Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện và thiết kế trạm biến áp 10 04kv

EBOOKBKMT.COM
LỜI MỞ ĐẦU
Đã hơn hai thế kỷ, điện năng trở thành dạng năng lượng thiết yếu nhất, phổ biến
nhất trong đời sống xã hội cũng như hoạt động lao động sản xuất của con người.
Xuất phát từ tầm quan trọng đó, tại mọi quốc gia trên thế giới, cơng nghiệp điện
luôn là ngành công nghiệp cơ bản, mũi nhọn của nền kinh tế quốc gia.
Đối với nước ta, công nghiệp điện luôn được Đảng và Nhà nước xác định là
ngành cơng nghiệp mang tính nền tảng nhất, có nhiệm vụ quan trọng là phục vụ và
thúc đẩy q trình cơng nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Việc xây dựng các nhà
máy điện được quan tâm đúng mức, với hàng loạt các cơng trình thế kỷ: NMTĐ
Sơn La, NMTĐ Hồ Bình, NMTĐ Yaly, NMNĐ Phả Lại 1,2, Ninh Bình...
Trong chiến lược phát triển công nghiệp điện của nước ta, xuất phát từ điều kiện
tự nhiên của đất nước, thuỷ điện chiếm một vị trí hết sức quan trọng, bên cạnh đó
phát triển hợp lý các nhà máy nhiệt điện. Việc phát triển các nhà máy nhiệt điện là
không thể thiếu, bởi lẽ chúng bổ sung cho thuỷ điện trong mùa khô, cũng như phục
vụ các nhu cầu thực tế cục bộ khác của từng địa phương, đơn vị.
Là ngành công nghiệp thuộc sở hữu Nhà nước, cơng nghiệp điện có những thay
đổi to lớn cùng với quá trình chuyển đổi cơ chế. Bước sang nền kinh tế thị trường,
điện năng là sản phẩm hàng hoá, sản xuất điện được coi như sản xuất hàng hoá.
Với sự thay đổi nhận thức như vậy, việc xây dựng các nhà máy điện không cịn
mang tính bao cấp, mà cũng phải đảm bảo hiệu quả kinh tế, tối thiểu là thu hồi vốn
đầu tư, tránh lãng phí hoặc đầu tư khơng hiệu quả.
Với nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp được giao gồm hai nội dung chính :
1- Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện.
2- Thiết kế trạm biến áp 10/0,4kV.
Qua thời gian làm thiết kế tốt nghiệp, với khối lượng kiến thức đã được học tập
và được sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa, đặc biệt là sự chỉ dẫn trực tiếp và
tận tình của thầy Trương Ngọc Minh đã giúp đỡ em hoàn thành bản thiết kế này.
Tuy nhiên do thời gian và khả năng có hạn, nên bản đồ án này khơng tránh khỏi
những thiếu sót. Vì vậy em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên
Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 1


EBOOKBKMT.COM
Phan Hợp Thắng

PHẦN I. THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
CHƯƠNG 1
CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN, TÍNH TỐN PHỤ TẢI
VÀ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT
Tính tốn phụ tải và cân bằng công suất khi thiết kế nhà máy điện là một việc
không thể thiếu được để đảm bảo kinh tế trong xây dựng và vận hành.
Lượng điện năng do nhà máy phát ra phải cân bằng với điện năng tiêu thụ tại
các hộ dùng điện và điện năng tổn thất.
Trong thực tế lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ dùng điện luôn thay đổi. Do
vậy, người ta cần phải biết các đồ thị phụ tải, nhờ đó có thể chọn phương án vận
hành hợp lý, chọn sơ đồ nối điện phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và các
chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
Từ những vấn đề đó đặt ra nhiệm vụ trước hết cho người thiết kế là phải tiến
hành các công việc : chọn máy phát điện, tính tốn phụ tải và cân bằng cơng suất
một cách hợp lý nhất.

1.1.Chọn máy phát điện
Theo nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện có công suất 275MW,
gồm 5 máy phát điện 5 x 55MW; U đm = 10,5kV. Chọn máy phát điện loại TB-552 có các thơng số kỹ thuật cho trong bảng sau:
Loại MF

SFđm PFđm
MVA MW
TB-55-2 68,75 55

cosđm
0,8

UFđm
kV
10,5

Iđm
Xd’’
Xd’
Xd
KA
3,462 0,123 0,182 1,452

1.2.Tính tốn phụ tải và cân bằng công suất
Xuất phát từ đồ thị phụ tải ngày ở các cấp điện áp theo phần trăm công suất tác
dụng cực đại Pmax và hệ số công suất cos của phụ tải tương ứng, ta xây dựng được
đồ thị phụ tải các cấp điện áp và tồn nhà máy theo cơng suất biểu kiến theo các
cơng thức sau :
Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 2


EBOOKBKMT.COM
P (t ) 

S (t ) 

P (%)
.Pmax (1)
100

P (t )
cos 

(2)

Trong đó:
P(t) – cơng suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t.
S(t) – công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t.
cos - hệ số công suất của phụ tải.
1.2.1. Đồ thị phụ tải điện áp máy phát (phụ tải địa phương)
Phụ tải điện áp máy phát có Udm= 10 kV; PUFmax= 18 MW; cos = 0,85.
Theo các cơng thức (1) và (2) ta có bảng kết quả sau :
t(h)
0–7
PUF(%)
85
PUF(t),MW
15,3
SUF(t),MVA
18
Đồ thị phụ tải địa phương :

7 – 12
100

18
21,176

12 – 15
75
13,5
15,882

15 – 20
100
18
21,176

20 – 24
85
15,3
18

Suf (MVA)
21,176

21,176
18

18
15,882

0

7

12 15

20 24

t (h)

1.2.2. Đồ thị phụ tải trung áp
Phụ tải trung áp có Udm= 110 kV; PUTmax= 100 MW; cos = 0,88.
Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 3


EBOOKBKMT.COM
Theo các cơng thức (1) và (2) ta có bảng kết quả sau :
t(h)
0–7
PUT(%)
90
PUT(t),MW
90
SUT(t),MVA
102,272
Đồ thị phụ tải trung áp :

7 – 12
100
100
113,636

12 – 15
90
90
102,272

15 – 20
95
95
107,954

20 – 24
75
75
85,227

SuT (MVA)
113,636
102,272

102,272

107,954
85,227

0

7

12 15

t (h)

20 24

1.2.3. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
Nhà máy điện bao gồm 5 tổ máy 55 MW có cos = 0,8 nên :
PNM = 5 . 55 = 275 MW
SNM = 5 . 68,75 = 343,75 MVA
Theo các công thức (1) và (2) ta có bảng kết quả sau :
t(h)
0–8
8 – 11
PNM(%)
80
90
PNM(t),MW
220
247,5
SNM(t),MVA
275
309,375
Đồ thị phụ tải toàn nhà máy :

Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

11 – 14
85
233,75
292,187

14 – 20
100
275
343,75

20 – 24
85
233,75
292,187

Page 4


EBOOKBKMT.COM

Snm (MVA)
343,75
309,375
292,187

275

0

8 11 14

292,187

20

t (h)

24

1.2.4. Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy
Công suất tự dùng của nhà máy tại mỗi thời điểm trong ngày được tính theo
cơng thức sau :
S TD (t ) 

 % PNM
.
100 cos  TD


S (t ) 

. 0,4  0,6. NM
S NM 


Trong đó:
PNM - cơng suất tác dụng định mức của nhà máy, PNM =275 MW
SNM - công suất biểu kiến định mức của nhà máy, SNM =343,75 MVA
 - lượng điện phần trăm tự dùng,  = 5,5%
cosTD - hệ số công suất phụ tải tự dùng, cosTD = 0,8.
Kết quả tính tốn cho dưới bảng sau :
t(h)
0–8
8 – 11

SNM(t),MVA
275
309,375
STD(t),MVA
16,637
17,772
Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy:

Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

11 – 14
292,187
17,205

14 – 20
343,75
18,906

20 – 24
292,187
17,205

Page 5


EBOOKBKMT.COM

Std (MVA)

18,906

16,637

0

17,772

17,205

8 11 14

17,205

20

24

t (h)

1.2.5. Đồ thị công suất phát về hệ thống
Công suất phát về hệ thống tại mỗi thời điểm được xác định theo công thức sau :
SVHT(t) = SNM(t) - [SUF(t) +SUT(t) +STD(t) ]
Dựa vào các kết quả tính tốn trước ta tính được cơng suất phát về hệ thống của
nhà máy tại từng thời điểm trong ngày. Kết quả tính tốn cho trong bảng sau:
t(h)
0-7
7-8
8 - 11
11 - 12 12 - 14 14 - 15 15 - 20 20 - 24
SNM(t),MVA
275

275
309,375 292,187 292,187 343,75
343,75 292,187
SUF (t),MVA
18
21,176 21,176 21,176 15,882 15,882 21,176
18
SUT(t),MVA 102,272 113,636 113,636 113,636 102,272 102,272 107,954 85,227
STD(t),MVA 16,637 16,637 17,772 17,205 17,205 18,906 18,906 17,205
SVHT(t),MVA 138,091 123,551 156,791 140,17 156,828 206,69 195,714 171,755
Từ bảng kết quả trên ta có đồ thị phụ tải tổng hợp :

Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 6


EBOOKBKMT.COM

S (MVA)
350
300

Snm

250
200
SVHT

150

100

SuT

50
Suf
Std

0

7 8

11 12 1415

20

24

t (h)

1.2.6. Nhận xét
* Phụ tải nhà máy phân bố không đều trên cả ba cấp điện áp, giá trị công suất lớn
nhất và nhỏ nhất của chúng là:
- Phụ tải địa phương : SUFmax= 21,176 MVA ; SUFmin= 15,882 MVA
- Phụ tải trung áp :
SUTmax= 113,636 MVA ; SUTmin= 85,227 MVA
- Phụ tải tự dùng :
STDmax= 18,906 MVA ; STDmin= 16,637 MVA
- Phụ tải phát về hệ thống: SVHTmax= 206,69 MVA; SVHTmin= 123,551 MVA
* Vai trò của nhà máy điện thiết kế đối với hệ thống :

Nhà máy điện thiết kế ngoài việc cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện
áp và tự dùng cịn phát về hệ thống một lượng cơng suất đáng kể (lớn hơn lượng
dự trữ công suất quay của hệ thống) nên có ảnh hưởng rất lớn đến độ ổn định động
của hệ thống.

Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 7


EBOOKBKMT.COM

CHƯƠNG 2
XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP
Chọn sơ đồ nối điện chính là một trong những khâu quan trọng nhất trong việc
tính tốn thiết kế nhà máy điện. Các phương án đề xuất phải đảm bảo cung cấp
điện liên tục, tin cậy cho các phụ tải, thể hiện được tính khả thi và tính kinh tế.

2.1. Đề xuất các phương án
Dựa vào kết quả tính tốn ở chương 1 ta có một số nhận xét sau:
S

21,176

UFmax
- Do 2.S  2.68, 75 .100 15, 401%  20%
Fdm

 nên khơng cần dùng thanh góp điện áp máy phát.
– Để nâng cao tính đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp 110kV ta có

thể nối bộ máy phát + máy biến áp ba pha 2 dây quấn vào thanh góp 110kV.
- Do các cấp điện áp 220kV và 110kV đều có trung tính nối đất trực tiếp, mặt
khác hệ số có lợi  = 0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu vừa để truyền tải công
suất liên lạc giữa các cấp điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống.
- Do công suất phát về hệ thống lớn hơn dự trữ quay của hệ thống nên ta phải
đặt ít nhất hai máy biến áp nối với thanh điện áp 220kV.
- Công suất một bộ máy phát điện - máy biến áp không lớn hơn dữ trữ quay của
hệ thống nên ta có thể dùng sơ đồ bộ máy phát điện - máy biến áp.
- Do SUTmax/SUTmin= 113,636/85,227 MVA và SFđm = 68,75 MVA, cho nên ta có
thể ghép từ 1 đến 2 bộ máy phát điện - máy biến áp ba pha hai cuộn dây bên trung
áp.
- Do tầm quan trọng của nhà máy đối với hệ thống nên các sơ đồ nối điện ngoài
việc đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải còn phải là các sơ đồ đơn giản, an tồn
và linh hoạt trong q trình vận hành sau này.

Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 8


EBOOKBKMT.COM
- Sơ đồ nối điện cần phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cung cấp điện an
toàn, liên tục cho các phụ tải ở các cấp điện áp khác nhau, đồng thời khi bị sự cố
không bị tách rời các phần có điện áp khác nhau .
Với các nhận xét trên ta có các phương án nối điện cho nhà máy như sau:

2.1.1.Phương án 1
HT

110 kV

220 kV

F5

F1

F2

F3

F4

Nhận xét:
Phương án này có hai bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh
góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV và một máy phát hai cuộn
dây nối lên thanh góp 220kV. Hai bộ máy phát điện - máy biến áp tự ngẫu liên lạc
giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải
công suất thừa hoặc thiếu cho phía 110kV
+ Ưu điểm:

Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 9


EBOOKBKMT.COM
Giảm được tối đa số thiết bị nối vào thanh góp điện áp cao nên giá thành rẻ, có lợi về
mặt kinh tế. Cả hai phía điện áp cao và điện áp trung đều có trung tính trực tiếp nối đất
(U  110 kV) nên ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu để liên lạc. Mặt khác, chủng loại máy

biến áp ít nên sơ đồ dễ chọn lựa thiết bị cũng như vận hành, độ tin cậy cao, cung cấp điện
đảm bảo.
+ Nhược điểm:
Có một phần cơng suất truyền qua hai lần biến áp làm tăng tổn thất công suất. Nhưng
vì sơ đồ trên sử dụng máy biến áp tự ngẫu liên lạc nên tổn thất công suất tăng không đáng
kể

2.1.2.Phương án 2

HT

110 kV

220 kV

F4

F5

F1

Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

F2

F3

Page 10

EBOOKBKMT.COM

Nhận xét:
Phương án 2 khác với phương án 1 ở chỗ chỉ có một bộ máy phát điện - máy
biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp 110 kV. Như vậy ở phía thanh góp 220 kV có
đấu thêm hai bộ máy phát điện - máy biến áp 2 cuộn dây
+ Ưu điểm:
Về mặt công suất khắc phục được nhược điểm của phương án 1, luôn luôn cung cấp đủ
công suất cho các phụ tải cho dù gặp phải sự cố ngừng một trong các tổ máy. Do đó, độ
tin cậy cung cấp điện được nâng cao, cải thiện đáng kể.
+ Nhược điểm:
Chủng loại máy biến áp nhiều gây khó khăn trong vận hành và sửa chữa.
Vốn đầu tư máy biến áp đắt hơn so với phương án 1.

2.1.3.Phương án 3
HT

110 kV

220 kV

F1

F2

F3

Sdp

F4

F5

Trong sơ đồ này ta dùng MBA tự ngẫu liên lạc giữa điện áp cao và điện áp
trung, cơng suất có thể truyền từ cao sang trung và ngược lại tuỳ thuộc vào sự biến
đổi công suất của lưới, sự thay đổi công suất làm việc của nhà máy, thay đổi sơ đồ
Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 11


EBOOKBKMT.COM
hệ thống điện và các nguyên nhân khác. Cuộn dây hạ áp của MBA tự ngẫu có thể
nối với lưới phân phối địa phương và để cung cấp điện tự dùng dự trữ cho nhà máy
điện.
+ Nhược điểm:

Nhược điểm của phương án này là số MBA nhiều và có nhiều loại MBA, tổn
thất công suất trong các MBA lớn, số mạch nối vào thiết bị cao áp lớn không kinh
tế.Số lượng và chủng loại máy biến áp nhiều nên không có lợi về mặt kinh tế và
gây khó khăn trong tính tốn thiết kế cũng như trong vận hành, sửa chữa.
+ Ưu điểm:
-

Độ tin cậycung cấp điện cao.

-

Khi một máy biến áp tự ngẫu gặp sự cố thì các máy phát vẫn làm việc.

2.1.4.Phương án 4
HT

110 kV

220 kV

F1

F2

F3

F4

Sdp

F5

Phương án 4 chỉ khác phương án 3 ở chỗ chỉ có bộ máy phát điện – máy biến áp 2
cuộn dây nối lên thanh góp 110kV . Như vậy phía 220kV có đấu thêm một bộ máy
phát – máy biến áp 2 cuộn dây .
+ Nhược điểm:

Nhược điểm của phương án này cũng giống với phương án 3 là số MBA
nhiều và có nhiều loại MBA, tổn thất cơng suất trong các MBA lớn, số mạch nối
vào thiết bị cao áp lớn không kinh tế.Số lượng và chủng loại máy biến áp nhiều
nên khơng có lợi về mặt kinh tế và gây khó khăn trong tính tốn thiết kế cũng như
trong vận hành, sửa chữa.
Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 12


EBOOKBKMT.COM
+ Ưu điểm:
-

Độ tin cậycung cấp điện cao.

-

Khi một máy biến áp tự ngẫu gặp sự cố thì các máy phát vẫn làm việc.

Kết luận :
- Hai phương án 1 & 2 đều có ưu điểm đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp
điện áp và có cấu tạo tương đối đơn giản, dễ vận hành.

- Phương án 3 ,4 tập trung quá nhiều chủng loại máy biến áp, cấu tạo phức tạp gây
nhiều khó khăn trong vận hành và sửa chữa.
* Do đó, ta thấy hai phương án 1 & 2 có nhiều ưu điểm hơn, đảm bảo độ an toàn, độ
tin cậy, cung cấp điện ổn định, dễ vận hành... nên ta chọn hai phương án này để so sánh
về mặt kinh tế, kĩ thuật, chọn ra phương án tối ưu

2.2.Tính tốn chọn máy biến áp cho các phương án
2.2.1.Phương án 1
HT

110 kV

220 kV

F5

F1

F2

F3

F4

a.Chọn máy biến áp
Chọn máy biến áp 2 cuộn dây phía 110kV B3, B4:
Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 13


EBOOKBKMT.COM
Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4 được chọn theo điều kiện:
S B 3dm S B 4 dm S Fdm 68, 75 MVA

Do đó ta có thể chọn máy biến áp B3, B4, B5 có các thơng số kỹ thuật:
Loại
MBA
TPдцHH

Sđm
MVA

80

ĐA cuộn dây, kV
C
H
115
10,5

Tổn thất, kW
P0
PN
70
310

UN%

I0%

10,5

0,55

- Máy biến áp 2 cuộn dây bên cao áp 220kV B5 được chọn theo điều kiện:
S B 5 dm  S Fdm 68,75 MVA

Do đó ta có thể chọn máy biến áp B5 có các thông số kỹ thuật:
Loại
MBA
TPдцHH

Sđm
MVA
100

ĐA cuộn dây, kV
C
H
230
11

Tổn thất, kW
P0
PN
94
360

UN%

I0%

12

0,7

Chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 :
Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 được chọn theo điều kiện:
S B1dm  S B 2 dm 

1
S Fdm



Với  là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu:
 

Do đó :

S B1dm  S B 2 dm 

1



UC  UT
UC

S Fdm 



220  110
 0,5
220

1
.68,75 137,5 MVA
0,5

Từ kết quả tính tốn trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 có thơng số kỹ
thuật :

Loại
MBA

Sđm
MVA

ATдцHTH

160

ĐA cuộn dây, kV
C

T

H

P0

230

121

11

85

Tổn thất, kW
PN

UN%

C-T

C-H

T-H

380

-

-

C-T

C-H

T-H

11

32

20

I0%
0,5

b.Phân bố công suất cho các máy biến áp
Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4, B5:

Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 14


EBOOKBKMT.COM
Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện - máy biến áp 2
cuộn dây ta cho phát hết công suất từ 0 - 24h lên thanh góp, tức là làm việc liên tục
với phụ tải bằng phẳng. Khi đó cơng suất tải qua máy biến áp bằng :
SB3 S B 4 S B 5 S Fdm 

1
18,906
.Std max 68, 75 
64,969 MVA
5
5

Máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 :
- Cơng suất phía cao áp :

1
S C ( B1)  S C ( B 2)  .( SVHT  S B 5 )
2

- Công suất phía trung áp:

1
S T ( B1)  S T ( B 2)  .( SUT  2.S B 3 )
2

- Cơng suất phía hạ áp: S H ( B1) S H ( B 2) S C ( B1)  S T ( B1)
Kết quả tính tốn phân bố cơng suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu B1
và B2 được cho trong bảng sau :
SC (MVA )
ST (MVA)
SH (MVA)

0-7
36,561
-13,833
22,728

7-8
29,291
-8,151
21,14

8-11
45,911
-8,151
37,76

11-12
37,60
-8,151
29,449

12-14
14-15
15-20
20-24
45,929 70,861 65,372 53,393
-13,833 -13,833 -10,992 -22,356
32,096 57,028
54,38
31,037

Dấu “ - ” trước cơng suất của phía trung có nghĩa là chỉ chiều truyền tải cơng
suất từ phía trung áp sang phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu. Như vậy, máy biến
áp tự ngẫu chỉ làm việc trong chế độ tải công suất từ hạ và trung áp lên cao áp khi
phụ tải trung áp cực tiểu còn trong các thời điểm khác máy biến áp tự ngẫu đều
làm việc trong chế độ tải công suất từ hạ áp lên cao và trung áp.
c.Kiểm tra khả năng quá tải của máy biến áp
Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4, B5:
Vì cơng suất của máy biến áp B3, B4, B5 đã được chọn lớn hơn công suất định
mức của máy phát điện. Đồng thời từ 0 - 24h luôn cho bộ máy phát điện - máy
biến áp này làm việc với phụ tải bằng phẳng nên đối với máy biến áp B3, B4, B5 ta
không cần phải kiểm tra khả năng quá tải .
Máy biến áp liên lạc B1 và B2 :
Quá tải bình thường:
Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 15


EBOOKBKMT.COM

Từ bảng phân bố cơng suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu ta thấy công
suất qua các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu đều nhỏ hơn cơng suất tính tốn :
Stt = STNđm = 0,5.160 = 80MVA
Vậy trong điều kiện làm việc bình thường các máy biến áp tự ngẫu B1, B2
không bị quá tải.
Quá tải sự cố:
Sự cố một máy biến áp 2 cuộn dây bên trung áp :
HT

110 kV

220 kV

B5

B1

B2

F1

F5

B3

F2

B4

F3

F4

- Bộ máy phát điện – máy biến áp hai dây quấn bên trung:
SBT = SđmF -

1
5

Std = 68,75 –

1
5

.18,906 = 64,969MVA

- Điều kiện kiểm tra sự cố:
2Kqt .SđmTN STmax SđmTN 

SUT max  S BT
2 K qt

113, 636  64,969
SđmTN 
34, 762 MVA
2.0,5.1, 4
SđmTN = 160 MVA >34,762 MVA nên thoả mãn điều kiện
- Phân bố công suất trên các cuộn dây MBA tự ngẫu khi xảy ra sự cố:
+ Công suất qua phía trung của máy biến áp tự ngẫu:

ST =

1
2

.(SUT – SBT)

+ Công suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu:
Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 16


EBOOKBKMT.COM
S H S Fdm 

1
1
Std  S uf
5
2

+ Công suất qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu:
SC SH  ST

Khi đó cơng suất phát lên hệ thống là 206,69 MVA, vì thế lượng cơng suất thiếu là
Sthiếu = SVHT  (2SC  S BT )
Vào các thời điểm trong ngày do các phụ tải làm việc với đồ thị khơng bằng
phẳng cho nên lượng cơng suất qua phía cao – trung - hạ của các máy biến áp tự
ngẫu cũng thay đổi.

Qua tính tốn ta lập được bảng phân phối cơng suất truyền tải trên các phía
của các máy biến áp liên lạc tại từng thời điểm trong ngày như bảng sau:
ST (MVA )
SH (MVA)
SC (MVA)
Sthiếu(MVA)

0-7
18,651
56,423
37,772
-2,42

7-8
24,336
54,834
30,501
-2,42

8-11
24,336
54,608
30,274
31,273

11-12
24,336
54,721
30,387
14,426

12-14
18,651
57,368
38,716
14,426

14-15
18,651
57,028
38,376
64,968

15-20
21,493
54,381
33,888
64,968

20-24
10,129
56,309
46,18
14,426

Trong trường hợp này các máy biến áp liên lạc làm việc theo chế độ truyền tải
cơng suất từ phía Hạ lên phía Cao & Trung khi đó cơng suất cuộn Hạ là lớn nhất.
Do đó điều kiện kiểm tra là: kqtsc.α.SđmTN SHmax
Trong đó: kqtsc - hệ số quá tải sự cố của máy biến áp, kqtsc = 1,4
Ta được: kqtsc. α.SđmTN = 1,4 .0,5.160 = 112 MVA > SHmax = 57,368 MVA

Như vậy các MBA tự ngẫu thỏa mãn điều kiện quá tải sự cố.
Lượng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (150 MVA) nên máy biến
áp được chọn thoả mãn.
Sự cố hỏng một máy biến áp tự ngẫu :

Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 17


EBOOKBKMT.COM

HT

110 kV

220 kV

B5

B1

F5

B2

F1

B3

F2

B4

F3

F4

- Điều kiện kiểm tra sự cố:
.Kqt .SđmTN SUTmax- 2.SBT SđmTN 

SUT max  2.S BT
 K qt

113, 636  2.64,969
 23, 289 MVA  thoả mãn điều
0,5.1, 4

SđmTN =160 (MVA) 

kiện
- Xét phân bố công suất trên các cuộn dây của MBA tự ngẫu khi sự cố:
+ Cơng suất truyền trên phía trung:
ST SUT  2.SBT

+ Cơng suất qua cuộn hạ của máy biến áp tự ngẫu:
1
S H S Fdm  Std  Suf
5
+ Công suất qua phía cao của máy biến áp tự ngẫu:

SC SH  ST

Khi đó cơng suất phát lên hệ thống là 206,69MVA, vì thế lượng cơng suất thiếu
là
Sthiếu = SVHT  SC  S BT
Qua tính tốn ta lập được bảng phân phối cơng suất truyền tải trên các phía của
các máy biến áp liên lạc tại từng thời điểm trong ngày như bảng sau:

Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 18


EBOOKBKMT.COM

ST (MVA )
SH (MVA)
SC (MVA)
Sthiếu(MVA)

0-7
7-8
8-11
11-12
12-14
14-15
15-20
20-24
-27,666 -16,302 -16,302 -16,302 -27,666 -27,666 -21,984 -44,711
47,423 44,247 44,019 44,133 49,427 49,086 43,792 47,309

75,088 60,548 60,321 60,435 77,093 76,753 65,776 92,02
-1,966 -1,966 31,500 14,766 14,766 64,968 64,968 14,766

Trong trường hợp này máy biến áp liên lạc làm việc theo chế độ truyền tải công
suất từ Hạ và Trung lên Cao khi đó cơng suất phía cao là lớn nhất, do đó điều kiện
kiểm tra là:
kqtsc. SđmTN SCmax
Trong đó: kqtsc - hệ số quá tải sự cố của máy biến áp, kqtsc = 1,4
Ta được: kqtsc. SđmTN= 1,4 .160 = 224 MVA > SCmax = 92,02 MVA
Như vậy các MBA tự ngẫu thỏa mãn điều kiện quá tải sự cố.
Lượng công suất thiếu nhỏ hơn dự trữ quay của hệ thống (150 MVA) nên máy biến
áp được chọn thoả mãn.
Kết luận : Các máy biến áp đã chọn cho phương án 1 hoàn toàn đảm bảo điều
kiện q tải bình thường và q tải sự cố.
d.Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp
Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây B3, B4, B5 :
Do bộ máy phát điện - máy biến áp làm việc với phụ tải bằng phẳng trong suốt
cả năm với SB3 = SB4 = SB5 =64,969 MVA nên tổn thất điện năng trong mỗi máy
biến áp hai cuộn dây được tính như sau:
2

 S 
A P0 .T  PN .  B  .T
 S Bdm 

Trong đó:
- P0 : Tổn thất khơng tải của máy biến áp, kW
- PN : Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, kW
- SBđm : Công suất định mức của máy biến áp, kVA
- T : Thời gian làm việc trong năm, T = 8760 h

Ta có:
2

 S 
A P0 .8760  PN .  B  .8760
 S Bdm 

Thay số ta được:
2

 64,969 
AB5 =94.8760 +360. 
 .8760 = 2154565,402 kWh  2154,565 MWh
 100 
2

 64,969 
 .8760 =2404210,74kWh 
 80 

AB3 = AB4 =70.8760 + 310. 
2404,21MWh
Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

Page 19


EBOOKBKMT.COM
Vậy tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp hai dây quấn là:
AB3,4,5 = AB3 + AB4 + AB5 = 2154,565+ 2.2404,21= 6962,985 MWh

Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B1, B2 :
Tổn thất điện năng được tính theo cơng thức
365
AT P0 .8760  2 . (PN  C .SiC2  PN  T .SiT2  PN  H .SiH2 ).ti
S dmTN
Trong đó:
SdmTN
: cơng suất định mức của máy biến áp tự ngẫu.
P0
: tổn thất khơng tải kW
- SiC,SiT,SiH
: cơng suất tải phía Cao, Trung, Hạ của máy biến áp tự
ngẫu tại thời điểm ti trong ngày
- PN-C, PN-T, PN-H : tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cao, trung, hạ
của máy biến áp tự ngẫu:
P
 P
1
1
 1
PNC   PNC  T  NC  H 2 NT  H   .PNC  T  .380 190 kW
2
2

 2

1
P
 P
1

 1
PNT   PNC  T  NT  H 2 NC  H   .PNC  T  .380 190 kW
2

2
 2
1  PNT  H  PNC  H

 1  0,5.380  0,5.380
PNH  
 PNC  T   .
 380  570 kW
2
2
2

0,5
 2


Ta có:
AT = A1 + A2
Thành phần thứ nhất:
A1 = P0.8760 = 85.8760 =744600 kWh = 744,6 MWh
Thành phần thứ hai:
365
A2  A2 i  2 .(PN  C .SiC2  PN  T .SiT2  PN  H .SiH2 ).ti
S dmTN
Dựa vào bảng phân bố cơng suất ta tính được thành phần thứ hai như sau:

SC (MVA )
ST (MVA)

0-7
36,561
-13,833

7-8
29,291
-8,151

Phan Hợp Thắng HTĐ1-K52

8-11
45,911
-8,151

11-12
37,60
-8,151

12-14
14-15
15-20
20-24
45,929 70,861 65,372 53,393
-13,833 -13,833 -10,992 -22,356
Page 20