Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp phần 1

PGS. TS. PHẠM VĂN HÒA

ThS. PHẠM NGỌC HÙNG - TS. vũ HOÀNG GIANG

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN

TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
VÀ TRẠM BIẾN ÁP

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT


THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ
TRẠM BIÊN ÁP
Bản quyền © thuộc về tác giả Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật
giữ quyền công bố tác phẩm.

Không phần nào trong xuất bản phẩm này được sao chép hay phát
hành dưới bất kỳ hình thức hoặc phương tiện nào mà không được sự cho .
phép trước bằng văn bản của tác giả.
Chúng tôi luôn mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp của
quý vị độc giả để cuốn sách ngàv càng hoàn thiên hơn.


ntã f/au
~AThu cầu điện năng theo sự phát triển kinh tế của đất nước
I V ngày một tăng, do vậy việc phát triển các nhà máy điện là
một tất yếu. Việc tìm hiểu, nghiên cứu tính tốn và thiết kế phần

điện trong nhà máy điện và trạm biến áp là rất cần thiết. Với kinh
nghiệm nhiều năm giảng dạy đại học chuyên ngành Hệ thong

điện, chúng tôi viết cuốn sách “Thiết kế phần điện trong nhà
máy điện và trạm biến áp” nhằm phục vụ cho việc học tập của
sinh viên chuyên ngành Hệ thống điện thuộc các hệ đào tạo chính
quy, hệ liên thơng, hệ vừa làm vừa học và hệ kỹ thuật cao đẳng
trong tính tốn thiết kế mơn học, thiết kế tốt nghiệp. Sách cũng có
thể làm tài liệu tham khảo cho các kỹ sư và cản bộ đang công tác
trong các lĩnh vực thuộc ngành Kỹ thuật điện.
Tập thể tác giả xỉn chân thành cảm om các cán bộ giảng dạy thuộc
chuyên ngành Hệ thống điện trong các trường đại học đã tận tình
giúp đỡ để hồn thành cuốn sách này.

Chúng tôi trân trọng cảm ơn và rất mong nhận được sự đóng góp
của độc giả để cuốn sách ngày một hồn thiện hơn.
Các ỷ kiến đóng góp xin được gửi về Khoa Kỹ thuật điện, Trường
Đại học Điện lực 235 Hoàng Quốc Việt - Hà Nội.
Các tác giả


MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu............................................

3

Danh mục các từ viết tắt............................................................................................ 8
Giới thiệu chung.......................................................................................................... 9

Chương 1
TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT,
ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY NHÀ MÁY ĐIỆN

1.1. Chọn máy phát điện....................................................................................... 12
1.2. Tính tốn cân bằng cơng suất cho nhà máy điện.................................. 12
1.2.1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy..............................
13
1.2.2. Đồ thị phụ tải tự dùng..................................
14
1.2.3. Đồ thị phụ tải các cấp điện áp........................................................ 15
1.2.4. Đồ thị công suất phát về hệ thống.................................................15
1.3. Đồ xuất các phương án nối dây cho nhà máy điện...............................18

Chương 2
TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIỂN ÁP
2.1. Phân bố công suất cho các MBA

23

..............................

2.2. Chọn loại và công suất định mức các MBA......................................... 29
2 .2.1. MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây 29

2 2 2. MBA liên lạc.........................................................................30
2.3. Tính tốn tổn thất điện năng trong các MBA...........................
.43
2.3.1. Tính tốn tổn thất điện năng trong só đồ bộ MPĐ-MBA

hai cuộn dây................
..........43
2.3.2. Tính toán tổn thất điện năng trong MBA hai cuộn dây

mang tải bậc thang..........................
.......43
2.3.3. Tính tốn tốn thất điện năng trong MBA ba cuộn dây
mang tải bậc thang.......................
2.3.4. Tính tốn tổn thất điện năng trong MBA tự ngẫu
mang tải bậc thang..................................

44

45

Chương 3
TÍNH TỐN KINH TẾ - KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI Ưu
3.1. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối....................

.....46

3.2. Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu...........................50
3.2.1. Vốn đầu tư... .................
50


3.2.2. Chi phí vận hành hàng năm............................................................ 51
3.2.3. Lựa chọn phương án tối ưu............................................................ 53

Chương 4
TÍNH TỐN NGẮN MẠCH
4.1. Chọn điểm ngắn mạch................................................................................. 54
4.2. Lập sơ đồ thay thế........................................................................................ 56
4.3. Tính tốn dịng điện ngắn mạch theo điểm.......................................... 58

4.3.1. Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản...................................................58
4.3.2. Tính tốn dịng điện ngắn mạch.................................................... 61
4.4. Tính dịng ngắn trong lưới điện trung hạ áp.......................................... 66

4.4.1. Giới thiệu chung.................................................................................66
4.4.2. Tính tốn dịng điện ngắn mạch lưới trung áp......................... 68
4.4.3. Tính dịng điện ngắn mạch lưới hạ áp......................................... 70
4.5. Tính xung lượng nhiệt của dòng điện ngắn mạch............................... 73
4.5.1. Giới thiệu chung................................................................................. 73
4.5.2. Xác định xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ BNck............. 73
4.5.3. Xác định xung lượng nhiệt thành phần không chu kỳ BNkck.. 75

Chương 5
CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN
5.1. Tính
5.1.1.
5.1.2.
5.1.3.

tốn dịng điện làm việc và dịng điện cường bức.....................77
Mạch đường dây................................................................................. 77
Mạch máy phát điện......................................................................... 78
Mạch máy biến áp............................................................................. 78

5.1.4. Mạch thanh góp.................................................................................. 78
5.1.5. Các mạch khác....................
79
5.2. Chọn máy cắt và dao cách ly..................................................................... 79
5.2. ’ 1. Chọn máy cắt (MC)...................................................................... 79
5.2.2. Chọn dao cách ly (DCL)................................................................. 81

5.3. Chọn kháng điện phân đoạn....................................................................... 81
5.3.1. Điều kiện chọn kháng phân đoạn................................................. 81

5.3.2. Xác dịnh dịng điện bình thường và cưỡng bức
qua kháng phân đoạn............................................................. 82
5.4. Chọn cáp và kháng điện đường dây cho phụ tải địa phương
cùng cấp điện áp máy phát...................................................................86
5.4.1. Sơ đồ cấp điện cho phụ tải địa phương...................................... 86
5.4.2. Tính tốn lựa chọn cáp 1................................................................ 87
5.4.3. Chọn kháng điện đường dây (KĐ)............................................... 90


5.5. Chọn MBA và cáp điện cho phụ tải địa phương khác cấp điện áp
máy phát.................................................................................................... 95
5.5.1. Sơ đồ điện cấp điện cho phụ tải địa phương............................ 95

5.5.2. Chọn MBA....... .............

.................................. 96

5.5.3. Chọn các cáp sau MBA.................................................................. 96

5.6. Chọn thanh dẫn, thanh góp cứng............................................................... 96
5.6.1. Chọn loại và tiết diện....................................................................... 97
5.6.2. Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch.....................................98
5.6.3. Kiểm tra ổn định động có xét dao động riêng....................... 102
5.6.4. Chọn sứ đỡ........................................................................................ 103
5.7. Chọn thanh dẫn, thanh góp mềm.............................................................104
5.7.1. Chọn loại và tiết diện..................................................................... 104
5.7.2. Kiểm tra điều kiện phát sinh vầng quang................................. 104

5.7.3. Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch...................................... 105

5.8. Chọn máy biến áp đo lường..................................................................... 105
5.8.1. Máy biến điện áp............................................................................. 105
5.8.2. Máy biến dòng điện.........................................................................108

Chương 6
TÍNH TỐN Tự DÙNG
6.1. Điện tự dùng của nhà máy nhiệt điện...................................................111
6.1.1. Sơ đồ cung cấp điện tự dùng....................................................... 111
6.1.2. Chọn các MBA cho điện tự dùng.............................................. 114
6.1.3. Chọn MC và khí cụ điện..............................................................114

6.2. Điện tự dùng của nhà máy thủy điện..................................................... 115
6.2.1. Nhà máy thủy điện công suất nhỏ.............................................. 115
6.2.2. Nhà máy thủy điện cơng suất trung bình.................................. 117
6.2.3. Nhà máy thủy điện công suất lớn............................................... 118
6.2.4. Chọn máy cắt và khí cụ điện........................................................ 120

6.3. Điện tự dùng cho trạm biến áp................................................................ 120

TỔNG KẾT
1. Giới thiệu chung............................................................................................. 122
2. Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy.......................................................122.

3. Kết quả tính tốn kinh tế - kỹ thuật........................................................... 123

4. Sơ đồ nối điện chính, kể cả tự dùng.......................................................... 123
e

Ti I". 1- ’--------- i--------- 1-

—í. .. á _____ t.

TDTm

i-À.:

1

'lA


PHỤ LỤC

Phụ lục I.
MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ.............................................. 127
Phụ lục II. MÁY BIỂN ÁP ĐIỆN Lực.................................................... 134
Phụ lục III MAY CAT ĐIẸN..........................................................................166
Phụ lục IV DAO CÁCH LY............................................................................ 176
Phụ lục V. MÁY BIẾN DÒNG ĐỆN VỚI ĐỆN ÁP TRÊN 1000 V. 185
Phụ lục VI MÁY BIỂN ĐIỆN ÁP................................................................ 190
Phụ lục VII KHÁNG ĐIỆN.............................................................................. 193
Phụ lục VIII CHỐNG SÉT VAN................................
211
Phụ lục IX. SỨ CÁCH ĐIỆN.......................................................................... 215
Phụ lục X. THANH DẪN, CÁP VÀ DÂY DẪN.................................... 218
Phụ lục XI. ĐỆN TRỞ, ĐỆN KHÁNG KHÍ cụ ĐIỆN
DỨỚI1000V..............
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................

231

235


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TÁT
NMNĐ

Nhà máy nhiệt điện

CCTR

Cầu chì tự rơi

CSV

Chống sét van

DCL

Dao cách ly

HT

Hệ thống

KCĐ

Khí cụ điện

MBA

Máy biến áp

MBATD

Máy biến áp tự dùng

MBATN

Máy biến áp tự ngẫu

MBĐA

Máy biến điện áp

MBDĐ

Máy biến dòng điện

MC

Máy cắt

MPĐ

Máy phát điện

NMĐ

Nhà máy điện

NMTĐ

Nhà máy thủy điện

SCĐ

Sứ cách điện

TBA

Trạm biến áp

TBPP

Thiết bị phân phối

TĐCB

Tương đối cơ bản

TĐĐM

Tương đối định mức

TDK

Tự động điều chỉnh kích từ

TG

Thanh góp


GIỚI THIỆU CHUNG
Đe thiết lập một nhà máy điện, công việc đầu tiên là khảo sát nguồn

nhiên liệu như than, dầu, khí đốt,... đối với nhà máy nhiệt điện (NMNĐ)
hay nguồn thủy năng đối với nhà máy thủy điện (NMTĐ); tiếp theo là
đinh công suất định mức của máy phát điện, số tổ máy và phân bố công

suất cho phụ tải theo các cẩp điện áp. Đối với mỗi cấp điện áp, phải có
thiết bị phân phối (TBPP) để cấp điện cho các phụ tải theo các lộ đường

dây. Ngoài việc cấp điện cho phụ tải ở các cấp điện áp, phần cơng suất
cịn lại sẽ được cấp về hệ thống điện.
Tại nhà máy điện (NMĐ) sẽ hình thành một sơ đồ nối điện kết nối

các máy phát điện với các TBPP mà giữa chúng là các máy biến áp để
kết nối các cấp điện áp đã lựa chọn. Như vậy sẽ tồn tại các trạm biến áp
(TBA) tăng áp để cấp điện cho các đường dây cao áp tải điện đi xa.

Đường dây tải điện tới các phụ tải rồi hình thành các TBA hạ áp đế hạ

điện áp phù họp với tải.
Trong sơ đồ nối điện tại TBA hạ áp, mỗi cấp điện áp cũng có TBPP

với các lộ đường dây tải điện (tải điện năng đến và đi) mà giữa chúng

là các máy biến áp (MBA) với các cấp điện áp đã lựa chọn.
Như vậy sơ đồ điện của NMĐ và TBA cơ bản giống nhau về các
TBPP. Phần lớn nội dung của sách đề cập đến thiết kế phần điện trong

NMĐ, nhưng từ đó đảm bảo đủ kiến thức cho thiết kế phần điện trong

TBA.

Sơ đồ tổng quát của nhà máy điện thể hiện như trên Hình 0.1. Các
tổ máy phát điện của nhà máy điện phát cơng suất gọi là cơng suất tồn

Stnm(í), tiếp nhận là TBPP điện áp máy phát. TBPP cấp điện
áp này sá đó phân phổi cho phụ tải tự dùng Std(í), phụ tải địa phương
Sdp(í) ở khu vực gần nhà máy, phần còn lại đưa lên điện áp cao qua các

nhà máy

máy biến áp (MBA) tăng áp.


Hình 0.1. Sơ đồ tổng quát nhà máy điện
Thiết bị phân phối trung áp tiếp nhận công suất từ các MBA và
phân phối điện cho phụ tải điện áp trung Sut(í); đồng thời TBPP cao áp
cũng tiếp nhận cơng suất từ MBA và phân phối điện cho phụ tải điện

áp cao Suc(t).
Sau khi cấp điện cho phụ tải tự dùng và phụ tải ở các cấp điện áp,

phần công suất cịn lại cấp về hệ thống điện Svht(í). Trong trường hợp
chung nhà máy điện nối với hệ thống điện bằng đường dây kép phía

TBPP cao áp.
Một nhà máy có thể tồn tại cả TBPP cao áp và TBPP trung áp,
nhưng cũng có thể chỉ có TBPP cao áp nếu khơng có phụ tải trung áp.

Nhiệm vụ thiết kế phần điện trong NMĐ là thiết kế chi tiết toàn bộ

các phần thể hiện trong sơ đồ Hình 0.1. Thiết kế phần điện TBA cũng
tương tự như NMĐ vì cũng bao gồm các TBPP và các MBA.

Cuốn sách này trình bày các lý thuyết cơ bản về thiết kế phần điện

trong NMĐ và TBA, được phân bổ theo các chương sau:


- Chương 1. Tính tốn cân bằng cơng suất, đề suất các phương án
nối dây nhà máy điện;

-

Chương 2. Tính tốn chọn máy biến áp;

—

Chương 3. Tính tốn kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu;

-

Chương 4. Tính tốn ngắn mạch;

-

Chương 5. Chọn khí cụ điện và dây dẫn;

-

Chương 6. Tính tốn tự dùng.

Sau sáu chương là tổng kết các tính tốn bằng các bản vẽ đặc trưng

nhất trong thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp.


Chương 1
TÍNH TỐN CÂN BẰNG CỊNG SUẤT, ĐỀ XUẤT

CÁC PHƯƠNG ÁN NÓI DÂY NHÀ MÁY ĐIỆN

1.1. CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
Khi thiết kế phần điện trong nhà máy điện (NMĐ) người ta đã định

trước số lượng và công suất định mức của máy phát điện (MPĐ), vậy

chỉ cần chọn loại MPĐ tương ứng là loại NMĐ, cụ thể là MPĐ đồng bộ
tuabin hơi đối với nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) hay MPĐ tuabin nước

đối với nhà máy thủy điện (NMTĐ). MPĐ được chọn từ phụ lục, các

thông số của máy được tổng hợp theo Bảng 1.1.

Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của máy phát điện
Loại

SđmGĩ MVA

PđmG, MW

UđrnG, kv

coscp

X”d

X’đ

x2

1.2. TÍNH TỐN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CHO NHÀ
MÁY ĐIỆN
Trong nhiệm vụ thiết kế, số liệu cho trước bao gồm công suất cực

đại Pmax, hệ số công suất coscp và bảng biến thiên hằng ngày dạng phần

trăm p%(t) đối với phụ tải từng cấp điện áp, cũng như bảng biến thiên
phát cơng suất tồn nhà máy (đồ thị phụ tải toàn nhà máy) dạng phần

tramPy^t), lượng phần trăm và hệ số công suất điện tự dùng C0S(ptd.-

Dựa vào các số liệu trên tiến hành xây dựng đồ thị phụ tải toàn nhà máy,

đồ thị phụ tải tự dùng, đồ thị phụ tải các cấp điện áp và công suất phát


về hê thống biểu diễn công suất biểu kiến với đơn vị có tên MVA theo
thời gian trong ngày. Các tính tốn đuợc trình bày cụ thể như sau:

1 .2.1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy
Đồ thị phụ tải tồn nhà máy với cơng suất biểu kiến được xác định
theo cơng thức sau:

Stnmơ) = ~~~ Ptnm% (í)
cos
(1'1)

trong đó: PđmGg - công suất tổng của nhà máy, MW;

COSỌG - hệ số công suất máy phát;

PTNM%(t) - phần trăm công suất toàn nhà máy tại thời điểm t.

Đối với NMTĐ đồ thị phụ tải tồn nhà máy có thể cho dưới dạng

khác nhau như sau:
- Cho dưới dạng PĩNM%(t) thì tính tốn cơng suất phát của tồn nhà
máy được tính theo công thức (1-1).

- Cho dưới dạng mùa mưa phát 100%, mùa khơ phát 80% cơng
suất định mức tồn nhà máy thì khi đó tính tốn cơng suất phát của tồn
nhà máy được tính tốn theo mùa như sau:

+ Mùa mưa:

Stnm = n. SđmG

(1 -2)

trong đó: n - số tổ máy;
SđmG - công suất định mức của một tổ máy, MVA.

+ Mùa khô:

Stnm — 0,8.n.SđmG

(1'3)

- Cho dưới dạng mùa mưa phát hết công suất (n tổ MPĐ làm việc
ở công suất định mức), trong mùa khơ có k tổ máy nghỉ, các tổ máy cịn
lại làm việc ở cơng suất định mức, khi đó cơng suất phát của tồn nhà

máy được tính tốn như sau:


+ Mùa mưa:

Stnm — n.SđmG

(1-4)

Stnm = (n - k).SđmG

(1-5)

+ Mùa khô:

1.2.2. Đồ thị phụ tải tự dùng
1) Nhà máy nhiệt điện
Công suất tự dùng của NMNĐ phụ thuộc vào nhiều yếu tố (dạng

nhiên liệu, loại tuabin, công suất phát của nhà máy,...) và chiếm khoảng
5% đến 10% tổng công suất phát. Công suất tự dùng gồm hai thành

phần: thành phần thứ nhất (chiếm khoảng 40%) không phụ thuộc vào
công suất phát của nhà máy, phần còn lại (chiếm khoảng 60%) phụ

thuộc vào công suất phát của nhà máy. Một cách gần đúng có thể xác
định phụ tải tự dùng của NMNĐ theo cơng thức sau:
STD(t) = ^--^^(o,4 + O,6^«'|

100 coscpTD

trong đó:

(1-6)

n.SdmG )

Std(í) - phụ tải tự dùng tại thời điểm t, MVA;
a% - lượng điện phần trăm tự dùng;

coscpTD - hệ số công suất phụ tải tự dùng;

n - số tổ MPĐ;
PđmG, SđmG - tương ứng là công suất tác dụng định mức, MW

và công suất biểu kiến định mức của một tổ máy, MVA;

Stnm(í) - cơng suất phát của toàn nhà máy tại thời điểm t, MVA.
2) Nhà máy thủy điện
Công suất điện tự dùng phần trăm của tổ máy thủy điện thấp hơn
nhiều so với tổ máy nhiệt điện, chỉ chiếm từ 0,8% đến 1,5% công suất
định mức của máy phát điện. Tự dùng NMTĐ gồm tự dùng chung (sử

dụng chung cho tồn nhà máy), khơng phụ thuộc vào công suất phát

của nhà máy) và tự dùng riêng cho từng tổ máy, trong đó cơng suất cho


vậy công suất tự dùng của NMTĐ coi như không đổi theo thời gian và

được xác định theo công thức:
a % n.PđmG
STD = frT100 cos
(1-7)
V
’

1.2.3. Đồ thị phụ tải các cấp điện áp
Công suất phụ tải các cấp tại từng thời điểm được xác định theo

cơng thức:

S(t) = J^p%(t)

(1-8)

cosọ

trong đó:

S(t) - công suất phụ tải tại thời điếm t, MVA;
Pmax - công suất cực đại của phụ tải, MW;

coscp - hệ số công suất của phụ tải tương ứng;
p%(t) - phần trăm công suất phụ tải tại thời điếm t.

Dựa vào cơng thức (1-8) có thể xác định được phụ tải các cấp điện
áp: địa phương

Sdp(í),

cấp điện áp trung

Sut(í), cấp điện áp cao

Suc(t).

1.2.4. Đồ thị công suất phát về hệ thống
Theo nguyên tắc cân bằng công suất tại mọi thời điếm: công suất
phát bằng công suất tiêu thụ, không xét đến cơng suất tổn thất trong

máy biến áp, theo Hình 0.1, ta có:

STNM(t) - Svht (t) - SDP (t) - SUT (t) - suc (t) - STD (t) = 0

(1-9)

hay

Svhtơ) “ Stnmơ)-[%p(O + SOT(t) + Suc(t) + STD(t)]

(1-10)

trong đó: 'SvHĩ(t) - công suất phát về hệ thống tại thời điểm t, MVA;

Stnm(í) - cơng suất phát của tồn nhà máy tại thời điểm t, MVA;

Sdp(í) - cơng suất phụ tải địa phương tại thời điểm t, MVA;


Sưr(t) - công suất phụ tải cấp điện áp trung tại thịi điểm t, MVA;

Suc(t) - cơng suất phụ tải cấp điện áp cao tại thịi điểm t, MVA;

Std(í) - công suất phụ tải tự dùng tại thời điểm t,

MVA.

Ỏ phía thanh góp cao áp (TBPP cao áp) đồng cấp điện cho phụ tải

điện áp phía cao áp và phát công suất thừa về hệ thống; vậy công suất
tổng tại đây, gọi là phụ tải thanh góp cao áp

StgcO

sẽ được tính:

$TGC (t) -SvHT(t) + suc(t)

(1-11)

Trong trường họp khơng có phụ tải điện áp phía cao áp thì ta có:

Stgc(í) = SvHi(t)
Cần lưu ý rằng đối với NMTĐ đồ thị phụ tải tồn nhà máy Stnm(í)
trong nhiều trường hợp được phân biệt mùa mưa và mùa khơ thì cơng

suất phát về hệ thống Svưr(t) và phụ tải thanh góp cao SiGc(t) cũng cần
được tính theo từng mùa.

Sau khi tính tốn phụ tải từng cấp, tự dùng và công suất phát về hệ
thống, kết quả được tổng họp dạng bảng theo mẫu Bảng 1.2 với chú ý:
- Khi cơng suất phát tồn nhà máy phân biệt theo mùa thì các hàng

là cơng suất phát tồn nhà máy, cơng suất phát về hệ thống, phụ tải

thanh góp cao áp được tách thành hai hàng, mỗi hàng cho một mùa.
- Tùy theo số liệu của đề bài khơng nhất thiết phải có đầy đủ các

hàng nêu trên vì số hàng phụ thuộc vào số phụ tải ở các cấp điện áp.

Bảng 1.2. Bảng tổng hợp đồ thị phụ tải các cấp
"

-—-—J
Phụ tải

——_____

Công suất phát toàn nhà máy

Phụ tải tự dùng
Phụ tải địa phương
Phụ tải cấp điện áp trung
Phụ tải cấp điện áp cao
Cơng suất phát về hệ thống

Phụ tải phía thanh góp cao

Từ... đến

Từ... đến


Bảng 1.3. Ví dụ bảng tổng hợp đồ thị phụ tải các cấp
0-4

4-8

8 -12

12-18

18-24

318,75

300,00

375,00

356,25

337,50

Std(í) (MVA)

16,25

15,71

17,86

17,32

16,79

Sop(t) (MVA)

17,83

14,27

13,37

15,16

17,83

Suĩ(t) (MVA)

54,00

63,53

63,53

63,53

57,18

Suc(t) (MVA)

90,00

95,00

100,00

90,00

90,00

SvHĩ(t) (MVA)

140,67

111,49

180,24

170,24

155,71

t(h)
Stnm(í) (MVA)

Số liệu Bảng 1.3 là ví dụ cụ thể minh họa cho Bảng 1.2. Từ số liệu
này có thể vẽ được đồ thị phụ tải tổng hợp như Hình 1.1.
s (MVA) 4QQ

012345678 9101112131415161718152(21222324
^STD OSDP S3SUT 0SUC ESVHT
Hình 1.1. Ví dụ đồ thị phụ tải tổng hợp (vẽ theo số liệu Bảng 1.3)

Hình 1.1 được xây dựng theo nguyên tắc đồ thị phụ tải ở các cấp

đien án rtii’/'Y/-'

K/-.-.I.

1A /4-À -TUI

4-,,. -4-'


tiếp theo là đồ thị phụ tải địa phương, phụ tải cấp điện áp trung, phụ tải
cấp điện áp cao và cuối cùng là đồ thị công suất phát về hệ thống. Như

vậy trong quá trình xây dựng đồ thị phụ tải tổng họp phải làm các phép

tính cộng dồn giá trị công suất. Đường trên cùng của đồ thị phụ tải chính

là cơng suất phát tồn nhà máy.
Việc tính tốn cân bằng cơng suất tại các TBA dạng đồ thị phụ tải

các cấp điện áp và điện tự dùng có thế thực hiện tương tự và sẽ đơn giản

hơn so với NMĐ.

1.3. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CHO NHÀ
MÁY ĐIỆN
Căn cứ vào kết quả tính tốn phụ tải và cân bằng công suất để đề

xuất các phương án nối điện cho nhà máy điện. Các phương án được đề
xuất dựa trên một số nguyên tắc cơ bản như sau:

• Ngun tắc 1: Có hay khơng thanh góp điện áp máy phát

Giả sử sơ đồ nối điện NMĐ khơng có thanh góp (TG) điện áp máy

phát, khi đó phụ tải địa phương được cung cấp điện trực tiếp từ hai đầu
cực MPĐ, phía trên máy cắt hạ áp của MBA liên lạc. Quy định về mức

công suất được cung cấp điện từ đầu cực MPĐ là không quá 15% cơng

suất định mức của nó. Vậy ta có:
qmax

- Pp--.100<15%
2-SđrnG

(1-12)

Nếu điều kiện (1-12) thỏa mãn thì giả thiết trên là đúng và cho phép
lựa chọn sơ đồ TBPP không cần thanh góp điện áp máy phát. Ngược

lại, nếu điều kiện (1-12) khơng thỏa mãn thì cần sử dụng sơ đồ TBPP
có TG điện áp máy phát để từ đó cấp điện cho phụ tải địa phương nhằm
đảm bảo cung cấp điện an tồn và tin cậy.

Hình 1.2, a thể hiện sơ đồ khơng có TG điện áp máy phát; Hình 1.2b
minh họa sơ đồ có TG điện áp máy phát.


• Nguyên tắc 2: Chọn số lượng MPĐ ghép lên TG điện áp máy phát
Trong trường hợp có thanh góp điện áp máy phát thì phải chọn số
lương tổ MPĐ ghép lên thanh góp này sao cho khi một MPĐ có cơng
suất lớn nhất nghỉ làm việc thì các MPĐ cịn lại phải đảm bảo cơng suất

cho phụ tải địa phương và phụ tải tự dùng (của các tô MPĐ này). Phụ
tái địa phương được lấy điện hoàn toàn từ TG điện áp máy phát.

Thanh góp điện áp máy phát được phân đoạn theo số MPĐ được

ghép vào nó (mỗi MPĐ một phân đoạn) và giữa các phân đoạn là các

KĐ đơn để hạn chế dòng điện ngắn mạch khi có ngắn mạch trên TG
(Hình 1.2, b và c).

• Ngun tấc 3: Lựa chọn loại MBA liên lạc
Trong trường hợp khơng có phụ tải cấp điện áp trung, nghĩa là chỉ
có hai cấp điện áp: cấp điện áp máy phát và cấp điện áp cao, MBA liên

lạc được chọn là loại hai cuộn dây có điều chỉnh điện áp dưới tải, số

lượng là 2 MBA (Hình 1.2, c).
Trong trường họp có đầy đủ ba cấp điện áp: điện áp máy phát, điện

áp tiung và điện áp cao, đồng thời thỏa mãn hai điều kiện (i) và (ii) thì
nên dùng hai MBA tự ngẫu loại có điều chỉnh dưới tải làm liên lạc.
i. Lưới điện phía trung áp và phía cao áp đều là lưới trung tính trực
tiếp nối đất;

ii.

Hệ số có lợi a < 0,56; trong đó a - Hcdm—^Tdm với Ucdm và
TT
LJCdm

U rdm tương ứng là điện áp định mức của lưới điện phía cao áp và phía
trung áp.

Khi một trong hai điều kiện trên khơng thỏa mãn thì dùng hai MBA

ba cuộn dây loại điều chỉnh dưới tải làm liên lạc.

• Nguyên tắc 4: Chọn số lượng bộ MPĐ-MBA ghép lên TG của
TBPP điện áp trung
Chọn số lượng bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây ghép thẳng lên TG của
ĨBPP điện áp trung trên cơ sỏ’ tương ứng công suất cấn các bô và công


suất phụ tải cấp điện áp này. cần lưu ý rằng trong trường họp MBA liên

lạc là MBA ba cuộn dây thì việc ghép số bộ MPĐ-MBA hai cuộn dây
nối tới thanh góp điện áp trung phải thỏa mãn điều kiện: tổng công suất

định mức các máy phát ghép bộ phải nhỏ hơn công suất cực tiểu của
phụ tải nối tới thanh góp điện áp trung; Cụ thể là:
omin
- ỊUT

cacbo

trong đó:

(1-13)

^2SđlllG - tổng cơng suất của các bộ MPĐ-MBA hai dây quấn
cacbo

nối tới thanh góp điện áp trung;

- cơng suất cực tiểu của phụ tải nối tới thanh góp điện
áp trung.

Điều kiện (1-13) được đưa ra nhằm đảm bảo không cho công suất
truyền tải qua hai lần MBA (MBA trong bộ MPĐ-MBA hai dây quấn
và MBA ba cuộn dây), nhằm giảm tổn thất điện năng trong MBA. Tuy
nhiên, điều kiện này không áp dụng đối với trường họp MBA liên lạc

là MBA tự ngẫu vì đối với loại MBA này, chế độ truyền tải cơng suất
từ phía trung áp sang phía cao áp được khuyến khích (phía cao áp tải

được đến cơng suất định mức mặc dù phía trung áp và phía hạ áp chỉ tải
được đến cơng suất tính tốn).

• Ngun tắc 5: Có hay khơng MBA liên lạc 3 cấp điện áp
Mặc dù có ba cấp điện áp, nhưng cơng suất phụ tải phía trung áp

q nhỏ thì không nhất thiết phải dùng MBA ba cấp điện áp (ba cuộn
dây hay tự ngẫu) làm liên lạc. Khi đó có thể coi đây là phụ tải được cấp
điện từ trạm biến áp với sơ đồ là trạm hai MBA lấy điện trực tiếp từ đầu
cực MPĐ hay từ TG của TBPP phía điện áp cao. Ví dụ minh họa cho

trường họp này là sơ đồ nối điện trên Hình 1.2, d.

• Ngun tắc 6: Trường họp khơng ghép MPĐ với MBA liên lạc

Mặc dù có ba cấp điện áp, khơng nhất thiết phải ghép MPĐ với
A AID A

14

kzvvx

-4-xAtt

Z-1-.-.-0-X z-«- 1/L4

z-xA^z-r mint iron