Đồ án thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 4x100 MW

Mục lục
Chơng 1 : Tính toán phụ tải và cân bằng công suất 2
1.1.Chọn máy phát điện 2
1.2.Tính toán phụ tải điện áp máy phát 2
1.3.Tính toán phụ tải điện áp trung áp 110 kV 3
1.4.Tính công suất phát của nhà máy 4
1.5.Tính công suất tự dùng của nhà máy 5
1.6.Tính công suất phát về hệ thống 6
Chơng 2: Lựa chọn sơ đồ nối điện của nhà máy 8
2.1.Đề xuất các phơng án 8
2.2.Tính toán cụ thể 11
Chơng 3 : Tính toán kinh tế - kĩ thuật, chọn phơng án tối u 26
3.1.Chọn máy cắt điện 26
3.2.Chọn sơ đồ phân phối điện ở cấp cao và trung áp 27
3.3.Tính vốn đầu t cho máy biến áp, thiết bị phân phối.27
Chơng 4 : Tính toán dòng điện ngắn mạch 31
4.1.Chọn điểm ngắn mạch khi tính toán 31
4.2.Nội dung tính toán 31
Chơng 5 : Lựa chọn các thiết bị điện 41
5.1.Chọn máy cắt điện 41
5.2.Chọn dao cách ly 41
5.3.Chọn thanh dẫn mạch máy phát điện 42
5.4.Chọn thanh dẫn, thanh góp mềm ở cấp điện áp cao 43
5.5.Chọn sứ đỡ cho mạch máy phát điện 47
5.6.Chọn máy biến dòng điện BI, máy biến điện áp BU 48
5.7.Chọn cáp cho phụ tải địa phơng 53
5.8.Chọn kháng điện và máy cắt hợp bộ cho phụ tải địa phơng 55
Chơng 6 : Chọn sơ đồ và thiết bị tự dùng 59
6.1.Chọn sơ đồ tự dùng 59
6.2.Chọn thiết bị tự dùng 59
1

Ch ơng 1
Tính toán phụ tải và cân bằng công suất
Điện năng là dạng năng lợng đặc biệt không thể tích trữ đợc do đó tại mỗi
thời điểm điện năng do nhà máy phát ra phải luôn cân bằng với điện năng tiêu thụ
của phụ tải cộng với các tổn thất điện năng trong mạng. Trong thực tế điện năng
tiêu thụ của các phụ tải luôn thay đổi theo thời gian, bởi vậy việc xác định đồ thị
phụ tải có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình thiết kế và vận hành nhà
máyđiện.
1.1.Chọn máy phát điện :
Theo yêu cầu thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện có 4 tổ máy phát, công
suất mỗi tổ máy là 100 MW do đó ta chọn máy phát điện đồng bộ turbin hơi có các
thông số cho nh trong bảng sau :
Bảng 1-1
Loại
máy
phát
n
v/phút
S
MVA
P
MW
U
kV
cos

I
kA x
''
d

x
'
d
x
d
Loại
kích
thích
TB

-120-
2
3000 125 100 10,5 0,8 6,873 0,192 0,273 1,907
BT-
450-
500
1.2.Tính toán phụ tải cấp điện áp máy phát :
Theo nhiệm vụ thiết kế ta có các thông số phụ tải cấp điện áp máy phát nh sau :

uFmax
P
= 14 MW
cos

= 0,85
Ta tính phụ tải cấp điện áp máy phát ở từng thời điểm dựa vào công thức sau :

uF
P
=

uFmax
uF
P.
100
%P

uF
S
=

cos
P
uF
Ta có bảng số liệu :
Bảng 1-2
t(h)
Công suất
0 - 7 7 - 12 12 - 14 14 - 20 20 -24
P/P
uFmax
(%)
70 100 80 100 70
P(MW) 9,8 14 11,2 14 9,8
S(MVA) 12 16 13 16 12
Từ đó ta vẽ đợc đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát :
2
S (t)
NM
t (h)
6

12 24
18
8
16
12
16
16
13
12
0
1.3.Tính toán phụ tải điện áp trung áp 110 kV :
Theo nhiệm vụ thiết kế ta có các thông số phụ tải cấp điện áp 110 kV nh sau :

Tmax
P
= 280 MW
cos

= 0,86
Ta tính phụ tải cấp điện áp 110 kV ở từng thời điểm dựa vào công thức sau :

T
P
=
Tmax
T
P.
100
%P

T
S
=

cos
P
T
Ta có bảng số liệu :
Bảng 1-3
t(h)
Công suất
0 - 7 7 - 12 12 - 14 14 - 20 20 -24
P/P
Tmax
(%)
70 100 80 100 70
P(MW) 196 280 224 280 196
S(MVA) 228 326 260 326 228
Từ đó ta có đồ thị phụ tải cấp điện áp 110 kV :
3
S (t)
NM
t (h)
6
12 24
18
228
326
326
228

260
400
300
200
100
0
1.4.Tính công suất phát của nhà máy :
Theo nhiệm vụ thiết kế ta có các thông số nh sau :

NMmax
P
= 5x100 =500 MW
cos

= 0,8
Ta tính công suất phát của nhà máy ở từng thời điểm dựa vào công thức sau :

NM
P
=
NMmax
NM
P.
100
%P

NM
S
=

cos
P
NM
Ta có bảng số liệu :
Bảng 1- 4
t(h)
Công suất
0 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 -24
P/P
NMmax
(%)
80 90 80 100 75
P(MW) 400 450 400 500 375
S(MVA) 500 563 500 625 469
Từ đó ta có đồ thị công suất phát của nhà máy :
4
S (t)
NM
t (h)
6
12 24
18
500
563
200
400
600
500
469
0

625
1.5. Tính công suất tự dùng của nhà máy :
Công suất tự dùng của nhà máy đợc tính theo công thức sau :

TD
S
=

.
NMmax
S
. ( 0,4 + 0,6
NMmax
NM
S
t)(S
)
Trong đó :

: Phần trăm lợng điện tự dùng của nhà máy ;

= 5%

NMmax
S
: Công suất toàn phần lớn nhất của nhà máy ;

NMmax
S
= 588 MVA

NM
S
(t) : Công suất phát của nhà máy theo thời gian
Ta có bảng số liệu sau :
Bảng 1- 5
t(h)
Công suất
0 - 8 8 - 12 12 - 14 14 - 20 20 -24
NM
S
(t)(MVA)
500 563 500 625 469
TD
S
(MVA)
26.8 28.65 26.8 30.51 25.83

Đồ thị công suất tự dùng của nhà máy :
5
S (t)
NM
t (h)
6
12 24
18
30,51
25,83
26,8
400

30
20
10
0
26,8
28,65
1.6.Tính công suất phát về hệ thống điện :
Công suất phát về hệ thống điện đợc tính theo công thức sau :

HT
S
=
NM
S
(t) - (
uF
S
+
uT
S
+
TD
S
)
Trong đó :
HT
S
: Công suất phát về hệ thống điện

NM

S
(t) : Công suất phát của nhà máy theo thời gian

uF
S
: Công suất phụ tải cấp điện áp máy phát

uT
S
: Công suất phụ tải cấp điện áp trung áp

TD
S
: Công suất tự dùng của nhà máy
Bảng tổng kết :
Bảng 1- 6
t(h)
Công suất
0-7 7-8 8-12 12-14 14-20 20-24
NM
S
(t)(MVA)
500 500 563 500 625 469
uF
S
(MVA)
12 16 16 13 16 12
uT
S
(MVA)

228 326 326 260 326 228
TD
S
(MVA)
26.76 26.8 28.65 26.8 30.51 25.83
HT
S
(MVA)
233.24 159 192.4 200 252.49 203.2

6
Ta có đồ thị công suất phát về hệ thống nh sau:
S (t)
NM
t (h)
6
12 24
18
233,24
252,49
203,2
159
300
200
100
0
Nhận xét :
+ Phụ tải các cấp đều có phụ tải loại I .
+ Vai trò của nhà máy đối với hệ thống là rất quan trọng vì công suất cực đại
phát về hệ thống chiếm tỉ lệ cao so với công suất dự phòng của hệ thống.

Ch ơng 2
Lựa Chọn Sơ Đồ Nối ĐIện Của Nhà Máy
+Nh n xét:
7
1- Nếu S
mã
uF
nhỏ và kh«ng cã nhiều d©y cấp cho phụ tải địa phương th× kh«ng
cần thanh góp điện ¸p m¸y ph¸t.
S
mã
uF

)%2215( ÷≤
S
dm 1F
Theo đề bài nhà m¸y cã cấp điện ¸p m¸y ph¸t.S
Fmax
= 16 MVA mà S
dmF
=
125MVA.Vậy S
Fmax
/ S
dmF
=16/125=12,8%.
2- Như vậy phụ tải cấp điện ¸p m¸y ph¸t nhỏ chiếm 12,8% so với lượng CS định
mức của một m¸y ph¸t nªn kh«ng dïng thanh gãp điện ¸p m¸y ph¸t.Phụ tải địa
phương và tự dïng lấy từ đầu cực m¸y ph¸t.
3- 2-Do c¸c cấp điện 220kV và 110kV đều cã trung tÝnh nối đất trực tiếp,mặt

kh¸c hệ số cã lợi α = 0,5 nªn ta dïng m¸y biến ¸p tự ngẫu vừa để truyền tải
c«ng suất liªn lạc giữa c¸c cấp điện ¸p vừa để ph¸t c«ng suất lªn hệ thống.
4-S
Tmax
/S
Tmin
= 326/228 mà S
dmF
= 125 MVA,cho nªn ghép 2 đến 3 bộ m¸y ph¸t
điện –m¸y biến ¸p hai cuộn d©y bªn trung ¸p.(110kV)
Với nhận xÐt trªn ta cã c¸c phương ¸n nối điện cho nhà m¸y như sau:
2.1.§Ò xuÊt c¸c ph¬ng ¸n :
1. Phương án 1:
Nh ậ n xÐt:
- Phương ¸n này cã hai bộ m¸y ph¸t điện – m¸y biến ¸p 3 cuộn day nối lªn thanh
gãp điện ¸p 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV. Hai bộ m¸y ph¸t điện –
8
S
HT
S
T
110kV
220kV
m¸y biến ¸p tự ngẫu liªn lạc giữa c¸c cấp điện ¸p, vừa làm nhiệm vụ ph¸t c«ng
suất lªn hệ thống, vừa truyền tải c«ng suất thừa hoặc thiếu cho phÝa 110kV.
+ Ưu điểm:
-Số lượng và chủng loại m¸y biến ¸p Ýt, c¸c m¸y biến ¸p 110kV cã gi¸ thành
hạ hơn gi¸ m¸y biến ¸p 220kV.
-Vận hành đơn giản, linh hoạt đảm bảo cung cấp điện liªn tục.
+ Nhược điểm: Tổn thất c«ng suất lớn khi S

Tmin
.
2 Phương ¸n 2:


Nh ậ n xÐt: Phương ¸n 2 kh¸c với phương ¸n 1 ở chỗ chỉ cã một bộ m¸y ph¸t điện
m¸y biến ¸p 2 cuộn d¸y nối lªn thanh gãp 110 kV. Như vậy ở phÝa thanh gãp 220
kV cã đấu thªm một bộ m¸y ph¸t điện – m¸y biến ¸p 2 cuộn d¸y.
+ Ưu điểm:
-C«ng suất truyền tải từ cao sang trung qua m¸y biến ¸p tự ngẫu nhỏ nªn tổn thất
c«ng suất nhỏ.
- Đảm bảo về mặt kỹ thuật, cung cấp điện liªn tục
- Vận hành đơn giản
9
110kV
S
T
220kV
S
HT
+ Nhược điểm: Cã một bộ m¸y ph¸t điện –m¸y biến ¸p bªn cao nªn đắt tiền hơn.
3. Phương ¸n 3:
Ghép 3 bộ m¸y ph¸t điện –m¸y biến ¸p hai cuộn day lªn thanh gãp trung ¸p
110kV.
Ghép 1 bộ m¸y ph¸t điện –m¸y biến ¸p hai cuộn day lªn thanh gãp cao ¸p
220kV.
Để liªn lạc giữa hai cấp điện ¸p cao và trung ta dùng hai m¸y biến ¸p tự ngẫu. PhÝa
hạ của m¸y biến ¸p liªn lạc cấp điện cho phụ tải địa phương và tự dùng.
Nh ậ n xÐt:
- Cả 3 bộ m¸y ph¸t điện – m¸y biến ¸p đều nối vào thanh gãp 220 để cung cấp

cho phÝa 220kV. Phần 110kV sẽ được cung cấp bởi 2 bộ m¸y ph¸t điện – m¸y
biến ¸p tự ngẫu.
+ Ưu điểm: Cũng đảm bảo cung cấp điện liªn tục
+ Nhược điểm: Do tất cả c¸c m¸y biến ¸p đều nối vào phÝa 220kV, nªn để đảm bảo
cung cấp điện cho phÝa 110 kV c«ng suất của m¸y biến ¸p tự ngẫu cã thể phải lớn
10
220kV
S
HT
S
T
110kV
pt
hn so vi các phng án khác. Do vy s tng vn u t. Khi có ngn mch xy
ra thanh góp h thng thì dòng in ngn mch ln gây nguy him cho thit b.
-Tt c 3 b máy phát in máy bin áp u phía 220kV nên tin u t vo
thit b rt cao.
* K t lu n:
Qua 3 phng án ó c a ra trên ta có nhn xét rng 2 phng án 1
v 2 n gin v kinh t hn so vi phng án 3. Tuy vy nó vn m bo cung
cp in liên tc; an ton cho các ph ti v tho mãn các yêu cu k thut. Do ó
ta s gi li phng án 1 v phng án 2 tính toán cho các phn sau.
2.2.Tính toán cụ thể :
2.2.1.Phơng án I:
Sơ đồ nối điện :
2.2.1.1.Chọn máy biến áp :
a.Máy biến áp hai cuộn dây :
Máy biến áp hai cuộn dây nối theo sơ đồ bộ với máy phát đợc chọn theo
công thức sau :

MVA 251SS
FdmB2dq
=

Tra bảng ta chọn máy biến áp có kí hiệu và các thông số nh sau :
11
S
HT
S
T
110kV
220kV
Bảng 2-1
Loại
MBA
S
đm
MVA
U
C
kV
U
H
kV
U
N
% I
0
%
0

P

kW
N
P

kW
Giá
3
10
R
T
125 121 10,5 10,5 0,5 100 400 135
b.Máy biến áp tự ngẫu :
Máy biến áp tự ngẫu nối theo sơ đồ bộ với máy phát đợc chọn theo công
thức sau :

FdmBTn
S
1
S


Trong đó :

là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu

5,0
220
110220

U
U-U
C
TC
=

==

Suy ra :

MVA 250125
5,0
1
S
BTn
=ì
Tra bảng ta chọn máy biến áp có kí hiệu và các thông số nh sau :
Bảng 2-2
Loại
MBA
S
đm
MVA
Điện áp cuộn
dây
kV
0
P

kW

T-NC
P

kW
U
N
% I
0
%
Giá
3
10
R
ATTH
250
C T H
120 520
C-
T
C-
H
T-
H
0,5 260
230 121 11 11 32 20
2.2.1.2.Phân bố công suất cho các máy biến áp :
a.Máy biến áp hai cuộn dây :
Do các máy phát nối bộ với các máy biến áp hai cuộn dây luôn phát với công
suất định mức do đó phân bố công suất của các máy biến áp hai cuộn dây là bằng
phẳng :

B2dq Fdm TDmax
1 1
S S S 125- 30,51 118,9 MVA
5 5
= = =
12
118,9
24
t(h)
S(MVA)
0
b.M¸y biÕn ¸p tù ngÉu:

•
C«ng suÊt t¶i lªn phÝa cao ®îc tÝnh theo c«ng thøc :

2
S-SS
S
bC
HTuC
C
∑
+
=

•
C«ng suÊt t¶i lªn phÝa trung ®îc tÝnh theo c«ng thøc :

2
S-S
S
bT
uT
T
∑
=

•
C«ng suÊt t¶i qua cuén h¹ ®îc tÝnh theo c«ng thøc :

TCH
SSS
+=
Trong ®ã :
C
S
: C«ng suÊt t¶i lªn phÝa cao

T
S
: C«ng suÊt t¶i lªn phÝa trung

H
S
: C«ng suÊt t¶i qua cuén h¹

bC
S

: C«ng suÊt cña mét bé m¸y biÕn ¸p - m¸y ph¸t ®iÖn bªn cao ¸p
Trong trêng hîp nµy S
bC
= 0

bT
S
: C«ng suÊt cña mét bé m¸y biÕn ¸p - m¸y ph¸t ®iÖn bªn trung ¸p
Trong trêng hîp nµy S
bT
= 118,9 MVA
Tõ ®ã ta cã ph©n bè c«ng suÊt cho mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu :
B¶ng 2- 3
t(h)
C«ng
suÊt
0-7 7-8 8-12 12-14 14-20 20-24
HT
S
(MVA)
233.24 159 192.4 200 252.49 203.2
uT
S
(MVA) 228 326 326 260 326 228
C
S

(MVA)
116.62 79.7 96.175 100.12 126.245 101.585
T

S
(MVA)
-64.35 -15.35 -15.35 -48.35 -15.35 -64.35
H
S
(MVA)
52.27 64.35 80.825 51.77 110.895 37.235
13
Dấu - ở đây chỉ có ý nghĩa là công suất truyền từ trung áp sang cao áp của
máy biến áp tự ngẫu.
2.2.1.3.Kiểm tra quá tải máy biến áp :
a. Hỏng máy biến áp hai cuộn dây bên trung áp (Hỏng B3) khi phụ tải bên
trung là cực đại :
Xét trong khoảng thời gian 14h ữ 20h
Trong khoảng thời gian này ta có :

uTmax
S 326 MVA
=

uF
S 16 MVA
=

HT
S 252.49 MVA
=
(trong khoảng 14hữ20h)
Khi đó :

uTmax bT
T
S -S
326 2 118,9
S 44,1 MVA
2 2
x

= = =

H Fdm TDmax uF
1 1
S S - S - S
5 2
=

1 1
125- 31,5- 16 110,7 MVA
5 2
= =

C H T
S S S 110,7 44,1 66,6 MVA
= = =
Khi đó công suất phát lên hệ thống của nhà máy là :

HT(Sau SC) C
S 2.S 2 66,6 133,2 MVA
= = ì =
Do đó ta có :

S
thiếu
= S
HT
- S
HT(Sau SC)
= 252,49 133,2 = 119,29 MVA

14
S
HT
220kV
110kV
S
T
Dễ thấy S
thiếu
< S
dt
= 200 MVA vì vậy phơng án này đáp ứng đợc yêu cầu.
Trong trờng hợp này máy biến áp tự ngẫu truyền tải công suất từ hạ lên cao
và trung áp do đó công suất truyền qua cuộn hạ là lớn nhất :
Ta có :

H tt
S 110,7MVA S 0,5.250 125 MVA
= = =
b. Hỏng một máy biến áp liên lạc (Hỏng B1):
Khi phụ tải phía trung áp là cực đại :
Xét trong khoảng thời gian 14h ữ 20h

Trong khoảng thời gian này ta có :

uTmax
S 326 MVA
=

uF
S 16 MVA
=

HT
S 252.49 MVA
=
(trong khoảng 14hữ20h)
Khi đó :

T uTmax bT
S S - S 326 3.118,9 30,7 MVA
= = =

H Fdm TDmax uF
1 1
S S - S -S 125- 30,51-16 102,9 MVA
5 5
= = =

( )
C H T
S S -S 102,9 30,7 133,6 MVA
= = =

Dấu - ở đây có ý nghĩa là công suất truyền từ trung áp sang cao áp của
máy biến áp tự ngẫu.
15
110kV
S
T
220kV
S
HT
Khi đó công suất truyền về hệ thống của nhà máy là :

HT(Sau SC) C
S S 133,6 MVA
= =
Do đó ta có :
S
thiếu
= S
HT
- S
HT(Sau SC)
= 252,49 133,6 =118,89 MVA
Dễ thấy S
thiếu
< S
dt
= 200 MVA vì vậy phơng án này đáp ứng đợc yêu cầu
Trong trờng hợp này công suất làm việc của máy biến áp tự ngẫu bị giới hạn
bởi phía hạ áp và phía cao áp : Công suất nhận đợc ở phía cao áp không đợc vợt
quá S

đm
và công suất đa vào ở phía hạ áp không đợc vợt quá S
tt
Ta dễ thấy các điều kiện trên đều đợc thoả mãn. Do đó máy biến áp tự ngẫu
trong trờng hợp này không bị quá tải.
2.2.1.4.Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp :
a.Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai dây quấn :
Đợc tính theo công thức sau :

.T
S
S
.P.TPA
2
Bdm
b
N0MBA2dq








+=
Trong đó : S
b
: Công suất tải qua máy biến áp
S

Bđm
: Công suất định mức của máy biến áp
P
0
, P
N
:Tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp
T = 8760 h
Từ đó ta có :

2
MBA2dq
119,12
A 100.8760 400. .8760 4046354,2 kWh
125

= + =
ữ

b.Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu :
Đợc tính theo công thức sau :

+=
T.PA
0MBATn

365 t
S
S
.P

S
S
.P
S
S
.P
i
2
Tndm
iH
NH
2
Tndm
iT
NT
2
Tndm
iC
NC

+








+








+
Trong đó : S
iC
, S
iT
, S
iH

: Công suất tải qua cuộn cao , trung , hạ của máy biến áp
tự ngẫu ở trong khoảng thời gian t
i

S
TNđm
: Công suất dịnh mức của máy biến áp tự ngẫu.
P
0
:Tổn thất không tải của máy biến áp tự ngẫu.
P
NC
, P
NT
, P
NH
: Tổn thất ngắn mạch cuộn cao , trung , hạ của máy
biến áp tự ngẫu.
T = 8760 h

Ta có :

kW 260
2
520
2
P
PP
T-NC
H-NTH-NC

==

==

16










+=
2
H-NT
2
H-NC
T-NCNC
PP
P0,5.P



kW 260
5,0
260
0,5

260
5200,5.
22
=






+=










+=
2
H-NC
2
H-NT
T-NCNT
PP
P0,5.P

kW 260
5,0
260
0,5
260
5200,5.
22
=






+=








+

+=
2
H-NC
2

H-NT
T-NCNH
PP
P0,5.P


kW 807
5,0
260
0,5
260
520-0,5.
22
=






++=

Với các số liệu của máy biến áp tự ngẫu ở bảng 2-2 và các số liệu ta đã tính
đợc trong bảng 2-3 ta tính đợc :
MBATn
A 120*8760 1139694,95=2190894,95 kWh
= +
Vậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp là :

MBA MBA2dq MBATn

A 3. A 2. A
= +

3.4046354,2 2.2190894,95 16520852,5kWh
= + =
2.2.1.5.Tính dòng điện cỡng bức các mạch :
1. Mạch 11 kV :
+ Tại cực máy phát điện :
cb Fdm
125
I 1,05.I 1,05. 7,22 kA
3.10,5
= = =
2. Mạch 110kV :
3. I
cbmax
=
115.3
S
maxcb
(kA)
Trong đó: S
cbmax
=MAX{S
kép
,;S
đơn
;1,05S
fđm
;S

bt
;S
scB3
;S
scB1
).
S
kép
=
88,0
80
= 90,9 (MVA)
17
•1,05S
f®m
=1,05.125= 131,25 (MVA)
• S
bt
= 64,65 (MVA)
• Sù cè b4:S
tscm
= 41,1(MVA)
• Sù cè b1:S
tscmax
= 30,7 (MVA)
 S
cbmax
= 131,25 (MVA)
I
cbmax

=
121.3
maxcb
S
= 0,63 (kA)
3. M¹ch 220 kV :
I
cbmax
=
230.3
S
maxcb
(kA)
Trong ®ã: S
cbmax
=MAX{S
kÐp
,

; S
bt
;S
scB3
;S
scB1
;S
ht
}
•S
ht

= 252,49 (MVA)
• S
bt
= 116,6 (MVA)
• Sù cè b4:S
cscmax
= 66,6 (MVA)
• Sù cè b1:S
cscmax
= 133,6 (MVA)
S
cbmax
= 252,49 (MVA)
I
cbmax
=
252,49
3.230
= 0,63 (kA) qu
2.2.2.Ph¬ng ¸n II:
S¬ ®å nèi ®iÖn :
18
110kV
S
T
220kV
S
HT
2.2.2.1.Chọn máy biến áp :
a.Máy biến áp hai cuộn dây cấp điện áp 110 kV :

Máy biến áp hai cuộn dây nối theo sơ đồ bộ với máy phát đợc chọn theo công
thức sau :

( )
MVA 251SS
Fdm
110kV
B2dq
=

Tra bảng ta chọn máy biến áp có kí hiệu và các thông số nh sau :

Bảng 2- 5
Loại
MBA
S
đm
MVA
U
C
kV
U
H
kV
U
N
% I
0
%
0

P

kW
N
P

kW
Giá
3
10
R
T 125 121 10,5 10,5 0,5 100 400 135
b.Máy biến áp hai cuộn dây cấp điện áp 220 kV :
Máy biến áp hai cuộn dây nối theo sơ đồ bộ với máy phát đợc chọn theo
công thức sau :

( )
MVA 251SS
Fdm
220kV
B2dq
=

Tra bảng ta chọn máy biến áp có kí hiệu và các thông số nh sau :
Bảng 2- 6
Loại
MBA
S
đm
MVA

U
C
kV
U
H
kV
U
N
% I
0
%
0
P

kW
N
P

kW
Giá
3
10
R
T
125
24
2
10,5 11 0,5 115 380 162
c.Máy biến áp tự ngẫu :
Máy biến áp này ta chọn giống phơng án I . Ta có :

Bảng 2- 7 :
19
Loại
MBA
S
đm
MVA
Điện áp cuộn
dây
kV
0
P

kW
T-NC
P

kW
U
N
% I
0
%
Giá
3
10
R
ATTH
250
C T H

C-
T
C-
H
T-
H
230 121 11 11 32 20
2.2.2.2.Phân bố công suất cho các máy biến áp :
a.Máy biến áp hai cuộn dây :
Do các máy phát nối bộ với các máy biến áp hai cuộn dây luôn phát với
công suất định mức do đó phân bố công suất của các máy biến áp hai cuộn dây là
bằng phẳng :

B2dq Fdm TDmax
1 1
S S S 125- 30,51 118,9 MVA
5 5
= = =
b.Máy biến áp tự ngẫu:


Công suất tải lên phía cao đợc tính theo công thức :

2
S-SS
S
bC
HTuC
C

+
=


Công suất tải lên phía trung đợc tính theo công thức :

2
S-S
S
bT
uT
T

=


Công suất tải qua cuộn hạ đợc tính theo công thức :

TCH
SSS
+=
Trong đó :
C
S
: Công suất tải lên phía cao

T
S
: Công suất tải lên phía trung

H
S
: Công suất tải qua cuộn hạ

bC
S
: Công suất của một bộ máy biến áp - máy phát điện bên cao áp
Trong trờng hợp này S
bC
= 118,9 MVA

bT
S
: Công suất của một bộ máy biến áp - máy phát điện bên trung áp
20
118,9
24
t(h)
S(MVA)
0
Trong trêng hîp nµy S
bT
= 118,9 MVA
Tõ ®ã ta cã ph©n bè c«ng suÊt cho mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu :
B¶ng 2-8 :

t(h)
C«ng
suÊt
0-7 7-8 8-12 12-14 14-20 20-24

HT
S
(MVA)
233.24 159 192.4 200 252.49 203.2
uT
S
(MVA) 228 326 326 260 326 228
C
S

(MVA)
57.17 20.25 36.725 40.67 66.795 42.135
T
S
(MVA)
-4.9 44.1 44.1 11.1 44.1 -4.9
H
S
(MVA)
52.27 64.35 80.825 51.77 110.895 37.235
2.2.2.3.KiÓm tra t×nh tr¹ng sù cè cña m¸y biÕn ¸p :
b.1.Háng m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y bªn trung ¸p ( Háng B4):
XÐt trong kho¶ng thêi gian 14h ÷ 20h
Trong kho¶ng thêi gian nµy ta cã :

uTmax
S 326 MVA
=

uF

S 16 MVA
=
21
220kV
S
HT
S
T
110kV

HT
S 252.49 MVA
=
(trong khoảng 14hữ20h)
Khi đó :

uTmax bT
T
S -S
326 118,9
S 103,55 MVA
2 2

= = =

H Fdm TDmax uF
1 1
S S - S - S
5 2
=

1 1
125- 29,4- 16 111,12 MVA
5 2
= =

C H T
S S S 111,12 103,55 7,57 MVA
= = =
Khi đó công suất phát lên hệ thống của nhà máy là :

Do đó ta có :
S
thiếu
= S
HT
- S
bT
- 2S
C
= 252,49 - 118,9 - 15,14 = 118,45 MVA
Dễ thấy S
thiếu
< S
dt
= 200 MVA vì vậy phơng án này đáp ứng đợc yêu cầu
Trong trờng hợp này máy biến áp tự ngẫu truyền tải công suất từ hạ lên cao
và lên trung áp do đó công suất truyền qua cuộn hạ là lớn nhất :
Ta có :

H
S 111,12
=
MVA 1250,5.250S
tt
==
b.2.Hỏng một máy biến áp liên lạc ( Hỏng B2 ):
Xét trong khoảng thời gian 14h ữ 20h
Trong khoảng thời gian này ta có :

uTmax
S 326 MVA
=

uF
S 16 MVA
=

HT
S 252.49 MVA
=
(trong khoảng 14hữ20h)
Khi đó

T uTmax bT
S S -S 326 2 118,9 88,2 MVAx
= = =
H Fdm TDmax uF
1 1
S S - S -S 125- 30,51-16 102,9 MVA

5 5
= = =
C H T
S S -S 102,9 88,2 14,7 MVA
= = =

Khi đó công suất truyền về hệ thống của nhà máy là :

S
thiếu
= S
HT
-
b1
S
- S
HT(Sau SC)
= 252,49 118,9 14,7 = 118,9 MVA
Dễ thấy S
thiếu
< S
dt
= 200 MVA vì vậy phơng án này đáp ứng đợc yêu cầu.
Trong trờng hợp này máy biến áp tự ngẫu truyền tải công suất từ hạ len cao
và lên trung do đó công suất truyền qua cuộn hạ nặng nề nhất :
Ta có :
22

H
S 102,9

=
MVA 1250,5.250S
tt
==
Vậy trong tất cả các trờng hợp các máy biến áp tự ngẫu đều không bị quá tải.
2.2.2.4.Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp :
a.Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây cấp điện áp 110 kV:
Đợc tính theo công thức sau :

.T
S
S
.P.TPA
2
Bdm
b
N0kV)MBA2dq(110








+=

2
118,9
100.8760 400. .8760 4046354,2 kWh

125

= + =
ữ

b.Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây cấp điện áp 220 kV:
Đợc tính theo công thức sau :

.T
S
S
.P.TPA
2
Bdm
b
N0kV)MBA2dq(220








+=

2
118,9
115.8760 380. .8760 4019236,5 kWh
125

= + =
ữ

c.Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu :
Đợc tính theo công thức sau :

+=
T.PA
0MBATn


365 t
S
S
.P
S
S
.P
S
S
.P
i
2
Tndm
iH
NH
2
Tndm
iT

NT
2
Tndm
iC
NC
















+

+








+
Trong đó theo phơng án I ta có :

kW 260PP
NTNC
==


kW 087P
NH
=
Với các số liệu của máy biến áp tự ngẫu ở bảng 2-7 và các số liệu ta đã tính
đợc trong bảng 2-8 ta tính đợc :
=
MBATn
A
1795266,3 kWh.
Vậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp là :

MBATn0kV)MBAA2dq(22kV)MBA2dq(110MBA
A2.AAA

++=
= 2x4046354,2 + 4019236,5 + 2.1795266,3 = 15702477,5 kWh.
2.2.2.5.Tính dòng điện cỡng bức các mạch :
1. Mạch 11 kV :
+ Tại cực máy phát điện :
cb Fdm
125
I 1,05.I 1,05. 7,22 kA
3.10,5
= = =
23
2. M¹ch 110kV :
I
cbmax
=
115.3
S
maxcb
(kA)
Trong ®ã: S
cbmax
=MAX{S
kÐp
,;S
®¬n
;1,05S
f®m
;S
bt
;S

scB3
;S
scB1
).
•S
kÐp
=
88,0
80
= 90,9 (MVA)
•1,05S
f®m
=1,05.125= 131,25 (MVA)
• S
bt
= 44,1 (MVA)
• Sù cè b4:S
tscm
= 103,5(MVA)
• Sù cè b1:S
tscmax
= 88,2 (MVA)
 S
cbmax
= 131,25 (MVA)
I
cbmax
=
121.3
maxcb

S
= 0,63 (kA)
3. M¹ch 220 kV :
I
cbmax
=
230.3
S
maxcb
(kA)
Trong ®ã: S
cbmax
=MAX{S
kÐp
,

; S
bt
;S
scB3
;S
scB1
;S
ht
}
•S
ht
= 252,49 (MVA)
• S
bt

= 66,8 (MVA)
• Sù cè b4:S
cscmax
= 7,57 (MVA)
• Sù cè b1:S
cscmax
= 14,7 (MVA)
S
cbmax
= 252,49 (MVA)
I
cbmax
=
252,49
3.230
= 0,63 (kA)
24
25