Thiết kế phần điện thủy điện 4x150mw

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN V H

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 4x150MW

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

HÀ NỘI, NĂM 202


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 4x150MW

Ngành : Kĩ thuật điện
Mã số : 7520201

HÀ NỘI, NĂM 202

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
NAM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

Khoa Kỹ thuật điện-Điện tử

Độc lập –Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên
Lớp
Ngành

MSSV
:

: 1851121997

Hệ đào tạo

: Kỹ thuật điện, điện tử

: Chính quy

Chuyên ngành : Hệ thống điện

1/ Tên đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phần điện nhà máy thủy điện 4x150MW
2/ Các số liệu

1.Phụ tải địa phương điện áp 22 kV: Pmax=18MW, cos ϕ=0 , 85 , bao gồm 3kép x 4MW
x 4km và 2 đơn x 3MW x 4 km. Biến thiên phụ tải ngày ghi trong bảng. Tại trạm địa
phương đặt máy cắt hợp bộ có Icat=21kA, thời gian cắt 0,5sec và dung cáp lõi nhôm
tiết diện nhỏ nhát là 70mm2.
2.Phụ tải cấp điện áp 110 kV: Pmax=170 MW,
Biến thiên phụ tải ngày ghi trong bảng.

, bao gồm 2kép x 85MW.

3.Phụ tải cấp điện áp 220 kV: Pmax=240 MW,
Biến thiên phụ tải ngày ghi trong bảng.

, bao gồm 2kép x 120MW.

4.Nhà máy nối với hệ thống 220 kV bằng đường dây kép dài 140 km. Tổng công suất
hệ thống (không kể nhà máy đang thiết kế); 6000 MVA, điện kháng tương đối định
mức X*HT=0,4. Dự trữ quay của hệ thống:200MVA
5. Chế độ phát cơng suất của nhà máy: Đồ thị phụ tải tồn nhà máy ghi trên bảng
Tự dùng cực đại

công suất định mức của nhà máy, cos ϕ=0 , 85

Bảng biến thiên phụ tải ngày (% so với cơng suất cực đại)
Giờ

0÷5

5÷8

8÷11

11÷14

Cấp điện áp 22 kV

70

80

85

95

80

Cấp điện áp 110 kV

70

85

90

100

Cấp điện áp 220 kV

80

80

90

95

Tồn nhà máy

14÷17 17÷20

20÷22

22÷2
4

100

90

70

90

90

80

70

90

100

90

80

Phát 100% cơng suất mùa mưa(185 ngày) và 80% công suất mùa
khô (180 ngày) so với công suất danh định


3/Nội dung, nhiệm vụ thực hiện
Chương 1. Tính tốn cân bằng công suất, thiết lập các phương án nối dây
1.1.Chọn máy phát điện
1.2.Tính tốn cân bằng cơng suất
1.3.Thiết lập các phương án nối dây
Chương 2. Tính tốn chọn máy biến áp
A.PHƯƠNG ÁN 1
2.1a.Chọn máy biến áp
2.2a.Tính tốn tổn thất điện năng trong các máy biến áp
2.3a.Tính tốn dịng điện cưỡng bức
A.PHƯƠNG ÁN 2
2.1b.Chọn máy biến áp
2.2b.Tính tốn tổn thất điện năng trong các máy biến áp
2.3b.Tính tốn dịng điện cưỡng bức
Chương 3. Tính tốn kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu
3.1. Chọn sơ bộ máy cắt và dao cách ly
3.2. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối
3.3. Tính tốn kinh tế-kỹ thuật, chọn phương án tối ưu
Chương 4. Tính tốn ngắn mạch
4.1. Chọn điểm ngắn mạch và lập sơ đồ thay thế

4.2. Tính tốn ngắn mạch theo điểm
Chương 5. Chọn khí cụ điện và thanh dẫn, thanh góp
5.1. Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát
5.2. Chọn thanh góp mềm 220 kV
5.3. Chọn máy biến áp và cáp cho phụ tải địa phương
5.4. Chọn máy biến áp đo lường cho các cấp điện áp
5.5. Chọn thiết bị chống sét
Chương 6. Tính tốn tự dùng
6.1. Sơ đồ nối điện tự dùng
6.2. Chọn máy biến áp tự dùng
6.3. Chọn khí cụ điện tự dùng


Tài liệu tham khảo
PGS.TS Phạm Văn Hòa, ThS Phạm Ngọc Hùng ”Thiết kế phần điện nhà máy điện”,
NXB Khoa học&Kỹ thuật, Hà nội 2007

LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đây là Đồ án tốt nghiệp của bản thân. Các kết quả trong
Đồ án tốt nghiệp này là trung thực, và khơng sao chép từ bất kì nguồn nào và
duới bất kì hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiên
trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả
ĐATN


LỜI CÁM ƠN
Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế phần điện nhà
máy thủy điện ”, em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Phạm Văn Hịa,
người đã nhiệt tình hướng dẫn chỉ bảo em trong q trình hồn thành bài đồ

án của mình. Em cũng xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo trường Đại học
Thủy Lợi nói chung, các thầy cơ Khoa Điện – Điện tử nói riêng đã dạy dỗ cho
em kiến thức về các môn đại cương cũng như các mơn chun ngành, giúp em
có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt q
trình học tập.
Do thời gian có hạn và khả năng của bản thân cịn nhiều hạn chế, vì vậy
bài đồ án khơng tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự giúp
đỡ, chỉ bảo của các thầy, các cô để bài đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN............................................................................................................i
LỜI CÁM ƠN................................................................................................................ii
MỤC LỤC.....................................................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH........................................................................................................v
DANH MỤC BẢNG.....................................................................................................vi
CHƯƠNG 1. TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT, THIẾT LẬP CÁC PHƯƠNG
ÁN NỐI DÂY.................................................................................................................8
1.1.Chọn máy phát điện...............................................................................................8
1.2.Tính tốn cân bằng cơng suất................................................................................8
1.2.1.Tính tốn phụ tải tồn nhà máy......................................................................8
1.2.2.Tính tốn phụ tải tự dùng................................................................................2
1.2.3.Tính tốn đồ thị phụ tải các cấp điện áp.........................................................2
1.2.4.Xác định đồ thị phụ tải cung cấp cho hệ thống 220 kV:.................................4
1.3.Thiết lập các phương án nối dây...........................................................................6
1.3.1.Cơ sở đề xuất các phương án nối dây:............................................................6
1.3.2.Đề xuất các phương án nối dây.......................................................................7
CHƯƠNG 2. TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP...................................................10
A.PHƯƠNG ÁN 1....................................................................................................10

2.1a.Chọn máy biến áp..............................................................................................10
2.1.1a.Chọn công suất cho máy biến áp:...............................................................10
2.1.2a.Kiểm tra quá tải của các máy biến áp :.......................................................11
2.2a. Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp:...............................................16
2.2.1a.Phân bố cơng suất cho các máy biến áp:.....................................................16
2.2.2a.Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp:..........................................17


2.3a.Tính tốn dịng điện cưỡng bức.........................................................................21
2.3.1a.Các mạch phía 220kV.................................................................................21
2.3.2a.Các mạch phía 110 kV :..............................................................................22
2.3.3a.Các mạch phía 15,75 kV:............................................................................22
B.PHƯƠNG ÁN 2.....................................................................................................24
2.1b.Chọn máy biến áp..............................................................................................24
2.1.1b.Chọn công suất cho máy biến áp:...............................................................24
2.1.2b.Kiểm tra quá tải của các máy biến áp :.......................................................25
2.2b. Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp:...............................................29
2.2.1b. Phân bố cơng suất cho các máy biến áp:...................................................29
2.2.2b. Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp:.........................................30
2.3b.Tính tốn dịng điện cưỡng bức.........................................................................34
2.3.1b.Các mạch phía 220kV.................................................................................34
2.3.2b.Các mạch phía 110 kV :..............................................................................35
2.3.3b.Các mạch phía 15,75 kV:............................................................................35
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN KINH TẾ - KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
......................................................................................................................................37
3.1. Chọn sơ bộ máy cắt và dao cách ly....................................................................37
3.1.1.Chọn máy cắt điện cho các phương án:........................................................37
3.1.2.Chọn dao cách ly cho các phương án:..........................................................38
3.2. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối :..........................................................................38
3.2.1. Phương án 1.................................................................................................38

3.2.2. Phương án 2.................................................................................................39
3.2.3. Sơ đồ các phương án....................................................................................39
3.3. Tính tốn kinh tế-kỹ thuật, chọn phương án tối ưu............................................40
3.3.1.Tính tốn kinh tế cho phương án 1:..............................................................41
3.3.2.Tính tốn kinh tế cho phương án 2:..............................................................42
3.3.3.So sánh các phương án để lựa chọn phương án tối ưu:................................44
CHƯƠNG 4. TÍNH TỐN NGẮN MẠCH.................................................................45
4.1. Chọn điểm ngắn mạch và lập sơ đồ thay thế......................................................45
4.1.1 Chọn điểm ngắn mạch..................................................................................45
4.1.2 Lập sơ đồ thay thế.........................................................................................46
4.2. Tính tốn ngắn mạch theo điểm.........................................................................49


4.2.1.Tính dịng điện ngắn mạch tại N1:................................................................49
4.2.2.Tính dịng điện ngắn mạch tại N2:................................................................52
4.2.3.Tính dịng điện ngắn mạch tại N3:................................................................55
4.2.4.Tính dịng điện ngắn mạch tại N4:................................................................56
4.2.5.Tính dịng điện ngắn mạch tại N5:................................................................59
CHƯƠNG 5. CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ THANH DẪN, THANH GÓP...................60
5.1.Chọn thanh dẫn cứng đầu cực máy phát.............................................................60
5.1.1.Chọn tiết diện thanh dẫn cứng......................................................................60
5.1.2.Kiểm tra ổn định động..................................................................................61
5.1.3.Kiểm tra ổn định động khi xét đến dao động :..............................................62
5.1.4.Chọn sứ đỡ thanh dẫn:..................................................................................63
5.2.Chọn thanh góp mềm (cho phía 220 kV)............................................................64
5.2.1.Chọn tiết diện dây dẫn và thanh góp mềm:..................................................64
5.2.2.Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch..........................................................65
5.2.3.Kiểm tra điều kiện vầng quang:....................................................................68
5.3.Chọn máy biến áp và cáp cho phụ tải địa phương..............................................69
5.3.1.Sơ đồ cấp điện cho phụ tải địa phương.........................................................69

5.3.2.Chọn máy biến áp cho phụ tải địa phương:..................................................69
5.3.3.Chọn tiết diện của đường dây cáp cho phụ tải địa phương...........................70
5.3.4.Chọn máy cắt cho phụ tải địa phương..........................................................73
5.4.Chọn máy biến áp đo lường cho các cấp điện áp................................................74
5.4.1.Cấp điện áp cao 220kV và cấp điện áp trung 110kV....................................74
5.4.2.Cấp điện áp máy phát 15,75 kV....................................................................76
5.5 Chọn thiết bị chống sét........................................................................................79
CHƯƠNG 6. TÍNH TỐN TỰ DÙNG.......................................................................81
6.1.Sơ đồ nối điện tự dùng........................................................................................81
6.2.Chọn máy biến áp tự dùng..................................................................................81
6.2.1.Chọn máy biến áp tự dùng riêng cấp 0,4 kV................................................81
6.2.2.Chọn máy biến áp tự dùng chung cấp 0,4 kV...............................................82
6.3.Chọn khí cụ điện tự dùng....................................................................................82
6.3.1.Chọn máy cắt và dao cách ly tự dùng cấp điện áp MF.................................82
6.3.2.Chọn Aptomat phía hạ áp 0,4 kV.................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................ix


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Đồ thị phụ tải tổng hợp................................................................................5
Hình 1.2 Sơ đồ nối dây phương án 1..........................................................................7.
Hình 1.3 Sơ đồ nối dây phương án 2..........................................................................8
Hình 1.4 Sơ đồ nối dây phương án 3..........................................................................9
Hình 2.1a Sự cố MBA bộ B4 tại phụ tải trung cực đại (phương án 1).......................12
Hình 2.2a Sự cố MBA liên lạc B1 tại phụ tải trung cực đại (phương án 1)...............13
Hình 2.3a Sự cố MBA liên lạc B1 tại phụ tải trung cực tiểu (phương án 1)..............15
Hình 2.4a Tính tốn dịng điện cưỡng bức(phương án 1)...........................................21
Hình 2.1b Sự cố MBA bộ B3 tại phụ tải trung cực đại (phương án 2).......................26
Hình 2.2b Sự cố MBA liên lạc B1 tại phụ tải trung cực đại (phương án 2)...............28

Hình 2.3b Tính tốn dịng điện cưỡng bức(phương án 2)..........................................34
Hình 3.1 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 1..........................................................39
Hình 3.2 Sơ đồ thiết bị phân phối phương án 2..........................................................40
Hình 4.1 Sơ đồ xác định các điểm cần tính ngắn mạch..............................................46
Hình 4.2 Sơ đồ thay thế điện kháng đầy đủ................................................................48
Hình 4.3 Sơ đồ thay thế ngắn mạch tại điểm N1........................................................49
Hình 4.4 Sơ đồ thay thế ngắn mạch tại điểm N2........................................................52
Hình 4.5 Sơ đồ thay thế ngắn mạch tại điểm N3........................................................55
Hình 4.6 Sơ đồ thay thế ngắn mạch tại điểm N4........................................................56
Hình 5.1 Thanh dẫn tiết diện bằng đồng.....................................................................61


Hình 5.2 Sứ đỡ thanh dẫn...........................................................................................64
Hình 5.3 Sơ đồ phụ tải địa phương được cấp điện qua máy biến áp..........................69
Hình 5.4 Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào BI,BU mạch máy phát.................................79
Hình 6.1 Sơ đồ nối điện tự dùng.................................................................................81

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của máy phát điện..........................................................1
Bảng 1.2 Bảng biến thiên phụ tải cấp điện áp cao theo thời gian...............................2
Bảng 1.3 Bảng biến thiên phụ tải cấp điện áp trung theo thời gian............................3
Bảng 1.4 Bảng biến thiên phụ tải cấp địa phương theo thời gian...............................3
Bảng 1.5 Bảng cân bằng cơng suất tồn nhà máy .....................................................5
Bảng 2.1a Thông số kĩ thuật máy biến áp bộ..............................................................10
Bảng 2.2a Thông số kĩ thật máy biến áp liên lạc........................................................11
Bảng 2.3a Kết quả tính tốn phân bố cơng suất cho các cuộn dây của B1,B2...........17
Bảng 2.4a Bảng tổng kết dòng điện cưỡng bức các mạch của phương án 1..............23
Bảng 2.1b Thông số kĩ thuật máy biến áp bộ bên trung.............................................24
Bảng 2.2b Thông số kĩ thuật máy biến áp bộ bên cao...............................................24
Bảng 2.3b Thông số kĩ thuật máy biến áp liên lạc......................................................25

Bảng 2.4b Kết quả tính tốn phân bố cơng suất cho các cuộn dây của B1,B2...........30
Bảng 2.5b Bảng tổng kết dòng điện cưỡng bức các mạch của phương án 2..............36
Bảng 3.1 Thông số kĩ thật máy cắt điện phương án 1................................................37
Bảng 3.2 Thông số kĩ thật máy cắt điện phương án 2................................................37
Bảng 3.3 Thông số kĩ thật dao cách ly phương án 1...................................................38
Bảng 3.4 Thông số kĩ thật dao cách ly phương án 2...................................................38
Bảng 3.5 Bảng so sánh về mặt kinh tế giữa 2 phương án...........................................44
Bảng 4.1 Bảng kết quả tính tốn ngắn mạch tại các điểm..........................................59
Bảng 5.1 Thông số kĩ thuật của thanh dẫn..................................................................61


Bảng 5.2 Thông số kĩ thuật của sứ đỡ .......................................................................64
Bảng 5.3 Bảng chọn tiết diện dân dẫn và thanh góp mềm 220 kV.............................65
Bảng 5.4 Giá trị dòng điện ngắn mạch tại điểm N1 và N2 theo thời gian..................67
Bảng 5.5 Thông số kĩ thuật của máy biến áp địa phương...........................................70
Bảng 5.6 Thơng số kĩ thuật của máy cắt phía 15,75 kV.............................................74
Bảng 5.7 Thơng số kĩ thuật của máy cắt phía 22 kV..................................................74
Bảng 5.8 Thông số kĩ thuật của BU cấp điện áp 220 kV và 110 kV..........................75
Bảng 5.9 Thông số kĩ thuật của BI cấp điện áp 220 kV và 110 kV............................76
Bảng 5.10 Thông số kĩ thuật của BU cấp điện áp máy phát.......................................77
Bảng 5.11 Thông số kĩ thuật của BI cấp điện áp máy phát........................................78
Bảng 5.12 Thông số chống sét van được chọn ..........................................................80
Bảng 6.1 Thông số máy biến áp tự dùng riêng...........................................................82
Bảng 6.2 Thông số máy biến áp tự dùng chung.........................................................82
Bảng 6.3 Thông số máy cắt........................................................................................83
Bảng 6.4 Thông số dao cách ly...................................................................................83
Bảng 6.5. Thông số aptomat chọn..............................................................................84


CHƯƠNG 1. TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT, THIẾT LẬP

CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
1.1.Chọn máy phát điện
Khi thiết kế phần điện trong nhà máy điện người ta đã định trước số lượng và
công suất máy phát (MF), vậy chỉ cần chọn MF tương ứng theo đề bài cho trước. Ở
đây ta cần chọn MF thủy điện cho nhà máy thủy điện gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ
máy là 150 MW. Máy phát được chọn từ phụ lục 1, trang 114 – Thiết kế phần điện
nhà máy điện và trạm biến áp (PGS.TS.Phạm Văn Hịa). Các thơng số ghi theo trong
bảng 1.1
Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của máy phát điện
Loại máy phát

nđm
Sđm
Pđm
Uđm cosφ
v/phút (MVA) (MW) (kV)
BΓC 1260/200-60
100
176,5
150 15,75 0,85
1.2.Tính tốn cân bằng cơng suất
1.2.1.Tính tốn phụ tải tồn nhà máy

X’’d

X’d

Xd

0,25

0,35

1,03

Theo nhiệm vụ thiết kế:
+Tổng công suất nhà máy điện:
Pđm = 4x150 = 600 MW
Cosφ = 0,85 và mùa mưa phát 100%, mùa khô phát 80% công suất danh định
Vậy cơng suất phát của tồn nhà máy được tính toán :
+Mùa mưa: Stnm = n.SđmF = 4.176,5 = 706 (MVA)
+Mùa khơ: Stnm = 0,8.n.SđmF = 0,8.4.176,5= 564,8 (MVA)
1.2.2.Tính tốn phụ tải tự dùng
Công suất điện tự dùng phần trăm trong nà máy thủy điện thấp hơn nhiều so với nhà
máy nhiệt điện ,chỉ chiếm từ 0,8% đến 1,5% công suất định mức máy phát .Phần tự
dùng nhà máy thủy điện gồm phần tự dùng chung (sử dụng chung cho tồn nhà máy,
khơng phụ thuộc vào cơng suất phát của nhà máy) và phần tự dùng riêng cho từng tổ
máy phát,trong đó cơng suất cho tự dùng chung là chiếm đa phần cơng suất tự dùng
của tồn nhà máy. Do vậy công suất tự dùng cho nhà máy thủy điện coi như không
đổi theo thời gian và được xác định theo công thức sau:
STD =

α % n . PdmF
.
=const (1.1)
100 cosφTD


Trong đó :
STD - Phụ tải tự dùng.

α % - lượng điện phần trăm tự dùng.

cosφ TD - hệ số công suất phụ tải tự dùng.
n - số tổ máy phát.
PdmF – công suất tác dụng của một tổ máy phát.
Theo nhiệm vụ thiết kế phần tự dùng của nhà máy bằng 1,2% cơng suất định mức của
nó ,với cosφ = 0,85.
-

Áp dụng cơng thức (1.1) ta có :
STD =

1,2 4.150
.
=8,47 ( MVA)
100 0,85

1.2.3.Tính tốn đồ thị phụ tải các cấp điện áp
Căn cứ vào đồ thị phụ tải đã cho,và công suất tác dụng cho dưới dạng % ở các cấp
điện áp khác nhau ,công suất tác dụng cực đại Pmax và cos φ , chúng ta cân bằng công
suất tác dụng và công suất biểu kiến theo công thức sau :
S ( t )=

Pmax P % ( t )
.
(1.2)
cosφ 100

Trong đó : S(t) là cơng suất phụ tải tại thời điểm t.
Pmax là công suất max của phụ tải.

P%(t) là phần trăm công suất phụ tải tại thời điểm t.
Cosφ là hệ số công suất của phụ tải
a)Cấp điện áp cao 220 kV:
- Theo nhiệm vụ thiết kế cho : Pmax=240 MW, P%(t) và
Áp dụng công thức (1.2) ta có :
Cơng suất phụ tải tại thời điểm 0÷5 (h) là:
S 0 ÷ 5=

240 80
.
=218,18 (MVA)
0.88 100

Tương tự tính cho các khoảng thời gian khác ta có kết quả tính tốn ghi ở bảng 1.2
Bảng 1.2 Bảng biến thiên phụ tải cấp điện áp cao theo thời gian


t(h)

0÷5

5÷8

8÷11

11÷14

14÷17

17÷20

20÷22

22÷24

P%(t)

80

80

90

95

90

100

90

80

SC(t)

218,18

218,18

245,45

259,09

245,45

272,73

245,45

218,18

b)Cấp điện áp trung 110 kV :
- Theo nhiệm vụ thiết kế cho : Pmax=170 MW, P%(t) và
Áp dụng công thức (1.2) ta có :
Cơng suất phụ tải tại thời điểm 0÷5 (h) là:
S 0 ÷ 5=

170 70
.
=138.37(MVA)
0.86 100

Tương tự tính cho các khoảng thời gian khác ta có kết quả tính tốn ghi ở bảng 1.3
Bảng 1.3 Bảng biến thiên phụ tải cấp điện áp trung theo thời gian
t(h)

0÷5

5÷8

8÷11

11÷14

14÷17

17÷20

20÷22

22÷24

P%(t)

70

85

90

100

90

90

80

70

ST(t)

138,37

168,02

177,91

197,67

177,91

177,91

158,14

138.37

c)Tính toán phụ tải địa phương 22kV:
- Theo nhiệm vụ thiết kế cho : Pmax= 18 MW, P%(t) và cos ϕ=0 , 85
Áp dụng cơng thức (1.2) ta có :
Cơng suất phụ tải tại thời điểm 0÷5 (h) là:
S0 ÷ 5=

18 70
.
=14.82(MVA)
0.85 100

Tương tự tính cho các khoảng thời gian khác ta có kết quả tính tốn ghi ở bảng 1.4

Bảng 1.4 Bảng biến thiên phụ tải cấp địa phương theo thời gian
t(h)

0÷5

5÷8

8÷11

11÷14

14÷17

17÷20

20÷22

22÷24

P%(t)

70

80

85

95

80

100

90

70

SDP(t)

14,82

16,94

18

20,12

16,94

21,18

19,06

14,82

1.2.4.Xác định đồ thị phụ tải cung cấp cho hệ thống 220 kV:
-Công suất phát về hệ thống được xác định theo công thức sau:
SVHT (t )=Stnm (t)− [ S DP ( t )+ S T ( t ) + SC ( t )+ S TD ( t ) ] (1.3)

-Trong đó:

Stnm (t ) –cơng suất phát của tồn nhà máy tại thời điểm t.


STD (t) –phụ tải tự dùng của nhà máy tại thời điểm t

ST (t) – công suất phụ tải ở cấp điện áp trung 110kV tại thời điểm t
S DP (t) – công suất phụ tải địa phương tại thời điểm t

SC (t ) – công suất phụ tải ở cấp điện áp cao 220kV tại thời điểm t

-Lượng công suất của nhà máy sau khi cung cấp đủ cho các phụ tải phát vào hệ thống
là:
C

STG ( t )=SVHT ( t ) +S C ( t ) (1.4)

Với t=(0 ÷ 5 ¿ h ta có :
+Mùa khơ:
¿ SVHT ( 0 ÷ 5 )=Stnm ( 0÷ 5 ) −[ S DP ( 0 ÷ 5 ) +S T ( 0 ÷ 5 ) +S C ( 0 ÷5 )+ S TD ( 0 ÷5 ) ]
¿ 564,8−¿)
¿ 184,96( MVA)
C

¿ STG (0 ÷5)=S VHT (0 ÷ 5)+ S C ( 0 ÷ 5 )

=184,96 + 218,18
= 403.,14 (MVA)
+Mùa mưa:
¿ SVHT ( 0÷ 5)=Stnm ( 0÷ 5 ) −[ S DP ( 0 ÷ 5 ) + ST ( 0 ÷ 5 ) + SC ( 0 ÷5 )+ S TD ( 0 ÷ 5 ) ]
¿ 706−¿)

¿ 326,16(MVA)
C

¿ STG (0 ÷5)=S VHT (0 ÷ 5)+ S C ( 0 ÷ 5 )

=326,16 + 218,18
= 544,34 (MVA)
Tính tốn tương tự với các khoảng thời gian cịn lại,ta có kết quả trong bảng 1.5:


Bảng 1.5 Bảng cân bằng cơng suất tồn nhà máy
Giờ

0÷5

5÷8

8÷11

11÷14

14÷17

17÷20

20÷22

22÷24

S DP (t )

14,82

16,94

18

20,12

16,94

21,18

19,06

14,82

ST (t)

138,37

168,02

177,91

197,67

177,91

177,91

158,14

138.37

SC (t )

218,18

218,18

245,45

259,09

245,45

272,73

245,45

218,18

STD (t)

8,47
564,8

8,47
564,8

8,47
564,8

8,47
564,8

8,47
564,8

8,47
564,8

8,47
564,8

kho
tnm

(t)

8,47
564,8

mua
tnm

(t )

706

706

706

706

706

706

706

706

kho

184,96

153,19

114,97

79,45

116,03

84,51

133,68

184,96

mua

326,16

294,39

256,17

220,65

257,23

225,71

274,88

326,16

(t )

403,14

371,37

360,42

338,54

361,48

357,24

379,13

403,14

STG (t )

544,34

512,57

501,62

479,74

502,68

498,44

520,33

544,34

S
S

SVHT (t )
SVHT (t )
Ckho
TG

S

Cmua

Hình 1.1 Đồ thị phụ tải tổng hợp của toàn nhà máy


1.3.Thiết lập các phương án nối dây
Chọn sơ đồ nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá
trình thiết kế nhà máy điện. Các phương án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện
cho phụ tải, đồng thời thể hiện được tính khả thi và đem lại hiệu quả kinh tế.
Dựa vào số liệu tính tốn phân bố cơng suất đồ thị phụ tải các cấp điện áp
chúng ta vạch ra các phương án nối điện cho nhà máy.
1.3.1.Cơ sở đề xuất các phương án nối dây:
Dựa theo 7 nguyên tắc sách “Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp –
PGS.TS. Phạm Văn Hịa”, ta có:
S max
21,18
DP
.100=
=6 % <15 %
2. S dmF
2.176,5

Phụ tải địa phương có cơng suất nhỏ nên khơng cần thanh góp cấp điện áp

máy phát, mà chúng được cấp điện trực tiếp từ máy phát, phía trên thanh cái máy biến
áp liên lạc.
 Nhà máy có 3 cấp điện áp: 22kV, 110kV, 220kV; cấp điện áp trung áp (110kV)
và cao áp (220kV) có trung tính nối đất trực tiếp.
 Hệ số có lợi: α =

U C −U T 220−110
=
=0,5
220
220

Ta dùng 2 máy biến áp tự ngẫu làm liên lạc giữa các cấp để giảm tổn thất điện
năng.
 Xét các tỉ số:
max

min

ST
ST
197,67
138,37
=
=1,12;
=
=0,784
S dmF 176,5
SdmF 176,5

Công suất định mức 1 máy phát là 176,5 MVA nên ta có thể ghép 1 đến 2 bộ
máy phát – máy biến áp 2 cuộn dây ghép thẳng lên thanh góp phía trung.


1.3.2.Đề xuất các phương án nối dây
1. Phương án 1.

Hình 1.2 Sơ đồ nối dây phương án 1
- Mô tả sơ đồ :
+ Phía trung áp dùng 2 bộ máy phát – máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây lần
lượt là F3-B3 và F4-B4.
+ Phía cao áp dùng 2 bộ máy phát – máy biến áp tự ngẫu F1-B1 và F2-B2.
+ Liên lạc giữa cao áp và trung áp bằng máy biến áp tự ngẫu B1,B2.
- Nhận Xét :
+ Chủng loại máy biến áp ít, phía cao áp dùng 2 bộ máy biến áp tự
ngẫu nên vốn đầu tư và giá thành thiết bị rẻ hơn.
+ Thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa.
+ Do có 2 bộ bên trung nên phụ tải phía trung khơng dùng hết
cơng suất sẽ đưa về phía cao đưa ra tổn thất điện năng lớn hơn.


2. Phương án 2:

Hình 1.3 Sơ đồ nối dây phương án 2
-Mơ tả sơ đồ
+ Phía trung áp dùng 1 bộ máy phát – máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây
F3-B3.
+ Phía cao áp dùng 2 bộ máy phát – máy biến áp tự ngẫu (F1-B1 và F2-B2)
và 1 bộ máy phát – máy biến áp 2 cuộn dây F4-B4.
+ Liên lạc giữa cao áp và trung áp bằng máy biến áp tự ngẫu B1,B2.

-Nhận Xét :
+ Công suất bộ ở các phía khá tương ứng với phụ tải của chúng
nên tổn
thất điện năng sẽ ít hơn.
+ Phía cao áp dùng 2 bộ máy biến áp tự ngẫu và một máy biến áp
3 pha 2 cuộn nên giá thành thiết bị và vốn đầu tư lớn hơn phương án 1.
+ Thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa.