Thiết kế nhà máy nhiệt điện và bảo vệ chống sét

Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
LỜI NÓI ĐẦU
Sản xuất điện năng là một nghành quan trọng đối với nền kinh tế quốc
đân, là một yếu tố để đánh giá tình trạng phát triển công nhiệp của một quốc
gia. Trên thế giới phần lớn điện năng được sản xuất từ nhà máy nhiệt điện và
thủy điện.
Nước ta là một nước đang phát triển, nhu cầu tiêu thụ điện năng ngày
càng tăng cao, do đáo cần phải liên tục phát triển nguồn điện để đáp ứng nhu
cầu toàn đất nước.
Trong đồ án này là kết quả tính toán để thiết kế nhà máy nhiệt điện - bao
gồm phần điện và phần chống sét - cung cấp cho phụ tải đã được xác đònh
trước.
Nhà máy gồm 5 tổ máy, mỗi máy phát có công suất 125 MVA. Ngoài ra
còn tính toán thiết kế trạm biến áp 220 kv, 110kv , 22kv.
Do thời gian hạn hẹp, cũng như chưa có kinh nghiệm trong thực tế… Nên
không thể tránh khỏi những sai xót, rất mong quý thầy cô xem xét và chỉ bảo
thêm. Em xin chân thành cảm ơn Thầy cô đã tận tình hướng dẫn để em
hoàn thành trọn vẹn bản thiết kế này.
Tp_Hồ Chí Minh, ngày tháng năm
SVTH : Vũ Đức Nghóa
Phần I : NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 1
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
Chương 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CÁC CẤP ĐIỆN ÁP
I /. Cách xây dựng đồ thò phụ tải:
1./ Phụ tải điện
Phụ tải điện là các thiết bò hay tập hợp các khu vực gồm nhiều thiết bò sử
dụng điện năng biến đổi thành dạng năng lượng khác như quang năng, nhiệt
năng, hoá năng. … Nói cách khác Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho

công suất tiêu thụ của các hộ dùng điện
Phụ tải điện có thể biểu diễn dưới dạng tổng quát :
jQPS ==
Phụ tải có thể phân loại theo tính chất:
+ Phụ tải động lực : cung cấp cho các động cơ điện
+ Phụ tải chiếu sáng.
Phụ tải điện có thể phân loại theo khu vực sử dụng:
+ Phụ tải công nghiệp
+ Phụ tải nông thôn
+ Phụ tải sinh hoạt
Phụ tải có thể phân loại theo mức độ quan trong:
+ Phụ tải loại 1 : Khi mất điện ảnh hưởng đến tính mạng con người, thiệt
hại lớn cho nền kinh tế quốc dân hoặc ảnh hưởng lớn đến chính trò.
+ Phụ tải loại 2 : Khi mất điện có ảnh hưởng đến nền kinh tế, xản suất
nhưng không nghiêm trọng như loại một.
+ Phụ tải loại 3 : Về nguyên tắc có thể mất điện trong khoảng thời gian
ngắn không ảnh hưởng đến nhiều các nhà tiêu thụ.
2./ Cách xây dựng đồ thò phụ tải ngày của nhà máy :
Đồ thò phụ tải là hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa công suất phụ tải ( S,P,Q)
theo thời gian t.
Đồ thò phụ tải ngày vẽ bằng oát-kế tự ghi là chính xác nhất, nhưng cũng có
thể vẽ theo từng điểm, nghóa là cứ sau một khoảng thời gian xác đònh ghi lại trò
số phụ tải rồi nối lại thành dạng đường gấp khúc. Phương pháp vẽ theo từng
điểm tuy không chính xác, nhưng trong thực tế được dùng rất phổ biến.
Để tính toán thuận tiện, thường biến đường gấp khúc thành dạng đường bậc
thang nhưng phải bảo đảm hai điều kiện : diện tích giới hạn bởi đường biểu diễn
bậc thang với trục tọa độ phải đúng bằng diện tích giới hạn bởi đường gấp khúc
với trục tọa độ, các điểm cực đại và cực tiểu trên cả hai đường biểu diễn không
thay đổi.
Khi biết được công suất tác dụng P sẽ suy ra công suất phản kháng

Q = P.tgϕ và tính được công suất biểu kiến S=
ϕ
cos
P
3./ Tổng hợp đồ thò phụ tải.
Tổng hợp đồ thò phụ tải là cộng hai hoặc nhiều đồ thò phụ tải ở các cấp điện
áp do nhà máy hay trạm biến áp cần cung cấp điện.
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 2
168
180
170
165
24
T(giờ)
222014
233.75
S(MVA)
220
240
165
180
200
180
140
120
160
80
40
20
60

840
100
12
Đồ thò phụ tải cấp 220kv
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
Đồ thò phụ tải ngày của toàn nhà máy bằng tổng các đồ thò phụ tải ngày các
cấp cộng với tổn thất qua các máy biến áp điện lực và tự dùng của nhà máy. Phụ
tải tự dùng của nhà máy nhiệt điện được xác đònh theo công thức:
]
)(
6,04,0[)(
max
dm
tdtd
S
tS
StS +=
Trong đó : S
td
max
: công suất tự dùng cực đại của nhà máy
S(t) : Phụ tải tổng tại thời điểm t
S
đm
: Công suất đònh mức của nhà máy
II . / Đồ thò phụ tải các cấp điện áp :
1 . / Đồ thò phụ tải cấp 220 KV :
Ta có : S =
ϕ

cos
P
; với P
max
= 187 (MW) ; P
min
= 132 (MW) ;
Cos
ϕ
= 0,8
=> S
max
= 233,75 (MVA) ; S
min
= 165 (MVA)
Đồ thò :
2./ Đồ thò phụ tải cấp 110 KV :
Ta có : S =
ϕ
cos
P
; với P
max
= 176 (MW) ; P
min
= 112 (MW) ;
Cos
ϕ
= 0,83
=> S

max
= 212,05 (MVA) ; S
min
= 134,94 (MVA)
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 3
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
Đồ thò :
100
0
4
60
20
40
80
160
120
140
180
200
S(MVA)
240
220
208
12 14
T(giờ)
2422
Đồ thò phụ tải cấp 110kv
134.94
145

165
135
212.05
135
134.94
3./ Đồ thò phụ tải cấp 22 KV :
Ta có : S =
ϕ
cos
P
; với P
max
= 42 (MW) ; P
min
= 29 (MW) ;Cos
ϕ
= 0,81
=> S
max
= 51,85 (MVA) ; S
min
= 35,8 (MVA)
Đồ thò :
Đồ thò phụ tải cấp 22kv
10
4
0
5
8
1412

35
25
20
15
30
45
40
35.8
50
55
36
37
51.8
S(MVA)
70
65
60
20
22 24
T(giờ)
35.8
38.5
36
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 4
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
4./ Đồ thò phụ tải phát lên hệ thống
+ Điện năng mà nhà máy phải cung cấp cho hệ thống trong một năm là:
A = 1260000 (MWh/năm)
+ Điện năng cung cấp cho hệ thống trong một ngày:

A =
05,3452
365
1260000
=
(MWh/ngày)
+ Công suất trung bình phát lên hệ thống :
P =
)(83,143
24
05,3452
MW=
Đồ Thò :
220.4
195.67
105.62
205.65
138.61
219.65
220.4
T(giờ)
100
0 4 8 12
60
20
40
80
14 20 22 24
Đồ thò phụ tải phát lên hệ thống
160

120
140
180
200
S(MVA)
240
220
Với đồ thò phụ tải này, một năm nhà máy cung cấp cho hệ thống là 1260000 MWh
5. Đồ thò phụ tải chưa tính đến tự dùng :
T(giờ) 0 4 4 8 8 12 12 14 14 20 20 22 22 24
S
220KV
(MVA) 165 180 233,75 180 170 168 165
S
110KV
MVA) 134,94 145 165 135 212,05 135 134,94
S
22KV
(MVA) 35,8 36 51,85 37 38,5 36 35,8
S
HT
(MVA) 220,4 195,67 105,62 205,65 138,61 219,65 220,4
S
Tổng
556,14 556,67 556,22 557,65 559,16 558,65 556,14
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 5
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
556.14
557.65

559.16
558.65
556.22
Đồ thò phụ tải chưa tính dến tự dùng
22 24
T(giờ)
14
208
12
558
559
560
561
552
553
554
555
556
556.14
557
S(MVA)
0
4
550
551
556.67
6. Đồ thò phụ tải hệ thống có tính đến tự dùng.
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 6
T(giờ) 0 4 4 8 8 12 12 14 14 20 20 22 22 24
S 556,14 556,67 556,22 557,65 559,16 558,65 556,14

S
td8%
44,49 44,53 44,50 44,61 44,73 44,69 44,49
S
tổng
600,63 601,20 600,72 602,26 603,89 603,34 600,63
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
Đồ thò.
600.63
601.2
600.72
602.26
603.89
603.34
600.63
Đồ thò phụ tải tổng của nhà máy
596
595
40
S(MVA)
602
601
600
599
598
597
606
605
604

603
128 2014
T(giờ)
2422
7. Đồ thò phụ tải tự dùng.
Từ Công Thức :
)5,04,0(.
dm
dmtd
S
S
SS
∑
+=
α
S(MVA)
T(giờ)
0
50
50.1
50.2
50.3
50.4
50.5
50.6
50.43
50.45
50.43
50.5
50.58

50.55
50.43
4 8 12 14 22 2420
Đồ thò phụ tải tự dùng
8. Cân bằng công suất – phụ tải tổng của nhà máy.
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 7
T(giờ) 0 4 4 8 8 12 12 14 14 20 20 22 22 24
S
tổng
600.63 601.20 600.72 602.26 603.89 603.34 600.63
S
tdtt
50.43 50.45 50.43 50.50 50.58 50.55 50.43
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
600
0 8
4 12 14 24
20
22
T(giờ)
S(MVA)
606.57
605
604
603
602
601
610
609

608
607
606
Đồ thò phụ tải Tổng của nhà máy
609.74
606.69
607.12
608.15
606.57
609.2
Chương 2 : CHỌN SỐ LƯNG MÁY PHÁT VÀ CÔNG SUẤT
CÁC TỔ MÁY.
Chọn công suất và số lượng máy phát là một trong những yêu cầu không thể
thiếu cho việc lựa chọn sơ đồ nối điện. Công suất một máy phát không được lớn hơn
công suất dự trữ của hệ thống, Công suất một máy phát càng lớn thì hiệu suất giá
thành trên một đơn vò KWh càng thấp. Nên chọn các công suất tổ máy giống nhau,
điều này sẽ thuận lợi hơn khi xấy lắp , sửa chữa , thay thế cũng như vận hành…
Tổng công suất thiết kế của nhà máy : S
tổng
= 609,74 (MVA).
Chọn 5 tổ máy, công suất mỗi tổ : S
1mf
= 125 (MVA).
S
5mf
= 5x125 = 625 (MVA) > S
tổng
= 609,74 (MVA).
Các thông số của máy phát :
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 8

T(giờ) 0 4 4 8 8 12 12 14 14 20 20 22 22 24
S
220KV
(MVA) 165 180 233,75 180 170 168 165
S
110KV
( MVA) 134,94 145 165 135 212,05 135 134,94
S
22KV
(MVA) 35,80 36 51,85 37 38,50 36 35,80
S
ht
(MVA) 220,40 195,67 105,62 205,65 138,61 219,65 220,40
S
tdtt
50,43 50,45 50,43 50,50 50,58 50,55 50,43
S
tổng
606,57 607,12 606,65 608,15 609,74 609,20 606,57
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
Chương 3 : CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI ĐIỆN CHÍNH VÀ
CHỌN 2 PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
1./ Các phương án nối điện :
Phụ Tải
T2
T3
T1
MF3MF1 MF2
T7

T6
T4
T5
MF5
MF4
Phương án 1
Phụ Tải
Phụ Tải
T6
MF1 MF2 MF3
Phụ Tải
MF4
T1 T2
Phương án 2
Phụ Tải
T3
T4
T5
Phụ Tải
MF5
T7
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 9
Các thông số chế độ đònh mức
1 Tốc độ n (v/ph) 3000
2 Công suất biểu kiến đònh mức S
đm
(MVA) 125
3 Công suất tác dụng đònh mức P
đm
(MW) 100

4 Điện áp đònh mức U
đm
(KV) 10,5
5 Hêï số công suất đònh mức Cosϕ
đm
0,8
6 Dòng điện đònh mức I
đm
6,875
7 X’
d.
0,192
8 X”
d.
0,278
9 X
d.
1,907
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
T1
MF1
Phụ Tải
MF4
MF2
MF3
T2 T3 T5T4 T6
Phụ Tải
Phương án 3
MF5

T7
Phụ Tải
Phụ Tải
Phụ Tải
MF2
MF4MF1 MF3
T3
T2T1 T4
MF5
Phụ Tải
T5 T6
T7
Phương án 4
2 ./ Chọn 2 phương án hợp lý nhất.
Phương án 1 và phương án 2, cả 2 phương án đều có 7 máy biến áp , với 2
phương án này, nhà máy sẽ cung cấp điện an toàn và liên tục cho các phụ tải cũng
như cung cấp điện cho hệ thống. Ta sẽ chọn phương án 1 và phương án 2 để tính toán.
Phụ Tải
MF3MF1
MF2
T1 T2 T4
T3 T5
MF5MF4
T6
T7
Phụ Tải
Phương án 1
Phụ Tải
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 10
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp

Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
T6
MF1 MF2 MF3
Phụ Tải
MF4
T1 T2
Phương án 2
Phụ Tải
T3
T4
T5
Phụ Tải
MF5
T7
chương 4: CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CÁC TỔ MÁY.
Cho 5 tổ máy vận hành liên tục, khi đó công suất của mỗi tổ máy ứng với
từng thời điểm được xác đònh như bảng kết quả dưới đây.

Dựa vào bảng công suất trên, ta tiến hảnh chọn máy biến áp cho nhà máy.
Chương 5 : CHỌN MÁY BIẾN ÁP .
Máy biến áp là thiết bò truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp
khác. Điện năng sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở
xa phải qua đường dây cao thế 110, 220, 500 kv thường qua máy biến áp tăng
từ điện áp máy phát lên điện áp tương ứng.
Trong hệ thống lớn phải qua nhiều lần tăng giảm mới đưa điện năng từ các
máy fát điện đến hộ tiêu thụ. Vì vậy tổng công suất máy biến áp trong hệ thống
điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của các máy phát điện. Do đó vốn
đầu tư cho máy biến áp là rất lớn. Người ta mong muốn chọn số lượng máy biến
áp là ít và công suất nhỏ mà đảm bảo an toàn cho việc cung cấp điện đến các hộ
tiêu thụ.

SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 11
T(giờ) 0 4 4 8 8 12 12 14 14 20 20 22 22 24
S
tổng
(MVA) 606,57 607,12 606,65 608,15 609,74 609,20 606,57
Số tổ vận hành 5 5 5 5 5 5 5
Công suất 1 tổ(MVA) 121,31 121,42 121,33 121,63 121,95 121,84 121,31
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
Khi chọn công suất của máy biến áp cần xết đến khả năng quá tải của
chúng. Có hai dạng quá tải là quá tải thường xuyên và quá tải sự cố.
1./ Phươn án 1.
Phụ Tải
MF3MF1
MF2
T1 T2 T4
T3 T5
MF5MF4
T6
T7
Phụ Tải
Phương án 1
Phụ Tải
a . / Chọn MBA 3 pha 2 cuộn dây T1 cho MF1, T2 cho MF2, T3 cho MF3.
Do máy biến áp và máy phát được gép bộ nên công suất máy biến áp được
chọn tương ứng với công suất máy phát, không tính đến quá tải cũng như không
trừ đi công suất tự dùng.
** Các thông số kỹ thuật.
Kiểu S
đm

(MVA) U
đm
(KV)
U
C
U
H
TÄÄÃ 125 242 10,5 120 380 11 0,55

b . / Chọn MBA 3 pha 2 cuộn dây T6 cho MF4, T7 cho MF5 .
** Các thông số kỹ thuật.
Kiểu S
đm
(MVA) U
đm
(KV)
U
C
U
H
ONAF 125 121 10,5 100 520 10,5 0,55

c . / Chọn MBA tự ngẫu T4 và T5.
S
trung
= 2.S
MF
– 2.S
td
– S

110KV

S
td1tổ
= S
tdtt
/ 5
S
c
= S
t
- S
h
T(giờ) 0 4 4 8 8 12 12 14 14 20 20 22 22 24
S
mf
121,31 121,42 121,33 121,63 121,95 121,84 121,31
S
tdtt
50,43 50,45 50,43 50,50 50,58 50,55 50,43
S
td1tổ
10,09 10,09 10,09 10,10 10,12 10,11 10,09
S
c
51,72 41,67 5,64 51,06 -26,89 52,46 51,72
S
t
87,52 77,67 57,49 88,06 11,61 88,46 87,52
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 12

Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
S
h
35,80 36 51,85 37 38,50 36,00 35,80
Ta Nhận thấy:
S
max
= S
Tmax
= 88,46 (MVA)
Đối với máy biến áp tự ngẫu.
+ Công suất đi qua cuộn hạ khi một máy bò sự cố:
S
hB
= S
hmax
= 51,8 (MVA)
S
mẫu_B
=
)(6,103
5,0
8,51
MVA
S
hB
==
α
Chọn máy máy có : S

đmB
= 100 (MVA)
Xét điều kiện khi quá tải sự cố :
1,4
X
S
đmB
≥ S
tảimax
 1,4
X
100 = 140 > 103,6 > 88,46 (MVA)
Chọn máy có các thông số như sau:
Loại
S
đm
(MVA)
U
đm
(KV)
∆P
0
(KW)
U
N
%
∆P
N
(KW)
I

0
%
C T H C-T C-H T-H C-T C-H T-H
ATÄƯTH 100 230 121 22 75 11 31 29 260 0.5
2 . / Phươn án 2.
T6
MF1 MF2 MF3
Phụ Tải
MF4
T1 T2
Phương án 2
Phụ Tải
T3 T4 T5
Phụ Tải
MF5
T7
a . / Chọn MBA 3 pha 2 cuộn dây T1 cho MF1
** Các thông số kỹ thuật.
Kiểu S
đm
(MVA) U
đm
(KV)
U
C
U
H
TÄƯÃ 125 242 10,5 120 380 11 0,55
b . / Chọn MBA tự ngẫu 3 pha T2 và T3.
+ Hệ số có lợi của MBA tự ngẫu :

5,0
220
110220
=
−
=
−
=
Uc
UtUc
α
+ Công suất của cuộn hạ :
S
HBA
= S
MF
= 125 (MVA)
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 13
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
S
đmB
=
)(250
5,0
125
MVA
S
HBA

==
α
** Chọn máy có các thông số kỹ thuật.
Loại
S
đm
(MVA)
U
đm
(KV)
∆P
0
(KW)
U
N
% ∆P
N
(KW)
C T H C-T C-H T-H C-T C-H T-H
ATÄƯTH 250 230 121 10.5 145 11 32 20 520 430 390 0.4

c . / Chọn MBA 3 pha 2 cuộn dây T4 và T5.
+ Chọn theo điều kiện quá tải sự cố, 2 máy làm việc song song
)(03,37
4,1
85,51
4,1
)(85,51
22max
22max

MVA
S
SMVAS
kv
dmBkv
==≥⇒=
+ Chọn máy có : S
đmB
= 40 (MVA)
** Các thông số kỹ thuật :
d . / Chọn MBA 3 pha 2 cuộn dây T6 và T7.
** Các thông số kỹ thuật :
Chương 6 : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH.
Mục đích của việc tính toán dòng ngắn mạch lá để phục vụ cho việc chọn
các khí cụ điện cũng như các phần dẫn điện, có nhiều phương pháp để tính dòng
ngắn mạch , nhưng ở đây ta chỉ dùng phương pháp đơn giản.
Chỉ tính ngắn mạch 3 pha vì thường ngắn mạch 3 pha lớn hơn dòng ngắn
mạch hai pha và một pha.
Để tính dòng ngắn mạch trước hết phải thành lập sơ đồ thay thế tính điện
kháng các phần tử, chọn các đại lượng cơ bản như: công suất cơ bản, điện áp cơ
bản. Chọn các đại lượng cơ bản nên xuất phát từ yêu cầu đơn giản hóa nhiều
nhất cho việc tính toán, có thể chọn công suất cơ bản bằng 100 (MVA), 1000
(MVA) hoặc bằng công suất của hệ thống. Điện áp cơ bản được lấy theo điện áp
trung bình của từng cấp tương ứng.
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 14
Kiểu S
đm
(MVA) U
đm
(KV)

U
C
U
H
ONAN 40 115 22 35 145 10.4 0,7
Kiểu S
đm
(MVA)
U
đm
(KV)
∆P
0
(KW) ∆P
N
(KW) U
N
% I
0
%
U
C
U
H
ONAF 125 121 10,5 100 520 10,5 0,55
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
1./ Phương án 1.
a. / Sơ đồ hệ thống và Các điểm cần tính ngắn mạch .
N2

Phụ Tải
N4
MF3MF1 MF2
T1 T2
T3
T4
T5
N5
N3
MF5
MF4
T6
T7
Phụ Tải
N1
Phụ Tải
b. / Sơ đồ thay thế :
X
1
N2
X
7
X
7
110 KV
N3
X
8
X
8

X
2
X
2
X
4
X
4
X
3
N1
X
3
X
3
220 KV
N4
X
8
X
6
X
6
X
8
X
8
X
5
X

5
22 KV
N5
c. / Xác đònh các đại lượng tính toán trong đơn vò tương đối cơ bản :
+ Chọn các giá trò cơ bản
S
cb
= 100 (MVA) ; U
cb_C
= 230 (KV) ;
U
cb_T
= 115 (KV) ; U
cb_H 1
= 22 (KV) ; U
cb_H 2
= 10,5 (KV) ;
+ Dòng điện cơ bản :
)(251,0
230.3
100
.3
_
_
KV
U
S
I
Ccb
cb

Ccb
===
)(502,0
115.3
100
.3
_
_
KV
U
S
I
Tcb
cb
Tcb
===
)(62,2
22.3
100
.3
1_
1_
KV
U
S
I
Hcb
cb
Hcb
===

SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 15
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
)(5,5
5,10.3
100
.3
2_
2_
KV
U
S
I
Hcb
cb
Hcb
===
+ Điện kháng của máy phát điện :
2224.0
125
100
.278,0.
"
*
===
dmMF
cb
dF
S
S

XX
+ Điện kháng của hệ thống :
0017,0
82,0/6120
100
.13,0.
"
*
===
dmHT
cb
HTHT
S
S
XX
+ Điện kháng của đường dây nối với hệ thống :
0832,0
230
100
.4,0.
22
0*
===
cb
cb
d
S
S
lXX
+ Điện kháng của máy biến áp 2 cuộn dây :

BAdm
cbN
B
S
SU
X
_
*
100
%
×=
- Máy biến áp T
1,
T
2,
T
3
: 125 MVA _ 242/10.5 (KV)
088,0
125
100
100
11
*
=×=
B
X
- Máy biến áp T
6
, T

7
: 125 MVA _ 121/10.5 (KV)
084,0
125
100
100
5,10
*
=×=
B
X
- Máy biến áp tự ngẫu

: 100 MVA _ 230/121/22 (KV)
BAdm
cb
THNCHN
CTNC
S
S
UU
UX
_
__
_*
%%
%
200
1
×









−+×=
αα
175,0
100
100
5,0
19
5,0
31
11
200
1
*
=×






−+×=
C

X
BAdm
cb
CHNTHN
CTNT
S
S
UU
UX
_
__
_*
%%
%
200
1
×








−+×=
αα
0065,0
100
100

5,0
31
5,0
19
11
200
1
*
≈−=×






−+×=
T
X
BAdm
cb
CTN
THNCHN
H
S
S
U
UU
X
_
_

__
*
%
%%
200
1
×








−+×=
αα
445,0
100
100
11
5,0
19
5,0
31
200
1
*
=×







−+×=
H
X
+ Trên sơ đồ thay thế :
X
1
= X
*HT
= 0,0017
X
2
= X
*d
= 0,0832
X
3
= X
*BT1
= X
*BT2
=X
*BT3
= 0,088
X
4

= X
*C_BT4
= X
*C_BT5
= 0,175
X
5
= X
*T_BT4
= X
*T_BT5
= 0
X
6
= X
*H_BT4
= X
*H_BT5
= 0,445
X
7
= X
*BT6
= X
*BT7
= 0,084
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 16
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
X

8
= X
*MF
= 0,2224
d. / Tính dòng ngắn mạch N
1
X
9
X
11
X
10
X
15
N1
X
12
X
13
N1
X
14
N1
0433,0
2
0832,0
0017,0
2
2
19

=+=+=
X
XX
1035,0
3
2224,0088,0
3
83
10
=
+
=
+
=
XX
X
0875,0
2
175,0
2
4
11
===
X
X
1532,0
2
2224,0084,0
2
87

12
=
+
=
+
=
XX
X
0305,0
1035,00433,0
1035,00433,0
//
109
109
10913
=
+
×
=
+
×
==
XX
XX
XXX
2407,01532,00875,0
121114
=+=+= XXX

0271,0

2407,00305,0
2407,00305,0
//
1413
1413
141315
=
+
×
=
+
×
==
XX
XX
XXX
0271,0
1
15
=
∑
=
N
XX
)(262,9
0271,0
251,0
1
_
1

KA
X
I
I
N
Ccb
N
==
∑
=
∑
)(5736,23262,98,122
11_
KAIKI
N
xk
Nxk
=××=
∑
××=
∑
e. / Tính dòng ngắn mạch N
2
X
9
X
11
X
10
X

14
N2
X
12
X
13
N2
X
12
N2
X
9
= 0,0433 ; X
10
= 0,1035 ; X
11
= 0,0875 ; X
12
= 0,1532 ;
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 17
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
118,00875,0
1035,00433,0
1035,00433,0
)//(
11
109
109
1110913

=+
+
×
=+
+
×
=+= X
XX
XX
XXXX
0666,0
1532,0118,0
1532,0118,0
//
1213
1213
121314
=
+
×
=
+
×
==
XX
XX
XXX
0666,0
2
14

=
∑
=
N
XX
)(5375,7
0666,0
502,0
2
_
2
KA
X
I
I
N
Tcb
N
==
∑
=
∑
)(1844,195375,78,122
22_
KAIKI
N
xk
Nxk
=××=
∑

××=
∑
f. / Tính dòng ngắn mạch N
3
X
9
X
11
X
10
X
15
X
12
X
14
N3
X
18
N3
X
8
X
7
N3
X
8
X
7
N3

X
12
X
13
X
9
= 0,0433 ; X
10
= 0,1035 ; X
11
= 0,0875 ; X
12
= 0,1532 ;
3064,02224,0084,0
8712
=+=+= XXX
118,00875,0
1035,00433,0
1035,00433,0
)//(
11
109
109
1110913
=+
+
×
=+
+
×

=+= X
XX
XX
XXXX
1692,0084,0
3064,0118,0
3064,0118,0
)//(
7
1213
1213
7121314
=+
+
×
=+
+
×
=+= X
XX
XX
XXXX
0961,0
2224,01692,0
2224,01692,0
//
814
814
81415
=

+
×
=
+
×
==
XX
XX
XXX
0961,0
3
15
=
∑
=
N
XX
)(232,57
0961,0
5,5
3
2_
3
KA
X
I
I
N
Hcb
N

==
∑
=
∑
)(6668,145232,578,122
33_
KAIKI
N
xk
Nxk
=××=
∑
××=
∑
* Dòng ngắn mạch qua dao cách ly.
+ Điểm ngắn mạch trước dao cách ly ( dòng từ phía máy biến áp).
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 18
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
)(5035,32
1692,02224,0
2224,0
232,57
148
8
3
_3
KA
XX
X

II
N
BAN
=
+
×=
+
×
∑
=
)(7279,825035,328,122
3
_3
KAIKI
N
xkBAxkN
=××=
∑
××=
+ Điểm ngắn mạch sau dao cách ly ( dòng từ phía máy phát).
)(7285,245035,32232,57
_3
3
_3
KAIII
BAN
N
MFN
=−=−
∑

=
)(9389,627285,248,122
_3_3
KAIKI
MFNxkMFN
=××=××=
h. / Tính dòng ngắn mạch N
4
N4
N4
X
8
X
3
X
12
X
10
X
11
N4
X
8
X
3
X
13
X
14
N4

X
16
X
9
X
15
X
8
X
9
= 0,0433
1552,0
2
2224,0088,0
2
83
10
=
+
=
+
=
XX
X
0875,0
2
175,0
2
4
11

===
X
X
1532,0
2
2224,0084,0
2
87
12
=
+
=
+
=
XX
X
0305,0
1035,00433,0
1035,00433,0
//
109
109
10913
=
+
×
=
+
×
==

XX
XX
XXX
2407,01532,00875,0
121114
=+=+= XXX
111,0088,0
2407,00305,0
2407,00305,0
)//(
3
1413
1413
3141315
=+
+
×
=+
+
×
=+= X
XX
XX
XXXX
074,0
2224,0111,0
2224,0111,0
//
815
815

81516
=
+
×
=
+
×
==
XX
XX
XXX
074,0
4
16
=
∑
=
N
XX
)(3243,74
074,0
5,5
4
2_
4
KA
X
I
I
N

Hcb
N
==
∑
=
∑
)(1702,1893243,748,122
44_
KAIKI
N
xk
Nxk
=××=
∑
××=
∑
* Dòng ngắn mạch qua dao cách ly.
+ Điểm ngắn mạch trước dao cách ly ( dòng từ phía máy biến áp).
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 19
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
)(5793,49
111,02224,0
2224,0
3243,74
158
8
4
_4
KA

XX
X
II
N
BAN
=
+
×=
+
×
∑
=
)(1892,1265793,498,122
4
_4
KAIKI
N
xkBAxkN
=××=
∑
××=
+ Điểm ngắn mạch sau dao cách ly ( dòng từ phía máy phát).
)(745,245793,493243,74
_4
4
_4
KAIII
BAN
N
MFN

=−=−
∑
=

)(9809,62745,248,122
_4_4
KAIKI
MFNxkMFN
=××=××=
i. / Tính dòng ngắn mạch N
5

X
9
X
11
X
10
X
17
X
13
N5
X
12
N5
X
13
X
14

X
12
N5
X
11
N5
X
12
X
15
X
13
X
16
N5
X
12
X
9
= 0,0433 ; X
10
= 0,1035 ; X
11
= 0,0875 ; X
12
= 0,1532 ;
2225,0
2
445,0
2

6
12
===
X
X
1532,0
2
2224,0084,0
2
87
13
=
+
=
+
=
XX
X
0305,0
1035,00433,0
1035,00433,0
//
109
109
10914
=
+
×
=
+

×
==
XX
XX
XXX
118,00875,00305,0
111415
=+=+= XXX
0666,0
118,01532,0
118,01532,0
//
1513
1513
151316
=
+
×
=
+
×
==
XX
XX
XXX
2891,02225,00666,0
121617
=+=+= XXX
2891,0
5

17
=
∑
=
N
XX
)(0626,9
2891,0
62,2
5
1_
5
KA
X
I
I
N
Hcb
N
==
∑
=
∑
)(0661,230626,98,122
55_
KAIKI
N
xk
Nxk
=××=

∑
××=
∑
2. / Phương án 2.
a./ Sơ đồ hệ thống và Các điểm cần tính ngắn mạch.
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 20
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
T6
MF4
N5
N4
MF2
MF1 MF3
Phụ Tải
N6
T1 T2
Phương án 2
Phụ Tải
T3
N1
T4
T5
Phụ Tải
N3
MF5
T7
N2
b. / Sơ đồ thay thế :
X

7
X
7
X
5
X
8
X
8
X
4
X
4
X
3
X
6
X
6
X
9
X
9
N4
X
9
N5
22 KV
X
5

X
9
X
9
N3
N6
N1
220 KV
X
2
X
2
X
1
110 KV
N2
c. / Xác đònh các đại lượng tính toán trong đơn vò tương đối cơ bản :
+ Chọn các giá trò cơ bản :
S
cb
= 100 (MVA) ; U
cb_C
= 230 (KV) ;
U
cb_T
= 115 (KV) ; U
cb_H 1
= 22 (KV) ; U
cb_H 2
= 10,5 (KV) ;

+ Dòng điện cơ bản :
)(251,0
_
KVI
Ccb
=
;
)(502,0
_
KVI
Tcb
=
;
)(62,2
1_
KVI
Hcb
=
;
)(5,5
2_
KVI
Hcb
=
+ Điện kháng của máy phát điện :
2224,0
*
=
F
X

+ Điện kháng của hệ thống :
0017,0
*
=
HT
X
+ Điện kháng của đường dây nối với hệ thống :
0832,0
*
=
d
X
+ Điện kháng của máy biến áp 2 cuộn dây :
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 21
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
BAdm
cbN
B
S
SU
X
_
*
100
%
×=
- Máy biến áp T
1
: 125 MVA _ 242/10.5 (KV)

088,0
125
100
100
11
*
=×=
B
X
- Máy biến áp T
6
, T
7
: 125 MVA _ 121/10.5 (KV)
084,0
125
100
100
5,10
*
=×=
B
X
- Máy biến áp T
4
, T
5
: 40 MVA _ 115/22 (KV)
26,0
40

100
100
4,10
*
=×=
B
X
- Máy biến áp tự ngẫu

T
2
, T
3
: 250 MVA _ 230/121/10,5 (KV)
BAdm
cb
THNCHN
CTNC
S
S
UU
UX
_
__
_*
%%
%
200
1
×









−+×=
αα
07,0
250
100
5,0
20
5,0
32
11
200
1
*
=×






−+×=
C

X
BAdm
cb
CHNTHN
CTNT
S
S
UU
UX
_
__
_*
%%
%
200
1
×








−+×=
αα
0026,0
100
100

5,0
32
5,0
20
11
200
1
*
≈−=×






−+×=
T
X
BAdm
cb
CTN
THNCHN
H
S
S
U
UU
X
_
_

__
*
%
%%
200
1
×








−+×=
αα
186,0
100
100
11
5,0
20
5,0
32
200
1
*
=×







−+×=
H
X
Trên sơ đồ thay thế :
X
1
= X
*HT
= 0,0017
X
2
= X
*d
= 0,0832
X
3
= X
*BT1
= 0,088
X
4
= X
*C_BT2
= X
*C_BT3

= 0,07
X
5
= X
*T_BT2
= X
*T_BT3
= 0
X
6
= X
*H_BT2
= X
*H_BT3
= 0,186
X
7
= X
*BT4
= X
*BT5
= 0,26
X
8
= X
*BT6
= X
*BT7
= 0,084
X

9
= X
*MF
= 0,2224
d. / Tính dòng ngắn mạch N
1
:
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 22
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
X
17
N1
X
10
X
12
X
13
X
11
X
15
X
14
N1
X
15
X
14

N1
X
16
X
13
N1
X
12
0433,0
2
0832,0
0017,0
2
2
110
=+=+=
X
XX
3104,02224,0088,0
9311
=+=+= XXX
035,0
2
07,0
2
4
12
===
X
X

2042,0
2
2224,0186,0
2
96
13
=
+
=
+
=
XX
X
1532,0
2
2224,0084,0
2
98
14
=
+
=
+
=
XX
X
038,0
0433,03104,0
0433,03104,0
//

1011
1011
101115
=
+
×
=
+
×
==
XX
XX
XXX
1225,0035,0
1532,02042,0
1532,02042,0
)//(
12
1413
1413
12141316
=+
+
×
=+
+
×
=+= X
XX
XX

XXXX
029,0
1225,0038,0
1225,0038,0
//
1615
1615
161517
=
+
×
=
+
×
==
XX
XX
XXX
029,0
1
17
=
∑
=
N
XX
)(6551,8
029,0
251,0
1

_
1
KA
X
I
I
N
Ccb
N
==
∑
=
∑
)(0289,224717,98,122
11_
KAIKI
N
xk
Nxk
=××=
∑
××=
∑
e. / Tính dòng ngắn mạch N
2
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 23
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
N2
N2

X
13
X
14
X
15
X
16
N2
X
14
X
17
N2
X
10
X
11
X
12
X
14
X
13
0433,0
2
0832,0
0017,0
2
2

110
=+=+=
X
XX
3104,02224,0088,0
9311
=+=+= XXX
035,0
2
07,0
2
4
12
===
X
X
2042,0
2
2224,0186,0
2
96
13
=
+
=
+
=
XX
X
1532,0

2
2224,0084,0
2
98
14
=
+
=
+
=
XX
X
413,0035,0
0433,03104,0
0433,03104,0
)//(
12
1011
1011
12101115
=+
+
×
=+
+
×
=+= X
XX
XX
XXXX

1366,0
2042,0413,0
2042,0413,0
//
1315
1315
131516
=
+
×
=
+
×
==
XX
XX
XXX
0722,0
1366,01532,0
1366,01532,0
//
1614
1614
161417
=
+
×
=
+
×

==
XX
XX
XXX
0722,0
2
17
=
∑
=
N
XX
)(9529,6
0722,0
502,0
2
_
2
KA
X
I
I
N
Tcb
N
==
∑
=
∑
)(6965,179529,68,122

22_
KAIKI
N
xk
Nxk
=××=
∑
××=
∑
f. / Tính dòng ngắn mạch N
3

SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 24
Trường ĐHDL_Kỹ Thuật Công Nghệ Đồ n Tốt Nghiệp
Tp_Hồ Chí Minh Thiết Kế Nhà Máy Nhiệt Điện
X
14
X
13
X
15
X
8
X
14
X
8
X
9
N3

N3
X
18
X
17
N3
X
9
X
16
X
8
X
9
N3
X
14
N3
X
9
X
12
X
10
X
11
X
13
0433,0
2

0832,0
0017,0
2
2
110
=+=+=
X
XX
3104,02224,0088,0
9311
=+=+= XXX
035,0
2
07,0
2
4
12
===
X
X
2042,0
2
2224,0186,0
2
96
13
=
+
=
+

=
XX
X
3064,02224,0084,0
9814
=+=+= XXX
073,0035,0
0433,03104,0
0433,03104,0
)//(
12
1011
1011
12101115
=+
+
×
=+
+
×
=+= X
XX
XX
XXXX
537,0
2042,0073,0
2042,0073,0
//
1315
1315

131516
=
+
×
=
+
×
==
XX
XX
XXX
279,0084,0
537,03064,0
537,03064,0
)//(
8
1614
1614
8161417
=+
+
×
=+
+
×
=+= X
XX
XX
XXXX
1237,0

2224,0279,0
2224,0279,0
//
917
917
91718
=
+
×
=
+
×
==
XX
XX
XXX
1237,0
3
18
=
∑
=
N
XX
)(4624,44
1237,0
5,5
3
2_
3

KA
X
I
I
N
Hcb
N
==
∑
=
∑
)(1657,1134624,448,122
33_
KAIKI
N
xk
Nxk
=××=
∑
××=
∑
* Dòng ngắn mạch qua dao cách ly.
+ Điểm ngắn mạch trước dao cách ly ( dòng từ phía máy biến áp).
)(7216,19
279,02224,0
2224,0
4624,44
179
9
3

_3
KA
XX
X
II
N
BAN
=
+
×=
+
×
∑
=
)(1954,507216,198,122
3
_3
KAIKI
N
xkBAxkN
=××=
∑
××=
SVTH : Vũ Đức Nghóa Trang 25