Thiet ke nha may dien 1 46013

đồ án môn học

nhà máy điện

lời mở đầu
Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nớc, ngành năng lợng
là một ngành công nghiệp quan trọng. Nhu cầu sử dụng năng lợng ngày càng
nhiều, do vậy luôn đợc u tiên phát triển hàng đầu. Nhà máy điện là một phần
không thể thiếu trong quá trình sản xuất điện năng của ngành năng lợng. Cùng
với sự phát triển của ngành năng lợng nói chung việc xây dựng các nhà máy
điện và hòa vào các hệ thống điện sẽ nâng cao tính đảm bảo cung cấp điện
liên tục cho các hộ tiêu thụ vì chúng hỗ trợ nhau khi có sự cố một nhà máy
điện nào đó. Đồng thời nâng cao chất lợng điện năng công suất truyền tải,
giảm tổn thất điện năng và đáp ứng yêu cầu về chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật đề ra
của ngành năng lợng.
Sau khi học xong môn học Phần điện nhà máy điện và trạm biến áp em
đợc giao nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học nhà máy điện nhit điện gồm 4 tổ
máy mỗi tổ có công suất 50 MW
Trong quá trình làm đồ án em đợc sự hớng dẫn tận tình của các thầy giáo
bộ môn Hệ thống điện nhất là đợc sự chỉ dẫn trực tiếp của thầy giáo LÃ Văn
út và thầy Phm Vn Ho đà giúp em hoàn thành đồ án này
Thiết kế nhà máy điện là một mảng đề tài rất lớn đòi hỏi nhiều về trình độ
chuyên môn do vậy trong quá trình thiết kế đồ án em không thể tránh khỏi
những thiếu sót, em mong đợc sự chỉ bảo hớng dẫn góp ý nhận xét của các
thầy giáo để em hoàn thành tốt nhiệm vụ đợc giao.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy đà tận tình giảng dậy và
giúp đỡ em trong quá trình học tập.

Chơng I
tính toán phụ tải và cân bằng công suất
I. Chọn máy phát điện

Nhà máy điện gồm 4 tổ máy mỗi tổ 50MW. Ta sẽ chọn các máy phát
điện cùng loại, tua bin hơi kiểu: TB - 50 - 2 có các tham số theo bảng sau:
Loại máy
phát
9

Thông số định mức
N
S
P
U
Cos
(v/ph) (MVA) (MW) (kV)

Điện kháng tơng đối
I
(kA)

xd

xd

xd

1


đồ án môn học

TB.50.2

3000

nhà máy điện

62,5

50

10,5

0,8

5,78 0,135

0,3

1,84

II. Tính toán phụ tải và cân bằng công suất

Từ bảng biến thiên công suất ngày ta xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp
theo công thức:

P%
.P max
P(t)= 100

P(t )

S(t)= cos

(1.1)
Trong đó : S(t) Là công suất biểu kiến của phụ tải tại thời điểm t.
P(t) Là công suất tác dụng của phụ tải tại thời điểm t.
Cos Hệ số công suất phụ tải.
1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy:
Pmax = 50 x4 = 200 MW ; cos = 0,8
Dựa vào đồ thị P% của nhà máy ta tính đợc phụ tải của nhà máy
Kết quả tính toán ghi trong bảng sau
t (giờ)

08

8 12

12 14

14 20

20 24

P%

70

90

100

85

70

PNM (t) MW

140
175

180
225

200
250

170
212,5

140
175

SNM (t) MVA

Đồ thị phụ tải toàn nhà máy:

SNM(t)
MVA
250
175

225
212,5

175

9

2


đồ án môn học

nhà máy điện

2. Tính toán phụ tải tự dùng :
Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện đợc tính theo công thức :
Std(t) = Stdmax
Trong đó :

(

0,4 + 0,6 .

S dmNM =n. SdmF =4 .
S td max =α % .

SNM (t )
SdmNM

)

50
=250( MVA ).
0,8

P dmNM
.
cos ϕtd

 : Hệ số công suất tự dùng của nhà máy = 7%.
Sđm NM: Công suất đặt của toàn nhà máy .
S NM: Công suất nhà máy phát ra tại thời điểm t.
Ta có bảng biến thiên công suất tự dïng nh sau:
08

t (giê)

8  12

12  14

14  20

20 24

P%

70
90
100

85
70
175
225
250
212,5
175
S td (t) MVA
14,15
16,2
17,3
15,7
14,15
Từ bảng phân bố công suất trên ta vẽ đợc đồ thị phụ tải tự dùng nh sau:
SNM (t) MVA

Std(t)
MVA
20
15

14,15

16,2 17,3

15,7

14,15

10

5
0 2 4 6
8 10 12 14 16 18 20
3. Tính toán phụ tải cấp điện ¸p m¸y ph¸t :
Theo bµi ra ta cã : Pmax = 9,2(MW) ; cos = 0,8.
Ta cã :
S max =

22 24

t(h)

Pmax 9,2
= =11, 5( MVA ).
cos 0,8

Căn cứ vào bảng biến thiên công suất phụ tải cấp điện áp máy phát và
áp dụng công thức (1 1) ta có bảng phân bố công suất sau:

9

3


đồ án môn học

nhà máy điện
06

t (giờ)

6 10

10 14

14 18

18 24

P%

55
80
100
90
65
5,06
7,4
9,2
8,3
6
S UF (t) MVA
6,33
9,2
11,5
10,4
7,5
Từ bảng phân bố công suất trên ta vẽ đợc đồ thị phụ tải cấp điện áp máy
phát nh sau :
P UF (t) MW

SUF(t) MVA

11,5
10,4

9,2

7,5

6,33

4. Tính toán phụ tải trung áp :
Theo
MW;14
cos16
= 0,8.
0 bài
2 ra4ta cã
6 : P8max =1095 12
18
S max =

20

22 24

t(h)

Pmax 95

= =118 ,75 (MVA ).
cos 0,8

Căn cứ vào bảng biến thiên công suất phụ tải trung áp và áp dụng công
thức (1 1) ta có bảng phân bố công suất sau:
t (giê)

04

4  10

10  14

14 18

18  24

P%

70
85
95
100
75
66,5
80,75
90,25
95
71,25
S UT (t) MVA

83,13
100,94
112,81
118,75
89,06
Từ bảng phân bố công suất trên ta vẽ đợc đồ thị phụ tải cấp điện áp
trung áp nh sau :
P UT (t) MW

150
9

100

83,13

100,94 112,81

118,755

89,06

4


50
đồ án môn học

0

nhà máy điện

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20 22 24

t(h)

5. Tính toán công suất phát về hệ thống :
Công suất phát vẽ hệ thống đợc tính theo c«ng thøc sau :
SHT (t) = SNM(t) - [SUF(t) + SUT (t) + STD(t)]
Từ công thức trên ta có bảng cân bằng công suất toàn nhà máy nh sau:

175

8
10
225

10
12
225

14,5

14,15

16,2

83,13

100,94

100,94

6,33

6,33

9,2

t (giê)

04

46

68

SNM(t)

175

175

STD(t)

14,15

SUT(t)
SUF(t)
SVHT(t
)

212,5

20 
24
175

15,7

15,7

15,7

112,81

118,75

89,06

89,06

11,5

10,4

7,5

7,5

250

14
18
212,5

16,2

17,3

100,94

112,81

9,2

11,5

12 14

18  20

71,4 53,58 50,71 98,66 84,5 108,4 67,65 100,24 64,29
Từ bảng phân bố công suất trên ta vẽ đợc đồ thị phụ tải phát về hệ thống
nh sau :
SVHT(t) MVA

108,4
98,66

100

100,24
84,5

71,4

75

67,65
53,58

50

64,29

50,71

25

t(h)
9

5


đồ án môn học

nhà máy điện

Ta có đồ thị phụ tải tổng hợp của toàn nhà máy :
S(t)
MVA

175

SNM

112,81

118,75

100,94

100,24
89,06

108,4

83,13

SUT

98,66
84,5

71,4
53,58

SVHT

67,65

64,29

50,71

17,3
16,2

14,15
6,33

9,2

15,7
11,5

14,15
7,5

Std

10,4

Nhận xét chung
- Phụ tải điện áp trung cực đại là: 118,75 (MVA) chiếm

SUF
t(h)

S t max
118, 75
.100=
. 100=47 ,5 %
S dmNM
250

công suất phát của toàn nhà máy.
- Phụ tải cực đại phát về hƯ thèng lµ: 108,4 (MVA) chiÕm
9

6


đồ án môn học

nhà máy điện

S VHT max
108 , 4
. 100=

.100=43 , 36 %
SdmNM
250

- Phụ tải cấp điện áp máy phát cực đại là : 11,5(MVA) chiếm
S Uù max
11,5
. 100=
. 100=4,6 %
SdmNM
250

* Nh vậy nhà máy đủ khả năng cung cấp điện cho phụ tải ở các cấp
điện áp và phát công suất về hệ thống.
- Cấp điện áp cao 220kV trung tính trực tiếp nối đất nên dùng máy biến
áp tự ngẫu làm liên lạc là máy biến áp tự ngẫu sẽ có lợi hơn so với máy biến
áp 3 dây quấn.
- Khả năng phát triển của nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh vị trí
nhà máy, địa bàn phụ tải, nguồn nhiên liệu Riêng về phần điện nhà máy Riêng về phần điện nhà máy
hoàn toàn có khả năng phát triển thêm phụ tải ở các cấp điện áp sẵn có.

III Chọn ph Chọn phơng án nối dây cho nhà máy.

Việc chọn sơ đồ nối dây chính của nhà máy điện là một khâu quan
trọng trong quá trình thiết kế cuả nhà máy điện. Vì vậy phải nghiên cứu kỹ
nhiệm vụ thiết kế, nắm vững các số liệu ban đầu, các phơng án phải đảm bảo
cung cấp liên tục cho các hộ tiêu thụ và phải khác nhau về cách ghép nối máy
biến áp, về số lợng, dung lợng của máy biến áp, về số lợng máy phát điện
ghép bộ với máy biến áp.
Sơ đồ lới điện chính giữa các cấp điện áp của một phơng án dựa trên cơ

sở nhằm thoả mÃn các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Số lợng máy phát điện nối vào thanh góp điện áp máy phát phải thoả
mÃn điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát thì các máy còn lại
vẫn phải đảm bảo đủ cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát và phụ
tải cấp điện áp phía trung.
- Công suất mỗi bộ máy phát điện - máy biến áp không đợc lớn hơn dữ
trữ quay của hệ thống.
9

7


đồ án môn học

nhà máy điện

- Khi phụ tải cấp ®iƯn ¸p m¸y ph¸t nhá ®Ĩ cung cÊp cho nã cã thĨ lÊy rÏ
nh¸nh tõ c¸c bé m¸y ph¸t - máy biến áp, nhng công suất rẽ nhánh không đợc
vợt quá 15% công suất của bộ.
Theo bài ra ta có:
1 S
1 11 ,5
100 . . Uï max = .
.100=9,2<15 %
2 S Fdm 2 62 , 5
nên ta không sử dụng thanh góp

điện áp máy phát.
- Không nên dùng quá hai máy biến áp ba cuộn dây hoặc tự ngẫu để
liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp. Vì vậy sẽ làm sơ đồ nối thiết bị phân

phối phức tạp hơn.
- Máy biến áp tự ngẫu chỉ dùng khi cả hai phía điện áp trung và cao đều
có trung tính trực tiếp nối đất (U>110kV).

1. Phơng án I
HT

220kV

B1

F1

B2

F2

110kV

B3

F3

B4

F4

- Ph- S
ơng án này, hai tổ máy F 1, F2 đợc nối với thanh góp
UF

220kV qua
máy biến áp liên lạc B1 và B2. Còn phía 110kV đợc
ghép bộ 2
máy phát điện F3 và F4 với 2 máy biến áp B3 và B4.
- Phụ tải cấp điện áp máy phát đợc lấy rẽ nhánh từ F1 và F2, độ tin cậy
cung cấp điện đảm bảo, số chủng loại MBA ít do chỉ cần 2 loại MBA thuận
tiện cho việc mua sắm thiết bị dự phòng.
9

8


đồ án môn học

nhà máy điện

2. Phơng án II.
HT

110kV

220kV

B1

F1 F2

B2

B3

SUF

F3

B4

F4

Đối với phơng án 2 phía điện áp cao có một bộ máy phát điện và máy
biến áp 2 dây quấn B1 và 2 máy biến áp tự ngẫu liên lạc B 2 và B3 làm nhiệm vụ
liên lạc giữa 3 cấp điện áp máy phát 110kV, 220kV.
- Phía điện áp trung đợc nối với một bộ máy phát và máy biến áp 2 dây
quấn B4
- Phụ tải cấp điện áp máy phát đợc rẽ nhánh từ F2, F3.
- Phơng án này cũng đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu
thụ, so với phơng án I, Phơng án này có vốn đầu t cao hơn vì có một bộ máy
phát, máy biến áp hai dây quấn đặt ở phía 220kV nhng tổn thất điện năng lại
nhỏ hơn, số lợng chủng loại máy biến áp dự phòng cần nhiều hơn phơng án I
(03 loại MBA).

9

9


đồ án môn học

nhà máy điện

3. Phơng án III
HT

220kV

F1

110kV

F2

F3

F4

Đối với phơng án III ở mỗi cấp điện áp 220kV và 110kV đều có hai bộ
máy phát điện máy biến áp 3 pha 2 dây quấn, để liên lạc giữa các cấp
điện áp dùng hai máy biến áp tự ngẫ, phụ tải cấp điện áp máy phát đợc cấp
từ hai máy biến áp tự ngẫu.
- Phơng án này đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải ở các cấp điện
áp tuy nhiên xét về mặt kinh tế thì phơng án III có vốn đầu t lớn hơn so với
các phơng án I và II.
- Mặt khác phơng án này vận hành phức tạp hơn phơng án I và II, phơng
án này sử dụng 6 máy biến áp nên tổn thất điện năng lớn hơn phơng án I và II.
* Kết luận:
Qua việc đánh giá u nhợc điểm của từng phơng án, ta thấy các phơng án
I, II đơn giản, dễ vận hành, tổn thất điện năng thấp và kinh tế hơn so với phơng án III. Do đó ta giữ lại phơng án I và II để tính toán cụ thể so sánh các chỉ
tiêu thông số kỹ thuật tạo ra phơng án tối u.

Chơng II

Chọn máy biến áp - tính tổn thất điện năng

Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện, công suất
của chúng rất lớn, bằng khoảng 4 đến 5 lần tổng công suất các máy phát điện.
Do vốn đầu t cho máy biến áp nhiều nên ta mong muốn chọn số lợng máy biến
áp ít đi, công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo cấp điện cho hộ tiêu thụ:
A. Phơng ¸n 1
I. Chän m¸y biÕn ¸p

1. Chän m¸y biÕn ¸p néi bé B3 vµ B4
9

1
0


đồ án môn học

nhà máy điện

Theo điều kiện: SđmB SđmMF = 62,5 MVA
Vị trí làm việc của 2 MBA B3 và B4 là nh nhau nên ta chọn 2 MBA cùng
loại: TPH-63 H-63 có các thông số kỹ thuật nh sau:
Sđm
(MVA)
63

Điện áp (kV)
Cao
Hạ

115

Tổn thất (kW)
P0
PN

10,5

59

245

UN%

I0%

10,5

0,6

Giá 103
USD
450

2. Chọn máy biến áp tự ngẫu B1 và B2:
Theo điều kiện:

1
1
S dmF=

0,5 .62,5 = 125 (MVA)
SBđm
Chọn B1 và B2 cùng loại: ATTH 125 có các thông số kỹ
thuật :
Điện áp kV

Sđm
MVA
125

P0
kW

C

T

H

230

121

11

75

PN

UN%

CT

T-H

CH

C-T

CH

T-H

290

-

-

11

31

19

I0%

Giá
103U
SD

0,6

650

II. Phân bố phụ tải cho máy biến áp :

1. Đối với máy biến áp nội bộ B3 và B4
Công suất trong cuộn dây của mỗi MBA B 3 và và B4 đợc xác định theo

1
1
công thức: SB3 = SB4 = SđmMF - 4 Stdmax = 62.5 - 4 .17,3 = 58,2(MVA)
Tỉng c«ng st 2 MBA B3 và B4 phát lên thanh góp trung áp lµ:
SB3 + SB4 = 58,2 + 58,2 = 116,4 (MVA)
2. Đối với MBA tự ngẫu B1 và B2:
- Công suất qua cn cao ¸p cđa tù ngÉu:
S HT (t )
2
SC B1(t) = SC B2(t) =
- C«ng suÊt qua cuén trung cña tù ngÉu:
S T ( t )−( S B 3 +S B 4 )

ST B1(t) = ST B2(t) =
9

2

1
1

đồ án môn học

nhà máy điện

- Công suất qua cuộn hạ của tự ngẫu là:
SH B1(t) = SH B2(t) = SC B1(t) + ST B1(t) = SC B2 + ST B2(t)
Tính toán giá trị cho từng thời điểm ta có bảng phân bố sau:
t giờ
S(MVA)
SC B1 = SC B2
ST B1 = ST B2
SH B1= SH B2
SB3 = SB4

04

46

68

8  10

10
12

12
14

14
18

18 20

20 24

35,7

26,8

25,4

49,33

42,3

54,2

33,8

50,1

32,1

-16,64 -7,73 -7,73
17,6
19,06 19,07
7
116,

116,4 116,4
4

-7,73

-1,8

-1,8

2,35

-13,67 -13,67

41,6

40,5

52,4

36,15

36,43

18,43

116,4

116,4 116,4 116,4

116,4

116,4

III. KiÓm tra quá tải MBA trong phơng án I :

1. Các máy biến áp B3 và B4 :
ĐÃ chọn theo công thức: SđmB SđmF nên không cần kiểm tra quá tải.
2. Các MBA tự ngẫu B1 và B2 :
a. Giả sư sù cè háng 1 m¸y biÕn ¸p B 3 (hoặc B4) vào thời điểm phụ
tải trung cực đại.
Theo bảng cân bằng công suất có:
STmax = 118,75 MVA và SVHT = 67,65 MVA vµ SUF =10,4 MVA
Khi sù cè háng B3 thì phụ tải trung áp 110kV đợc cung cấp bëi B4 vµ 2
MBA tù ngÉu B1 vµ B2.
HT

220kV

B1


F1

110kV

B2

B3




F2

F3

B4


F4

- MBA B4 cung cÊp 58,2(MVA)
- MBA B1 vµ B2 cung cÊp.
STmax – SB4
STB1 = STB2 =
2
9

118,75 – 58,2
=
= 30,28 (MVA)
2

1
2


đồ án môn học

nhà máy điện

- Công suất truyền tải qua cuộn hạ áp của tự ngẫu lúc này là:

1
1
. Std max −
2 .SUF =
S HB1 = S H B2 = SF®m - 4
1
= 62,5 -

1
.17,3 -

.10,4 = 48,65 (MVA)

4
2
- Công suất truyền tải qua cuộn cao áp của MBA tù ngÉu lµ:
SC B1 = S C B2 = S H B1 - ST B1 = SH B2 - ST B2
= 48,65 – 30,28 = 18,27(MVA)
- Khi sù cè m¸y biến áp B3 máy phát F1 và F2 làm việc với công suất
định mức (Sđm) để cung cấp cho phụ tải trung áp.
So với bình thờng lợng công suất phát vào hệ thống còn thiếu
Sthiếu = SVHT (SC B1 + SC B2) = 67,65 – (2 .18,37) = 30,81 (MVA)
Lợng này nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hÖ thèng
S dt =

15
. 2800=420( MVA ).

100

 hÖ thèng vÉn làm việc ổn định.
ST B1 (quá tải) = ST B2 (quá tải) = 1,4..SđmB = 1,4.0,5.125 = 87,5 (MVA).
lớn hơn rÊt nhiỊu so víi c«ng st trun qua cn trung là 40 MVA. cuộn hạ
áp, cuộn cao áp của MBA tự ngẫu không bị quá tải vì 2 cuộn dây này không
phải truyền tải quá công suất định mức.Vậy MBA đà chọn không bị quá tải
b. Giả sử sự cố háng mét bé m¸y ph¸t – MBA tù ngÉu B 1 (hoặc B2)
vào lúc phụ tải trung cực đại.
Ta có : STmax = 118,75(MVA); SVHT = 67,65 (MVA).
- Khi sù cè MBA tù ngÉu B1 chØ cßn mét MBA tù ngẫu B2 nối với phụ
tải trung áp. Phụ tải trung áp lúc này vẫn nhỏ hơn công suất 2 bộ F 3 B3 và
F4 - B4 nên lợng công suất còn lại đợc truyền qua cuộn cao áp của B2 vỊ hƯ
thèng.
HT

110kV

220kV

B1


9

F1

B2

B3



B4


F2

F3

F4

1
3


đồ án môn học

nhà máy điện

- Công suất truyền qua cuén trung cña MBA tù ngÉu B2
ST B2 = STmax – (SB3 + SB4) = 137,5 – (2 . 57,5) = 22,5 (MVA)
- Công suất truyền qua cuộn hạ của m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B2.
1
S td max +S UF )
–( 4

1
= 62,5 - 4 . 20 – 11,5 = 46

SH B2 = SđmF
(MVA)
- Công suất truyền qua cuộn cao cđa MBA tù ngÉu B2 lµ:
SC B2 = SH B2 - ST B2 = 46 – 22,5 = 23,5 (MVA)
C«ng suất định mức lớn hơn nhiều so với công suất thực cần phải tải khi
sự cố do đó MBA tự ngẫu không bị quá tải.
- Lợng công suất phát vào hƯ thèng b»ng SC B1 = 23,5 (MVA)
So víi b×nh thờng lợng công suất phát vào hệ thống còn thiếu
Sthiếu = SVHT – SC B2= 46,4 – 23,5 = 23,32 (MVA)
Lợng này nhỏ hơn công suất dự trữ của hệ thống (S dt = 420 MVA). Quá
trình tính ở trên ta thÊy khi sù cè m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B 1 các cuộn dây của
máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.
Vậy các MBA đà chọn cho phơng án 1 hoàn toàn bảo đảm yêu cầu kỹ
thuật, làm việc tin cậy không có tình trạng làm việc quá tải.
IV. Tính tổn thất điện năng trong các MBA cho phơng án I :

1. Tổn thất điện năng trong 2 MBA B3 và B4 :
Theo công thức:
AA= AP0 .T +AP N .

S max

2

[ ]
S dmB

.



Trong ®ã:
- P0, PN: tỉn thÊt không tải và tổn thất ngắn mạch trong MBA.
- Smax: phơ t¶i lín nhÊt qua MBA.
- T : Sè giê trong một năm.
- : thời gian tổn thất công suất lớn nhất (trong trờng hợp này

:
Vậy
B3 = B4 = 59.8760 + 245.

58,22
.8760 = 2377,9.103 (KWh)
62,52

2. Tổn thất điện năng trong MBA tù ngÉu B1 vµ B2

9

1
4


đồ án môn học

nhà máy điện

[

AA TN = AP 0 .T +365 . ∑ ΔAP N−C .

S2iC
S 2Bdm

+ ΔAP N−T .

S 2iT
S 2Bdm

+ ΔAP N− H .

2
SiH

S2Bdm

]

.t i

Trong ®ã : SiC, SiT, SiH là công suất tải qua cuộn cao, cuộn trung và cuộn
hạ áp của máy biến áp tự ngẫu.
PN-C, PN-T, PN-H- tổn thất ngắn mạch trong cuộn dây điện áp cao,
trung, hạ áp của máy biến áp tự ngẫu đợc tính theo các công thức sau:

(
(
(

AP N C =0,5. ΔAP N . C−T +

ΔAP N . C−H
2

−

ΔAP N . T− H

)
)

α
α2
ΔAP N . C−H ΔAP N .T −H
ΔAP N −T =0,5 . ΔAP N .C−T − 2
+ 2
α
α
ΔAP N . C−H ΔAP N .T −H
ΔAP N −H =0,5 . − ΔAP N . C−T + 2
+ 2
α
α

)

(2-9)

Cho PN.C-T = 290 (kW)  PN.T-H = PN.C-H = 0,5.PN.C-T = 145(kW)
Từ đó ta tính đợc: PN-C = PN-T =145 (kW)  PN-H = 435(kW)

35 ,7 2
16 ,64 2
19 , 062
ΔAA B1 =ΔAA B 2 =75. 8760+365 .[ 145 . 2 +145 . 2 +435 . 2 . 4 +
125
125
125

(

)

+ 145.

26 , 82
7 ,73 2
19 , 07 2
25 , 4 2
7 , 732
17 , 672
+145.
+435
.
.
2+
145
.
+145
.
+435

.
.2+
1252
1252
125 2
1252
125 2
1252

+ 145.

49 , 322
7 ,732
41, 6 2
42 , 32
1,8 2
40 .5 2
+
145.
+
435
.
.
2+
145.
+145.
+
435
.
. 2+

1252
1252
1252
1252
1252
125 2

(
(

) (
) (

)

)

54 , 22
1,8 2
52 , 4 2
33 , 82
2 ,352
36 , 15
+ 145. 2 +145. 2 +435 . 2 .2+ 145 . 2 +145 . 2 +435 . 2 . 4 ]
125
125
125
125
125
125

(
(

) (
) (

)

50 ,12
13 , 67 2
36 , 432
32, 12
13 , 672
18 , 43 2
+ 145. 2 +145 . 2 +435 . 2 . 2+ 145 . 2 +145. 2 +435 . 2 . 4 ]
125
125
125
125
125
125

)

=1044251,9 (kWh)
Nh vËy tæng tổn thất điện năng hàng năm trong các máy biến áp của phơng án I là:
A = 2.AB1 +2. AB3
A =2. 1044251,9 +2.2377881,79 = 6844,27.103(kWh).

V. TÝnh dßng cìng bøc cho phơng án I :

1. Cấp điện 220 kV :
a. Mạch ®êng d©y
9

1
5


đồ án môn học

nhà máy điện

Dòng cỡng bức đợc xét khi phụ tải hệ thống cực đại.
SV

HT max

3 .U tb

=

108 , 4
√ 3 . 220

Icb =
= 0,28 (kA)
Icb = 0.23 (kA)
b. Mạch máy biến áp tự ngẫu:

- Khi bình thờng : Scmax = 54,2(MVA)
- Khi sù cè B3 : Sc = 18,27(MVA)
- Khi sù cè B1 : Sc = 44,33(MVA)
Sc max

54, 2
Icb = √3 . U dm = √3. 220 = 0,142 (kA)
Vậy dòng điện cỡng bức phía điện áp 220 kV là
Icb 220KV: 0,28 (kA)
2. Cấp điện áp 110kV :
a. Mạch đờng dây kép:
Phụ tải trung áp gồm 1 đờng dây kép và 4 đờng dây đơn
STmax=118,75 MVA, công suất các mạch nh nhau nên ta có công suất đ118,75
6
ờng dây kép là: 2.
=39,58 (MVA).

Dòng điện cỡng bức là dòng điện làm việc khi sự cố một mạch của lé
kÐp.
.

S max

=.

39 , 58
√ 3 . 110 = 0,21 (kA)

Icb = 3 U tb
b. Mạch máy biến áp B3 và B4:

MBA B3 và B4 nối bộ với máy phát điện nên dòng điện cỡng bức đợc
xác định theo quá tải cuộn dây phần tĩnh máy phát điện.
S dmF

=1 , 05.

62 , 5
√3 ' . 110

Icb = 1,05.I®mF = 1,05. 3 . U dm
= 0,344(kA)
c. Mạch trung áp máy biến áp tự ngẫu:
Là dòng điện làm việc khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu
Khi bình thờng STmax = 2,355 (MVA)
Khi sù cè B3 : ST = 30,28 (MVA)
Khi sù cè B1 : ST = 2,5 (MVA)
ST max

Icb = 3 . U dm =

30 ,28
3 .110

= 0,16(kA)
Vậy dòng điện cìng bøc phÝa 110kV : Icb 110kV = 0,344 (kA)
9

1
6

đồ án môn học

nhà máy điện

3. Cấp điện áp 10,5 kV :
Máy phát điện đợc phép quá tải 5%
S dmF

Icb = 1,05.Ibt = 1,05. √3 . U dm =

62,5
Icb = 1,05. 3.10,5 = 3,6 (kA)
Phụ tải điện áp máy phát gồm 1 đờng dây kép và 6 đờng dây đơn
SUFmax = 11,5(MVA) công suất các mạch nh nhau nên ta có công suất đ2.

11, 5
=2, 87 (MVA ).
8

ờng dây kép là : 2.
khi sự cố một mạch của lộ kép.
I cb=

S max

3. U dm

=

dòng điện cỡng bức là dòng lµm viƯc

2 ,875
=0 , 16( kA )
√ 3 .10 , 5

Vậy dòng điện cỡng bức của cấp 10,5kV là 3,6(kA)
Bảng tổng hợp dòng điện cỡng bức phơng án I :
U(kV)
220
110
Icb (kA)
0,28
0,344
B. Phơng án II:

10,5
3,6

I. Chọn máy biến áp.

1. Chọn máy biến áp nối bộ 3 pha 2 dây quấn.
Chọn theo ®iỊu kiƯn:
S®mB  S®mmF = 62,5 (MVA).
a. Chän m¸y biÕn ¸p B1 phÝa 220 kV:
- Chän m¸y biÕn ¸p B1 Có ký hiệu: TPH-63 H-63 có các thông số đợc ghi
trong bảng sau:
Sđm
Điện áp (kV)
Tổn thất (kW)

Giá
U
I
N%
0%
C
H
P0
PN
(MVA)
103USD
63
230
11
67
300
12
0,8
650
b. Chọn m¸y biÕn ¸p B4 phÝa thanh gãp 110 kV.
M¸y biÕn ¸p B4 chän t¬ng tù nh ph¬ng ¸n I cã mà hiệu: TPH-63 H-63 có
các thông số đợc ghi trong bảng sau:
Sđm
(MVA)
63

Điện áp kV
Cao
Hạ
115

10,5

Tổn thất (KW)
P0
PN
59

245

UN%

I0%

10,5

0,6

Giá 103
USD
450

c - Chän m¸y biÕn ¸p tù ngÉu: B2,B3:
9

1
7


đồ án môn học

nhà máy điện

Tơng tự nh phơng án 1

1
1
. SdmF =
0,5 .62,5 = 125 (MVA)
Theo ®iỊu kiƯn : Sđmb
Chọn đợc B2 và B3 cùng loại: ATH-63 TH-125 có các thông số kỹ thuật đợc
ghi ở bảng sau:
Điện áp (kV)

Sđm
(MVA)

C

T

H

125

230

121

11

P0

PN

(kW)

CT

75

290

UN%

T-H

CH

-

-

C-T

CH

T-H

I0%

11

31

19

0,6

Giá
103U
SD
650

II. Phân bố phụ tải trong máy biến áp :

1. Đối với máy biến áp B1 và B4
Công suất truyền tải trong mỗi cuộn dây đợc xác định nh sau:
1
1
.
.
SB1 = SB4 = SđmF 4 Stdmax = 62.5 – 4 17,3= 58,2 (MVA)

2. §èi víi máy biến áp tự ngẫu B2 và B3
Công suất qua cuén cao cña MBA tù ngÉu nh sau:
S HT (t )−S B 1 (t )
2
SC B2(t) = SC B3(t) =
C«ng suÊt qua cuén trung cña MBA tù ngÉu :

S T (t )−S B 4 (t )
2
ST B2(t) = ST B3(t) =
Công suất qua cuộn hạ của MBA tự ngẫu :
SH B2(t) = SH B3(t) = SC B2(t) + ST B2(t)
TÝnh toán cho từng thời điểm ta đợc kết quả ghi trong b¶ng sau:
t (giê)
8  10 12 14 18  20 
0  44  66  8
10
12
14
18
20 24
S(MVA)
SCB2 = SCB3
6,6 -2,31 -3,75 20,23 13,15 25,1
4,8
21,02 3,01
ST B2 = ST B3

12,47 21,37 21,37 21,37 27,31 27,31 30,28 15,43 15,43

SH B2 = SH B3

19,07 19,06 17,62 41,6 40,52 52,41 35,08 36,45 18,44

III. Kiểm tra quá tải của phơng án II :

1. Máy biến áp B1 và B4 :

Theo điều kiện đà chọn SđmB > SđmF nên không cần kiểm tra quá tải.
2. Các máy biến áp tự ngẫu B2 và B3 :
a. Giả sử sự cố MBA B4 hỏng.
Khi đó: STmax = 118,75 (MVA) vào thời điểm (14 - 18h)
Và: SVHT = 67,65 (MVA).
Công suất cung cấp cho phụ tải trung áp đợc truyền qua 2 MBA tự ngẫu.
HT

9

220kV

110kV

1
8


đồ án môn học

nhà máy điện

F1

F4
Công suất truyền qua cuộn trung ¸p cđa m¸y biÕn ¸p tù ngÉu:
1
118,75
.
2

ST B2 = ST B3 = 2 STmax =

= 59,38 (MVA)
C«ng st trun qua cuộn hạ áp của MBA tự ngẫu.

1
1
SH = SđmF - 4 Stdmax - 2 .SUF
1
1
= 62,5 - 4 . 17,3 - 2 . 10,4 = 52,98 (MVA)
C«ng suÊt qua cn cao ¸p cđa m¸y biÕn ¸p tù ngÉu B2 vµ B3 lµ:
SC B2 = SC B3 = SH B2 – ST B2 = 52,98 – 59,38 = - 6,4 (MVA)
Dấu (-) chỉ dòng công suất chạy ngợc lại.
Lợng công suất nhà máy phát lên hệ thống là :
SC B1 + SC B2 + SC B3 = 58,2 + 2 . (- 6,4) = 22,25 (MVA)
Lợng công suất toàn nhà máy phát lên hệ thống còn thiếu so với lúc
bình thêng lµ:
SthiÕu = SHT – 36,1 = 67,65 – 45,4 = 22,25 (MVA)
SthiÕu < Sdt = 420 (MVA).
VËy khi sù cố MBA B4 thì 2 MBA tự ngẫu không bị quá tải.
b. Giả sử hỏng MBA tự ngẫu B2 (hoặc B3) vào lúc phụ tải trung áp đạt
cực đại.
HT

220KV

110kV

v

B1
9

B2

B3

B4

1
9


F1

F2

F4

F3

đồ án môn học

nhà máy điện

Khi sự cố máy biến áp tự ngẫu B2 thì MBA tự ngẫu B3 phải tại một lợng
công suất là :
S = STmax SB4 = 118,75 – 58,2,5 = 60,55 (MVA)
C«ng suÊt thùc tÕ :
SB3 = .SđmB = 0,5 . 125 = 62,5 (MVA)

Mà MBA cho phép quá tải với hệ số Kqtsc = 1,4 (hệ số quá tải cho phép)
S
60,55
Kqtsc = S B 3 = 62,5

= 0,97< 1,4
Vậy máy biến áp thoả mÃn điều kiện kiểm tra.
- Xét phân bố công suất khi B2 bị sự cố :
* Công suất truyền tải quả cuộn hạ áp của MBA tự ngẫu B3 :
1
SH B3 = S®mF – ( 4

1
Stdmax – 2 SUF) = 63,38(MVA)

* Công suất truyền tải qua cuộn trung áp của MBA tù ngÉu B3 :
ST B3 = STmax – SB4 = 118,75 58,2 = 60,55 (MVA)
* Công suất truyền tải qua cuộn cao áp của MBA tự ngẫu B3 là:
SC B3 = SH B3 – ST B3 = 63,38 – 60,55 = 2,83 (MVA)
Lợng công suất toàn bộ nhà máy phát lên hệ thống là:
SB1 + SC B3 = 58,2 + 2,83 = 61,03(MVA)
So với bình thờng lợng công suất phát vào hệ thống còn thiếu:
Sthiếu = 67,65 61,03 = 6,62 (MVA)
SthiÕu = 6,62 (MVA) < Sdt =420 MVA thoả mÃn điều kiện.
Kết luận : Các máy biến áp đà chọn trong phơng án II hoàn toàn hợp lý
đảm bảo kỹ thuật, làm việc tin cậy, không có máy biến áp nào làm việc trong
tình trạng quá tải.
IV. Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp cho phơng án II.

1. Tổn thất điện năng trong máy biến áp B1

Theo c«ng thøc:
ΔAA= ΔAP0 .T +ΔAP N .

S max

2

[ ]
S dmB

.



Trong đó:
- P0, PN: tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch trong MBA.
9

2
0