Tkc q4 chuong 02 so do noi dien chinh (rev3)

C ương

2

SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH

10/2017
ự
m tr

n

Lê Thanh Nghị
Ninh Quốc Trung


MỤC LỤC
1.
2.
3.
3.1.
3.2.
4.

TỔNG QUAN ............................................................................................................. 1
TIÊU CHÍ THIẾT KẾ ................................................................................................. 1
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ................................................ 1
Sơ đồ nố đ n chính của Sân phân phối cao áp (SPP) ................................................ 1
Sơ đồ nố đ n chính nhà máy...................................................................................... 4
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 9

Tổng Công y P át Đ n 3
Công Ty Cổ Phần ư Vấn Xây Dựng Đ n 2

1.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhi t đ n

TỔNG QUAN

Sơ đồ nố đ n ín NMNĐ
n là một phần trong h thống đ n của nhà máy. Sơ
đồ nố đ n chính bao gồm 2 thành phần tương đố độc lập vớ n u đó là Sơ đồ nối
đ n chính Sân phân phối cao áp và Sơ đồ nố đ n chính nhà máy.
Sơ đồ nố đ n chính nhà máy th hi n cấu hình khối máy phát, máy biến áp chính,
máy biến áp tự dùng của tổ máy và mối liên kết giữa các tổ máy.
Sơ đồ nố đ n chính Sân phân phối cao áp th hi n cấu hình thanh cái và kết nối các
thiết bị cao áp.
Rev.3
2.

TIÊU CHÍ THIẾT KẾ

Tiêu chí thiết kế củ sơ đồ nố đ n chính nhà máy nhi t đ n than nhằm mụ đí đư
r sơ đồ nố đ n phù hợp với quy mô công suất, số tổ máy và yêu cầu về vận hành.
Vi c lựa chọn sơ đồ nố đ n phả đảm bảo các tiêu chí sau:

Rev.3

 Đảm bảo cung cấp đ n liên tục theo yêu cầu phụ tải.

 Đảm bảo độ dự trữ thiết bị và cơng suất khi có sự cố.
 Sơ đồ nối dây rõ ràng, thuận ti n cho vi c vận hành và xử lý sự cố.
 Bố trí thiết bị trên mặt bằng thực tế hợp lý, đơn g ản, khơng chồng chéo.
 An tồn trong lúc vận hành, sửa chữa.
 Hợp lý kinh tế trên ơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
 Thích ứng với nhiều chế độ làm vi c khác nhau.
3.

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
Sơ đồ nối điện chính của Sân phân phối cao áp (SPP)

3.1.
3.1.1.

Lựa chọn cấp điện áp đấu nối

Cấp đ n áp đấu nố được lựa chọn dựa trên quy mô công suất của nhà máy, khoảng
cách từ n à máy đến trung tâm phụ tải, quy hoạch và cấu trú lướ đ n trong khu vực.
Lướ đ n đồng bộ cho đấu nối phả được tính tốn ki m tr đ đảm bảo truyền tải hết
cơng suất của Nhà máy và thỏa mãn các đ ều ki n n ư


ín tốn đấu nối phả được thực hi n
(n+5) và (n+10);

o năm đư vào vận hành (n), năm t ứ

 Đ n áp đấu nối phả được lựa chọn t eo đ ều ki n truyền dẫn kinh tế và phù hợp
vớ lướ đ n khu vực;
 Lướ đ n đồng bộ phả đảm bảo truyền tải hết cơng suất một cách an tồn và tin

cậy trong trường hợp có sự cố N-1 và á đ ều ki n ổn định;
 Dòng ngắn mạ định mức thiết bị củ n à máy và lướ đồng bộ phải lớn ơn g á
trị tín được củ năm (n+10);
Quyển 4, Chương 2 – Sơ đồ nối điện chính
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 1 / 9


Tổng Công y P át Đ n 3
Công Ty Cổ Phần ư Vấn Xây Dựng Đ n 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhi t đ n

 Ngồi ra, cần phả xem xét đến d o động của h thống đ n khi bị ngắt một tổ máy
do sự cố.
Đ lên á p ương án đấu nối ơ sở, có th xem xét cấp đ n áp đấu nối cho các nhà
máy n ư s u
 Với quy mô cơng suất 2x300 MW có th xem xét đấu nối lên cấp 110 kV hoặc 220
kV. Cấp 110 kV chỉ xem xét đấu nối khi nhà máy gần trung tâm phụ tả và đảm
bảo tiêu thụ phần lớn công suất của nhà máy mà không phải truyền tả đ x . Cấp
500 kV chỉ xem xét khi đán g á quy mô của cụm nhà máy trong trung tâm đ n
lực lớn và quy hoạch hạ tầng;
 Với quy mô 2x600 MW nên xem xét đấu nối lên cấp đ n áp 220 kV hoặc 500 kV;
 Với quy mô 2x1000 MW chỉ xem xét đấu nối lên cấp đ n áp 500 kV.
3.1.2.

Lựa chọn sơ đồ nối điện chính Sân phân phối cao áp của nhà máy điện

Hi n tạ

ư ó quy định về sơ đồ nố đ n cho sân phân phối củ n à máy đ n. Tuy
nhiên có th tham khảo Quy địn sơ đồ nố đ n chính trạm biến áp lướ đ n truyền tải
ban hành kèm theo Quyết định số 0246/QĐ-EVNNPT ban hành ngày 3/2/2015 của
Tổng Công ty Truyền tả đ n Quốc gia, các tiêu chí quan trọng đ lựa chọn sơ đồ nối
đ n chính n ư sau:
 Lựa chọn sơ đồ nố đ n chính SPP trên ơ sở luận chứng kinh tế- kỹ thuật, đảm
bảo độ tin cậy cần thiết với chi phí thấp nhất;
 Thiết kế sơ đồ nố đ n SPP ăn ứ theo Quy hoạch phát tri n đ n lực Quốc gia/
Tỉnh/ Thành phố và theo kế hoạch đầu tư p át tr n lướ đ n truyền tải, bố trí dự
phịng xa vớ quy mô t êm 02 ngăn lộ đối với cấp đ n áp 500 kV, 220 kV và 04
ngăn lộ đối với cấp đ n áp 110 kV;
 Đảm bảo đấu nố đủ số lượng ngăn lộ đường dây, máy biến áp và thiết bị bù (nếu
có);
 Đảm bảo truyền tả đ n năng trong vùng và g ữa các vùng miền nhằm cấp đ n tin
cậy cho phụ tả và đáp ứng tiêu chí N-1;
 Có tín đến u cầu về tá
dịng ngắn mạch tính tốn;

lưới khác nhau trong vận àn đ đảm bảo hạn chế

 Đảm bảo an toàn cấp đ n khi tách thiết bị đ thí nghi m và bảo dưỡng sửa chữa,
tố ưu trong xây dựng và vận hành, thuận ti n cho giám sát ki m tra thiết bị SPP;
 Sơ đồ nố đ n SPP cần đảm bảo cho phép tách từng máy cắt và thiết bị r đ thí
nghi m định kỳ và bảo dưỡng sửa chữa;
 Đối với SPP 220 kV, nếu vi tá
bảo cung cấp đ n thì phải có mạ
và thiết bị ngăn lộ;

ngăn lộ (đường dây, máy biến áp) k ơng đảm
vịng đ truyền tải cơng suất khi tách máy cắt

 Đối với SPP 500 kV, sử dụng sơ đồ đấu nố ngăn lộ vớ

ơn một máy cắt;

 Ngoà á sơ đồ nối đ n SPP trong quy định của EVNNPT, có th áp dụng á sơ
đồ k á trên ơ sở tính tốn luận chứng chi tiết.
Quyển 4, Chương 2 – Sơ đồ nối điện chính
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 2 / 9


Tổng Công y P át Đ n 3
Công Ty Cổ Phần ư Vấn Xây Dựng Đ n 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhi t đ n

eo đó, EVNNP lựa chọn sơ đồ nố đ n 3/2 cho sân phân phối 500 kV và sơ đồ 2
thanh cái có thanh cái vòng cho sân phân phối 220 kV của của các trạm biến áp truyền
tả được xây dựng mới. rong trường hợp có nhiều ngăn lộ thì sẽ p ân đoạn thanh cái
bằng máy cắt.
Với tính chất quan trọng của nhà máy và các giả p áp tá lưới khác nhau khi vận
àn đ đảm bảo hạn chế dòng ngắn mạch, kiến nghị xem xét lựa chọn sơ đồ 3/2 cho
cả sơ đồ nố đ n của sân phân phối 500 kV và 220 kV củ n à máy đ n.

Hình 2.1: Sơ đồ thanh cái 3/2
rong trường hợp nhà máy chỉ có tổng cộng 4 xuất tuyến (2 xuất tuyến ra + 2 xuất
tuyến từ nhà máy) và khơng có kế hoạch mở rộng trong tương l , xem xét sử dụng sơ
đồ tứ giác cho sân phân của nhà máy.

Hìn 2.2 Sơ đồ tứ giác (trên ơ sở sơ đồ 3/2)
Bên cạn đó, đ vi c vận hành linh hoạt, tin cậy trong quá trìn tá lưới, xem xét sử
dụng t n á đơ và có máy cắt liên lạc giữa 2 t n á đô
o sơ đồ 3/2 của các
sân phân phối (giống sơ đồ nố đ n 220 kV n à máy đ n Phú Mỹ 1) cho các sân phân
phố ó trên 10 ngăn lộ vào ra và khu vự ó dịng đ n ngắn mạ
o ơn t êu uẩn
cho phép.

Quyển 4, Chương 2 – Sơ đồ nối điện chính
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 3 / 9


Tổng Công y P át Đ n 3
Công Ty Cổ Phần ư Vấn Xây Dựng Đ n 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhi t đ n

Hình 2.3: Sơ đồ thanh cái 3/2 sử dụng t n

á đô và ó máy ắt liên lạc

Công ngh trạm á đ n khí SF6 (GIS) đã được áp dụng tại các trạm 220kV và
110kV trọng nộ đô Hà Nội và TP.HCM. Giá đất tại các khu vực vùng sâu, vùng xa,
nơ được chọn đ xây dựng á n à máy đ n vẫn ở mức thấp nên giải pháp trạm GIS
ư được áp dụng. Tuy n ên, trong tương l k g á đất tăng lên và giá thiết bị GIS
xu ướng giảm, sẽ xem xét lựa chọn GIS thay cho sân phân phối truyền thống (AIS)

củ n à máy đ n dự trên ơ sở tính tốn luận chứng kinh tế kỹ thuật.
3.2.
3.2.1.

Sơ đồ nối điện chính nhà máy
Lựa chọn Sơ đồ khối tổ máy

Rev.3

Sơ đồ khối Máy phát – Máy biến áp chính (GEN-GSUT) đã t hi n nhiều ưu đ m về
vận àn độc lập, đơn g ản và linh hoạt, và đã được áp dụng hầu hết trong các nhà
máy thủy đ n ũng n ư nhi t đ n tại Vi t Nam. Sơ đồ khối Cụm máy phát – một máy
biến áp chính chỉ áp dụng cho các tổ máy phát rất nhỏ và k ông được xem xét.
Cùng với sự phát tri n công ngh chế tạo và vật li u, các máy cắt đầu cực máy phát
(GCB) đã ó k ả năng m ng dịng tải cao và cắt dịng ngắn mạch lớn. Vì vậy vi c
trang bị hay không trang bị GCB o sơ đồ khối GEN-GSUT cần xem xét và phân
tích.
Sơ đồ khối GEN-GCB-GSUT đã được sử dụng nhiều trong các nhà máy nhi t đ n
than tổ máy 600 MW được xây dựng gần đây n ư Vĩn ân 2, Duyên Hải 1, Duyên
Hải 3, Duyên Hải 3 mở rộng, Vĩn ân 4, Vĩn ân 4 mở rộng… Cá ưu đ m khi sử
dụng sơ đồ khối GEN-GCB-GSUT so vớ sơ đồ khối GEN-GSUT n ư s u
STT

Sơ đồ khối GEN-GCB-GSUT

1

Bảo v cụm máy phát máy biến áp tốt Thời gian cắt sự cố lâu ơn, có th gây
ơn. Đặc bi t trong trường hợp sự cố ư ỏng lan truyền.
máy phát hoặc máy biến áp, GCB

giảm thời gian cắt sự cố góp phần

Quyển 4, Chương 2 – Sơ đồ nối điện chính
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Sơ đồ khối GEN-GSUT

Trang 4 / 9


Tổng Công y P át Đ n 3
Công Ty Cổ Phần ư Vấn Xây Dựng Đ n 2

STT

Sơ đồ khối GEN-GCB-GSUT

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhi t đ n

Sơ đồ khối GEN-GSUT

nâng cao ổn định h thống, cô lập
nhanh phần tử bị sự cố.

2

3

4

C o p ép ò đồng bộ tại máy cắt đầu Chỉ ò đồng bộ tại sân phân phối cao
cực máy phát hoặc tại máy cắt sân áp.
phân phối cao áp. Vi c này làm cho
vi c vận hành sân phân phối cao áp
đơn g ản ơn do t ông t ường thiết bị
sân phân phối thuộc phạm vi vận hành
của EVNNPT.
Vớ sơ đồ có GCB, cho phép nhận
đ n ngược từ sân phân phối cao áp
thông qua GSUT khi tổ máy dừng vận
hành đ cấp nguồn cho tự dùng.

Bắt buộc phải trang bị MBA tự dùng
dự phòng/ khở động (SS ) đ nhận
đ n ngược từ sân phân phối cao áp,
cấp đ n cho tự dùng khi các tổ máy
Không cần trang bị MBA tự dùng dự dừng vận hành, và cấp đ n dự phịng
khi dừng một tổ máy bất kỳ.
phịng/ khở động.
Khơng cần thiết phải chuy n mạch tự Phải chuyền mạch tự dùng từ MBA tự
dùng nhà máy sau khi khở động.
dùng dự phòng/ khở động sang tự
dùng tổ máy.

Về mặt kinh tế các hạng mục tối thi u cần trang bị

o 2 sơ đồ khố n ư s u

STT

Sơ đồ khối GEN-GCB-GSUT

Sơ đồ khối GEN-GSUT

1

Phải trang bị mắt cắt đầu cực cho mỗi Không trang bị mắt cắt đầu cực cho
tổ máy phát.
mỗi tổ máy phát.
Tùy mứ độ dự phòng có th trang bị Phải trang bị MBA tự dùng dự phịng/
hoặc khơng trang bị MBA tự dùng dự khở động lấy nguồn từ sân phân phối
phòng/ khở động.
cao áp.
Trang bị các thiết bị cao áp và h
thống bảo v ũng n ư đường dây đấu
nối cho MBA tự dùng dự phịng/ khởi
động.

2

Cơng suất MBA phả đảm bảo đ khởi
động các tổ máy và đồng thời phải lớn
ơn oặc bằng công suất của MBA tự
dùng tổ máy lớn nhất đ đảm bảo thay
thế vai trò cấp nguồn trong trường hợp
cần thiết.
3

Trang bị các MBA tự dùng tổ máy với Trang bị các MBA tự dùng tổ máy với
tổng công suất tối thi u phải bằng tổng công suất tối thi u bằng 100%

Quyển 4, Chương 2 – Sơ đồ nối điện chính
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 5 / 9


Tổng Công y P át Đ n 3
Công Ty Cổ Phần ư Vấn Xây Dựng Đ n 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhi t đ n

150% cơng suất tự dùng tổ máy đ công suất tự dùng tổ máy.
đảm bảo có th cấp nguồn tự dùng từ rong trường hợp cần thiết, nguồn tự
tổ máy này qua tổ máy kia trong dùng cho tổ máy có th lấy từ MBA
trường hợp cần thiết.
dự phịng/ khở động.
Tổng
p í đầu tư o á ạng mục ở trên của cả 2 p ương án có th chênh l ch
khơng nhiều. Tuy nhiên xét về hi u quả lâu dài và tính linh hoạt trong vận hành, kiến
nghị áp dụng sơ đồ khố ó GCB o á NMNĐ t n.
3.2.2.

Lựa chọn máy biến áp tự dùng

Số lượng máy biến áp tự dùng tổ máy, tự dùng chung và loại máy biến áp (2 hay 3
cuộn dây) sẽ tùy thuộc vào bố trí các thanh cái tự dùng cao áp nhằm đáp ứng yêu cầu
mỗi thanh cái cao áp phả được cấp từ 02 nguồn độc lập đ đảm bảo nhà máy duy trì
vận àn trong trường hợp sự cố 1 thanh cái, đảm bảo độ dự phòng và đảm bảo được
các yêu cầu về vận hành trong các chế độ khác nhau.

Vấn đề quan trọng củ sơ đồ tự dùng nhắm giải quyết bài toán kinh tế kỹ thuật giữa số
lượng máy biến áp tự dùng, dịng ngắn mạch tại phía cao áp của tự dùng, và sụt áp của
cáp trong chế độ làm vi bìn t ường và trong chế độ khở động động ơ.
dùng
sơ đồ có nhiều máy biến áp, sẽ phân chia các phụ tả trên á p ân đoạn thanh cái khác
nhau, giảm dòng ngắn mạch trên thanh cái, các phụ tải sẽ ít bị ản ưởng đến nhau
ơn và nhà máy vận hành tin cậy ơn n ưng sẽ làm tăng
p í đầu tư b n đầu cho
máy biến áp, thiết bị đóng ắt và bảo v , tăng số lượng phần tử và tín hi u cần cho h
thống đ ều khi n, cần nhiều k ông g n ơn o lắp đặt thiết bị.
Vì vậy, rất k ó đ lựa chọn 1 sơ đồ nố đ n chung cho tất cả các nhà máy. Vi c lựa
chọn sơ đồ nố đ n tự dùng cho nhà máy phả được giải quyết trên bài toán kinh tế kỹ
thuật với với các yếu tố đầu vào đã đượ xá định rõ ràng.
rong đề án này, ư vấn nêu ra 4 p ương án sơ đồ n ư s u đ xem xét
nhà máy có 2 tổ máy.
1. Phương án 1 (mỗi tổ máy trang bị 2 MBA tự dùng 2 cuộn dây)

Quyển 4, Chương 2 – Sơ đồ nối điện chính
Ấn bản 3, tháng 10/2017

o trường hợp
Rev.3

Trang 6 / 9


Tổng Công y P át Đ n 3
Công Ty Cổ Phần ư Vấn Xây Dựng Đ n 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhi t đ n

2. Phương án 2 (mỗi tổ máy trang bị 1 MBA tự dùng 2 cuộn dây và 1 MBA tự dùng
3 cuộn dây)

3. Phương án 3 (mỗi tổ máy trang bị 1 MBA tự dùng 3 cuộn dây)

Quyển 4, Chương 2 – Sơ đồ nối điện chính
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 7 / 9


Tổng Công y P át Đ n 3
Công Ty Cổ Phần ư Vấn Xây Dựng Đ n 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhi t đ n

4. Phương án 4 (mỗi tổ máy trang bị 1 MBA tự dùng 3 cuộn dây và trang bị MBA tự
dùng dự phòng lấy nguồn từ sân phân phối cao áp)

5. Tổng hợp các Phương án
Nội dung

P ương án 1

P ương án 2

UAT #1A

Pu

Pu

UAT #1B

Pu + Ps

Pu + Ps

UAT #2A

Pu

Pu

UAT #2B

Pu + Ps

P ương án 3

P ương án 4

2*Pu + Ps

Pu + Ps

2*Pu + Ps

Pu + Ps

Pu + Ps

SST

2*Pu

Tổng công suất tự
2*(2*Pu+Ps)
dùng

2*(2*Pu+Ps)

2*(2*Pu+Ps)

2*(2*Pu+Ps)

Độ dự phịng cơng
2 x 100%
suất

2 x 100%

2 x 100%

2 x 100%

rong đó
 Pu: Nhu cầu cơng suất tự dùng một tổ máy
 Ps: Nhu cầu công suất tự dùng chung của nhà máy

 P = 2*Pu + Ps: Tổng nhu cầu công suất tự dùng của nhà máy

Quyển 4, Chương 2 – Sơ đồ nối điện chính
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 8 / 9


Tổng Công y P át Đ n 3
Công Ty Cổ Phần ư Vấn Xây Dựng Đ n 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhi t đ n

Các p ương án sơ đồ máy biến áp tự dùng đều đảm bảo độ dự phịng 2 x 100% tổng
nhu cầu cơng suất tự dùng của nhà máy. Tự dùng tổ máy và tự dùng chung nhà máy
đều đảm bảo được cấp từ 2 nguồn vớ độ dự phòng 2 x 100%.
rong 4 p ương án nêu trên, ư vấn kiến nghị thứ tự ưu t ên đ áp dụng là P ương án
1, 2, 3, 4.
4.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Jean-M r W ll ème, Sen or Expert t Alstom Gr d’s H g Volt ge Sw t ge r
Research Centre, Generator circuit breakers bring advantages to power plant owners,
.
[2]. Headquarters - Department of the Army, Technical Manual – Electric Power
Plant Design, Government Printing Ofiice, 1984.
[3]. Huỳn N ơn, Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp – phần điện, NXB ĐHQG
Thành phố Hồ Chí Minh, 2011.
[4] “Quy định Sơ đồ nối điện chính Trạm biến áp lưới điện truyền tải” ban hành kèm

theo Quyết định số 0246/QĐ-EVNNPT ngày 03/2/2015 của Tổng Công ty Truyền tải
đ n Quốc gia.
[5] Đề án “Thiết kế chuẩn Trạm biến áp cấp điện áp từ 110kV đến 500kV”.

Quyển 4, Chương 2 – Sơ đồ nối điện chính
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 9 / 9