Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế phần điện trong nhà máy nhiệt điện

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI
HỌC
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Phan Huy Cảnh
Lớp: Đ2H3
Ngành: Hệ Thống Điện

PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện gồm 4 tổ máy, công suất của mỗi tổ
máy bằng P
đmF
= 60 MW. Hệ số tự dùng

TD
= 6%, cos

= 0,85. Nhà máy có nhiệm vụ
cung cấp điện cho các phụ tải hạ áp, trung áp và phát về hệ thống.
1.Phụ tải cấp điện áp máy phát U
MFĐ
10,5kV
P
max
= 24 MW, cos


= 0,87. Gồm 4 kép công suất 4 MW, dài 1 km; và 4 đơn
công suất 2 MW, dài 3 km. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng.
Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộ có dòng điện định mức I
cắt
= 21 kA và t
cắt
=
0,7 s và cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất bằng 70 mm
2
.
2.Phụ tải cấp điện áp trung U
T
(110 kV)
P
max
= 120 MW, cos

= 0,86. Gồm 4 kép x 30 MW. Biến thiên phụ tải ghi trên
bảng.
3.Nhà máy được liên lạc với hệ thống điện bằng đường dây kép 220 kV dài 50 km
Hệ thống có công suất bằng (không kể nhà máy đang thiết kế): S
đmHT
= 5000
MVA, điện kháng ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống: X
*
HT
= 0,85, công suất
dự phòng của hệ thống: S
dtHT
= 180 MVA.

4. Công suất toàn nhà máy: ghi trên bảng.
Bảng biến thiên công suất của phụ tải ở các cấp điện áp và toàn nhà máy
Giờ
0  6
6  9
9 12
1216
1620
20 22
22 24
P
UF
(%)
80
80
70
80
100
90
80
P
UT
(%)
90
80
90
90
90
80
80

P
TNM
(%)
80
80
90
100
100
90
90
PHẦN II: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH NHÀ MÁY ĐIỆN

Trưởng khoa Giáo viên hướng dẫn

PGS.TS Phạm Văn Hòa TS Nguyễn Nhất Tùng


GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
MỤC LỤC

PHẦN I. THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1
CHƢƠNG I. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CHỌN PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY 1
1.1.Chọn máy phát điện 1
1.2.Tính toán cân bằng công suất 1
1.2.1. Đồ thị phụ tải của toàn nhà máy 1
1.2.2. Đồ thị phụ tải tự dùng 2
1.2.3. Đồ thị phụ tải địa phương cấp điện áp máy phát 10,5kV 3
1.2.4. Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110kV 4
1.2.5. Đồ thị phụ tải về hệ thống (220 KV) 5
1.2.6. Nhận xét chung 6

1.3.Chọn các phương án nối dây 7
CHƢƠNG II. TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP 12
2.1.Phương án I 12
2.1.1. Chọn máy biến áp 12
2.1.2. Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp 18
2.1.3. Tính toán dòng cưỡng bức 19
2.1.4. Chọn kháng phân đoạn 23
2.2. Phương án II 24
2.2.1. Chọn máy biến áp 24
2.2.2. Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp 28
2.2.3. Tính toán dòng cưỡng bức 30
2.2.4. Chọn kháng phân đoạn 31
CHƢƠNG III. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 32
3.1. Phương án 1 32
3.1.1. Chọn điểm ngắn mạch 32
3.1.2. Lập sơ đồ thay thế 33
3.1.3. Tính toán ngắn mạch theo điểm 35
3.2. Phương án 2 43
3.2.1. Chọn điểm ngắn mạch 43
3.2.2. Lập sơ đồ thay thế 44
3.2.3. Tính toán ngắn mạch theo điểm 45
CHƢƠNG IV. TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƢƠNG ÁN
TỐI ƢU 54
4.1. Chọn máy cắt và dao cách ly 54
4.1.1. Chọn máy cắt 54
4.1.2. Chọn dao cách ly 54
4.2. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối 55
4.2.1. Phương án 1 56
4.2.2. Phương án 2 56
4.3. Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu 57

4.3.1. Phương án 1 57
4.3.2. Phương án 2 58
CHƢƠNG V. CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 60
5.1. Chọn thanh cứng đầu cực máy phát 60


GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
5.1.1. Chọn loại và tiết diện 60
5.1.2. Kiểm tra ổn định động khi xảy ra ngắn mạch 61
5.1.3 Kiểm tra ổn định động khi có xét đến dao động riêng 62
5.1.4. Chọn sứ đỡ 62
5.2. Chọn thanh góp mềm 63
5.2.1. Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 220 kV 64
5.2.2. Chọn thanh dẫn mềm làm thanh góp cấp điện áp 110 kV 66
5.3. Chọn cáp và kháng điện đường dây 69
5.3.1. Chọn cáp 69
5.3.2 Chọn kháng điện đường dây 71
5.4. Chọn máy biến áp đo lường 75
5.4.1. Chọn máy biến điện áp (BU) 75
5.4.2. Chọn máy biến dòng điện (BI) 77
5.5. Chọn chống sét van (CSV) 79
5.5.1. Chọn CSV cho thanh góp 79
5.5.2. Chọn CSV cho MBA 79
CHƢƠNG VI. TÍNH TOÁN TỰ DÙNG 81
6.1.Chọn sơ đồ tự dùng 81
6.2. Chọn máy biến áp tự dùng 82
6.2.1. Cấp 6,3 kV 82
6.2.2. Cấp 0,4 kV 83
6.3. Chọn máy cắt và khí cụ điện 83
6.3.1. Chọn máy cắt tự dùng cấp điện áp 6,3 kV 83

6.3.2. Chọn aptômat và khí cụ điện phía hạ áp 0,4 kV 84
KẾT LUẬN CHUNG 86
PHẦN II. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH NHÀ MÁY ĐIỆN 87
LỜI MỞ ĐẦU 87
CHƢƠNG I. KHÁI QUÁT CHUNG 88
1.1. Các chế độ của hệ thống điện 88
1.2. Yêu cầu đối với các chế độ của hệ thống 88
1.2.1. Đối với chế độ xác lập bình thường 88
1.2.2. Đối với chế độ sự cố 88
1.2.3. Đối với chế độ xác lập sau sự cố 88
1.3. Điều kiện tồn tại chế độ xác lập - ổn định của hệ thống điện 89
CHƢƠNG II. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH NHÀ MÁY ĐIỆN 90
2.1. Tính toán ổn định tĩnh 90
2.1.1. Lập sơ đồ thay thế 90
2.1.2. Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản 94
2.1.3. Tính suất điện động và lập đường đặc tính công suất 100
2.1.4. Xác định hệ số dự trữ 102
2.2. Tính toán ổn định động 102
2.2.1. Lập đặc tính công suất cho các chế độ 103
2.2.2. Xác định góc cắt tới hạn 107
2.2.3. Xác định thời gian cắt tới hạn 109
KẾT LUẬN CHUNG 113
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 114


GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Đồ thị phụ tải của toàn nhà máy 2
Hình 1.2. Đồ thị phụ tải tự dùng 3

Hình 1.3. Đồ thị phụ tải địa phương cấp điện áp máy phát 10,5kV 4
Hình 1.4. Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110kV 5
Hình 1.6. Đồ thị phụ tải tổng hợp của nhà máy 7
Hình 1.7. Phương án nối điện 1 8
Hình 1.8. Phương án nối điện 2 9
Hình 1.9. Phương án nối điện 3 10
Hình 1.10. Phương án nối điện 4 11
Hình 1.7. Phương án nối điện 1 12
Hình 2.1. Sơ đồ nối điện phương án 1khi sự cố 1 MBA 2 dây quấn phía trung áp
14
Hình 2.2. Sơ đồ nối điện phương án 1khi sự cố 1 máy biến áp liên lạc (B1) ứng
với phụ tải phía trung cực đại 15
Hình 2.3. Sơ đồ nối điện phương án 1khi sự cố 1 máy biến áp liên lạc (B1) ứng
với phụ tải phía trung cực tiểu 17
Hình 2.4. Sơ đồ phân bố phụ tải địa phương cho các phân đoạn 21
Hình 2.5. Sơ đồ phân bố công suất qua kháng khi sự cố máy biến áp liên lạc B
1
22
Hình 2.6. Sơ đồ phân bố công suất qua kháng khi sự cố máy phát F
1
22
Hình 2.7.Sơ đồ nối điện phương án 2 khi sự cố 1 MBA 2 dây quấn phía trung áp
ứng với phụ tải phía trung cực đại 26
Hình 2.8.Sơ đồ nối điện phương án 2 khi sự cố 1 MBA liên lạc (B2) ứng với phụ
tải phía trung cực đại 27
Hình 3.1.Sơ đồ các điểm ngắn mạch đã chọn để tính toán trong phương án 1 33
Hình 3.2.Sơ đồ thay thế của phương án 1 35
Hình 3.3.Sơ đồ các điểm ngắn mạch đã chọn để tính toán trong phương án 2 44
Hình 3.4.Sơ đồ thay thế của phương án 2 45
Hình 4.1.Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 1 56

Hình 4.2.Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 2 56
Hình 5.1.Sơ đồ mặt cắt thanh dẫn hình máng bằng đồng 61
Hình 5.2.Sơ đồ mặt cắt sứ đỡ 63
Hình 5.3.Sơ đồ cấp điện bằng kháng điện kép 73
Hình 5.4. Sơ đồ bố trí các thiết bị đo lường 77
Hình 6.1.Sơ đồ nối điện tự dùng của nhà máy 82
Hình II.1.Sơ đồ thay thế trong tính toán ổn định tĩnh 93
Hình II.2.Đường đặc tính công suất trong tính toán ổn định tĩnh 102
Hình II.3.Sơ đồ tính toán xác định đặc tính công suất của nhà máy khi ngắn mạch
3 pha trên 1 lộ đường dây nối nhà máy với hệ thống 103
Hình II.3.Các đường cong đặc tính công suất P(

) 108
Hình II.4.Đồ thị

theo thời gian t 112



GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Bảng thông số về loại máy phát 1
Bảng 1.2. Bảng phân bố phụ tải toàn nhà máy 2
Bảng 1.3.Bảng phân bố phụ tải tự dùng 3
Bảng 1.4.Bảng phân bố phụ tải địa phương 4
Bảng 1.5.Bảng phân bố phụ tải cấp điện áp 110 kV 4
Bảng 1.6.Bảng phân bố phụ tải về hệ thống 5
Bảng 1.7.Bảng phân bố phụ tải tổng hợp của nhà máy 6
Bảng 2.1. Thông số máy biến áp B3 và B4 13

Bảng 2.2. Thông số máy biến áp B1, B2 13
Bảng 2.3. Bảng phân bố công suất trên các cuộn dây MBA B1, B2 14
Bảng 2.4. Bảng tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2
19
Bảng 2.5. Thông số máy biến áp B1 24
Bảng 2.6. Thông số máy biến áp B4 24
Bảng 2.7. Thông số máy biến áp B2, B3 25
Bảng 2.8. Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA B2, B3 26
Bảng 2.9. Bảng tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu B1, B2 29
Bảng 2.10. Bảng tổng kết tổn thất điện năng của các phương án 30
Bảng 3.1. Bảng tổng kết tính toán ngắn mạch của phương án 1 43
Bảng 3.2. Bảng tổng kết tính toán ngắn mạch của phương án 2 53
Bảng 4.1. Thông số chọn máy cắt 54
Bảng 4.2. Thông số chọn dao cách ly 55
Bảng 4.3. Bảng tổng kết chi phí tính toán cho 2 phương án 59
Bảng 5.1. Bảng thông số thanh dẫn hình máng bằng đồng 60
Bảng 5.2. Bảng thông số sứ đặt trong nhà 63
Bảng 5.3. Dòng I’’ tại t=0,1s; t=0,2s; t=0,5s; t=1s(N1) 65
Bảng 5.4. Dòng I’’ tại t=0,1s; t=0,2s; t=0,5s; t=1s(N2) 67
Bảng 5.5. Công suất tác dụng qua kháng trong các tình huống sự cố 71
Bảng 5.6. Thông số kháng điện PbA–10–1500-10 71
Bảng 5.7. Công suất tác dụng qua kháng kép trong các tình huống sự cố 73
Bảng 5.8. Thông số kháng điện kép PbAC–10 – 2x1000-8 74
Bảng 5.9. Thông số máy cắt đặt ở các trạm địa phương 75
Bảng 5.10.Bảng phân bố các đồng hồ điện phía thứ cấp cho BU 75
Bảng 5.11.Thông số BU chọn cho cấp điện áp 10,5 kV 76
Bảng 5.12.Thông số BU chọn cho cấp điện áp 220 kV và 110 kV 77

Bảng 5.13.Phụ tải thứ cấp của BI 78
Bảng 5.14.Thông số BI đã chọn 79
Bảng 5.15. Thông số CSV thanh góp 79
Bảng 6.1. Thông số máy biến áp loại 1 83
Bảng 6.2. Thông số máy biến áp dự phòng loại 1 83
Bảng 6.3. Thông số máy biến áp loại 2 83
Bảng 6.4. Thông số máy cắt tự dùng cấp điện áp 6,3 kV 84
Bảng II.1. Kết quả

của từng phân đoạn 111

| 1

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
PHẦN I. THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ
MÁY NHIỆT ĐIỆN

CHƢƠNG I. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI, CHỌN PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY

Để thực hiện tốt nhiệm vụ thiết kế, chúng ta cần phải hiểu rõ công việc thiết
kế cũng như các số liệu đã cho của nhà máy để đảm bảo tốt yêu cầu về kỹ thuật.
Công việc tính toán xác định các phụ tải ở các cấp điện áp và lượng công suất
lắp đặt nhà máy là cực kỳ quan trọng. Nó là cơ sở giúp ta xây dựng được bảng
phân phối và cân bằng công suất toàn nhà máy, từ đó rút ra các điều kiện về kinh
tế – kỹ thuật để chọn ra các phương án nối điện toàn nhà máy hợp lý nhất với
thực tế yêu cầu thiết kế.
Do đó, chương này nhằm mục đích tính toán cân bằng phụ tải các cấp điện áp
và từ đó đề ra các phương án nối dây sơ bộ.
1.1.Chọn máy phát điện

T
T
h
h
e
e
o
o


y
y
ê
ê
u
u


c
c
ầ
ầ
u
u

c
c
ủ
ủ
a
a


đ
đ
ề
ề


b
b
à
à
i
i


t
t
a
a


p

p
h
h
ả
ả
i
i


t
t
h
h
i
i
ế
ế
t
t


k
k
ế
ế


p
p
h

h
ầ
ầ
n
n


đ
đ
i
i
ệ
ệ
n
n


c
c
ủ
ủ
a
a


n
n
h
h
à

à


m
m
á
á
y
y


n
n
h
h
i
i
ệ
ệ
t
t


đ
đ
i
i
ệ
ệ
n

n


g
g
ồ
ồ
m
m


4
4


t
t
ổ
ổ


m
m
á
á
y
y


x

x


6
6
0
0


M
M
W
W
.
.


N
N
h
h
à
à


m
m
á
á
y

y


đ
đ
i
i
ệ
ệ
n
n


c
c
u
u
n
n
g
g


c
c
ấ
ấ
p
p

đ
đ
i
i
ệ
ệ
n
n


c
c
h
h
o
o


p
p
h
h
ụ
ụ


t
t
ả

ả
i
i


đ
đ
ị
ị
a
a


p
p
h
h
ư
ư
ơ
ơ
n
n
g
g


c
c
ó

ó


U
U
đ
đ
m
m
=
=


1
1
0
0
,
,
5
5


k
k
V
V
,
,

p
p
h
h
ụ
ụ


t
t
ả
ả
i
i


t
t
r
r
u
u
n
n
g
g


á

á
p
p


l
l
à
à


1
1
1
1
0
0


k
k
V
V


v
v
à
à

p
p
h
h
á
á
t
t


v
v
ề
ề


h
h
ệ
ệ


t
t
h
h
ố
ố
n

n
g
g


ở
ở


c
c
ấ
ấ
p
p


đ
đ
i
i
ệ
ệ
n
n


á
á
p

p


2
2
2
2
0
0


k
k
V
V
.
.


Đ
Đ
ể
ể


t
t
h
h
u

u
ậ
ậ
n
n


t
t
i
i
ệ
ệ
n
n


c
c
h
h
o
o


v
v
i
i
ệ

ệ
c
c


x
x
â
â
y
y


d
d
ự
ự
n
n
g
g


c
c
ũ
ũ
n
n
g

g


n
n
h
h
ư
ư


v
v
ậ
ậ
n
n


h
h
à
à
n
n
h
h


n

n
ê
ê
n
n


c
c
h
h
ọ
ọ
n
n


c
c
á
á
c
c


m
m
á
á
y

y


p
p
h
h
á
á
t
t


đ
đ
i
i
ệ
ệ
n
n


c
c
ù
ù
n
n
g

g


l
l
o
o
ạ
ạ
i
i
.
.


T
T
ừ
ừ


đ
đ
ó
ó


t
t
a

a


t
t
r
r
a
a


t
t
r
r
o
o
n
n
g
g


t
t
à
à
i
i

l
l
i
i
ệ
ệ
u
u


’
’
’
’


T
T
h
h
i
i
ế
ế
t
t


k

k
ế
ế


p
p
h
h
ầ
ầ
n
n


đ
đ
i
i
ệ
ệ
n
n


n
n
h
h
à

à


m
m
á
á
y
y


đ
đ
i
i
ệ
ệ
n
n


v
v
à
à


t
t
r

r
ạ
ạ
m
m


b
b
i
i
ế
ế
n
n


á
á
p
p


–
–


P
P
G

G
S
S
.
.
T
T
S
S


P
P
h
h
ạ
ạ
n
n


V
V
ă
ă
n
n


H

H
ò
ò
a
a
’
’
’
’


đ
đ
ư
ư
ợ
ợ
c
c


l
l
o
o
ạ
ạ
i
i

m
m
á
á
y
y


p
p
h
h
á
á
t
t


s
s
a
a
u
u


:
:

Loại máy
S(MVA)
P(MW)
U(kV)
I(kA)
Cos
X
d
’’
X
d
’
X
d
TB-60-2
75
60
10,5
4,125
0,8
0,146
0,22
1,691
Bảng 1.1. Bảng thông số về loại máy phát
1.2.Tính toán cân bằng công suất
Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn luôn thay
đổi. Việc nắm được quy luật biến đổi này tức là tìm được đồ thị phụ tải là điều
rất quan trọng đối với việc thiết kế và vận hành. Trong phần này, đồ thị phụ tải
các cấp điện áp được tính toán nhằm xác định các thông số cho việc thiết kế nhà

máy điện. Dựa vào đồ thị phụ tải cho phép chọn đúng công suất các máy biến áp
và phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy phát điện trong cùng một nhà máy
và phân bố công suất giữa các nhà máy điện với nhau.
1.2.1. Đồ thị phụ tải của toàn nhà máy
Nhiệm vụ thiết kế đã cho nhà máy gồm 4 tổ máy phát nhiệt điện có:
P
Fđm
= 60 MW, cos 
đm
= 0,8
 công suất biểu kiến của mỗi tổ máy là:
| 2

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3

d
60
75
os 0,8
Fdm
Fdm
m
P
S
c

  
MVA
Tổng công suất đặt của toàn nhà máy là:
P

NMđm
= 4P
Fđm
= 4.60= 240 MW hay S
NMđm
= 4S
Fđm
= 4.75 = 300 MVA
Đồ thị phụ tải của nhà máy điện được xác định theo công thức sau:
%( ).
100
P t S
dm
S
tnm



Trong đó: S
tnm
: công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t (MVA)
P% (t): phần trăm công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t

dm
S

: tổng công suất biểu kiến định mức của nhà máy (MVA)
Sau khi tính toán ta có bảng kết quả:
t (giờ)
0  6

6  9
9 12
1216
1620
20 22
22 24
P
NM
(%)
80
80
90
100
100
90
90
S
NM(t)
(MVA)
240
240
270
300
300
270
270
Bảng 1.2. Bảng phân bố phụ tải toàn nhà máy
250
200
150

100
50
0
16126 242220
t(h)
SNM (MVA)
9
300
240
270
300
270

Hình 1.1.Đồ thị phụ tải của toàn nhà máy
1.2.2.Đồ thị phụ tải tự dùng
Phần tự dùng nhà máy nhiệt điện gồm 2 thành phần: thành phần thứ nhất
(chiếm khoảng 40%) không phụ thuộc vào công suất phát của nhà máy, và phần
còn lại (chiếm khoảng 60%) phụ thuộc vào công suất nhà máy. Một cách gần
đúng có thể xác định phụ tải tự dùng của nhà máy theo công thức sau:
| 3

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
. ( )
%
( ) . 0,4 0,6
100 os .
dmF tnm
TD
TD dmF
n P S t

St
c n S







Trong đó : S
TD
(t): phụ tải tự dùng tại thời điểm t (MVA)
% (t): lượng điện phần trăm tự dùng;
n: số tổ máy phát
cos
TD

: hệ số công suất phụ tải tự dùng

dmf
P
,S
dmf
: công suất tác dụng, công suất biểu kiến định mức của
một tổ MF
S
tnm
(t): công suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t
Theo nhiệm vụ thiết kế hệ số phụ tải tự dùng của nhà máy  = 6% công suất định
mức của nhà máy với cos

tddm
= 0,85. Sau khi tính toán ta có bảng kết quả:
t (giờ)
0  6
6  9
9 12
1216
1620
20 22
22 24
S
NM(t)
(MVA)
240
240
270
300
300
270
270
S
TD
(t) (MVA)
14,908
14,908
15,925
16,941
16,941
15,925
15,925

Bảng 1.3.Bảng phân bố phụ tải tự dùng
20
15
10
5
0
16126 242220
t(h)
Std(MVA)
9
15,925
16,941
14,908
15,925

Hình 1.2.Đồ thị phụ tải tự dùng
1.2.3.Đồ thị phụ tải địa phƣơng cấp điện áp máy phát 10,5kV
Công suất phụ tải các cấp tại từng thời điểm được xác định theo công thức:
ax
%( )
( ) .
os 100
m
P
Pt
St
c



Trong đó : S(t): công suất phụ tải tại thời điểm t.
| 4

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
P
max
: công suất max của phụ tải
cos

: hệ số công suất


%( )Pt
: phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t
P
max
=24MW, cos

= 0,8. Sau khi tính toán ta có bảng kết quả:

t (giờ)
0  6
6  9
9 12
1216
1620
20 22
22 24
P
DP

(%)
80
80
70
80
100
90
80
S
DP(t)
(MVA)
22,069
22,069
19,31
22,069
27,586
24,828
22,069
Bảng 1.4.Bảng phân bố phụ tải địa phương
20
15
10
5
0
16126 242220
t(h)
Sdp(MVA)
9
25
22,069

19,31
24,828
27,586
22,069 22,069

Hình 1.3.Đồ thị phụ tải địa phương cấp điện áp máy phát 10,5kV
1.2.4.Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110kV
P
max
= 120MW, cos

= 0,86. Sau khi tính toán ta có bảng kết quả:

t (giờ)
0  6
6  9
9 12
1216
1620
20 22
22 24
P
UT
(%)
90
80
90
90
90
80

80
S
UT(t)
(MVA)
125,581
111,628
125,581
125,581
125,581
111,628
111,628
Bảng 1.5.Bảng phân bố phụ tải cấp điện áp 110 kV
| 5

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
125
100
50
25
0
16126 242220
t(h)
SUT(MVA)
9
150
125,581
111,628
125,581
111,628

Hình 1.4.Đồ thị phụ tải cấp điện áp trung 110kV
1.2.5.Đồ thị phụ tải về hệ thống (220 KV)
Toàn bộ công suất thừa của nhà máy được phát lên hệ thống qua đường
dây kép dài 50 km .Tổng công suất hệ thống S
HT
=5000 MVA với điện kháng
định mức X
*
HT
=0,85. Công suất dự phòng của hệ thống S
dpHT
=180 MVA. Như
vậy phương trình cân bằng công suất toàn nhà máy là: S
NM
(t) = S
VHT
(t) +
S
TD
(t) + S
ĐP
(t) + S
UT
(t)
Trong đó: S
VHT
: Công suất nhà máy phát về hệ thống
S
NM
: Công suất phát của nhà máy

S
ĐP
: Công suất tiêu thụ của phụ tải điện áp máy phát
S
UT
: Công suất tiêu thụ của phụ tải điện áp trung
S
TD
: Công suất tự dùng của nhà máy

Từ phương trình trên ta có phụ tải về hệ thống theo thời gian là:
S
VHT(t)
= S
NM(t)
– [S
TD
(t) + S
ĐP
(t) + S
UT
(t)]
Từ đó ta lập được bảng tính toán phụ tải và cân bằng công suất toàn nhà máy:
t (giờ)
0  6
6  9
9 12
1216
1620
20 22

22 24
S
NM(t)
(MVA)
240
240
270
300
300
270
270
S
ĐP(t)
(MVA)
22,069
22,069
19,31
22,069
27,586
24,828
22,069
S
TD(t)
(MVA)
14,908
14,908
15,925
16,941
16,941
15,925

15,925
S
UT(t)
(MVA)
125,581
111,628
125,581
125,581
125,581
111,628
111,628
S
VHT(t)
(MVA)
77,442
91,395
109,184
135,409
129,892
117,619
120,378
Bảng 1.6.Bảng phân bố phụ tải về hệ thống
| 6

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
125
100
50
25
0

16126 242220
t(h)
SVHT(MVA)
9
150
77,442
91,395
109,184
135,409
129,892
117,619
120,378

Hình 1.5.Đồ thị phụ tải về hệ thống (220 KV)
1.2.6. Nhận xét chung
Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy có 4 tổ máy phát, công suất định mức của mỗi
tổ máy là 60 MW có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp sau:
Phụ tải địa phương ở cấp điện áp 10,5 kV có: S
UĐPmax
= 27,586 MVA
S
UĐPmin


= 19,31 MVA
Phụ tải trung áp ở cấp điện áp 110 KV có: S
UTmax
= 125,581 MVA
S
UTmin

= 111,628 MVA
Phụ tải về hệ thống ở cấp điện áp 220 KV có: S
VHTmax
= 135,409 MVA
S
VHTmin
= 77,442 MVA
Tổng công suất định mức của hệ thống là 5000 MVA, công suất dự phòng
của hệ thống S
dpHT
= 180 MVA.
Phụ tải về hệ thống chiếm phần lớn công suất nhà máy do đó việc đảm bảo
cung cấp điện cho phụ tải này là rất quan trọng. Ta xây dựng được đồ thị phụ tải
tổng hợp của nhà máy như sau:
t (giờ)
0  6
6  9
9 12
1216
1620
20 22
22 24
S
NM(t)
(MVA)
240
240
270
300
300

270
270
S
ĐP(t)
(MVA)
22,069
22,069
19,31
22,069
27,586
24,828
22,069
S
TD(t)
(MVA)
14,908
14,908
15,925
16,941
16,941
15,925
15,925
S
UT(t)
(MVA)
125,581
111,628
125,581
125,581
125,581

111,628
111,628
S
VHT(t)
(MVA)
77,442
91,395
109,184
135,409
129,892
117,619
120,378
Bảng 1.7.Bảng phân bố phụ tải tổng hợp của nhà máy
| 7

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
sUF
sUT
sVHT
24
22
20
16
12
9
6
s(mva)
300
250
200

150
100
50
t(h)
0
sTD

Hình 1.6.Đồ thị phụ tải tổng hợp của nhà máy
1.3.Chọn các phƣơng án nối dây
Nhà máy có ba cấp điện áp là 10,5 KV; 110KV; 220KV, trong đó lưới
110KV và 220KV đều là lưới có trung tính trực tiếp nối đất.
a. Ta có :
ax
dmF
27,586
.100 .100 15%
2. 2.75
m
DP
S
S


 Phải có thanh góp điện áp MF.
b. Lưới điện áp phía trung và phía cao đều là lưới trung tính trực tiếp nối đất,
lại có
Hệ số có lợi:
220 110
0,5
220

CT
C
UU
U



  

 Dùng 2 mba tự ngẫu làm liên lạc.
c. U
T
:

max
min
125,581
111,628
T
T
U
U
S
S


mà S
đmf
= 60 MW

 Có thể ghép từ 1 đến 2 bộ MF – MBA hai cuộn dây lên thanh góp điện áp
phía trung.
Từ những nhận xét trên đây ta có thể đề xuất một số phương án như sau:
| 8

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
Phƣơng án 1

Hình 1.7.Phương án nối điện 1
Nhận xét:
+ Hai máy biến áp tự ngẫu 3 pha liên lạc giữa 3 cấp điện áp.
+ Hai máy biến áp 3 pha hai dây quấn nối bộ với máy phát F
3
và F
4
để
cung cấp điện cho phụ tải 110kV.
+ Các máy phát F
1
, F
2
được nối trực tiếp vào vào máy biến áp tự ngẫu.
- Phương án này có ưu điểm:
+ Chỉ sử dụng 2 loại máy biến áp thuận tiện trong vận hành bảo dưỡng sửa
chữa.
+ Do nối bộ ở cấp điện áp thấp hơn thiết bị rẻ tiền hơn nên giảm
được vốn đầu tư.
- Nhược điểm:
+ Phần công suất luôn thừa bên trung (vì tổng công suất các bộ bên trung
luôn lớn hơn phụ tải cực đại bên trung) nên công suất luôn phải qua 2 lần biến

áp làm tổn thất trong các MBA tăng lên. Tuy nhiên, MBA tự ngẫu khuyến
khích truyền công suất từ phía trung lên cao nên tổn thất trong MBA không
tăng nhiều.
| 9

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
Phƣơng án 2

Hình 1.8.Phương án nối điện 2
Nhận xét:
+ Ghép bộ máy phát - máy biến áp (F
1
+B
1
) lên thanh góp điện áp 220 kV.
+ Các máy phát F
2
, F
3
được nối lên thanh góp điện áp máy phát.
+ Hai máy biến áp tự ngẫu B
2
, B
3
làm nhiệm vụ liên lạc giữa các cấp điện
áp.
+ Bộ máy phát - máy biến áp (F
4
+B
4

) được ghép lên thanh góp điện áp 110
kV.
- Phương án này có ưu điểm:
+ Vì công suất bộ bên trung luôn bé hơn phụ tải cực tiểu bên trung nên đây
là trường hợp công suất truyền tải từ hạ lên cao và trung áp => công suất không
bị truyền qua 2 lần MBA như phương án 1.
- Nhược điểm của phương án
+ MBA bộ B
4
phải chọn với cấp điện áp cao 220 (kV), phải dùng đến ba
loại máy biến áp dẫn đến vận hành và sửa chữa khó khăn, vốn đầu tư lớn.
| 10

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
Phƣơng án 3
~ ~ ~ ~

Hình 1.9.Phương án nối điện 3
- Phương án này có ưu điểm:
+ Đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện áp.
+ Công suất định mức của tự ngẫu không lớn.
- Nhược điểm:
+ Chỉ áp dụng trong trường hợp khi lượng công suất trao đổi giữa các phía
cao - trung là không lớn.
+ Số lượng, loại máy biến áp nhiều => Tổn thất công suất qua các MBA
lớn.
+ Bên cao dùng 2 bộ MF-MBA là tốn kém.
| 11

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3

Phƣơng án 4

Hình 1.10.Phương án nối điện 4
- Phương án này có ưu điểm:
+ Công suất không bị truyền qua 2 lần MBA như phương án 1.
- Nhược điểm:
+ 2 MBA bộ phải chọn với cấp điện áp cao 220 (kV) => vốn đầu tư lớn.
 Kết luận: Qua quá trình phân tích như trên ta thấy phương án 1 và 2 là
phương án có lợi thế hơn cả. Do đó, ta chọn phương án 1 và 2 là phương
án để so sánh, tính toán cho các phần tiếp theo.







| 12

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
CHƢƠNG II. TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Chương 2 nhằm mục đích lựa chọn sơ bộ máy biến áp cho từng phương án
nối dây đã được đưa ra từ chương 1.
Các máy biến áp được lựa chọn theo nguyên tắc đảm bảo cung cấp đủ công
suất cần thiết cho phụ tải trong điều kiện làm việc bình thường cũng như trường
hợp sự cố một máy biến áp. Do đó, việc xác định máy biến áp sẽ được thực hiện
qua các bước từ lựa chọn đến kiểm tra sự làm việc của chúng trong một số
trường hợp sự cố.
2.1.Phƣơng án I

Hình 1.7.Phương án nối điện 1
2.1.1. Chọn máy biến áp
2.1.1.1. Chọn máy biến áp hợp bộ B
3
và B
4

Loại MBA này là loại MBA không cần điều chỉnh dưới tải. Vì MBA này
mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía hạ .Như vậy
chỉ cần điều chỉnh điện áp phía cao áp và được điều chỉnh trực tiếp bằng tự động
điều chỉnh kích từ (TĐK) của MF.
Vì máy biến áp B
3
và B
4
đấu bộ nên chúng được chọn theo điều kiện sau:
S
đmB
 S
đmF
– S
tdmax
= 75 – (16,941/4) = 70,765 MVA
Vậy ta chọn loại máy biến áp TДЦ- 80 có các thông số cho trong bảng sau:
| 13

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
S
Bđm

MVA
U ( kV )
P
O

kW
P
N

kW
U
N
%
I
O
%
Giá 10
6

đồng
Số
lượng
C
H
80
121
10,5
70
310

10,5
0,55
4800
02
Bảng 2.1. Thông số máy biến áp B3 và B4
2.1.1.2. Chọn máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2

Loại MBA này cần có bộ điều chỉnh dưới tải: Vì tất cả các phía của MBA
mang tải không bằng phẳng, nên có nhu cầu điều chỉnh điện áp tất cả các
phía.Nếu dùng TĐK chỉ điều chỉnh được phía hạ,nên cần có kết hợp với điều
chỉnh dưới tải MBA liên lạc thì mới điều chỉnh điện áp được tất cả các phía.
Công suất MBA tự ngẫu được xác định như sau:
ax
tdmax
dmTN dmF UFmin
S
1 1 1 1
S S . . 2.S (S 2. )
24
m
CH
S
  

    



thõa
dmTN
1 1 16,941
S . . 2.75 (19,31 2. ) 122,24MVA
0,5 2 4

   



Vậy ta chọn máy biến áp loại ATДЦTH - 125 có các thông số trong bảng sau:
S
Bđm

MVA
U ( kV )
P
O
kW
P
N
, kW
U
N
%
I
O
%
Giá
10

6

đồng
Số
lượng
C
T
H
C-T
C-H
T-H
C-T
C-H
T-H
125
230
121
11
75
290
-
-
11
31
19
0,6
11100
02
Bảng 2.2. Thông số máy biến áp B1, B2
2.1.1.3. Phân bố công suất phụ tải cho các máy biến áp ở chế độ bình thường

 Với máy biến áp đấu bộ B
3
và B
4

Với các bộ máy phát – máy biến áp vận hành với phụ tải bằng phẳng trong suốt
24giờ/ngày. Ta có công suất truyền qua các máy biến áp B
3
, B
4
là:
B3 B4 dmF tdmax
16,941
S S S S 75 70,765 MVA
4
     

 Với máy biến áp tự ngẫu ba pha B
1
và B
2

Công suất truyền tải trên các cuộn dây MBA B
1
và B
2
được tính như sau:
* Cuộn cao:
CB1 CB2 HT
1

S S S
2

(với: S
HT
là lượng công suất nhà máy phát về
hệ thống)
* Cuộn trung:
TB1 TB2 T bT T B3
11
S S [S (t) S ] [S (t) – 2.S ]
22
   


* Cuộn hạ: S
HB1
= S
HB2
= S
CB1
+ S
TB1

| 14

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
Vào các thời điểm trong ngày do các phụ tải làm việc với đồ thị không bằng
phẳng nên lượng công suất qua các cuộn dây cao - trung - hạ của các máy biến áp
tự ngẫu cũng thay đổi.

Qua quá trình tính toán ta lập được bảng phân bố công suất truyền tải trên các
cuộn dây MBA liên lạc tại từng thời điểm trong ngày như sau:
t(h)
CS
0  6
6  9
9  12
12  16
16  20
20  22
22  24
S
B3
= S
B4
70,765
70,765
70,765
70,765
70,765
70,765
70,765
S
CB1
=S
CB2
38,721
45,698
54,592
67,705

64,946
58,81
60,189
S
TB1
=S
TB2

-7,975
-14,951
-7,975
-7,975
-7,975
-14,951
-14,951
S
HB1
=S
HB2

30,746
30,747
46,617
59,73
56,971
43,859
45,238
Bảng 2.3. Bảng phân bố công suất trên các cuộn dây MBA B1, B2
Dấu “-“ chứng tỏ công suất thừa đi từ phía thanh góp 110 kV sang thanh góp
220kV đưa lên hệ thống.

2.1.1.4. Kiểm tra quá tải khi các MBA bị sự cố
Phải chọn tình huống sao choMBA còn lại mang tải nặng nề nhất mà vẫn hoạt
dộng bình thường với hệ số k
qt
.
2.1.1.4.1. Sự cố 1 MBA 2 dây quấn phía trung áp
 Phụ tải phía trung cực đại

Với S
UTmax
= 125,581 MVA ta có S
ĐP
= 27,586 MVA; S
HT
= 129,892 MVA

Hình 2.1.Sơ đồ nối điện phương án 1khi sự cố 1 MBA 2 dây quấn phía trung áp
Kiểm tra điều kiện quá tải: 2.K
qtsc
. .S
B1đm
+ S
B3
 S
Tmax
( 2.1,4.0,5.125 + 70,765= 245,765 > 125,581  thoả mãn điều kiện quá tải )
| 15

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
Lượng công suất thiếu hụt của phụ tải phía trung được cung cấp qua cuộn trung

của các máy biến áp liên lạc B
1
và B
2
.
Ta xét sự phân bố công suất trên các cuộn dây của máy biến áp liên lạc B
1
và B
2
:
* Cuộn trung:
1 2 UTmax B3
11
S S .(S S ) .(125,581 70,765) 27,408 MVA
22
sc sc
TB TB
     

* Cuộn hạ:
1 2 dmF DP tdmax
1 1 16,941
S S [2S (S 2.S )] [2.75 (27,586 2. )] 56,972MVA
2 2 4
sc sc
HB HB
       
* Cuộn cao:
1 2 1 1
sc sc sc sc

CB CB HB TB
S S S S   
56,972 – 27,408 = 29,564 MVA
Chế độ truyền tải công suất của máy biến áp ở đây là hạ lên cao và trung. Do đó
cuộn hạ mang tải nặng nhất.
1 dmB
56,972 . . 1,4.0,5.125 87,5
sc sc
HB qt
S MVA k S MVA

   
=> Máy biến áp không quá tải.
Công suất nhà máy phát về hệ thống thiếu hụt một lượng là:
S = S
HT
– 2
1
sc
CB
S
= 129,892 – 2.29,564 = 70,764 MVA < S
dt
= 180 MVA
Lượng công suất thiếu này nhỏ hơn công suất dự phòng của hệ thống nên
khi sự cố bộ F3- B3 thì các máy biến áp tự ngẫu B1, B2 không bị quá tải.
2.1.1.4.2. Sự cố 1 máy biến áp liên lạc (B1)
 Phụ tải phía trung cực đại
Với S
UTmax

= 125,581 MVA ta có S
ĐP
= 27,586 MVA; S
HT
= 129,892 MVA

Hình 2.2.Sơ đồ nối điện phương án 1khi sự cố 1 máy biến áp liên lạc (B1)
ứng với phụ tải phía trung cực đại
| 16

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
Kiểm tra điều kiện quá tải: K
qtsc
. .S
B1đm
+ 2.S
B3
 S
Tmax
(1,4.0,5.125 + 2.70,765 = 229,03 >125,581thoả mãn điều kiện quá tải )
Trường hợp này ta phải kiểm tra quá tải máy biến áp B
2
, còn B
3
và B
4
vẫn tải ở
chế độ bình thường và cung cấp cho thanh góp điện áp trung lượng công suất là:
S = 2.S
B3

= 2.70,765 = 141,53 MVA.
Trong trường hợp này, lượng công suất thừa của phụ tải phía trung được truyền
qua cuộn dây trung áp của máy biến áp liên lạc B
2
và tải lên hệ thống.
Công suất truyền tải trên các cuộn dây của máy biến áp liên lạc B
2
:
* Cuộn trung:
2
sc
TB
S

= 2.S
B3
– S
UTmax
= 2.70,765 – 125,581 =15,949 MVA
* Cuộn hạ:
2 dmF td DP
16,941
S 2S (S S ) 2.75 (2. 27,586) 113,944 MVA
4
sc
HB
      

Trong thực tế, trong trường hợp sự cố, cuộn hạ B
2

có thể tải một lượng công suất:
S
HB2
=.k
QTSC
.S
đmB2
= 0,5.1,4.125 = 87,5 MVA
Vậy:
2
sc
HB
S
= Min
 
 
max 1 2
1
. , . .
UT F F SC
dmF DP TD qt dmTN
n S S S K S



=87,5 MVA
* Cuộn cao:
2
sc
CB

S
=
2
sc
HB
S

+
2
sc
TB
S
= 87,5 + 15,949 = 103,449 MVA
Chế độ truyền tải công suất của máy biến áp ở đây là trung và hạ lên cao. Do đó
cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất.
 
ax
dmB
. 0,5.(87,5 15,949) 51,725 . . 1,4.0,5.125 87,5
m sc sc sc
nt CH CT qt
S S S k S MVA

       
=> Máy biến áp không quá tải.
Công suất nhà máy phát về hệ thống thiếu hụt một lượng là:
S = S
HT
-
2

sc
CB
S
= 129,892 – 103,449 = 26,443 MVA < S
dt
= 180 MVA
Lượng thiếu này nhỏ hơn công suất dự phòng của hệ thống nên B2 cũng không bị
quá tải.
 Phụ tải phía trung cực tiểu
Với S
UTmin
= 111,628 MVA ta có S
ĐP
= 22,069 MVA; S
HT
= 120,378 MVA
| 17

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3

Hình 2.3.Sơ đồ nối điện phương án 1khi sự cố 1 máy biến áp liên lạc (B1)
ứng với phụ tải phía trung cực tiểu
Xét quá tải MBA LL B
2
:
* Cuộn trung:
2
sc
TB
S

= 2.S
B3
- S
UTmin
=2.70,765 – 111,628 = 29,902 MVA
* Cuộn hạ:
2 dmF td DP
16,941
S 2S (S S ) 2.75 (2. 22,069) 119,461MVA
4
sc
HB
      

Trong thực tế, trong trường hợp sự cố, cuộn hạ B
2
có thể tải một lượng công suất:
S
HB2
=k
QTSC
..S
đmB2
=1,4.0,5.125 = 87,5 MVA
Vậy:
2
sc
HB
S
= Min

 
 
max 1 2
1
. , . .
UT F F SC
dmF DP TD qt dmTN
n S S S K S



= 87,5 MVA
* Cuộn cao:
2
sc
CB
S
=
2
sc
HB
S

+
2
sc
TB
S
= 87,5 + 29,902 = 117,402 MVA
Chế độ truyền tải công suất của máy biến áp ở đây là trung và hạ lên cao. Do đó

cuộn nối tiếp mang tải nặng nhất.
 
ax
dmB
. 0,5.(87,5 29,902) 58,701 . . 1,4.0,5.125 87,5
m sc sc sc
nt CH CT qt
S S S k S MVA

       
=> Máy biến áp không quá tải.
Công suất nhà máy phát về hệ thống thiếu hụt một lượng là:
S = S
HT
-
2
sc
CB
S
= 120,378 – 117,402 = 2,976 MVA < S
dt
= 180 MVA
| 18

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
Vậy khi sự cố một MBA liên lạc, máy biến áp B
2
không bị quá tải.
Kết luận: Vậy các MBA dã chọn hoàn toàn thỏa mãn các điều kiện làm việc bình
thường cũng như trong các trường hợp sự cố.

2.1.2.Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp
Các công thức tính tổn thất điện năng trong máy biến áp
Đối với máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây:
 
1 t.
S
S
.P.
n
1
T.Pn.A
i
2
dmB
b
N0








Trong đó: n: Số lượng máy biến áp làm việc song song.
P
0
: Tổn thất không tải của một máy biến áp.
P
N

: Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp.
S
b
: Công suất phụ tải của n máy biến áp theo biểu đồ thời gian t
i
.
S
đmB
: Công suất định mức của một máy biến áp.
T: Thời gian làm việc của máy biến áp trong một năm. (T=8760 h)
Đối với máy biến áp tự ngẫu 3 pha:
 
2
i
24
0
2
dmB
2
Hi
H-N
2
dmB
2
Ti
T-N
2
dmB
2
Ci

C-N0
t).
S
S
P
S
S
P
S
S
P(
n
365
T.Pn.A



Trong đó: n: Số lượng các máy biến áp làm việc song song.
P
0
: Tổn thất không tải của một máy biến áp.
P
N-C
,

P
N-T
, P
N-H
: Tổn thất ngắn mạch của cuộn dây cao, trung,

hạ áp của máy biến áp tự ngẫu.
S
Ci
, S
Ti
, S
Hi
: Công suất phụ tải qua các cuộn dây của n máy biến áp
vận hành song song theo biểu đồ thời gian t
i
.
S
đmB
: Công suất định mức máy biến áp tự ngẫu.
T: Thời gian làm việc của máy biến áp trong một năm. (T=8760 h)
2.1.2.1. Tổn thất điện năng trong máy biến áp 2 dây quấn B
3
và B
4

Áp dụng công thức (1):
t.
S
S
.P.
n
1
T.Pn.A
i
2

dmB
b
N0








Trong đó: n = 2; P
0
= 70 kW; P
N
= 310 kW; S
b
= 70,765 MVA; T=t
i
= 8760 h;
S
đmB
= 80 MVA
2
34
1 70,765
A A 2.70.8760 .310. .8760 2289,812 Wh
2 80
BB
M


      



2.1.2.2. Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2

| 19

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
Áp dụng công thức (2):

i
24
0
2
dmB
2
Hi
H-N
2
dmB
2
Ti
T-N
2
dmB

2
Ci
C-N0
t).
S
S
P
S
S
P
S
S
P(
n
365
T.Pn.A



Trong đó: n=2; P
0
= 75 kW; S
đmB
= 125 MVA
Thành phần thứ nhất: A
1
=n.P
0
.8760 = 2.75.8760 =1314000 kWh = 1314
MWh

Thành phần thứ hai:
Theo nhà chế tạo
cho:
NC-T NC-H NT-H NC-T
1 290
P 290 kW P P P 145 kW
22
         

Vậy:
NC-H NT-H
N-C NC-T
22
PP
1 1 145 145
P ( P ) (290 ) 145 kW
2 2 0,5

  

      

NT-H NC-H
N-T NC-T
22
NC-H NT-H
N-H NC-T
22
PP
1 1 145 145

P ( P ) (290 ) 145 kW
22
0,5
PP
1 1 145 145
P ( P ) ( 290) 435 kW
22
0,5


  

      
  

      

t(h)
CS
0  6
6  9
9  12
12  16
16  20
20  22
22  24
S
B3
= S
B4

70,765
70,765
70,765
70,765
70,765
70,765
70,765
S
CB1
=S
CB2
38,721
45,698
54,592
67,705
64,946
58,81
60,189
S
TB1
=S
TB2

-7,975
-14,951
-7,975
-7,975
-7,975
-14,951
-14,951

S
HB1
=S
HB2

30,746
30,747
46,617
59,73
56,971
43,859
45,238
∆A
2i

44699,517
26155,824
48589,322
103991,012
94968,065
32019,148
33823,489

Bảng 2.4. Bảng tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu B
1
, B
2

Ta được: A
2

= A
2i
= 384,246 MWh
Tổn thất điện năng trong các máy biến áp tự ngẫu là:
A
TN1,2
=2.(A
1
+ A
2
) =2.(1314 + 384,246)= 3396,492 MWh
Như vậy tổn thất điện năng trong các máy biến áp của phương án I là:
A
I
= A
B4
+ A
B3
+ A
TN1,2
= 2289,812 + 2289,812 + 3396,492 = 7976,116
MWh
2.1.3.Tính toán dòng cƣỡng bức
2.1.3.1. Dòng cưỡng bức ở cấp điện áp 220 kV
 Công suất cực đại nhà máy phát về hệ thống
| 20

GVHD: TS Nguyễn Nhất Tùng SVTH: Phan Huy Cảnh – Lớp: Đ2H3
S
HTmax

= 135,409 MVA
HTmax
cb
dmc
S
135,409
I 0,355 kA
3.U 3.220
   

 Phía cao máy biến áp liên lạc
 
max SC1 SC2 SC3
CC CC CC CC
cb
dm
max S ;S ;S ;S
117,402
I 0,308kA
3 U 3.220
  


Vậy, dòng điện cưỡng bức dùng để chọn khí cụ điện của các mạch cấp điện áp
220 kV là: I
cb
= 0,355 kA.
2.1.3.2. Dòng cưỡng bức ở cấp điện áp 110 kV
 Mạch đường dây
4 đường dây kép có: P

max
= 30 MW; cos = 0,86
Dòng cưỡng bức được chọn khi 1 mạch của đường dây kép bị sự cố:
max
cb
dmT
P
30
I 0,183kA
3.cos .U 3.0,86.110

  

 Mạch nối bộ máy phát+ máy biến áp 2 cuộn dây
dmF
cb
dmT
S
75
I 1,05.I 1,05. 1,05. 0,413 kA
3.U 3.110
bt
   

 2.3.1.3. Mạch trung áp của máy biến áp liên lạc
 
max SC1 SC2 SC3
CT CT CT CT
cb
dm

max S ;S ;S ;S
29,902
I 0,157kA
3 U 3.110
  


Vậy, dòng điện cưỡng bức dùng để chọn khí cụ điện của các mạch cấp điện áp
110 kV là: I
cb
= 0,413 kA.
2.1.3.3. Xác định dòng cưỡng bức của cấp điện áp 10,5 kV
 Mạch máy phát
kA33,4
5,10.3
75
.05,1
U.3
S
.05,1I
dmH
dmF
cb


 Mạch hạ áp của máy biến áp liên lạc
dmB
cb
dmH
S

125
I 1,4.0,5. 1,4.0,5. 4,811kA
3.U 3.10,5
  

 Mạch đường dây
4 đường dây kép có: P
max
= 4 MW; cos = 0,87
Dòng cưỡng bức được chọn khi 1 mạch của đường dây kép bị sự cố: