












Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
10
1.Phương án I
1
B
2
B
3

B
4
B
1
F
2
F
3
F
4
F
UT
S
HT
220kV
110kV
5
F
5
B
DP
S
TD
S
TD
S
TD
S
TD
S

UC
S

Hình 1.2 : Phương án I
+ Ưu điểm của phương án:
Đảm bảo về mặt kỹ thuật, cung cấp điện liên tục.
Ta thấy S
T
min
= 122,093 MVA > S
đmF
= 100 MVA
Công suất truyền tải từ bên tự ngẫu sang phụ tải trung áp với 1 lượng công suất bằng:
122,093 – 100 = 22,093 MVA nhỏ. Điện năng tránh tổn thất công suất qua nhiềuMBA.
+ Nhược điểm:
Bộ MF-MBA khác loại gây khó khăn trong lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa.
Giá thành MBA bên 220 kV đắt hơn giá thành MBA 110 kV



Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
11
2.Phương án II
110kV
1
B
2

B
3
B
4
B
5
B
1F
2F
3F
4F
5F
220kV
HT
TD
TD
TD
TD
TD
S
UT
S
UC
DP
DP

Hình 1.3 : Phương án II
+ Ưu điểm:
Đảm bảo về mặt kỹ thuật, cung cấp điện liên tục.
Vận hành đơn giản.

Do có 2 bộ MF-MBA bên trung áp nên chi phí đầu tư thiết bị sẽ nhỏ hơn so với phương
án 1 phải đầu tư thiết bị phía cao áp.
+ Nhược điểm:
Tổn thất công suất lớn khi S
UTmin
.


Đồ án tốt nghiệp: thiết kế phần điện trong nhà máy điện và TBA GVHD: Th.s Ma Thị Thương Huyền

SVTH: Quách Tiến Đức
Lớp Đ4H2
12
3.Phương án III.

110kV
4
B
5
B
4F
5F
220kV
1
B
2
B
3
B
1F

2F
3F
6
B
7
B
HT
TD
TD
TD
TD
TD
S
UC
S
UT

Hình 1.4 : Phương án III
+ Ưu điểm :
 Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
+ Nhược điểm :
 Theo phương án này ta thấy có mặt hạn chế hơn là về cách đấu phức tạp hơn,
vốn đầu tư cho máy biến áp nhiều hơn, tổn thất nhiều hơn về cả về kỹ thuật lẫn vận hành
so với các phương án trên.